九江长江大桥

九江长江大桥（精选4篇）

九江长江大桥 篇1

1 工程概况

九江长江大桥是一座公铁两用桥, 全长13941米, 其中铁路桥全长7675米, 公路桥全长4460米, 正桥钢梁1806米, 上层为公路, 下层为铁路, 公路设四车道和两侧人行道。正桥自北向南共11跨, 桥墩编号为0~11 (从北向南) , 桥梁组成由北向南为 (3×162+3×162) 米连续钢桁梁+ (180+216+180) 米柔性拱钢桁梁+ (2×162) 米连续钢桁梁。

2 桥面板结构

该公路桥面为250号轻骨料陶粒混凝土轻型公路桥面, 成桥后的桥面板支撑在5道公路纵梁上, 桥面板纵向每隔36米或27米断开, 设置一伸缩缝。公路正桥桥面板采用预制成型, 吊装在桥上搁置在公路纵梁上, 通过在板和板的纵向和横向接缝处浇注湿接缝, 使桥面成一纵向长度为4*9米或3*9、横向贯穿行车道的整板。预制成型的桥面板沿纵桥向每8米为一块, 横向接缝位于两道横梁的中部, 沿横桥向分为3块。公路正桥混凝土桥面板与公路纵梁之间有一设计厚度为2.3cm、3.9cm、和4.0cm三种混凝土垫层, 公路正桥混凝土桥面板搁置在该垫层上, 并通过预埋在混凝土桥面板中的螺栓, 将混凝土桥面板与公路纵梁连接在一起。 (见下图)

3 混凝土桥面板主要病害及病害统计

混凝土桥面板外观主要病害表现在:纵向湿接缝开裂、单向板支点负弯矩区纵向开裂、桥面板底部受拉区混凝土崩裂和钢筋裸露、桥面板底部受拉区裸露钢筋塑性弯折变形、桥面板底板网状裂缝、桥面板底面靠近梗腋处横向裂缝、纵向和横向湿接缝一般病害 (空洞、坑洼、错台等) 、桥面板一般病害 (底面保护层偏薄、钢筋裸露锈蚀、混凝土表面蜂窝) 等。

对桥面板与公路纵梁间的垫层病害进行统计。全桥公路正桥钢纵梁沿纵桥向按照节段 (相邻横梁之间为一节, 长9米) 划分, 共200个节段;横桥向在两主桁间有5片纵梁, 从上游向下游以次编号为“1#~5#”, 即主桁间共有1000个节段的公路钢纵梁;横桥向在桥宽18米处, 主桁外侧有4片纵梁, 在桥跨23.5米处, 主桁外侧有6片纵梁, 即主桁外侧共有944个节段的公路钢纵梁。

(1) 桥面板支撑处垫层病害分为“严重”、“较严重”、“一般”三个等级, 其中“严重”表示大面积的垫层脱落, 纵梁悬空;“较严重”表示大面积垫层开裂、松动、破碎和局部脱落, 连接螺栓松动;“一般”表示局部垫层开裂、松动和破碎。按照公路纵梁节段进行统计, 结果如表1所示, 其中主桁内桥面板垫层出现病害的纵梁节段占主桁内所有钢纵梁节段数的60%, 主桁外侧桥面板垫层处的钢纵梁节段占主桁外所有钢纵梁节段数的5.5%, 对全桥而言, 桥面板垫层出现病害的钢纵梁节段占所有钢纵梁节段数的34%。

(2) 公路正桥桥面板在纵梁支撑处 (单向板负弯矩) 存在渗水现象, 在三大拱的第7、8、9孔和连续梁的第10、11孔的2#、3#、4#纵梁支撑处较为严重。公路正桥全桥桥面板支撑处渗水及造成钢纵梁锈蚀现象病害统计如表2所示。

(3) 桥面板底表面, 存在混凝土崩裂、剥落、剥落处横向受力钢筋裸露, 有的横向受力钢筋存在明显弯折和变形。另外, 正桥各孔桥面板底部混凝土保护层普遍偏薄, 在一些桥面板底面位置, 出现露筋和钢筋锈蚀。

桥面板底表面存在横桥向的裂缝, 横向裂缝一般都位于桥面板梗腋处或靠近梗腋处, 裂缝宽度都较细, 一般在0.2mm以下。

桥面板底面有大量的网状裂缝, 这些网状裂缝在性质上属于收缩裂缝, 网状裂缝的分布和长短比较随机, 在桥面板底面各处都有发生, 网状裂缝的宽度一般在0.2mm以下。

(4) 桥面板施工接缝, 桥面板采用节段预制后现场拼接 (预留钢筋现场浇注混凝土) , 这些桥面板节段在工地用现浇混凝土进行连接的区域成为纵桥向和横桥向施工接缝, 湿接缝普遍存在空洞、坑洼、错台、开裂、露筋等病害, 以及有渗水流过遗留的锈迹, 部分湿接缝部位还存在钢筋外露、弯折变形等, 纵向湿接缝开裂处在载重车驶过时, 下绕量较大, 有明显的折角现象, 外露钢筋塑性弯折变形现象。

4 病害原因分析

(1) 车辆超载:九江长江大桥原设计标准为汽-20级, 而当前桥跨实际承受的公路活载远远超出该标准, 从大桥收费管理中心的过桥车辆称重数据看, 24小时过桥车辆中有60%的车辆超过30T, 而且绝大部分车辆的重量在20T~50T, 每日都有重量超过80T的车辆通过, 超载导致了桥面板上缘拉应力超限、垫层局部压力过大;

(2) 新老规范的差异:该桥设计和建设开始时间较早, 于1973年动工。老规范对于混凝土保护层的厚度规定偏低, 导致了部分桥面板出现混凝土崩裂、露筋和锈蚀;

(3) 施工质量:桥面板间现浇混凝土施工接缝, 由于时现场立模浇注, 限于当时的模板和施工技术, 施工接缝普遍存在错台、开裂、渗水等, 导致桥面板的整体连接性能下降和整体受力性能降低, 甚至改变了桥面板的受力模式和内力分布模式;

(4) 病害的循环作用:由于以上的几个因素造成的缺陷, 导致了公路桥面的整体受力性能降低、局部开裂渗水、造成钢筋和部分钢构件的锈蚀, 这些反过来又影响到桥面车辆的行驶, 使得车辆的冲击效应增加, 形成恶性循环。

5 维修改造方法

在保留原轻质混凝土桥面板的基础上进行各项病害的诊治, 针对检查出来的病害, 采取以下维修加固措施。

(1) 灌浆、封缝

桥面板及施工接缝, 凡裂缝宽度≥0.1mm, 做灌浆处理;凡裂缝宽度<0.1mm, 做封闭处理。在粘贴碳布范围内<0.1mm裂缝不做处理。

(2) 焊接钢板及灌胶

对于公路正桥有损伤的垫层进行维修, 首先清除干净损坏的水泥砂浆垫层, 之后对桥面板支承处的下表面进行打磨, 然后进行除尘、干燥处理;预制节段长条形钢板, 长48cm左右, 厚度3.8cm左右 (具体厚度根据当前垫层高度确定) , 把长条形钢板放置在公路纵梁与桥面板之间, 并对长条形钢板与公路纵梁的翼板进行点焊, 使其固定;最后, 把长条形钢板与桥面板下缘的空间进行分段和封闭, 但预留进出浆口, 采用低压低速的方法把灌注型粘钢胶灌入封闭空间。

(3) 重新浇注公路正桥桥面板的施工湿接缝

对检查出损伤严重的施工湿接缝, 需进行凿除原混凝土, 但保留内部的钢筋;混凝土凿除干净之后, 需对桥面板的边缘进行凿毛处理, 然后除尘。在施工接缝的下缘架立模板, 然后帮扎接缝处的钢筋, 预留钢筋伸出桥面板表面 (将与桥面铺装现浇混凝土钢筋网连接) , 原混凝土表面喷洒界面剂, 最后进行施工湿接缝的混凝土浇注和养护。

(4) 混凝土崩裂、露筋等病害

对于桥面板混凝土风化、崩裂、剥落、破损、露筋等病害, 应视钢筋部位、面积和严重程度, 采用表面封涂、修补或浇注涂层修补法, 修补材料可用混凝土胶粘剂或环氧树脂。对于钢筋锈蚀, 应视其锈蚀程度, 并分析锈蚀产生的原因, 分别用阻锈剂图刷或炭纤维布补强方法处理。

(5) 粘贴碳纤维布 (300g/m2)

公路正桥桥面板的下表面, 相邻公路纵梁之间横梁向粘贴单层碳布, 纵桥向进行搭接处理, 横桥向在桥面板梗腋处纵桥向粘贴一片碳布作为压条。粘贴碳布, 一方面可以补充构造钢筋, 另一方面可以增强桥面板混凝土的耐久性, 防护混凝土碎粒剥落, 在贴碳纤维之前, 需对粘贴面进行打磨、修补和凿平处理。特别是对有明显混凝土剥落的地方, 要进行局部修补, 修补材料可用混凝土胶粘剂和环氧树脂。

九江长江大桥 篇2

本文研究区间是长江干流宜昌站至九江站,宜昌站作为上游研究站,为三峡水库的出流控制站;九江站作为下游研究站,为鄱阳湖区长江干流来水的控制站。三峡工程是中国、也是世界上最大的水利枢纽工程三峡水库总库容亿3其中防洪库容221.5亿m3。它具有防洪、发电、航运、抗旱等巨大的综合效益。通过三峡水库的调度,长江中下游的防洪能力得到明显的提高,可使荆江河段防洪标准从10年一遇提高到100年一遇,可有效缓解两湖流域汛期水流压力。如2010年我国南方多省遭暴雨袭击,长江流域沿线防洪形势严峻,三峡水库迎来建坝以来的最大流量7万m3/s,经过三峡水库拦蓄,出库流量减小到4万m3/s,大大减轻了长江中下游防洪压力。近10多年来,长江流域频繁出现比较严重的干旱,如2006年四川、重庆大旱,2009-2010年我国西南地区出现的100年一遇的大旱等。为满足抗旱需要,2010年三峡水库在初步设计中防洪、发电以及航运三大功能的基础上新增抗旱功能,与防洪功能并列鄱阳湖是长江流域最大的通江湖泊近年来鄱阳湖区枯水期出现了罕见的低水位,2010年汛期鄱阳湖又出现了大暴雨。因此,鄱阳湖的汛情和旱情需要通过三峡水库调度来缓解压力。以九江为基点,鄱阳湖九江站距三峡大坝955 km,水流传播需要一定时间,因此计算长江干流宜昌站-九江站水流传播时间,在汛期可以预测洪峰到达的时间,提前做好防洪准备,在旱期可以预计三峡水库下泄水流发挥补水作用的滞后时间,为三峡水库的调度和鄱阳湖地区防汛抗旱提供参考。

2 研究现状

水文预报在我国广泛开展,不仅从中央到各大流域和地方省市都有专门的水文预报机构,而且大型水库、水文站也开展水文预报工作。目前我国预报水流传播时间大多采用相应水位(流量)法。童哲堂[5]等应用相应水位法对长江干流荆江河段进行水文预报,将荆江河段分段建立上下游相应水位关系曲线,分析水流传播时间,预报荆江河段各预报站点洪峰水位。在人工作业预报时,许多因素凭经验来判断或采用线性差值,预报精度还需进一步加强。祝中昊[7]介绍了长江镇扬河段的影响因子,根据时间序列理论对相应水位法做出了改进。在4年实测资料的基础上,采用多重线性回归的方法率定了模型参数,并应用于1999年的潮位预报作业。影响因子的选择具有人为性,如忽略了区间入流情况等。张晓华[11]等研究了黄河下游花园口至孙口河段水流传播规律,通过分析不同河道边界条件下水流传播的特点,研究了黄河下游宽河道水流削减和传播时间的变化规律,指出了断面平均流速、河道条件、滩地水流回归主槽的时间与水流传播时间的关系。翟媛[15]通过理论和实例分析,将影响河道洪水传播时间的因素分为河道边界条件的外部因素和洪水过程自身的内部因素。不同的入流过程,在向下游演进过程中,洪峰的传播时间与坦化率差别非常大,文章指出,对于可调控的洪水,应当根据不同的试验目标和要求,通过水库调度,对入流洪水的过程进行优化和调控。芮孝芳[12]等研究表明了水流传播时间受回水顶托的影响,考虑回水顶托影响的水位预报研究,将有回水顶托影响的河段视为多输入-单输出系统,把水位过程视为对间序列,用时间序列分析最优控制理论,建立了可考虑回水顶托影响的水位过程预报模型。

3 基本原理

分析宜昌站-九江站水流传播时间采用相应水位(流量)法。相应水位是指河段上、下站同位相的水位(流量)。用相应水位(流量)法分析水流传播时间,即是分析下游站出现与上游站同位相的水位(流量)所需的传播时间。相应水位(流量)法的根据是天然河道里水流波的运动原理,当水流波沿河道自上游向下游推进时,由于存在附加比降,而引起不断变形,表现为水流波的推移和坦化,且在传播过程中连续地同时发生。在天然河道中,当外界条件不变时,水位的变化总是由于流量的变化引起的。所以研究河道水位的变化规律,就应当研究河道中形成这个水位的流量的变化规律。设在某河段中,上下间距为L,t时刻上站流量为Qp,u,t,经过传播时间τ后,下游站流量为Qp,L,t+τ,若无旁侧入流,上、下站相应流量关系为:

式中:ΔQ为上、下站相应流量的差值,它随上、下站流量的大小和附加比降不同而异,其实质是反映水流波变形的坦化作用。另一方面水流波变形引起的传播速度变化,在相应水位(流量)法中主要体现在传播时间关系上,其实质是反映水流波的推移作用。但在相应水位(流量)法中,不直接计算ΔQ值和τ值,而是推求上站水位(流量)与下站水位(流量)及传播时间近似函数关系[1],即:

4 水流传播时间分析

选取三峡水库所在的宜昌站作为上游控制站,九江站作为下游控制站。在上、下站的水位(流量)过程线上,找到相应的特征点(峰、谷和涨落洪段的反曲点等)。根据河段上、下站实测水位(流量)资料,选取相应的洪峰水位(流量)值及其出现时间,利用这些相应特征点的水位估算宜昌站到九江站的水流传播时间。

4.1 三峡调度前水流传播时间分析

三峡水库于2006年9月正式蓄水发电。选取2006年以前典型水文年,1998年、1999年、2000年、2004年4场水流,1998年、1999年作为丰水年代表,2000年作为平水年代表,2004年作为枯水年代表,分析宜昌站到九江站的水流传播时间。选取各年宜昌站、九江站实测水位、流量资料,绘制曲线图,如图1-8。

从图1-8可以看出,宜昌站和九江站的水位和流量变化趋势基本一致,二者具有较好的相关性。宜昌站是长江干流控制站,单一上游来水。九江站是鄱阳湖区长江干流来水控制站,由于长江来水量巨大,远大于鄱阳湖五河总水量,因此鄱阳湖的高水位是受长江水位控制的。在汛期,长江高水位壅高了湖口水位,使湖水出流比降逐渐减小,甚至产生负比降致使长江水倒灌入湖。因此,在汛期鄱阳湖出流对长江干流九江站影响较小。其他时期湖口出流对长江干流有一定顶托影响,但由于鄱阳湖湖口出流量较小,对长江干流的影响也较小。因此九江站主要受长江来水影响相应水位流量法具有较好的适用性。天然河道里,当外界条件不变时,水位的变化总是由于流量的变化引起的,相应水位的实质是相应流量[1]。综合水位和流量两大要素,整理得到宜昌站和九江站波峰水位(流量)要素表,见表1。

表1中选取各场水流数据都是汛期洪峰的传播过程,据此整理可得各年汛期水流传播时间,见表2。

4.2 三峡调度后水流传播时间分析

三峡水库2006年9月开始进行初期运用。在2007年,大坝主体工程浇筑接近完毕,三峡水库自进入初期蓄水发电以来,首次经历了一个较为完整的运行年。选取2007年三峡水库出库流量作为上断面流量数据,九江站流量作为下断面流量数据,建立流量相关关系,如图9、10。应用相应流量法,分析图9、图10。选取两场典型洪水,三峡水库6月20日出库洪峰,于6月26日到达九江站,水流传播时间为6 d;三峡水库7月31日出库洪峰,洪峰流量40 425 m3/s,于8月7日到达九江站,水流传播时间为7 d。与三峡水库调度前典型年比较,2007年长江干流宜昌站至九江站汛期水流传播时间在5～9 d范围内。说明三峡水库对宜昌站至九江站的水流传播时间影响为增减1～2 d。三峡出库水流为宜昌站入流,不同的水流入流过程在向下游演进过程中,其传播时间和坦化率差别很大。因此,三峡水库调度对宜昌站至九江站水流传播时间有重要影响。

下面将根据三峡水库2007年(初期运行)记录的出入库流量数据,详细分析水库运行的减泄和增泄流量过程,如图9。根据三峡水库增减泄流量过程和三峡水库调度方式,分析三峡水库-九江站水流传播时间变化。

(1)1-4月,从出入库流量之差来看,有减有增,日幅度变化在3以内其中月份平均增泄小于1 000 m3/s。流量变化幅度很小,三峡水库调度对宜昌站-九江站水流传播时间影响很小。

(2)5-6月份期间,因腾空防洪库容需要,坝前库水位开始由156 m逐渐下降至144 m,相应下泄流量将加大。考虑到在144～156 m之间水库库容不大,下泄流量增加并不明显,出入库流量差值日变幅区间为-2 000～4 000 m3/s。由于流量增减幅度不大,三峡水库调度对宜昌站-九江站水流传播时间影响不大。

(3)7-9月中旬为长江主汛期,坝前水位控制在汛限水位144 m以下,当坝前过低于144 m时,三峡水库就适当蓄一些水,反之则适当多放一些水。三峡水库出库流量相对于入库流量来说,保持相对稳定。当入库流量较大时,根据下游防洪需要,水库拦洪蓄水,库水位抬高,洪峰过后,库水位仍降至144m。经过三峡水库的削峰作用,洪峰流量下降,水流传播时间变慢。如2010年7月,入库洪峰7万m3/s,经过三峡水库调蓄,出库流量4万m3/s,洪峰流量大幅下降,水流传播时间变慢,具体影响幅度视入库流量大小和三峡减泄流量大小而定。

(4)自9月中旬开始,三峡水库开始由144 m蓄水至156m,可以明显看出,在10月上中旬,水库蓄水的减泄流量明显,日流量最大减幅6 000 m3/s,10月份全月平均减泄流量为2 100 m3/s,其中在10月1日至10月20日期间平均减泄流量接近3 000 m3/s。由此可见,虽然三峡水库2007年尚处在低水头运行期间,汛后蓄水量还有限,但其减泄流量过程还是比较明显。若三峡蓄水到175 m,其减泄流量过程更加明显。因此此阶段,三峡水库调度对宜昌站至九江站水流传播时间影响较大,传播时间变慢。

5 讨论

通过分析宜昌站和九江站水位和流量的实测资料,应用相应水位(流量)法,分析得到宜昌站至九江站水流传播时间,如表2。从表2可以看出,丰水年1998年、1999年传播时间快于平水年2000年和枯水年2004年。从表2中所列的各场水流比较看出,流量大的水流,水流传播时间短。由此表明水流传播时间与水流传播速度成正比。水流流量大,流速快,根据公式:

式中:τ为传播时间;L为上下站间距;λ为断面形状系数,或称波速系数;V为断面平均流速,V越大,则τ越小。

因此,分析某一场水流的传播速度,根据曼宁公式:

式中:V为断面平均流速;n为糙率系数;R为水力半径;S为水面比降。

平均流速与河床糙率、水力半径(一般可用平均水深代替)、水面比降有关。将长江宜昌站至九江站河段分为宜昌至城陵矶河段和城陵矶至九江河段分别进行近似计算。

宜昌至城陵矶河段:查相关资料[1,13],糙率系数n取值0.017,水力半径R用平均水深代替,平均水深汛期取4.5 m,枯水期取3 m,水面平均比降S取0.42×10-4,断面形状系数λ取矩形断面系数1.67。

城陵矶至九江河段:其他系数不变,平均水深汛期取6 m,枯水期取4 m,水面比降S取值0.22×10-4。

同理,九江站至大通站距离166 km,水面平均比降取0.20×10-4,平均水深汛期取8 m,枯水期取6 m,可计算得到九江站至大通站汛期水流传播时间为1.078 d,枯水期水流传播时间为1.31 d。大通站至徐六泾站(长江口)距离528 km,水面平均比降取0.10×10-4,平均水深汛期和枯水期都取10.5 m,可计算得到九江站至大通站汛期和枯水期水流传播时间都为4.05 d。综合上述计算,整理得表3。

通过水力学方法计算,宜昌站至九江站汛期水流传播时间为6～7 d,枯水期水流传播时间为9～10 d。这种方法适用于区间来水比例不大,没有回水顶托等外界条件干扰的情况。比较表2、3所得水流传播时间,与用相应水位(流量)法所得较为一致。表2所得各年洪水传播时间,丰水年水流传播时间快于平水年,汛期快于枯水期,因此表2所得洪水传播时间是合理的。通过长江宜昌站-九江站水流传播时间分析,可以有效的预测三峡水库下泄水流到达鄱阳湖地区的时间。根据水流传播时间预报,结合鄱阳湖地区五湖的水情和降雨情况,通过三峡水库的调度,起到削峰和错峰的作用,避免长江干流洪峰与鄱阳湖五湖洪峰的相遇。在干旱时期,合理调度三峡水库的下泄水流对鄱阳湖地区起到补水作用可以缓解干旱形势根据文中对三峡蓄水前后宜昌站-九江站水流传播时间分析,丰水期三峡水库下泄水流到达鄱阳湖地区至少需要5～8 d,枯水期至少需要7～10 d。预报某场水流的传播时间时,要具体问题具体分析,找出影响水流的因素。三峡水库下泄水流为宜昌站入流,不同的水流入流过程对水流传播时间影响较大,三峡水库的调度对长江干流宜昌站-九江站水流传播时间影响较大。因此,通过三峡水库的调度,合理调控出库水流,不仅要调控进入下游河道的洪峰流量,还应对进入下游河道的洪水过程进行优化和塑造,以利于河道沿线防洪和河床冲刷,满足下游防洪和水资源利用的需要。

6 结语

九江长江大桥 篇3

关键词：宽幅移动模架,改装设计,箱梁

0 引言

佛开高速公路扩建工程九江大桥为佛开高速公路扩建工程先行工程,是佛开高速公路扩建工程中最主要的桥梁工程。扩建九江大桥位于现有325国道九江大桥和原佛开高速公路九江大桥两桥之间。桥梁全长1 820.0 m,桥面宽20.15 m。佛开扩建九江大桥南岸(40+11×50)m水上引桥上部结构采用等高连续箱梁,采用移动模架施工。

由于公司在湛江海湾大桥50 m连续箱梁施工中已有两套CDMSS50/1200移动模架系统,通过研究分析,基于原两套CDMSS50/1200移动模架系统可改装成一套适用于本工程的CDMSS50/2000移动模架系统。

1 移动模架改装设计

1.1 设计思路

湛江海湾大桥50 m连续箱梁为单箱单室结构,顶板宽12.74 m,箱梁底宽5.56 m,梁高2.6 m;佛开扩建九江大桥40 m,50 m连续箱梁为单箱双室结构,顶板宽20.15 m,箱梁底宽11.5 m,梁高3 m。

通过对湛江海湾大桥与佛开扩建九江大桥箱梁结构尺寸的对比,湛江海湾大桥连续箱梁每跨箱梁重约1 025 t,箱梁由两条钢箱(四个托架)支撑,而九江大桥连续箱梁每跨箱梁重约1 865 t,为湛江连续箱梁重的1.9倍,但箱梁可由四条钢箱梁(8个托架)支撑,箱梁荷载与移动模架承重系统基本一致,因此,对比分析得出结论CDMSS50/1200通过改装可以作为九江大桥连续箱梁施工移动模架使用。

1.2 主梁布置方案

九江大桥箱梁的重量是湛江海湾大桥的约1.9倍(1 865 t/1 025 t),湛江海湾大桥箱梁每端由单墩支撑,而九江大桥箱梁每端由双墩支撑,因此,可以采用2套湛江海湾大桥的移动模架系统主梁作为九江大桥的主梁,在不考虑荷载分配的情况下完全可以达到刚度(挠度)控制的要求。

原湛江海湾大桥移动模架均为单条主梁,单套液压油缸顶进纵移。九江大桥移动模架中间两条主梁由于不分开以整体形式进行纵移,必须要保证两条主梁纵移时的同步,避免因纵移不同步在两主梁之间的横梁上产生不利内力。经过研究,决定在原有液压系统的基础上进行改装,使中间两个液压油缸使用同一液压泵站,两条油路进行串联,可以有效的解决主梁纵移的同步问题。

通过建立模型模拟移动模架实际受力情况:在浇筑箱梁混凝土时移动模架主梁除牛腿局部等效应力达536 MPa外(进行局部加强),其余构件的应力均在200 MPa以内,其最大变形为7.6 cm,竖向变形为6.9 cm,满足受力要求(见图1)。

1.3 横梁改装设计

由于主梁的间距发生变化,箱梁的荷载分布也不相同,CDMSS50/2000的横梁较CDMSS50/1200的横梁所传递的荷载有所增加,因此,在横梁上增加一个支撑点,其布置如图2所示。

通过建立模型模拟计算(见图3,图4),横梁以及各部分连接结构均满足设计要求。

1.4 移动模架抗稳定验算

1)横移稳定验算。

横移过程中考虑7级风力影响,为确保移动模架分模后边主梁及模板系统的抗倾覆系数不小于2,通过计算在每条边主梁的外侧增加40.7 t的配重。

2)纵移稳定验算。

造桥机在前移过程中,前中后支点轮流或部分不参与受力,造桥机有时处于大悬臂简支的工况下,纵向稳定是其中的一个重要控制指标。为保证造桥机在前移过程中有足够的抗倾覆稳定系数,对前导梁最大悬臂、后导梁刚刚脱离后台车两种工况进行倾覆稳定计算。

经验算:移动模架前移到前导梁最大悬臂时其抗倾覆系数为3.48,后导梁刚刚脱离后台车时的抗倾覆系数为1.74,均处于稳定状态。

1.5 后支点悬挂的设计

后支点悬挂的方式也与湛江海湾大桥类似,吊点数量由原来两个改成四个。

但由于混凝土箱梁结构不同,九江大桥为单箱双室箱梁,千斤顶位置必须设置在三条腹板位置;且九江大桥移动模架四条主梁相对于后悬挂主梁和千斤顶位置不是对称布置。为了使四条主梁的后悬挂力均匀分布,上部千斤顶需要重新计算调整顶升力。且顶升完成后需要设置垫块垫起后悬挂梁预防千斤顶的机械故障。

原CDMSS50/1200移动模架系统经改装加工形成本工程所用的CDMSS50/2000移动模架系统。改装后的CDMSS50/2000移动模架系统最大程度的利用了原有材料:主要支点承重结构(外侧拖架),主要荷载承重结构(四条63 m长钢箱主梁)均未经改装直接利用了原结构;其他结构也大多是在原有材料基础上改装加工而成,只重新购买配备了部分易损连接件(螺栓连接板等),较好的控制了改装成本。

2 移动模架施工应用

2.1 施工工艺

本工程使用CDMSS50/2000移动模架进行箱梁施工,外模板一次成型后可重复使用,只需部分调整线形。箱梁钢筋现场进行绑扎,双室钢筋分别展开同时施工。底板、侧板钢筋绑扎好并布设好预应力管道后,即可用内模车运送内模板从移动模架系统前端开始逐段向后安装。内模板采用内模小车及液压系统拆装,内模板为大块钢模板,通过液压系统实现整段拆除,用小车运送到位后通过液压系统整段安装就位,最后通过支撑螺杆定位固定。完成全部钢筋、预应力工程后,进行箱梁混凝土浇筑工作,采用三套混凝土拌和设备生产混凝土,8辆混凝土运输车三台混凝土输送泵输送混凝土,现场人工振捣浇筑混凝土。混凝土浇筑后养生7 d,且强度达到90%后进行箱梁预应力张拉、压浆工作。预应力张拉完成后,移动模架可进行脱模,准备横移就位,再纵移动到下一孔位置进行下一孔箱梁的循环施工。

2.2 施工工艺流程图

移动模架施工工艺流程图见图5。

3 结语

设计改装后的CDMSS50/2000宽幅移动模架在九江大桥南岸50 m宽幅箱梁施工中获得了成功应用。使用CDMSS50/2000宽幅移动模架施工避免了重复多次搭设箱梁支架,既节约了大量的周转材料,又节约了支架搭设的大量人工、机械等相关费用。

CDMSS50/2000移动模架的设计与施工安全、合理、技术含量高,提高了箱梁施工的施工效率,降低了施工难度,静载试验增加了移动模架施工的安全性。同时也为移动模架在大跨度连续箱梁中的施工应用提供了宝贵的经验。

参考文献

[1]交通部第一公路工程总公司.公路施工手册桥涵手册[M].北京:人民交通出版社,1999.

九江长江大桥 篇4

1 软土层分布特征

软土层主要分布于九江市区西部的阎家渡—甘棠湖一带, 北临长江, 南依七里湖, 地面标高15 m~20 m, 分布面积约13.5 km2。出露第四系全新统冲、湖积沉积物, 厚度一般25 m~40 m, 最厚达86.5 m。其中软土层以全新统河漫滩相、湖相灰~深灰色淤泥质土为主, 埋深一般在2 m~6 m之间, 厚度一般5 m~25 m。第四系下伏为古近纪红色粉砂岩。

2 软土层的岩性和结构特征

研究区软土的岩性主要包括软塑~流塑状的软粘土和流塑状的淤泥质粘土两类, 其成因分别为长江河漫滩沉积与湖泊洼地静滞水体沉积。

河漫滩相软土 (Qhal) :岩性为灰褐色含粉砂及少量有机质的软粘土、灰褐色~深灰色有机质含量较高的淤泥质粘土。软粘土中小于0.1 mm的粉砂~粘粒含量71.7%~73.22%, 多呈层状产出, 产状较为稳定;而淤泥质土常以透镜体形式夹于软粘土之中, 含植物根系。软土厚度一般4 m~8 m, 最厚达11.84 m。埋深多小于3 m, 远离江岸, 厚度变薄, 埋深增大。

湖相软土 (Qhl) :有机质含量稍高于河漫滩相软土。软粘土一般为灰~深灰色, 呈软塑~流塑状, 云母片含量达20%~30%, 腐殖质约10%, 风干后致密坚硬;淤泥质粘土呈深灰~灰黑色, 呈流塑状态, 淤泥含量30%~40%, 可塑性较强, 可结性差, 干燥时刀切面光滑, 略具腐臭味[2]。湖相软土层从四周向湖盆中心, 由软粘土逐渐过渡为淤泥质粘土。软土埋深多小于5 m, 厚度5 m~15 m, 最厚达22.74 m。

3 软土工程地质特征

1) 天然含水量高:淤泥质粘土天然含水量为37.08%~76.00%, 液限值35.57~60.30, 天然含水量高于液限, 液性指数1.12~1.76, 呈流塑~软塑状态, 结构上为极度软弱的土层。

2) 孔隙比大:软粘土范围值为0.84~1.23, 淤泥质粘土范围值为1.08~1.98。根据孔隙比值划分 (淤泥质土为1.0~1.5, 淤泥>1.5) , 属淤泥质土和淤泥。淤泥、淤泥质土层分布不均匀, 常夹有粉土、粉细砂透镜体。易出现地基不均匀沉降或震陷等不良工程地质问题。

3) 压缩性高:压缩系数为0.55 MPa-1~1.67 MPa-1, 压缩模量为1.47 MPa~3.43 MPa, 属高压缩性土, 在附加压力作用下, 易产生较大的沉降变形。

4) 承载力及抗剪强度低:内聚力4.9 k Pa~36.3 k Pa, 内摩擦角3.1°~16.5°, 预示软土层稳定边坡将会很平缓, 挖深拓宽工程开挖量加大。容许承载力39.2 k Pa~98.1 k Pa, 预示软土地基必须处理, 以承受上部建筑物相应的荷载。

5) 土体的矿物成分对其内摩擦角的影响, 主要通过矿物的形状而起作用, 片状含量高的土体比棱角状或浑圆状矿物含量高的土体的内摩擦角低。土体饱和状态时的自然休止角一般比干燥状态时的小[2]。

6) 透水性微弱:软土渗透系数为1.30×10-6cm/s~9.69×10-8cm/s, 预示排水固结进程将十分缓慢。

4 软土震陷分析

研究区软土分布甚广, 且具埋深浅、厚度较大等特征。软粘土:其孔隙比0.84~1.23, 天然含水量28.88%~46.80%, 震陷灵敏度值1.43~1.94, 属不灵敏的土层。淤泥质粘土:其孔隙比1.08~1.98, 天然含水量37.08%~76.00%, 震陷灵敏度值3.96~21.67, 属灵敏的、稍易流动的土层, 稍经扰动, 土层结构即被破坏, 受震时可能产生较重的不均匀震陷, 震陷危害程度极大[3]。按软土地区有关经验, 对二、三级建筑物其震陷值可达30 mm~120 mm。

5 结论与建议

1) 研究区软土层具有天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、承载力及抗剪强度低、透水性微弱和触变灵敏度高等储多不良工程地质特征。2) 研究区内软土层经建筑工程、堆筑填土等多年堆载预压后, 可脱水固结, 其工程地质特征会明显好转。在工程设计取值时, 应有所区别。3) 在软土层区规划建设时, 仅对其一般工程地质性质试验分析是不够的, 应加强岩土工程勘察工作, 进行有关专题性研究, 以查明软土层的岩性、厚度、分布和工程地质特征等。4) 工程建设中必须采取适当的处理措施, 以改造其工程特性, 来满足建筑物安全可靠的要求。同时, 设计合理的基础形式并进行防震陷设计。

摘要：通过分析长江九江段软土层的分布规律、岩性结构和力学特性, 探讨了软土的物理力学性质、压密特性与震陷之间的发育规律, 研究成果可为长江九江段河道整治、工程规划和建设地基施工提供参考依据。

关键词：软土层,含水量,承载力,孔隙比

参考文献

[1]杨顺安, 冯晓腊, 张聪辰.软土理论与工程[M].北京:地质出版社, 2000.

[2]孔德坊.工程地质学[M].北京:地质出版社, 1992.