混凝土小箱梁

混凝土小箱梁（共8篇）

混凝土小箱梁 篇1

摘要：装配式小箱梁具有建筑高度低、主梁间距大、混凝土用量小、结构经济、施工快速及适应性广等特点, 因而在城市和高速公路桥梁中得到广泛应用。沈阳绕城高速公路改扩建工程新开河大桥位于东陵互通立交区内, 上部采用预应力混凝土小箱梁, 桥台采用肋板台、桩基础, 桥墩采用柱式墩, 桩基础。通过该桥的设计并结合施工中的问题, 总结一些体会, 为相关人员提供参考。

关键词：互通立交,小半径,小箱梁,预制梁长,桥面横坡调整

1 概况

沈阳绕城高速公路位于沈阳市主城区的外围, 于1995年全线建成通车, 起点位于沈阳市西侧的北李官, 经大转弯、王家沟、英达、石庙子、下深沟、金宝台, 终点至北李官闭合成环, 路线全长81.872km。

为改善区域交通条件, 拓展沈阳市城市发展空间, 我省决定启动沈阳绕城高速公路改扩建工程并获国家批准。全线采用双向八车道高速公路标准进行扩建, 设计速度调整为100km/h, 路基全宽41m (局部段落42m) , 新建桥涵设计汽车荷载等级采用公路—I级, 改造利用现有高速公路的桥涵采用原荷载标准。本项目的建设对完善国家高速公路网络, 贯彻落实国家振兴东北地区等老工业基地战略部署, 改善区域交通条件, 促进区域经济社会发展具有重要意义。

新开河大桥位于东陵互通式立交内, 左幅跨径: (25+2-30+25+25+30+25) m, 右幅孔径为6-30m, 设计交角90°, 上部采用装配式预应力混凝土预制箱梁, 先简支后结构连续, 下部为柱式墩, 桩基础;肋板台, 桩基础。本桥位于R=700m圆曲线上。左幅7号台与右幅6号台设挡土墙, 挡土墙上设内侧防撞墙。左右幅第四孔有热力管线和水管通过, 施工前应先探明管线位置。

桥位区地貌为冲洪积河谷平原区, 地势较平坦。地下水类型为第四系孔隙水及基岩裂隙水。勘探揭露地层主要为第四系种植土、圆砾、角砾, 桥位区未见不良地质现象。标准冻深1.2m。

2 设计技术标准

2.1 设计标准

(1) 汽车荷载等级:公路—Ⅰ级。

(2) 设计洪水频率:特大桥1/300, 大、中桥1/100。

(3) 结构设计安全等级:二级。

(4) 地震动峰值加速度:0.1g。

(5) 桥梁抗震设防类别:B类。

(6) 环境类别:Ⅱ类。

(7) 设计宽度:路基全宽41m, 桥梁全宽40.5m, 桥面净宽2×18.75m。

2.2 设计依据

(1) 《公路工程技术标准》 (JTG B01-2003)

(2) 《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60-2004)

(3) 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62-2004)

(4) 《公路圬工桥涵设计规范》 (JTG D61-2005)

(5) 《公路桥涵地基与基础设计规范》 (JTG D63-2007)

(6) 《公路桥梁抗震设计细则》 (JTG/T B02-01-2008)

(7) 《公路桥涵施工技术规范》 (JTJ041-2000)

3 设计要点

3.1 桥型设计 (装配式预应力混凝土箱形连续梁采用先简支后连续结构)

(1) 装配式预应力混凝土箱形连续梁按部分预应力混凝土A类构件设计。

(2) 主梁标准横断面:中梁预制宽度为2.4m, 边梁预制宽度为2.85m。

(3) 本桥位于R=700m圆曲线内, 设计时采用保持墩顶现浇中横梁宽度不变, 调整预制梁长;预制梁长变化通过跨中等截面段长度的变化来实现, 预应力筋长度的相应变化通过跨中平直段长度的变化实现。

(4) 桥面横坡由预制装配式预应力混凝土箱形连续梁和现浇混凝土桥面铺装组合而成。采用多箱单独预制, 简支安装, 现浇连续接头的先简支后连续的结构体系。为了便于模板制作和外形美观, 主梁沿纵向外轮廓尺寸保持不变。桥梁纵向按平坡设计, 横向坡度新开河大桥按3%预制。

(5) 主梁横隔板:主梁跨中设置中横隔梁。伸缩缝处梁端设端横隔板, 连续处不设横隔板。横隔板连接采用现浇湿接缝形式, 以保证梁的整体性。横隔板钢筋骨架的位置, 施工时应准确放样, 为搭接钢筋的顺利焊接及绑扎创造条件。

3.2 结构分析

3.2.1 结构分析计算

新开河大桥取 (6-30m、25+30+30+25m、25+30+25m) 三联分别进行分析计算, 按最不利组合设计。主梁按A类预应力构件设计, 采用同济大学“桥梁博士V3.2.0”程序对中、边梁分别进行纵桥向内力分析计算, 跨中荷载横向分配系数采用刚性横梁法和刚接板 (梁) 法分别计算, 支点处荷载横向分布系数采用杠杆法。桥面板计算按单向板和悬臂板计算。

3.2.2 相关参数选取

(1) 年平均相对湿度分别按环境的年平均相对湿度取70%。

(2) 墩、台不均匀沉降考虑为5mm。

(3) 结构重要性系数取1.0。

(4) 计算梯度温度时考虑9cm沥青铺装、10cm混凝土桥面铺装;梯度温度按《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60-2004) 第4.3.10条执行。

(5) 结构计算时预应力参数的选用:预应力钢筋与塑料波纹管管道壁的摩擦系数μ=0.15, 管道每米局部偏差对摩擦的影响系数κ=0.0015, 张拉端锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值△l=12mm (两端) ;混凝土的张拉龄期为14d。

(6) 桥墩及桩基础等按极限状态法及裂缝控制进行结构设计和配筋, 并考虑桩土共同作用。

(7) 钻孔灌注桩基础采用“m”法设计计算, 桩长按摩擦桩设计。

4 桥面横坡

本桥桥面铺装为9cm沥青混凝土+10cm水泥混凝土, 由于本桥设单向5%超高, 为方便施工单位施工, 本桥5%横坡由箱梁顶板3%和桥面铺装2% (只调水泥混凝土铺装) 共同形成, 每片预制梁顶板为3%, 梁中心处水泥混凝土高为10cm形成2%坡。施工时应保证湿接缝处水泥混凝土桥面最小厚度≥7.5cm, 浇注完成后水泥混凝土铺装厚度满足设计要求, 桥面铺装施工时可采取如下方法:

(1) 加密横向、纵向标高控制点, 每2~3m设立固定标记, 精确放样与高程控制:对所使用的高程控制点与附近的高程点进行联测, 以保证桥面标高的准确性。为满足设计要求, 用三等水准测量在桥面引出16个高程控制点。用全站仪每10m定一个里程控制点。以安放的振捣横梁轨道 (角钢或钢管) 的顶面进行高程控制。

(2) 本桥桥面宽度范围分成两次或三次浇注, 以保证设计的横坡, 浇注前, 桥面应充分湿润, 并以不积水为度。混凝土混合料摊铺要均匀, 布料高度略高于桥面标高2cm左右, 以备整平和收浆。人工粗平后, 用振动梁横向平行振捣密实。用人工一边整平, 一边用75mm直径的滚筒滚压数遍进行提浆滚平。进行真空吸水, 吸水时间视气温而定, 一般为10min左右, 然后用圆盘磨光机提浆及粗平, 此时可起到表层致密作用。采用长为6m, 断面为100mm×60mm的铝合金直尺纵横反复检测, 使平整度符合要求为止。

5 预制梁长

曲线中预制小箱梁桥表现在两个方面:一是内外侧弦弧差, 二是中矢高。由于曲率半径的影响表现在内外梁长不等。通常的处理方法有两种:

(1) 采用等梁长, 保证单孔梁长一致, 调整墩顶现浇段宽度 (梯形) 。这种等梁长方案施工方便, 深受施工单位欢迎。

(2) 采用变梁长, 单孔每片梁长均不相同, 墩顶现浇连续段等宽。这种方案预制梁种类多, 梁编号较多。

针对本桥由于圆曲线半径较小, 若采用第一种方案, 预制梁长不变, 单幅墩顶现浇连续段内外差值为21cm, 且每片梁墩顶负弯矩钢束长度不一致, 使得连续墩顶处结构受力变复杂, 综合对比本桥采用等梁长方法。

6 边梁外翼缘加宽

由于全桥位于R=700m圆曲线上, 为保证桥面宽度和防撞墙美观, 防撞墙必须按线形做成圆滑的曲线。本桥边梁设计采用翼缘外侧加宽, 边梁预制时做成弧形, 最大加宽值为11.2cm (标准翼缘为1.65m) 。为保证桥梁和防撞墙美观、顺滑, 设计时边梁翼缘每2m给出对应加宽值, 方便施工预制。经计算加宽后翼缘板受力满足规范要求。

7 墩顶负弯矩束处理

由于本桥圆曲线半径较小, 连续墩相邻孔主梁轴线夹角为177.54°, 墩顶负弯矩钢束在墩顶位置均为折线。按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62-2004) 的6.2条规定对各阶段负弯矩预应力损失进行手工计算, 经计算墩顶配束满足规范要求。设计时要求顶板负弯矩钢束穿束时应确保各根钢绞线保持平行状态。

8 防撞墙预埋钢筋

曲线桥防撞墙预埋钢筋施工时比较麻烦, 外弧边梁在加宽段预埋钢筋需要外移, 而内弧边梁预埋钢筋需要内移。正常施工时基本都按直线桥施工:对外弧边梁增加钢筋, 内弧边梁预埋钢筋进行切割处理。针对本桥特点, 图纸及说明书分别给出弯道内、外弧预埋钢筋准备位置以及计算方法, 不但可避免浪费材料和人力成本, 还可以保证达到设计要求质量。

9 中、端横隔板处理

由于小箱梁薄壁斜腹, 宽跨比大和内箱较小等结构特点, 对于小箱梁设置横隔板, 可以有效增加截面的横向刚度, 限制畸变应力, 在支承处横隔板还担负着承担和分布较大支承反力的作用, 特别是在圆曲线内, 同时由于偏载的存在, 需要设置横隔板调节和传递扭矩、剪力, 以改善主梁的受力。同时箱梁的端、中横隔板能使梁的横向成为整体以承受水平荷载, 达到共同受力的目的。本桥位于小半径圆曲线内, 相邻横隔板正常布置时, 在湿接缝位置偏差最大达9.5cm。为使横隔板发挥最大作用, 横隔板钢筋骨架的位置, 施工时应准确放样, 为搭接钢筋的顺利焊接及绑扎创造条件。中横隔板施工时应严格按设计给出位置和角度预制。端横隔板施工时应严格按设计给出角度预制简支端梁端 (也应调整相应封锚端, 保证伸缩缝正常安装) , 连续端按标准角度预制。

通过与施工单位交流, 这样处理方法虽然增加施工难度, 但能使主梁满足设计和规范要求。

1 0 下部盖梁设计

由于本桥处于小半径圆曲线中, 为保证主梁吊装方便, 主梁底板与挡块间预留5cm安装缝宽, 由于弯道的影响, 安装梁时, 由于施工误差有时需要对部分挡块进行凿出才能保证梁位准确, 针对这点本设计对挡块配筋进行加强。

1 1 小结

本文就小半径小箱梁设计时存在的一些普遍问题, 提出了一些比较实用的处理方法, 供设计和施工参考。

参考文献

[1]范力础.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社, 2005.

[2]JTG D60-2004, 公路桥涵设计通用规范[S].

[3]JTG D62-2004, 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].

[4]JTG/T F50-2011, 公路桥涵施工技术规范[S].

浅析预应力混凝土箱梁裂缝成因 篇2

关键词:预应力;混凝土箱梁;裂缝

中图分类号:U445.71文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)22-0149-02

1 使用混凝土箱梁的优点

在已建成的大跨度预应力混凝土梁桥中,当跨度超过40m后,横截面大多采用箱形截面。其主要优点是:

①箱形截面是一种闭口薄壁截面,其抗扭刚度大,截面效率指标较T形截面高,结构在施工和使用过程中都具有良好的稳定性。②顶板和底板面积较大,能有效地承担正负弯矩,并能满足配筋的需要,适应具有正负弯矩的结构,也更适应于主要承受负弯矩的悬臂梁、T形刚构等桥型。③适应现代化施工方法的要求。④承重结构和传力结构相结合,使各部件共同受力,截面效率高并适合预应力混凝土结构的空间布束,因此具有较好的经济性。⑤对于宽桥,由于抗扭刚度大,内力分布比较均匀,跨中无需设置横隔板就能获得满意的荷载横向分布。⑥适合于修建曲线桥,并具有较大的适应性。⑦能很好适应布置管线等设施。在设计上,箱形截面可极大地发挥预应力地效用。可提供很大地混凝土面积用于预应力束地通过,更关键地是可提供较大地截面高度,使预应力束有较大的力臂。因此,桥梁设计师可发挥箱梁和预应力地特点,顶底板纵向钢束采用平弯和竖弯相结合的空间曲线,集中锚固在腹板顶部的承托中(或锚固在腹板中),底板钢束尽可能靠近腹板加厚板(齿板)并在其上锚固。

2预应力连续箱梁裂缝的成因

预应力连续箱梁的裂缝类型主要有:边跨斜裂缝,边跨水平裂缝,中跨斜裂缝,中跨水平裂缝,边跨的水平裂缝、斜裂缝同时发生,中跨的水平裂缝、斜裂缝同时发生,底板、顶板纵向裂缝,底板、顶板横向裂缝、箱梁横隔板的放射性裂缝,预应力锚固部位齿板附近裂缝。

预应力混凝土连续箱梁裂缝从成因角度可分为:由荷载效应(如弯矩、剪力、扭矩及拉力等)引起的裂缝、由外加变形或约束引起的裂缝,主要包括“基岩效应”、地基不均匀沉降、混凝土收缩、外界温度的变化等、钢筋锈蚀裂缝、预加力次效应引起的裂缝、建材原因引起的裂缝。

根据裂缝产生部位的不同我们可将其分为:翼缘板横向裂缝和腹板斜裂缝两种。

①翼缘板横向裂缝一般发生在箱梁受纵向弯矩较大处的受拉翼缘板处,横向裂缝一般均发生在跨中底板翼缘。对于连续箱梁,横向裂缝还发生在支座负弯矩处的顶板翼缘,并且大部分出现在距支点1/3跨径范围以内,越靠近支点裂缝越严重,对于该类型裂缝,主要有以下原因引起,首先,设计时翼缘板有效分布宽度考虑不足,薄壁箱梁翼缘板有效分布宽度问题实际上就是剪力滞问题,由于理论计算剪力滞效应较为繁琐,不适于工程应用,各国普遍采用有效分布宽度的概念。由于剪力滞效应的考虑不足或计算值安全储备较低,在一些特殊荷载工况下容易发生应力过度集中,腹板处翼缘应力波峰超过允许值,因而首先在该处发生横向裂缝。在多年反复荷载的作用下,裂缝横向发展,向翼缘板中部扩展,以至于形成横向通缝。对于薄壁箱梁桥的翼缘板横向裂缝,病害原因多归于此。其次,混凝土徐变引起横向裂缝,在长期荷载作用下,受混凝土徐变影响,箱梁在运营6～7年后跨中均有不同程度的下挠现象。较大的形变引起箱梁应力重分布,给结构带来附加被动应力。由于结构所受到的外荷载不变,各截面应力增加是由附加弯矩不断变化引起的,附加弯矩随时间不断增加,直到混凝土徐变停滞为止。

同时,预应力松弛也会引起横向裂缝,对于预应力混凝土结构,箱梁内部预应力对结构应力状态有较大的影响,随着桥梁运营时间的增长,预应力钢束发生松弛效应,并且越来越明显。在现代施工中一般采用低松弛钢绞线材料,并且规范张拉工艺,但在具体操作中难免会出现与规范不相吻合的情况,力筋长期持荷加之混凝土收缩徐变影响,预应力损失也是相当严重的。同时,选用钢筋不合理也会引起横向裂缝,对于普通钢筋混凝土箱梁,钢筋与混凝土的粘结力对结构的整体刚度和裂缝的扩展有较大的影响。我们应该选用表面不光滑、化学吸附作用和握裹力都较强的预应力钢筋。

②腹板斜裂缝一般发生在支点至1/4跨之间。对于预应力和非预应力箱梁,在施工阶段以及在运营阶段,腹板经常出现斜裂缝,斜裂缝同样有多种因素引起,有设计计算、设计构造配筋、施工工艺、气候条件、日常维护、荷载工况等。部分因素在导致翼缘板出现横向裂缝的同时也是腹板斜裂缝的主要原因,首先,预应力损失过大导致腹板主拉应力过大,由于纵向预应力损失的存在,部分预应力损失超过设计计算值导致截面抗弯承载力严重下降,从而产生翼缘板横向裂缝。对于预应力混凝土薄壁箱梁结构,预应力损失也是腹板斜裂缝的主要病害原因,预应力损失量估计不足或者在实际张拉过程中操作不当引起应力损失量加大等情况经常发生,导致力筋的有效预应力达不到设计要求,从而腹板因主拉应力超过容许值而发生开裂。竖向预应力钢筋较短,张拉后少量的回缩即可产生较大的预应力损失,分批张拉产生的弹性压缩可以使预应力损失达11%,如果有超张拉情况,其损失率更大。悬臂对称施工时,挂篮一般后锚于竖向预应力螺纹钢上,在施工荷载的作用下,预应力损失也比较大。其次,温度梯度过大会导致腹板剪切应力过大,从而产生腹板斜裂缝。在阳光充足的地区,太阳直射桥面,因而桥面板温度急剧升高,靠近水面的底板温度较低,两者形成温度梯度。对于目前普遍采用的大跨度、变截面箱梁,随着截面高度变化幅度的增加及箱梁长度和支撑约束的增加,温度梯度应力沿梁长方向变化较快,对于气温变化较为强烈的地区,由于顶板翼缘受外界温度影响较大,随外界气温变化波动较为明显,导致腹板拉压应力交替频繁,在应力幅度变化较大的区域也容易出现斜裂缝。同时,腹板抗剪强度设计值不足也会造成腹板斜裂缝的出现。设计薄壁箱梁的首要目的是减轻结构自重,降低材料使用量,所以其腹板与翼缘板设计厚度较薄。箱梁腹板面积与抗剪承载力有密切的关系,而薄壁箱梁腹板面积与普通箱梁相比是小得多得,在无预应力作用情况下,腹板依靠提高腹板的箍筋配筋率和弯起钢筋得数量来提高其抗剪能力。但是在腹板厚度有限的条件下,其提高值亦是有限的。所以,薄壁箱梁腹板抗剪能力相对于普通混凝土箱梁较小,斜裂缝容易发生。

3结 语

预应力箱梁在正常使用极限状态下不应该出现梁体裂缝,但是已建预应力混凝土箱梁桥上的开裂情况却非常普遍,因此我对预应力混凝土箱梁桥典型裂缝成因进行了系统总结,望能为混凝土箱梁的设计和施工起到一定的参考价值。

参考文献:

[1]范立础,顾邦安.桥梁工程(上册)[M].北京:人民交通出版社,2004.

[2]项海帆.高等桥梁结构理论[M].北京:人民交通出版社,2001.

[3]杨文化.预应力混凝土连续箱梁桥腹板抗裂性研究[D].长沙:湖南大学,1999.

[4]陈性凯.广州华南大桥箱梁裂缝的初步分析[J].中国市政工程,1997,(3):27-29.

[5]李少波.混凝土桥梁上部结构裂缝综述[J].铁道勘测与设计,1998,(1):6-10.

混凝土小箱梁 篇3

沈康高速公路 (二期) 路基工程明沈分离式立交桥为沈康高速跨越明沈线而设, 桥梁上部结构为3×25m装配式预应力混凝土小箱梁, 采用先简支后连续体系。桥面宽26m, 每跨8片箱梁, 共计24片梁。梁高1.4m, 梁顶面宽2.4m, 底板宽1.0m, 中段腹板厚18cm, 梁端腹板厚25cm, 横隔板间距8m, 板厚18cm。

2 小箱梁预制施工工艺流程

2.1 施工工艺流程

预应力混凝土小箱梁施工工艺流程见图1。

2.2 施工工艺说明

2.2.1 预制梁场布置及底模施工

依据施工总体规划, 结合现场实际情况, 考虑便于安装, 在桥头已填筑成型路基上布置预制梁场。为避免冬季施工过长而影响预制施工进度, 现场一次性建造24个台座。考虑梁体吊运过程中拖车及吊车通行, 台座采用每四个分组布置, 组与组之间预留8m宽的过车通道。预制场地平整压实后, 制作混凝土台座, 每个台座结构尺寸为28m×1.0m×0.4m, 台座四周采用砖砌体, 厚度10cm, 以便固定拉杆孔预埋管 (拉杆孔采用PVC管, 间距80cm) , 中间填充C20混凝土, 表面磨光整平, 铺竹胶板底模。

由于本桥梁预制存在赶工问题, 一次性布置了24个浇梁台座。施工时特别注意了以下几点:

(1) 为防止梁体张拉时中间起拱, 台座两端局部受压, 在梁端两侧1.0～1.5m的台座混凝土范围内加厚台座混凝土厚度;

(2) 台座四周加设了护角角钢, 防止模板安装和拆除过程中损坏;

(3) 为达到梁底光滑和便于拆模的效果, 选用台面铺设竹胶板的方法进行处理。

2.2.2 钢筋安装

钢筋现场加工, 在预制台座上绑扎成型。为增加钢筋骨架整体性, 在底板与腹板钢筋交叉部位增加点焊数量。钢筋保护层厚度采用塑料垫片控制。

2.2.3 波纹管安装

(1) 波纹管安装以底模为基准, 按预应力包络曲线坐标定出相应位置, 将其固定在定位钢筋上。

(2) 波纹管接缝数量尽可能少, 每个接缝处严格加以密封。

(3) 在穿钢丝束以前, 波纹管所有管道端部均密封并加以保护。

(4) 波纹管在安装前应确保无变形、无渗漏现象时方可使用。

(5) 波纹管的连接, 采用大一号同型波纹管作接头管, 接头管长50mm。波纹管连接后用密封胶带封口, 避免混凝土浇注时水泥浆渗入管内造成管道堵塞。

(6) 波纹管安装时要求位置准确, 采用U型钢筋卡与支撑筋固定牢固, 避免在浇注混凝土过程中产生移位, 从而保证预力筋位置准确。端头锚垫板与波纹管孔道中心保持垂直。波纹管内穿塑料管, 防止漏浆堵塞孔道。

2.2.4 模板支立

箱梁外模采用厂家定制组合钢模板, 而内模采用定型钢支撑加竹胶板, 提前拼装成型。在梁底板及腹板钢筋绑扎就绪, 波纹管安装就位后, 开始支立梁体外侧模板和内侧模板。模板采取分节拼装, 拼接缝处加橡胶条止浆带, 竹胶板之间采用粘胶带防止漏浆。安装模板时严格控制各部位尺寸, 采取对称张拉的方法进行固定。待外模和内模安装结束后, 开始安装梁顶板钢筋及连续端二次张拉波纹管和锚垫板, 为防止张拉时局部强度不足, 造成端部混凝土开裂, 在梁端锚垫板外增设整体钢板。

为保证梁体混凝土底板振捣密实, 将内模底板预留50cm, 待底板振捣完成后人工清除多余混凝土并找平底板。

2.2.5 混凝土浇注

(1) 混凝土浇注前检查模板安装尺寸、接缝、拉杆螺栓、模板拼接螺栓等, 要求模板安装尺寸准确, 支立牢固。

(2) 梁体混凝土由拌和站集中拌和, 混凝土罐车运至现场, 25t汽车吊吊料斗入仓。

(3) 梁体浇注采取先底板、后腹板和顶板的施工方法。从梁一端循序进展到另一端, 振捣棒配合附着式振捣器进行振捣。附着式振捣器安装在侧模两侧, 其相对位置互相错开, 每侧呈梅花型布置, 以便振捣均匀, 布置间距1.0～1.2m, 不超过两倍的振捣半径。为防止梁端锚垫板位置混凝土架空, 需由专人采用Ф50振捣棒进行加强振捣。浇注梁顶板混凝土时, 仍从一端向另一端浇注, 混凝土下料一次达到设计厚度, 由人工摊平, 振捣棒振捣, 随后人工整平收面。混凝土浇注过程中随时检查模板紧固和漏浆情况。

(4) 混凝土浇注过程中, 注意对波纹管等埋件的保护, 严防发生位移和漏浆等事故。

(5) 梁体混凝土尽量安排在白天进行浇注, 便于浇注全过程的施工和监护。混凝土浇注结束后及时覆盖养护, 并派专人负责。

2.2.6 钢绞线编束

(1) 钢绞线在现场统一下料。为防止成捆钢绞线拆封后松散, 拆前采用钢管架将整捆钢绞线紧固, 然后由内圈抽出钢绞线, 按所需下料长度用砂轮切割机逐一截取, 并在每端离切口30～50mm处用铁丝绑扎。严禁使用电、气焊进行钢绞线切割。

(2) 钢绞线下料严格按照“需要长度=设计长度+工作长度”的原则截取并挂设标签, 标出盘号和使用部位。

(3) 将同束多根钢绞线通长顺直摆设, 中间不得缠绕, 每隔1～1.5m绑扎一道铅丝进行编束, 铅丝头弯进钢丝束里, 以便于穿波纹管孔时通过, 并挂牌标出长度及设计编号, 按编号分类堆放。钢束堆放时要防止弯折并有防锈措施。

2.2.7 张拉准备

(1) 张拉设备应事前率定合格, 并按率定的对应编号配套使用, 包括千斤顶、压力表、油泵等。

(2) 穿束前, 检查波纹管的严密程度, 用高压风清孔, 确保孔道清洁、畅通。为便于施工, 可在钢丝束一端采用粘胶带包裹, 防止钢绞线在穿束过程中分叉。

(3) 将锚垫板喇叭口内外清理干净, 剔除多余的波纹管, 安装工作锚及夹片, 密封工作锚和垫板, 顶紧夹片。安装限位板, 人工推到顶端紧固。用吊链吊起千斤顶缓慢向前送进, 最后使限位板刚好卧到千斤顶的空腔内。

2.2.8 预应力张拉

(1) 张拉开始前, 所有的预应力钢绞线在张拉点之间能自由滑动, 同时构件可以自由地适应施加预应力时产生的水平和垂直移动。

(2) 张拉时混凝土强度应达到设计强度, 张拉应力按设计值进行控制。张拉采取双控, 以张拉力控制为主, 钢束伸长量进行校核。

(3) 钢绞线张拉顺序严格按设计图纸规定。

(4) 钢绞线张拉施加应力控制程序为:0→0.1σcon→0.2σcon→张拉控制应力σcon, 持荷5min锚固。钢绞线以初始拉力拉紧后, 千斤顶充分固定牢靠, 将拉紧的钢绞线两端精确的做上标记, 以0.1σcon→0.2σcon的伸长值校核0→0.1σcon的伸长值, 张拉力和伸长量分阶段记录。张拉过程中应时刻观察钢绞线是否出现断丝、滑丝现象, 如有, 需控制在规范允许范围内, 否测应停止张拉, 待查明原因后再进行。

(5) 当监理工程师对预应力张拉过程及双控结果认可后, 方对钢铰线予以锚固。放松千斤顶压力时避免振动锚具和预应力钢铰线。

(6) 安全操作注意事项

张拉前应组织专门的技术交底, 并做好安全防护措施。在台座两端设置牢靠坚固的安全网, 千斤顶后面不得站人, 以防止钢绞线张拉过程中被拉断或锚具弹出伤人。高压油泵出现不正常情况时, 立即停机检查。当钢铰线实测伸长值与理论计算值校差超过6%时, 停止张拉, 查明原因;已张拉完尚未压浆的梁, 严禁搬动或剧烈震动, 以防预应力钢铰线断裂酿成重大的事故。

2.2.9 孔道压浆

采用真空压浆泵从梁的一端向另一端孔道依次进行压浆。浆液配比应符合设计要求, 现场集中拌制。注浆压力及闭浆时间严格按设计要求进行控制。

孔道压浆注意事项:

(1) 压浆前, 通过注浆孔吹入无油分的压缩空气清除管道松散微粒, 确保孔道内清洁畅通, 然后将锚具周围的钢丝间隙和孔洞填封, 以防冒浆。

(2) 压浆时, 拌制水泥浆量应与使用量对应, 防止压浆过程中缺浆造成孔道堵塞, 每一班留取不少于3组试样, 标准养生28d, 检查其抗压强度作为水泥浆质量评定的依据。

(3) 压浆时, 自梁一端注入, 而在另一端流出, 流出的稠度与注入稠度相同时方封闭出浆口;注入管在压力下进行封闭, 直到水泥浆凝固。

(4) 水泥桨自拌制到压入孔道的延续时间, 一般不宜超过45min, 水泥浆在使用前和压注过程中需经常搅动。

(5) 预制梁在压满浆后要进行保护, 一天内不得受振动, 管道内水泥浆在注入后48h内, 结构混凝土温度不得低于5℃, 否则采取保温措施。

(7) 具有完善的压浆记录, 包括每个管道的压浆日期、水灰比及掺加料、压浆压力、试块强度、障碍事故细节及需要补做的工作。

2.2.10 封锚

管道压浆后, 将梁端清洗干净, 按设计要求的断面尺寸, 用同梁体标号的混凝土封闭所有锚头, 完成梁的预制。

3 结语

混凝土小箱梁 篇4

在初步设计阶段, 现浇连续箱梁由于没有或较难利用通用图、标准图, 工程量的估算较难快速、较准确的得到, 同时, 不同设计者得出的工程量结果有时又有较大的差异。现结合近期我院设计的30多座桥梁的施工图成果, 总结出适合辽宁省高速公路现浇连续箱梁的各项工程量指标。之后, 又对我省小跨径现浇连续箱梁与国外箱梁的每平方米桥面各项指标进行了比较和分析。

2样本分析

2.1公路Ⅱ级 (表1) 。通过样板分析, 得出当每平米桥面混凝土用量为0.6左右, 预应力钢筋用量为23左右, 普通钢筋用量为110左右。

2.2公路Ⅰ级。通过分析, 可以得出当每平米桥面混凝土用量为0.65左右, 预应力钢筋用量为32左右, 普通钢筋用量为125左右。

2.3各项指标的适当变化。

2.3.1跨径越大, 每平米桥面的各项指标越大。

2.3.2当每平米桥面混凝土指标较小时, 往往钢筋指标会增大;并且若预应力钢筋指标偏小时, 普通钢筋指标会比一般值偏大。

2.3.3跨径/梁高, 会随着跨径的增大而增大。

2.3.4随着曲线半径的变小、环境类别的复杂, 各项指标会相应增加。

2.3.5当采用独柱支撑的中横梁时, 预应力钢筋指标可少量增加。

2.4与国外箱梁每平方米桥面混凝土用量的比较及分析。

2.4.1国外箱梁, 当跨径为20m~40m时, 每平米桥面混凝土用量约为0.4~0.6左右, 钢筋用量总和为95~100左右。

2.4.2而我省的现浇箱梁, 当跨径为20m~40m时, 每平米桥面混凝土用量约为0.6~0.7左右, 钢筋用量总和为125~160左右。

2.4.3我省的混凝土用量结果, 大多超过国外桥梁的10~30%, 这与以前的我国桥梁的统计结果类似。但我省的钢筋用量结果, 100%大于国外桥梁, 这与以前的我国桥梁的统计结果 (有50%低于国外桥梁) 不同。

2.4.4分析原因, 一是桥梁设计活载差异;二是我国规范对混凝土各性能指标较国外保守, 而这个保守是考虑了施工能力的现状的;三是国外桥梁的这个统计包含了预制结构, 而我省的这个统计, 是现浇结构的, 必然各项指标也会偏大。

摘要：结合实际, 针对小跨径预应力混凝土现浇连续箱梁的工程量估算方法进行了论述。

混凝土小箱梁 篇5

桥梁位于曹妃甸工业区, 道路等级为城市主干道, 桥梁全长305.06m, 横断面宽38m;下部基础为桩基础, 桥墩采用圆柱形墩, 设双支点;上部结构为4联现浇混凝土预应力箱梁, 第一、三、四联为2×30m混凝土预应力箱梁, 梁高1.6m, 底板厚22cm, 顶板厚25cm, 腹板宽55cm, 中隔梁宽50cm;第二联为2×60mT型刚构箱梁, 梁高2.0m。本工程2#轴主墩模板支设高度超过5m, 工程所在地区土质为软土、素填土。

2 地基处理及支架搭设方案

2.1 地基处理

工程地处软基施工区, 支架搭设前对地基进行处理。根据上部荷载分布情况, 分区构造人工硬壳层, 采用下部换填山皮石, 上部浇注一定厚度的混凝土, 提高地基承载力并在施工前进行超载预压措施, 检验地基承载力和施工支架的安全性, 减小软土地基在施工荷载下的沉降, 为施工荷载的稳定施加创造条件。

2.2 施工支架搭设方案

根据该桥施工高度, 支架采用满堂架碗口架搭设, 搭设前标出线位, 在地基上每列脚手架底部沿纵向铺设50×300mm通长木板, 板下用干砂找平。搭设时立杆垂直度偏度<0.5%, 顶部绝对偏差<10mm/m。支架四边与中间隔4排立杆设一道纵向剪刀撑, 由底至顶连续设置, 高度>4m时, 两端与中间隔4排立杆从顶层开始向下每隔2步设一道水平剪刀撑。箱梁的支架搭设见图1、图2。

2.2.1 T型刚构连续箱梁 (第二联)

(1) 横隔梁及腹板下部立杆横距60cm, 立杆纵距采用60cm, 横杆步距60cm;

(2) 无横隔梁、无腹板下部立杆横距60cm, 立杆纵距采用60cm, 横杆步距120cm;

(3) 翼缘板下立杆横距90cm, 纵距60cm, 横杆步距120cm。

2.2.2 普通连续箱梁

(1) 横隔梁及腹板下部立杆横距60cm, 立杆纵距采用60cm, 横杆步距60cm;

(2) 无横隔梁、无腹板下部立杆横距90cm, 立杆纵距采用90cm, 横杆步距120cm;

(3) 缘板下立杆横距90cm, 纵距90cm, 横杆步距120cm。

3 计算参数

模板及支架区自重1100N/m2;施工人员及设备自重1000N/m2;振捣时混凝土产生的荷载2000N/m2;荷载组合系数:静荷载取1.2, 动荷载取1.4;大、小楞采用东北落叶松, 其力学性能:顺纹弯应力fm=11N/m2, 弹性模量E=10000N/mm2。

4 支架计算

4.1 稳定性计算

4.1.1 T型刚构箱梁

(1) 有横梁部位计算

次梁采用100×100mm枋木, 次梁中心距30cm;主梁采用100×150mm枋木, 主梁中心距60cm, 脚手架步距90cm。

钢筋混凝土自重:2m×25×103N/m3=50000N/m2

用于强度计算总垂直荷载:q1= (1100+50000+1000) ×1.2+2000×1.4=65320 N/m2

用于变形计算总垂直荷载:q2= (1100+50000+1000) ×1.2=62520N/m2

①次梁的计算:次梁上部荷载可以简化成受均布荷载的简支梁

强度验算:q=65320×300/106=19.6N/mm;M=1/8ql2=1/8×29.6×6002=882000N·mm

根据Wx=Ix/ (h/2) 及Ix=1/12bh3计算得

Wx=1/6bh2=16.67×104mm3, Ix=5.73×106mm4

δ=M/ Wx=186188/16.67×10-4=1.12MPa<「δ」=11MPa

挠度验算:q=65320×300×10-6=19.6N/mm

V=5ql4/ (384EIx) =5×19.6×6004/ (384×0.1×105×5.73×106) =0.57mm<「v」=300/500=0.6mm

②主梁计算:上部荷载可以简化成受集中荷载的简支梁

强度验算:P=65320×600×600×10-6=23515N, M=PL/4=3.53×106N·mm

Wx=1/6bh2=1/6×100×1502=375000mm3, Ix=1/12bh3=2.625×107mm4

δ=M/ Wx=3530000/375000=9.4MPa<「δ」=11MPa

挠度验算:V=PL3/ (48EIx) =23515×6003/ (48×0.1×105×2.5625×107) =0.41mm<「v」=300/500=0.6mm

③碗扣支架计算

碗扣支架立杆截面 (Φ48×3.5) , 钢管壁厚按3mm计算, 内径40mm, 外径46mm。支架步距60cm。则A=405mm2。

回转半径:r=1/4 (462+402) 0.5=15.24 mm

长细比:λ=L/r=1200/15.24=78.7

Φ=0.695, 结构重要系数取1.4

δ=rN/ (ΦA) = (65320×0.6×0.6) ×1.4/ (0.695×405×10-6) =116MPa<「δ」=215MPa

有横梁支架满足要求

(2) 无横梁部位计算

次梁采用100×100mm枋木, 次梁中心距30cm;主梁采用100×150mm枋木, 主梁中心距60cm, 脚手架步距120cm。

钢筋混凝土自重:0.75m×25×103N/m3=18750N/m2

用于强度计算总垂直荷载:q3= (1100+18750+1000) ×1.2+2000×1.4=27820N/m2

用于变形计算总垂直荷载:q4= (1100+18750+1000) ×1.2=25020N/m2,

①次梁计算

强度验算:q=27820×300/106=8.35N/mm;M=1/8ql2=1/8×8.35×6002=375750N·mm

Wx=1/6bh2=16.67×104mm3, Ix=5.73×106mm4

δ=M/ Wx=375750/16.67×10-4=2.25MPa<「δ」=11MPa

挠度验算:q=25020×300×10-6=7.51N/mm

V=5ql4/ (384EIx) =5×7.51×6004/ (384×0.1×105×5.73×106) =0.22mm<「v」=600/500=1.2mm

②主梁计算

强度验算:P=27820×600×600×10-6=10015.2N, M=PL/4=1.50×106N·mm

Wx=1/6bh2=1/6×100×1502=375000mm3, Ix=1/12bh3=2.625×107mm4

δ=M/ Wx=1500000/375000=4MPa<「δ」=11MPa

挠度验算:V=PL3/ (48EIx) =10015.2×6003/ (48×0.1×105×2.5625×107) =0.18mm<「v」=600/500=1.2mm

③碗扣支架计算

碗扣支架间距60×60mm, 步距120cm, 则A=405mm2

回转半径:r=1/4 (462+402) 0.5=15.24

长细比:λ=L/r=1200/15.24=78.7

Φ=0.691, 结构重要系数取1.4

δ=rN/ (ΦA) = (27820×0.6×0.6) ×1.4/ (0.691×405×10-6) =50.1MPa<「δ」=215MPa

无横梁支架满足要求。

4.1.2 普通连续箱梁

(1) 有横梁部位计算:次梁采用100×100mm枋木, 次梁中心距30cm;主梁采用100×150mm枋木, 主梁中心距60cm, 脚手架步距120cm。

钢筋混凝土自重:1.6m×25×103N/m3=40000N/m2

用于强度计算总垂直荷载:q3= (1100+40000+1000) ×1.2+2000×1.4=53320N/m2

用于变形计算总垂直荷载:q4= (1100+40000+1000) ×1.2=50520N/m2

①次梁计算:其上部荷载可以简化为受均布荷载的简支梁

强度验算:q=53320×300/106=16.0N/mm;M=1/8ql2=1/8×16.0×6002=720000N·mm

根据Wx=Ix/ (h/2) 及Ix=1/12bh3计算得Wx=1/6bh2=16.67×104mm3, Ix=5.73×106mm4

δ=M/ Wx=720000/16.67×10-4=4.32MPa<「δ」=11MPa

挠度验算:q=50520×300×10-6=15.16N/mm

V=5ql4/ (384EIx) =5×15.16×6004/ (384×0.1×105×5.73×106) =0.45mm<「v」=600/500=1.2mm

②主梁计算

强度验算:P=53320×600×600×10-6=19195.2N, M=PL/4=2.88×106N·mm

Wx=1/6bh2=1/6×100×1502=375000mm3, Ix=1/12bh3=2.625×107mm4

δ=M/ Wx=2880000/375000=7.68MPa<「δ」=11MPa

挠度验算:V=PL3/ (48EIx) =19195.2×6003/ (48×0.1×105×2.5625×107) =0.33mm<「v」=600/500=1.2mm

③碗扣支架计算

立杆间距60×60mm, 步距120cm, 则A=405mm2

回转半径:r=15.24

长细比:λ=L/r=1200/15.24=78.7

Φ=0.691, 结构重要系数取1.4

δ=rN/ (ΦA) = (53320×0.6×0.6) ×1.4/ (0.691×405×10-6) =96.03MPa<「δ」=215MPa

有横梁部位支架满足要求

(2) 无横梁部位计算:次梁采用100×100mm枋木, 次梁中心距30cm;主梁采用100×150mm枋木, 主梁中心距90cm, 脚手架步距120cm

钢筋混凝土自重:0.47m×25×103N/m3=11750N/m2

用于强度计算总垂直荷载:q3= (1100+11750+1000) ×1.2+2000×1.4=19420 N/m2

用于变形计算总垂直荷载:q4= (1100+11750+1000) ×1.2=16620 N/m2

①次梁计算

强度验算:q=19420×300/106=5.83N/mm;

M=1/8ql2=1/8×5.83×6002=590287.5N·mm

根据Wx=Ix/ (h/2) 及Ix=1/12bh3计算得Wx=1/6bh2=16.67×104mm3, Ix=5.73×106mm4

δ=M/ Wx=590287.5/16.67×10-4=3.54MPa<「δ」=11MPa

挠度验算:q=16620×300×10-6=4.99N/mm

V=5ql4/ (384EIx) =5×4.99×9004/ (384×0.1×105×5.73×106) =0.74mm<「v」=900/500=1.8mm

②主梁计算

强度验算:P=19420×900×900×10-6=15730.2N, M=PL/4=3.54×106N·mm

Wx=1/6bh2=1/6×100×1502=375000mm3, Ix=1/12bh3=2.625×107mm4

δ=M/ Wx=3540000/375000=9.44MPa<「δ」=11MPa

挠度验算:V=PL3/ (48EIx) =15730.2×9003/ (48×0.1×105×2.5625×107) =0.93mm<「v」=900/500=1.8mm

③碗扣支架计算

碗扣支架步距120cm, 则有:A=405mm2 , 回转半径r=15.24

长细比:λ=L/r=1200/15.24=78.7

Φ=0.691, 结构重要系数取1.4

δ=rN/ (ΦA) = (19420×0.9×0.9) ×1.4/ (0.691×405×10-6) =78.69MPa<「δ」=215MPa

无横梁部位支架满足要求

5 结语

该桥软土地基换填, 构造人工硬壳和满堂碗扣式现浇支架搭设方案满足稳定性要求。按照本设计, 本桥混凝土箱梁施工顺利进行。

参考文献

[1]王焕定, 祁皑.结构力学[M].清华大学出版社, 2006.6.

现浇箱梁混凝土浇筑方案 篇6

关键词：现浇箱梁,混凝土,浇筑,方案

1 混凝土浇筑前的准备

1) 检查钢模安装质量:箱梁钢模全部安装到位后, 检查各部尺寸及各种配件, 如联结件, 紧固件预留施工孔均达到质量要求, 对有可能漏浆的缝隙应全部堵塞好。同时, 箱梁模板内部须清理干净并湿润。

2) 检查砂石料、水泥、水、减水剂溶液的质量和数量, 能否满足开灌的要求。

3) 检查砼拌合、运输、砼泵等机械设备运转是否正常, 保证输送畅通。前场振捣器等小型机具数量是否足够, 运行是否正常。

4) 检查备用的发电机。

5) 认真检查钢筋施工情况, 尤其是预埋件和预应力筋进行全面地检查, 必须将管道上一切非有意留的孔、开口或损坏之处修复, 并应检查力筋能否在管道内自由滑动。

2 混凝土的拌和和输送

拌和站采用自动称量、自动上料, 计量器具定时标定, 各种衡器的精度应符合要求, 计量准确, 保证砼质量。混凝土拌制时, 拌和时间自全部材料装入搅拌筒开始搅拌至开始出料的最短搅拌时间, 严格按照搅拌机产品说明书的要求并经试验确定, 保证混凝土拌和均匀。砼拌和物应搅拌均匀, 颜色一致, 不得有离析和泌水现象。检测时, 应在搅拌机的卸料过程中, 从卸料流入的1/4~3/4之间部位取试样进行试验。

搅拌站拌和好的混凝土采用砼运输车进行运输, 混凝土输送泵车输送入模;砼运输车运输砼时, 途中应以2~4 r/min的慢速进行搅动, 卸料前应以常速再次搅拌。砼运至浇筑地点的坍落度应由试验室根据水泥初凝时间及施工气温确定。砼采用泵送方式时, 并应符合如下规定:

1) 砼的供应宜使输送砼的泵能连续工作, 泵送的间歇时间不宜超过15 min。在泵送过程中, 受料斗内应具有足够的砼, 应防止吸入空气产生阻塞。

2) 输送管应顺直, 转弯处应圆缓, 接头应严密不漏气。

3) 向低处泵送砼时, 应采取必要措施, 防止砼离析或堵塞输送管。

3 混凝土的浇筑

砼浇注控制要求按照纵向分段实施、水平分层布料、由低处向高处依序进行的原则合理安排。

3.1 每跨箱梁混凝土纵向浇筑顺序

纵向浇注的顺序一般从待浇段悬臂端墩顶开始, 沿桥轴线向两侧推进, 与已浇注梁段接缝处最后浇筑。首跨混凝土灌注按排从北35#墩开始, 逐步向南36#墩推进的方式。砼浇注每层混凝土厚度不宜超过30 cm, 采用两台泵车分别从两端向中间灌注。

灌注时, 以插入式高频振捣棒为主的方式, 振捣时的点位布置采用梅花式布置, 插入式高频振捣棒应垂直点振, 不得平拉, 并防止过振、漏振。同时, 不许使用插入式振捣棒平拖驱赶下料口处堆积的混凝土拌和物。

为防止灌注腹板时混凝土拌合物的大量挤出, 又要给腹板混凝土下陷予以阻力以保证腹板的密实, 可在内模侧面拐角处加放压浆板。

3.2 底、腹板混凝土灌注注意事项

1) 混凝土不得附着在钢筋骨架上, 必要时利用捣固铲人工捣固。

2) 在腹板灌注过程中, 由专人用小锤敲击内模, 检查混凝土是否密实, 严禁用铁锹铲动翻浆混凝土。

3) 为避免因侧振使混凝土出现局部下陷, 造成腹板空洞, 全部采用插入式高频振捣棒振捣。

4) 整个腹板振捣过程以插入式振捣棒为主, 侧振为辅。侧振要短振、勤振。

5) 混凝土分层浇注、分层振捣, 每层浇注厚度不超过30 cm, 插入式振捣棒移动间距不大于振捣棒作用范围的1.5倍, 与侧模应保持50~100 mm的距离, 一般每点振捣30~50 s。振捣时注意钢筋密集及洞口部位, 不得出现漏振、欠振或过振。每一振点延续的时间以表面呈现浮浆和不再有显著沉落, 不再有大量气泡上冒为止。为使上下层混凝土结合成整体, 上层混凝土振捣要在下层混凝土初凝之前进行, 并要求振捣棒插入下层混凝土50~100 mm。

6) 腹板混凝土灌注时两侧同时进行, 严禁单侧灌注或两侧灌注混凝土量不均匀, 造成内模向一边倾斜。

3.3 顶板混凝土灌注

底、腹板混凝土灌注完毕, 关闭内模顶板预留灌灰口, 开始灌注顶板混凝土。顶板混凝土灌注、振捣完毕后用提浆整平机收面, 然后再由人工进行二次赶压收面, 防止出现干裂。

由于箱梁顶板混凝土是一次浇筑成型, 且箱梁顶板面积较大, 所以, 控制好箱梁顶面混凝土的标高是一个比较重要的环节。具体做法是: (1) 在箱梁顶板钢筋上焊接倒U形钢筋, 材料为8mm的圆钢。焊接时一定要确保钢筋标高的准确性, 因为这是最终的标高控制。倒U形钢筋纵向排成直线, 间距为1.5 m, 横向间距为5 m。焊好倒U形钢筋后在其上面纵向绑扎Φ25 mm的钢筋。当混凝土顶面浇至标高附近时, 用铝合金刮尺放在钢筋上将多余的混凝土刮掉。 (2) 在翼板两侧设置标高带, 通过采用全断面振动梁进行面层砼施工。

3.4 混凝土的检验

现浇梁在灌注混凝土过程中, 要随机取样进行温度、坍落度、扩展度、含气量的检验, 同时随机取样制作混凝土强度、弹性模量试件, 其中强度和弹性模量试件分别从箱梁底板、腹板及顶板取样。试件应随现浇梁在同等条件下成型, 施工试件随梁同条件下养护, 28 d标准试件按标准养护处理。施工过程中, 砼试件的制作要具有代表性, 每孔箱梁要求制作试件数量应满足施工需要和规范要求, 包括同条件脱模抗压强度试件、初张拉抗压强度试件、同条件养护抗压强度试件、标准养护试件28d抗压强度试件等。

混凝土连续箱梁温度效应施工监控 篇7

关键词：连续箱梁,温度效应,施工监控

0 引言

在施工过程中有很多因素会引起桥梁结构线形及内力的变化，如混凝土弹性模量，混凝土收缩、徐变，桥梁施工临时荷载，预应力张拉误差及预应力损失等。其中，温度对桥梁结构的影响也相对重要，由于桥梁结构存在于自然环境之中，其不可避免的要受到大气环境的影响，而混凝土本身又是热的不良导体，气温的变化必然会引起结构内部的温度分布不均匀(温度梯度)，导致桥梁上部结构产生附加的内力、次内力及变形，因此，在桥梁施工监控中应重视温度效应的影响。

1 温度效应的产生

当桥梁的外部环境因素发生变化时，由于混凝土对热的传导性不好，导致结构表面的温度和结构内部的温度分布不均匀，由此会产生温度变形，当这种变形受到约束时，就会在结构内部产生温度应力。

按照引起温度变化因素的不同，温度荷载可分为三种，日照温度荷载、骤然降温温度荷载与年温温差温度荷载。其中年温温差是一种缓慢长期的作用，这种作用只是会缓慢的改变结构的整体温度，而不会引起结构的内力;骤然降温温差荷载主要是指由于一些因素导致结构表面温度迅速降低而结构内部温度不变的一种情况，不但发生概率小且无规律性;所以，在施工控制中主要控制的是日照温差的影响。

日照温差主要是由于太阳辐射引起的，其对结构的影响较大且呈一定的周期性，对它的研究可以总结出相应的规律，为今后的桥梁施工提供依据。

2 工程概况

某桥位于江苏省境内，全长285 m，主桥为40 m+65 m+40 m三跨预应力混凝土连续箱梁，两幅分离，支点梁高4 m，跨中梁高2.2 m，底板按圆曲线变化，梁顶面宽12.4 m，地面宽6.5 m，翼缘板均为2.95 m。上部结构采用C50混凝土，桥面铺装采用C40混凝土。

3 温度效应的监控

温度是结构内力、次内力和变形的最关键的影响条件之一，尤其是日照温度差的影响。温度效应不仅能产生主梁内部的温度梯度，引起主梁开裂、下挠，还可能导致墩身偏移。所以在施工过程中，要对温度效应有足够的重视。为了研究温度在结构截面上的分布规律，需选取几天进行连续24 h的温度测量，并绘制温度(t)—挠度(S)曲线。

3.1 仪器测量结构温度

3.1.1 表面温度测量

对于桥梁表面温度，由于无法预埋传感器，可采用铂电阻表面温度点温计或温度计进行测量。应用点温计或温度计测量具有较大的灵活性，可对任意处的混凝土表面温度进行测量。

3.1.2 混凝土内部温度测量

本桥预埋传感器采用湖南长沙金码高科技实业有限公司生产的JMZX-215AT传感器，此传感器适合于长期监测和自动化测量，具有高精度、高稳定性、高可靠性、防潮及绝缘等优良性能。

3.2 测点布置

考虑每个悬臂段截面的温度大致相同，所以选取一个悬臂段的两个截面作为温度控制截面，布置温度测点。在桥梁截面上预埋的温度传感器分别布置在腹板的上下两端和顶板，底板的中心处，其具体布置位置如图1所示。

3.3 测试数据处理

3.3.1 箱梁温度场的测量

箱梁温度场的观测，要选在有代表性的天气，选择两天或三天进行一天内连续的温度测量，一天中的温度测量应从早6:00开始至晚8:00结束，每小时进行一次测量。通过梁内预埋的温度传感器，可以获得箱梁内部温度的变化以及和外界温度的关系，总结温度效应的规律，为施工和运营阶段桥梁的温度分析提供实测数据。

本桥选取连续晴朗的两天，测量梁体温度，取其平均值，得到梁体温度随时间变化的曲线如图2所示。

从图2可以看出，顶板受阳光照射的影响，温度不断上升，而底板由于不受阳光直射，且混凝土结构对热的传导较慢，再加上通风等原因导致其温度变化较慢，由此在梁截面上形成较大的温度梯度。

3.3.2 箱梁挠度的观测

箱梁温度—挠度关系是确定各阶段施工立模标高的主要因素之一，因此，对箱梁挠度和温度二者之间的关系进行研究十分必要。挠度变化监测是通过对一天(早晨6:00～晚20:00)中每隔2 h不间断监测，掌握高程变化受温度影响的关系，以此来确定立模标高。

根据对箱梁标高的测定，得出时间—挠度曲线如图3所示。

由图3可以看出，挠度的变化与温度变化的规律基本相同。当箱梁顶板、腹板温差最大时，挠度达到最大;而温差较小时，挠度变化很小。

4 结语

通过对施工过程中温度的监控以及对挠度变化规律的分析，可得到以下结论:

1)箱梁受日照温差的影响较大，在气温最高时，梁截面温差基本达到最大值;而在太阳照射不强时，其温度基本相同，因此对于箱梁施工的测量工作可在日出后3 h进行。

2)根据测量结果可看出箱梁的挠度也受温度变化的影响，所以在施工过程中要注意控制梁的标高，以保证桥梁顺利合龙，达到设计要求的线形。

参考文献

[1]雷俊卿.大跨度桥梁结构理论与应用[M].北京:北京交通大学出版社,2007:82-93.

[2]黄毅.混凝土连续箱梁桥日照温度场及温度效应研究[D].武汉:武汉理工大学,2009.

混凝土箱梁桥存在若干问题分析 篇8

关键词：箱梁桥,剪力滞效应,桥梁设计,桥梁施工

1 概述

近年来, 为适应交通现代化的需求, 我国高速公路、高等级公路与城市立交工程的建设迅速发展。随着桥用材料性能与施工工艺水平的不断进步, 混凝土梁式桥梁建设越来越多。由于箱型截面梁截面效率指标ρ大, 抗扭刚度大, 动力特性好, 能有效抵抗正负弯矩, 便于上、下层车道分流与管线布置, 适应悬臂法与顶推法施工要求, 因此, 箱型截面梁往往是公路混凝土梁式桥梁 (包括连续梁、连续刚构以及简支梁) 最佳的选择。随着城市交通的发展, 为了解决路口交通组织和车辆快速行驶的需要, 立交桥的建设规模及数量逐年扩大和增加。箱梁这种结构形式以它结构合理、外形简洁美观而被广泛采用。

2 问题及主要解决方法

虽然桥梁采用箱型截面形式有很多的优点, 但从已建成的一些桥梁的观测来看, 箱型截面梁也存在着一些问题, 主要表现在以下几个方面:

a.箱型截面梁自重较大, 对于大跨径桥梁, 90%以上的承载力用于抵抗梁的自重, 其技术经济效益受到影响。

b.混凝土箱梁桥的后期变形大, 近年来, 通过对已建成的部分桥梁的观测发现箱型截面梁的后期变形很大, 例如江津长江大桥跨中截面在几年内就下挠了18cm。这些桥梁后期的大变形容易引起混凝土的开裂, 危急桥梁本身结构的安全, 同时对正常使用产生不利影响。

c.箱型截面梁桥的开裂

近几年来, 在对腹板间距大、箱壁薄、横向挑臂长的钢筋混凝土连续箱梁进行调查中, 发现有许多严重的横向裂缝, 其裂缝长短、条数多少、开裂宽窄各有不同, 它的存在与发展将在一定程度上对桥梁结构安全与使用寿命造成损害。

下述为直接调查所得到的五座桥梁的开裂情况:

2.1 佛陈大桥

该桥是佛山市城区东南出口的主要通道, 主桥为净跨110.3m下承式钢管混凝土系杆拱。主桥与引桥用过渡孔连接, 过渡孔为3×28.34m的普通钢筋混凝上连续箱梁, 桥面宽由24m渐变到主桥的26m。横断面采用两个梯形单箱双室, 即每半桥为一箱双室, 中间用翼板连接。箱梁梁高1.5m两边箱梁悬臂板宽度按3.5m至2.5m渐变, 中间连接翼板宽为5m。箱梁采用搭设支架现浇施工方法, 在1/3跨径处设工作缝分段浇筑。该过渡孔在施工阶段就出现箱梁横向裂缝, 特别在中间连续翼板位置的墩顶支座的负弯矩处有贯通的裂缝, 且箱梁伸出部分的悬臂板裂缝更严重。后经建设单位组织的专家商讨决定, 在翼板上缘附加纵向受力钢筋, 使横向裂缝得到控制。但后来又陆续出现开裂, 最大裂缝宽度达到3mm, 致使桥面受到损坏, 不得不进行补强处理。

2.2 乐从立交桥

该桥位于顺德市乐从镇, 采用上跨式跨线桥。全桥长245.40m, 上部结构采用21孔全桥连续的等截面的普通钢筋混凝土箱梁。跨径组合为16m+8×20m+2×25.9m+9×20m+16m, 桥面宽度15.8m, 横断面采用梯形单箱三室。该桥于1993年4月13日动工, 于当年10月13日竣工通车。在施工阶段, 靠近支承1/3跨径范围内出现多条横向裂缝, 后在墩顶负弯短处翼板板附加纵向受力钢筋。通车后箱梁的悬臂板 (未设附加纵向受力钢筋的悬臂板) 有肉眼可见的横向裂缝, 可以从翼板下缘的缝隙中看到析出的呈乳白色的碳酸钙。

2.3 江湾立交桥

江湾立交桥是佛山市区建设的第一座城市三层立交桥, 第二层为椭圆转盘, 第三层为21孔等截面的普通钢筋混凝土连续箱梁。第三层桥跨径组合为2×19m+5×2m+24m+5×20m+24m+5×20+2×19m, 横断面为梯形单箱三室, 梁高1.4m, 桥面板宽16m, 底板宽9m。该桥于1992年2月28日开工, 当年11月28日竣工通车。箱梁分成两阶段施工, 在第一阶段从1号台至10号墩搭设支架浇筑时, 在中间支座处的箱梁悬臂板下缘就出现裂缝。通车后在负弯矩大的墩顶箱梁截面的翼板下缘几乎均有横向裂缝, 出现析出的呈乳白色的碳酸钙。第二阶段施工的, 在墩顶处箱梁翼板下缘附加纵向受力钢筋, 裂缝得到了有效的控制。

2.4 文沙大桥

该桥是佛山市区进入南海市区桂城镇主干道上的一座城市桥梁。主桥为三跨预应力混凝土连续刚构, 西引桥和东引桥分别为3×25.3m和2×6×25.3m的普通钢筋混凝土连续箱梁。引桥箱梁横截面为两个斜腹式单箱双室中间翼板连接而成, 桥面总宽24m。该桥于1994年12月8日动工, 1996年2月建成通车。在施工西引桥3孔连续箱梁时, 曾出现横向裂缝, 后采用附加纵向受力钢筋措施, 抑制了裂缝的出现, 现通车后没有发现裂缝扩展;而东引桥预先附加翼板纵向钢筋, 没有出现横向裂缝。

2.5 黄石长江大桥

黄石长江大桥为一座五跨连续刚构桥, 主跨为240米。该桥在使用中出现了大量的裂缝。上述混凝土连续箱梁桥尽管是不同单位设计和不同单位施工, 但箱梁横向裂缝所表现的形式带有以下规律性特征:

a.横向裂缝的出现, 多从其翼板 (即顶、底板) 与腹板交接位置开始, 逐渐向两翼发展, 尤以顶板外翼 (悬臂) 下缘较严重。

b.横向裂缝的纵向 (沿跨) 位置, 简支体系者位于其跨中截面附近2~4米内, 而连续体系者, 大多出现于其各跨内支点附近1/3跨径范围内。

c.弯箱梁桥, 横向裂缝基本沿径向呈放射状开展, 其纵向位置与直箱梁桥类似, 但曲线外缘一侧比内缘一侧为多。

d.钢筋混凝土箱梁桥, 横向裂缝较为普遍, 而预应力混凝土箱梁桥, 横向裂缝出现甚少。

e.箱梁桥跨宽比 (1/b) 越小, 箱壁越薄, 腹板间距越大, 外伸悬臂越长, 则翼板横向裂缝越发展, 甚至出现贯通开裂而明显漏水, 并有乳白色碳酸钙析出现象。

f.横向裂缝宽度为0.1~1毫米, 个别严重者达3毫米, 已远超出我国桥规的限值范围。

通过对已建成几年的和新通车的大桥的检查, 裂缝问题较普通。有的桥梁主梁截面为箱型, 腹板虽然有竖向预应力, 但是因为竖向预应力相对纵向预应力来说太小, 而且损失较大, 起的作用太小, 腹板也存在开裂的情况。

总之, 箱梁翼板的受力, 尤其是肋-板连接处的应力状态非常复杂, 引起上述裂缝的机理, 除了箱梁翼板纵向应力计算 (横截面翼板的弯曲应力分布-剪力滞) 的可靠性外, 还与施工技术及其施工工艺等密切相关。

通过上述几座城市桥梁的有效分布宽度和剪滞系数计算分析表明, 钢筋混凝土连续箱梁的支座顶面翼板发生横向裂缝的重要原因是在设计中末考虑剪滞效应, 致使实际应力大于设计应力, 不能满足翼板承载力的要求。这种情况对于宽跨比较大的佛陈大桥、乐从立交桥和江湾立交桥更为严重, 这与实桥裂缝开裂程度的调查相一致。

3 结论