大跨径连续钢箱梁（共11篇）
大跨径连续钢箱梁 篇1
连续梁桥是工程上广泛使用的一种桥型, 它不但具有可靠的强度, 刚度及抗裂性, 而且具有行车舒适平稳, 养护工作量小, 设计及施工经验成熟的特点。设计一座梁桥必须从桥跨布设, 尺寸拟定, 钢束布置以及施工方法等方面综合考虑, 还要充分考虑设计参数和环境影响。
1 桥梁主要技术指标
本桥为按二十年一遇水位设计的漫水桥, 洪水频率:1/20, 洪水水位:273.6m。不通航, 设计荷载为:汽车荷载:公路-I级;人群荷载:3.5k Pa。地震动峰值加速度:0.05g, 地震基本设防烈度:小于6度。设计安全等级:一级;重要性系数:1.1;设计基准期:100年;环境类别:I类。桥梁宽度: (5m人行道+14m机动车道+5m人行道) =24m。桥面横坡:车行道法向 (机动车道及非机动车道) 1.5%, 人行道2%。
连续梁桥跨组合为30+50+30=110m, 梁高为1.6-2.8m, 边支点及跨中梁高为1.6m, 中支点梁高为2.8m, 按照二次抛物线变化。主桥箱梁顶、底板均为法向1.5%横坡, 桥面横坡通过在箱梁顶板、底板设双向横坡进行调整, 腹板竖直。
主梁采用C50变截面预应力混凝土连续箱梁, 梁端支点设有端横梁 (B=1.5m) , 中支点设有中横梁 (B=2.5m) , 每跨跨中设有一道横隔板 (B=0.31m) 。箱梁为单箱多室断面, 箱梁顶宽24m, 箱梁底宽20m, 悬臂板长度2m, 悬臂板端部厚20cm, 悬臂板根部厚45cm。腹板宽50cm, 支点处加宽至80cm, 顶板厚22cm, 底板厚22-50cm。
2 现浇段施工为方便挂篮施工
根据挂篮的构造特点, 采用在支架上浇注混凝土施工。支架采用4根φ1000mm、壁厚10mm的钢管作为竖向主要受力构件。墩身施工时在墩身顶端预留纵向孔, 内穿2根φ15mm丝杠, 通过丝杠将以钢管为主件联接而成的架结构锚固于墩身上, 从而形成稳定安全的支架体系。
现浇支架搭设完成后, 进行预压, 以检测支架的承载力和稳定性, 同时消除永久变形, 测定弹性变形, 底板高程的调整提供依据。
2.1 梁式组合支架系统施工流程
钻孔或挡土墙基础开挖→水下混凝土灌注或挡土墙基础混凝土浇筑→钢管立柱安装 (水平支撑) 或现浇混凝土挡土墙→单片拼装桁片→桁架片吊装组合→安放桁架上横向分配梁→安放桁架上纵向分配梁→碗扣支架施工→设置预拱度→模板系统安装→安全设施布置→预压→钢筋和预应力筋安装→混凝土施工、养护、待强→张拉压浆拆模板支架→清场。
2.2 碗扣支架系统施工流程
场地清理→地基处理 (砂砾石回填碾压) →碗扣支架混凝土基础施工→碗扣支架安装→设置预拱度→模板系统安装→安全设施布置→预压→钢筋和预应力筋安装→混凝土施工、养护、待强→张拉压浆拆模板支架→清场。
3 挂篮施工
3.1 挂篮构造及特点
根据本桥梁体分段多、工期紧, 结构要求严格等特点, 选择了正梯形整体行架挂篮。挂篮由主行系, 后锚系及滑动行走系、悬吊系、模板系及工作平台等五部分组成。连同所有模板及施工机具荷载共重80.5t。
挂篮具有以下特点:结构重量轻, 整体钢度大、变型小、构件数量少, 拼装快, 挂篮下有足够行走作业空间。
3.2 挂篮预压
为检验挂篮的安全性和实际变形量, 以便能够准确预留挂篮闹挠度值、挂篮拼装完毕后, 对挂篮进行预压。预压采用千斤顶加载 (底板) 和堆载 (翼板) 相结合的方法。千斤顶加载是将两只牛腿固结在2号段两侧腹板中心, 用个千斤顶施力。预压荷载取控制节段11号梁段重量的1.333倍, 分4级加载。每级加载半小时稳定后, 测量各测点变形值。卸载后测量非弹性变形, 各测量值与理论值比较, 评定挂篮的工作性能。
3.3 挂篮悬浇施工
挂篮压载完成后, 对3号~23号梁段进行悬浇施工, 施工方法为常规施工方法。悬浇施工时应注意经常对已浇注各梁段变形进行观测, 将观测结果及时反馈施工控制组, 施工控制组据此提供立模标高, 以指导悬浇施工的有序进行。
3.3.1 混凝土浇注工艺
挂篮悬臂施工箱梁, 混凝土浇注量大, 且需对称浇注。在本工程中全部采用泵送浇注工艺。由于混凝土浇注要求两侧对称进行, 其偏载量不得大于一个底板混凝土量, 传统方法是通过拆装弯管实现向两端泵送混凝土。此种方法操作麻烦, 时间长, 巳因混凝土停止时间过长容易造成堵管, 更降低浇混凝土速度, 影响质量。为了满足对称浇注要求, 提高浇注速度, 我们采用了三通管, 即可单向泵送混凝土, 又可双向同时泵送。
3.3.2 预应力管道的处理
预应力管道最长达163.5m, 穿束顺利与否是预应力施工的一个很重要的环节。若施工不慎或方法不当, 穿束时往往会戗起波纹管, 引起钢带聚积而造成管道堵塞。此时打开堵塞处处理会对梁作结构造成损害, 既影响质量又影响进度。所以要处理好波纹管的接头, 同时保证管道的顺畅, 减少不必要的弯曲也是穿束顺利的关键因素。
把好波纹管质量关, 为保证波纹管的圆顺, 在直线段用钢管作为内衬管, 曲线部分用塑料管作为衬管, 提高了管道的圆顺度。在施工缝处, 由于凿毛时波纹管伸出部分容易损害, 造成接管处衔接不紧密, 引起穿束困难, 在施工时将标准管回缩已浇混凝土内5~10cm, 只将直径稍大的接管伸出已浇混凝土, 此处即使接管被破坏, 也可修整后将下段波纹管旋至已浇混凝土内, 同原标准管紧密结合。实践证明, 此方法可将人工穿来提高到130m。再长则用卷扬机牵引穿束。
4 合龙段施工
现浇段及悬臂箱梁施工完成后, 即进行合龙段施工, 主桥PC连续箱梁采用吊架及平衡法工艺进行合龙。
4.1 合龙顺序
主桥是五跨连续梁, 其合龙顺序为:边跨合龙→张拉边跨合龙束→墩临时团结→张拉边跨正弯矩束→次中跨合龙→张拉次中跨合龙束→解除墩临时团结→张拉部分次中跨正弯矩束→中跨合龙→张拉中跨合龙束→张拉中跨正弯矩束及剩余的次中跨正弯矩束→合龙结束次中跨钢束在次中跨合龙后分次张拉, 能够改善梁作受力条件, 同时调整梁体悬臂端的实际高程, 中跨合龙提供便利条件。
4.2 合龙段施工注意事项
合龙段在焊接劲性骨架前, 在合龙段两端加平衡重, 平衡重等于合龙段混凝土的重量浇注混凝土时卸除配重。采用必要措施将合龙高差控制在设计允许范围内。焊接劲性骨架及浇注合龙段混凝土时, 选择在当天温度最低时进行, 并在梁顶浇水降温。合龙段混凝土采用加入IM-Ⅲ型减水剂的微膨胀混凝土, 以防止收缩裂缝。
5 安全施工基本要求
进入施工现场, 必须遵守安全生产的规章制度。施工现场必须保持整洁, 材料堆放必须满足文明施工与规范要求。不得随意向下面丢弃废物与施工弃渣, 施工平台前面不得乱堆放物件。完善各种施工平台、人行通道, 做好安全防护措施。支架拼装必须严格按照施工各项安全操作规程进行作业。
挂篮悬壁浇筑施工, 使用机具设备少, 避免搭设大量支架, 便于在水深、流量大的河道和交通辆大的立交桥中施工, 而且施工不受限制, 跨度大, 经济效益高, 施工主要作业在挂篮中进行, 且操作重复, 有利于高效率工作和保证施工质量, 同时便于在施工中不断调整节段误差, 提高施工精度。
摘要：连续梁桥是工程上使用广泛的一种桥型, 它具有可靠的强度和抗裂性, 且行车舒适平稳, 养护量小, 设计施工经验成熟的特点。本文是以连续梁桥为例, 截面形式为单箱双室, 纵向变截面;施工方式是满堂支架整体现浇。预应力连续箱型梁桥的主桥桥跨采用悬臂浇注法施工, 我们将主要介绍连续箱梁施工中其上部结构的施工工艺。
关键词：变截面连续箱,施工工艺
参考文献
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[4]JTG B01-2003.公路工程技术标准[S].北京:人民交通出版社, 2000.
大跨径连续钢箱梁 篇2
大跨径连续刚构桥梁健康的监测与评估
本文针时大跨径连续刚构桥梁健康进行了一系列的`分析,对健康监测系统监控方面,连续刚构桥抗震特点,桥基准选取,评估方法做了针对性的讲解分析.
作 者：于江波 作者单位：阿勒泰公路总段北屯公路段,新疆阿勒泰,836000 刊 名：科技风 英文刊名：TECHNOLOGY WIND 年，卷(期)：2010 “”(7) 分类号： 关键词：大跨径 连续刚构桥梁 监测 评估大跨径连续钢箱梁 篇3
关键词：大跨径预应力连续梁桥施工控制
0引言
随着我国现代化的快速发展步伐，公路桥梁事业得以迅猛发展。预应力混凝土连续梁桥以其整体性能好、结构刚度大、跨越能力大、变形小、抗震性能好、通车平顺性好以及造型美观等特点，加上这种桥型的设计施工较成熟，成桥后养护工作量小，都促使其在实际工程中得到广泛应用。桥梁施工技术的高低则直接影响桥梁建设的发展，因此为确保桥梁工程的质量和安全，必须对其进行有效的施工控制。
1大跨径预应力砼连续梁桥施工控制的意义
大跨径预应力砼连续梁桥的质量和安全关系，对日常的生产生活意义重大，我们要对其施工控制予以足够的重视。
1.1高质量桥梁的保证对大跨径预应力混凝土桥梁的整个过程进行严格的施工控制，以保证施工质量。对于采用多阶段、多工序的自架设体系施工的大跨度连续桥梁上部结构而言，要求结构内力和标高的最终状态符合设计要求相当困难，它需要用分析程序对多阶段、多工序的自架设施工方法进行模拟，对各阶段内力和变形先计算出预计值。将施工中的实测值与预计值进行比较、调整，直到达到满意的设计状态。
1.2桥梁安全使用的保证大跨径预应力混凝土连续桥梁的结构安全可靠性已成为当今社会普遍关注的问题。为保证桥梁结构运营的安全性、可靠性、耐久性、行车舒适性等，乃至建设精品工程，实施桥梁的施工控制，是桥梁建设不可缺少的重要内容。要在连续梁桥施工的过程中进行控制，并预留长期观测点，将会给桥梁创造长期安全监测的条件，从而给桥梁营运阶段的养护工作提供科学的、可靠的数据，为桥梁安全使用提供可靠保证。
2大跨径预应力砼连续梁桥施工控制的内容、方法和控制流程
2.1大跨径预应力砼连续梁桥施工控制的内容
2.1.1应力监控在大跨径预应力砼连续梁桥上部结构的控制截面布置应力量测点，以观测在施工过程中截面的应力变化及应力分布情况。桥梁结构在施工过程中以及在成桥状态的受力情况是否与设计相符合，是施工控制要明确的重要问题。若发现实际应力状态与理想应力状态的差别超限就要分析原因、进行调控，使之在允许范围内变化。每一节段施工完毕，均要分析应力误差，并预测出下一节段当前己完节段或即将施工节段是否会出现不满足强度要求的状态。根据预测结果来确定是否在本施工阶段对可调变量实施调整。
2.1.2线形监控桥梁结构线形控制是施工控制的基本要求，线形控制就是严格控制每一阶段箱梁的竖向挠度及其横向位移，若有偏差并且偏差较大的时侯，就必须立即进行误差分析并确定调整的方法，为下一阶段更为精确的施工做好准备工作。
2.1.3温度观测在大跨径预应力砼连续桥梁施工过程中，温度对结构内力的影响和结构线形的影响。日照作用会引起主梁顶、底板的温度差，使主梁发生挠曲，同时也会引起墩身两侧的温度差，使墩身产生偏移。由于日照温度变化的复杂性，在挠度理想状态计算时难以考虑日照温度的影响，日照温度的影响只能通过实施观测来加以修正。因此。通常选择在日出之前进行标高测量，以消除日照温差的影响。
2.2大跨径预应力砼连续梁桥施工控制的方法大跨径预应力砼连续梁桥施工控制的主要方法有时候调整控制法、预测控制阀和自适应控制法等。
2.2.1事后调整控制法在大跨径预应力砼连续梁桥施工过程中，若发现己成桥跨结构状态与设计状态不符时，可通过一定的技术手段对其进行调整，使其达到设计要求。
2.2.2预测控制法以施工所要达到的目标为前提，全面考虑影响桥梁结构状态的各种因素，对桥梁每一个施工阶段形成前后的状态进行预测，使施工按照既定目标发展。
2.2.3自适应控制法在大跨径预应力砼连续梁桥施工过程中，控制系统的某些参数与工程实际参数不完全符合导致实际结构不能完全符合设计要求，可通过对各类参数的分析处理和修正，使各施工阶段可满足设计要求。施工监测控制中，一般采用的就是自适应控制法。
2.3大跨径预应力砼连续梁桥施工控制流程大跨径预应力砼连续梁桥施工控制的流程可以总结为：收集资料，主要是一些设计文件、混凝土试验成果、施工挂篮单数、施工工艺等：现场配合资料，现浇梁断实际尺寸及重量、温度现场记录和预应力张拉记录；控制项目测量：节点挠度和控制截面应力；参数识别分析；实时前进分析；系统误差判定：下一步施工分析提供立模标高：下一道施工工序。在此过程中要注意实时跟踪分析，如挠度分析、应力、内力分析。
3案例分析
3.1项目概况某大跨径公路桥梁，主桥为49.6m+86m+49.6m的三跨预应力混凝土连续箱梁。主梁采用单箱双室变高度预应力混凝土箱梁，梁底曲线采用半立方抛物线。
3.2施工监测与控制
3.2.1应力控制主梁在悬浇施工中各截面的应力随工况的不同，应该在截面内布置读数稳定，测得数据可靠的传感元件——钢弦式应变计(用铁丝绑扎在主梁的纵向钢筋的上)进行应力测试和施工控制。测量上采取加密测量次数、变量分段累计的方法。计算总应力时，先算出每一工况荷载变化前后的阶段应力，然后累计算出总应力，分析后可知施工各阶段箱梁控制截面混凝土应力均在设计限值要求范围内。
3.2.2变形控制箱梁挠度变形关系到悬臂浇筑箱梁能否顺合拢及合拢后箱梁内的重分布内力的大小。在施工过程中主要对主梁标高控制点进行了混凝土浇筑前后、预应力钢筋张拉前后、挂篮行走前后的挠度观测。变形监测断面设计为每节段箱梁悬臂端、桥墩支点截面和各跨跨中截面，每个断面设置3个变形测点，在观测箱梁挠度变形的同时，可以观测箱梁是否发生扭转变形。
3.2.3线形监控测量和基准点的设立利用大桥两侧的大地控制网点，使用后方交汇法，用全站仪测出墩顶测点的三维坐标，将墩顶标高值作为主梁高程的水准基点。每～墩顶布置一个水平基准点和一个轴线基准点，做好明显的红色标识，每隔10d进行一次联测，同时观测墩的沉降。
梁挠度、轴线和主梁顶面高程的测量在每一节段悬臂端梁顶设立3个标高观测点和1个轴线点。根据各节段施工次序，每一节段按三种工况对主梁挠度进行平行独立测量，相互校核。
线形测点布置采用一般水准仪对箱梁顶面、底面标高进行观测以获得桥面线形。箱梁底板线形测点布置在三块腹板下方。
3.3结论
通过对该桥梁的应力、变形、线形进行施工控制，该项目施工取得了较好的控制效果，完成了质量和安全目标。
大跨径连续钢箱梁 篇4
预应力混凝土连续梁桥常用的施工方法有:整体支架浇筑法、悬臂法、顶推施工法、移动模架法等多种方法。
所谓整体支架浇筑法[1]是指在桥位上搭设支架,在支架上安装模板、绑扎、安装钢筋骨架、预留孔道,在现场浇筑混凝土和施加预应力,当混凝土达到强度后拆除模板和支架的施工方法。
整体支架浇筑法常用于低矮墩、中小跨径(<50m)、有条件搭设支架的桥梁施工。
1 工程背景及施工方案论证
九江绕城高速新港枢纽互通A匝道跨线桥[2]是枢纽A匝道上跨杭瑞高速九江至瑞昌段的一座桥梁。杭瑞高速九江至瑞昌段已于2010年竣工通车,九江绕城高速与杭瑞高速相交设新港枢纽互通。互通建设期间应尽量减小施工对原有道路通行的干扰,需保障杭瑞高速的正常通行。
A匝道跨线桥采用65m变截面连续梁跨越杭瑞高速行车道,平均墩高7m。主跨65m变截面连续梁按常规方案优先采用悬臂施工浇筑或悬臂拼装。
考虑保障桥下高速公路通行,悬臂施工工期长,且全工期均需在桥下搭设防坠落棚架,严重威胁高速通行安全。悬臂施工由于挂篮高度需加大桥面高程,整个方案经济性较差。
采用整体支架浇筑方案,需在桥下搭设支架,单车道减速通行,但整体浇筑时间短,桥梁短时间成型后即可拆除支架恢复原有交通。采用整体支架浇筑法施工时间短、安全性、经济性更优。
大跨径的桥梁采用整体支架浇筑法一次浇筑成型,由于温度变化、混凝土收缩会使梁体产生纵向变形,附加次内力易导致混凝土梁体开裂。针对这一挑战,笔者对梁体进行了全过程应力分析。
2 箱梁构造
A匝道跨线桥采用(40+65+40)三跨预应力混凝土连续箱梁,采用单箱双室截面,C50砼。单箱底宽7.5m,两侧悬臂长2.2m,全宽11.9m。箱梁顶板斜置设横坡,底板水平,箱梁腹板竖直。中支点处箱梁中心梁高4m,跨中箱梁中心梁高2m,梁高按抛物线变化。顶板厚0.25m,悬臂板端部厚0.2m,根部厚0.4m,腹板厚0.5-0.7m,底板厚0.25-0.55m。横隔板分别设在中支点、边支点处。主梁结构详见图一、图二。
3 结构施工及运营阶段应力分析
主梁采用整体支架浇筑法施工,一次浇筑成型。沿梁纵向划分杆系单元。整体支架浇法施工方案预应力配束方案与悬臂法有较大的不同。主梁钢束配置示意如图三、图四所示。
主梁纵向离散杆系单元,离散示意如图五所示。
按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)A类预应力构件计算分析[3]。正常使用极限状态[4]短期效应组合工况最小控制正应力-0.49MPa,出现在中支点上缘。持久状况工况最大控制正应力13.9MPa,出现在中跨跨中上缘。运营阶段各项力学指标均满足规范要求,且较均匀,如图六、图七所示。
主梁一次浇筑成型相比较主梁逐块现浇,梁体的收缩及早期徐变引起的次内力更为严重。基于此,对主梁成型后10天至90天正应力、主应力情况进行分析。选取中支点上缘正应力情况进行分析,详见表一、图八。
同时选取中支点主拉应力进行分析,详见表二、图九。
结果显示,施工期间正应力、主拉应力均满足规范要求。同时,压应力储备随成梁时间逐渐减小,主拉应力逐渐加大,当成梁90天后正应力及主拉应力均保持稳定。
4 结束语
本文对九江绕城高速新港枢纽互通A匝道跨线桥主梁采用整体支架浇筑法施工过程及运营阶段进行分析。2013年7月该桥已完成施工,施工监控数据显示各项指标均在允许范围内,满足设计要求。
墩身不高桥梁采用支架浇筑的施工方法,其明显优点是梁体混凝土浇筑无色差景观性好,一次成型整体刚度好,工期短,经济性较好。
当连续梁跨径进一步加大,梁体重量加大对支架的承载能力和稳定性要求更大,同时由于混凝土的收缩,次内力易导致梁体的开裂,因此若整体支架浇筑的桥梁跨径进一步加大,应作好施工全过程分析。
参考文献
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大跨径连续钢箱梁 篇5
桥梁是一种跨越障碍或是人工障碍的建筑物，通过对受力点的分析，可以将桥梁分为梁式桥、拱式桥等，同时其在公路设计的过程中，占据着十分重要的地位。我国桥梁工程建设具有十分悠久的历史，其中大跨度桥梁的设计逐渐成为推动桥梁业发展的重要技术。大跨度桥梁作为一种广泛结构的建筑形式，不仅具有形变小、结构刚度大、伸缩减少的特点，而且在桥梁养护及管理的过程中也具有十分便利的检测技术，工程中的预应力可以更好的提高桥梁的跨越能力，而且，该种桥梁的设计具有较强的生命力，可以实现工程项目的可持续发展。
大跨径连续钢箱梁 篇6
关键词大跨度；预应力；弯曲箱梁；施工工艺；措施
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)042-0152-01
随着公路建设的发展，由于受地形、用途、征地、拆迁以及建筑物的影响，大跨度连续预应力弯曲箱梁将广泛应用于公路建设中，尤其是城市道路建设中。
1地基处理与支架系统
采用砼条形基础加固地基，在条形基础上布置支架。加固时要做好地基的排水，防止雨水或混凝土浇注和养生过程中滴水对地基产生不良影响。
采用满堂支架，支架材料为普通钢管脚手架。支架间距分顺桥向、横桥、步长，须经验算确定。钢管上下均采用可调调节支撑，支架底托下延横桥向垫槽钢，所有支架应依据搭设高度设置剪刀撑。满堂支架是整个梁体最重要的受力体系，所以钢管支撑的杆件有锈蚀，弯曲、压扁或有裂缝的严禁使用；使用的扣件有脆裂、变形、滑丝的扣件禁止使用，扣件活动部位应能灵活转动，当扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离应不小于5mm。
支架进行等载（上部自重）预压，以收集支架、地基的变形数据，作为设置预拱度的依据，预拱度设置时要考虑张拉上拱的影响。预拱度一般按二次抛物线设置。结构本身不设置预拱。
支架的卸落设备可根据支架形式选择使用木楔、砂筒、千斤顶、U型顶托等，卸落设备尤其要注意有足够的强度。对于有平面弯曲半径的桥梁，箱梁外侧要加强支撑且加强支架水平稳定性。根据横向变坡的特点，以木制三角架设置梁体横向坡度，木制三脚架采用100mm*100mm方木为主体杆件，用铁丝捆绑于工字钢之上，为便于拆除底模及木制三脚架，在纵向工字钢与木制三脚架间加垫三角形木楔，木楔可调整三角架高度。
2模板
模板由底模、侧模及内模三个部分组成，预先分别制作成组件，在使用时再进行拼装，模板以钢模板为主，内模采用胶合板，在齿板、堵头或棱角处采用木模板。模板在安装过程中必须设置防倾覆设施。
模板的棱木采用槽钢组成，布置间距以75cm左右为宜。
模板的支撑须牢固，对于翼板或顶板采用框架式木支撑，对于腹板模板，根据腹板高度设置对拉性杆，对拉性杆采用塑料套管，以便拉杆取出。为确保砼外观质量，各种接缝要紧密不漏浆，必要时在接缝间加密封条。砼的脱模剂采用清洁的机油，不得使用废机油。
底模采用1m*2m的竹胶板，长边顺桥长方向，每块模板两端及中间位置各设置一组三脚架以充分保证模板强度，预留圆曲线外矢矩超宽和翼缘模板支撑平台。
针对翼缘板呈扇形的特点，在腹板外侧两竖向模板间加设50～70mm的木制板条，与钢模板紧密咬合，其次在翼缘底模两相邻模板所预留出来的空隙间加铺长条状梯形板条，其上覆盖铁皮，用以填充矩形模板间的空隙。
由于梁底、侧模板安装后，有钢筋、预应力筋，内模等多道工序，作业时间相对较长，往往等到浇注混凝土时，模板内有许多杂物，应采用空压机进行清理，并在底模板的适当位置设置一块活动板，以便进行清理。
3普通钢筋、预应力筋
在安装并调好底模及侧模后，开始底、腹板普通钢筋绑扎及预应力管道的预设，在底、腹板钢筋及预应力管道完成后，安装内模，再绑扎顶板钢筋及预应力管道，波纹管的埋设要严格按照设计要求，准确无误，固定牢靠，接头要对接严密，不得产生漏浆。
普通钢筋及预应力筋按规范的要求做好各种试验，并报请监理工程师批准。腹板钢筋根据其起吊能力，预先焊成钢筋骨架，吊装后再绑扎或焊接成型，钢筋绑扎、焊接要符合技术规范的要求。
预应力管道采用镀锌钢带制作，预应力管道的位置按设计准确布设，并采用每隔50cm一道的定位筋进行固定，接头要平顺，外用胶布缠牢，在管道的高点设置排气孔。
锚垫板安装前，要检查锚垫板的几何尺寸是否符合设计要求，锚垫板要牢固的安装在模板上。要使垫板与孔道严格对中，并与孔道端部垂直，不得错位。锚下螺旋筋及加强钢筋要严格按图纸设置，嗽叭口与波纹管道要连接平顺，密封。对锚垫板上的压浆孔要妥善封堵，防止浇注砼时漏浆堵孔。
预应力筋的下料长度要通过计算确定，计算考虑了孔道曲线长，锚夹具长度，千斤顶长度及外露工作长度等因素，预应力筋的切割用砂轮锯切割，预应力筋编束时，应梳理顺直，绑扎牢固，防止相互缠绞，束成后，要统一编号、挂牌，按类堆放整齐，以备使用。
弯梁段穿束采用先穿束的施工工艺。因为弯梁半径小，摩阻力大，后穿束根本穿不过去。如果用大功率的卷扬机强行穿束，必然会损坏波纹管及钢绞线；且钢绞线较长受场地的限制也不宜后穿束。
4砼的浇注
箱梁砼方量较大，砼采用拌和站拌和，泵送入模。砼浇注前对拌和站、砼泵等设备进行认真的检修，确保机况良好。
砼浇注速度要确保下层砼初凝前覆盖上层砼。为防止桥墩与支架发生沉降差而导致墩顶处梁体砼产生裂缝，自跨中向两边墩台连续浇注。
砼的振捣采用插入式振捣器进行，振捣器移动间距不超过其作用半径的1.5倍，并插入下层砼5～10cm。对于每一个振动部位，必须振动到该部位砼密实为止，也不得超振。振捣时要避免振捣棒碰撞模板、钢筋，尤其是波纹管，不得用振捣器碰撞。对于锚下砼及预应力管道下的砼振捣要特别仔细，保证砼密实，由于该处钢筋密、空隙小，振捣棒一般要选用小直径的。
5张拉
在进行张拉作业前，对千斤顶、油泵进行配套标定，并每隔一段时间进行一次校验。梁体强度采用龄期和强度双控制，当梁体砼强度达到设计规定强度的90%时，进行张拉。
梁预应力的张拉采用双控，即以张拉力控制为主，以钢束的实际伸长量进行校核，实测伸长值与理论伸长值的误差不得超过规定的±6%，否则应停止张拉，分析原因，在查明原因并加以调整后，方可继续张拉。预应力筋张拉时的理论伸长值为ΔL=PPL/APEP，PP为预应力筋的平均张拉力，由于预应力筋张拉时，应先调整到初应力，再开始张拉和量测伸长值，实际伸长值为两部分组成，一是初应力至张拉控制应力的实测伸长量，二是初应力时推算的伸长值，实际伸长值为两者之和。
由于弯梁摩阻力大，钢绞线的实际伸长量要从0.2σcon开始计算。为保证伸长量，张拉时要求应力对称同步且尽可能控制两端伸长量比值在0.9～1.1之间。
常用钢绞线束张拉程序：0—>初应力—>σcon（持荷2min锚固）。
张拉预应力钢绞线时应派人观察梁下支架及梁底支座是否有异常现象。张拉前于梁中及张拉端设置测量控制点，张拉过程中对控制点进行三维测量。保证梁端上挠不超过设计规定值。
6压浆、封锚
张拉完成后要尽快进行孔道压浆和封锚，压浆所用灰浆的强度、稠度、水灰比、泌水率、膨胀剂掺量按施工技术规范及试验标准中要求控制。采用不低于42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比0.4～0.45，水泥浆中可掺入适量膨胀剂，其自由膨胀率应小于10%。
压浆应缓慢均匀地进行，不得中断，并应将所有最高点的排气孔依次一一放开和关闭。使孔道内排气通畅。较集中和临近的孔道，宜尽量先连续压浆完成，不能连续压浆时，后压浆的孔道应在压浆前用压力水冲洗通畅。
压浆过程中及压浆后48h内，结构混凝土的温度不得低于5℃，否则应采取保温措施。气温高于35℃时，压浆宜在夜间进行。
大跨径连续钢箱梁 篇7
广乐高速公路是广东省在“十一五”跨“十二五”期间规划实施的重点项目之一,项目主线长约270 km,连接线约32 km,合计总长302 km。主线扩建路段为八车道,新建路段为六车道。全线桥梁总长70 km/226座,隧道总长36 km/28座,桥隧合计总长106 km,桥隧比例35%。路基宽度34.5 m,单幅桥宽达16.75 m。韶关段内的A1合同段设有多座大跨径连续刚构桥梁,这些桥梁规模较大,为该标段的控制性工程。为了简化桥梁结构,降低造价,方便施工,所有连续刚构桥主梁均采用单箱单室箱梁。箱梁的悬臂较大,腹板间的间距也较大,箱梁的剪力滞效应较明显,研究该项目中箱梁的剪力滞效应,对保证结构安全经济十分重要。
2 箱梁剪力滞效应
箱形截面梁属于空间结构,其受力特性呈空间上的变化。在偏心荷载作用下,纵向弯曲产生竖向变位,而在横截面上引起纵向正应力及剪应力。对于箱形截面梁,由于翼板中剪力滞后的影响,其应力将会呈不均匀分布,即近肋处翼板中产生应力高峰,而远离肋板处则产生应力低谷,这种现象称为“剪力滞后”,简称剪力滞效应。在大跨度预应力混凝土桥梁中所采用的宽箱梁,腹板间的间距较大,两侧悬臂也较大,剪力滞效应比较明显。初等梁理论不能适用于该类桥梁的翼板受力分析。
试验和理论都证实,宽箱梁存在剪力滞后现象,其最大正应力值一般大于按初等梁理论计算的平均值,在实际应用中采用剪力滞系数λ进行描述,即:
其中,σ为实际截面上发生的正应力;珚σ为按初等梁理论计算出的正应力。
3 有限元计算模型
本文以白土北江特大桥为例,对箱梁的剪力滞效应进行分析。该桥主桥上部构造为(100+180+100)m三跨预应力混凝土连续刚构箱梁,箱梁横断面采用单箱单室,根部梁高11.4 m,跨中梁高3.7 m,顶板厚0.28 m,底板厚从跨中至根部由0.32 m变化为1.20 m,腹板从跨中至箱梁根部分三段采用0.45 m,0.7 m,0.9 m三种厚度,箱梁高度和底板厚度均按1.8次抛物线变化。箱梁顶板横向净宽16.75 m,底板宽8.0 m,翼缘悬臂长4.375 m。桥梁总体布置图见图1,箱梁标准横断面图见图2。
采用有限元软件Midas FEA建立全桥实体模型,对空间网格进行划分,生成以六面体为主导的网格单元,不规则的部位以五面体金字塔型网格为过渡。整个有限元模型共分为131 474个单元。
为了分析车辆荷载加载位置对箱梁剪力滞效应的影响,本文选取JTG D60—2004公路桥涵设计通用规范中规定的车辆荷载。车辆荷载纵向按照三种位置分别加载在箱梁上,即车辆重轴依次布置在:1)中跨跨中;2)主墩墩顶;3)边跨跨中。车辆荷载横向按照两种加载方式,如图3所示。
4 剪力滞效应分析
4.1 车辆荷载作用下墩顶处剪力滞系数分布
为分析车辆荷载作用位置对箱梁剪力滞效应的影响规律,纵向分别按车辆荷载作用在中跨跨中及边跨跨中,横向分别按工况A、工况B进行加载,绘制墩顶处顶板的剪力滞系数λ的分布图,见图4,图5。图中,横坐标为距离箱梁顶底板一侧的距离,纵坐标为箱梁剪力滞系数。从图中可以看出,车辆荷载作用的横向位置对箱梁的剪力滞系数影响不大,车辆荷载作用在中跨跨中时墩顶处箱梁顶板产生正剪力滞效应,车辆荷载作用在边跨跨中时,墩顶处箱梁顶板产生负剪力滞效应。
4.2 二期均布荷载作用下,箱梁剪力滞效应
为分析二期均布荷载作用下,箱梁剪力滞效应的分布规律,在实体单元模型中施加均布的面压力荷载,选取中跨跨中,中跨L/4处及墩顶位置的箱梁截面,提取相应截面的正应力与杆系模型中的应力进行对比,绘制剪力滞系数分布图,见图6,图7。图中,横坐标为距离箱梁顶底板一侧的距离,纵坐标为箱梁剪力滞系数。从图中可以看出,均布荷载作用下,箱梁剪力滞效应在跨中的位置不大,靠近墩顶处的效应较大。
4.3 自重作用下,箱梁剪力滞效应
为了分析箱梁在自重作用下箱梁剪力滞效应,选取中跨跨中截面及墩顶截面,分别求出箱梁顶板及底板的剪力滞系数,绘制剪力滞系数分布图,见图8,图9。图中,横坐标为距离箱梁顶底板一侧的距离,纵坐标为箱梁剪力滞系数。从图中可以看出,在自重作用下,中跨跨中的剪力滞效应不是很明显,墩顶顶板的剪力滞效应较明显。由于连续刚构为墩梁固结体系,受桥墩的影响,在墩顶处,箱梁底板的剪力滞效应也不是很明显。
4.4 规范中的有效宽度法
在实际的工程设计中,如果按照精确的剪力滞计算公式或空间的有限元来分析结构的截面应力,工作量较大,应用不便。因此,现行JTG—2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范给出了偏安全的实用计算方法,即翼缘有效宽度法,具体操作步骤是先根据平面杆系结构理论计算箱梁一个截面的内力,然后再对不同位置的箱形截面用不同的有效宽度折减系数将翼缘的宽度进行折减,最后根据折减后的截面尺寸进行应力验算及截面配筋。
按初等梁理论公式计算的应力与其实际应力峰值接近相等的那个翼缘折算宽度,称为有效宽度,我国现行规范对于箱梁截面梁在腹板两侧上、下翼缘的有效宽度计算方法做出了规定,按规范中计算方法,计算出白土北江特大桥跨中翼缘:
根据规范中的ρs,ρf曲线图,查得跨中翼缘有效宽度计算系数ρf=1。即中跨跨中处为全截面受力,不考虑箱梁剪力滞效应。
墩顶处翼缘:
根据规范中的ρs,ρf曲线图,查得墩顶处翼缘有效宽度计算系数ρf=0.8。即墩顶处需要考虑箱梁剪力滞效应。
根据以上有效宽度法计算墩顶处顶板的应力,与实体模型及按初等梁理论计算出的结果对比,列出对比表如表1所示。
MPa
从表1中可以看出,车辆荷载作用在中跨跨中及均布荷载作用下,有效宽度法计算出的应力比实体模型计算出的应力要小,有效宽度法在本桥梁计算中是偏不安全的。
5 结语
本文通过建立实体有限元模型,计算了连续刚构桥主梁在不同位置的车辆荷载,均布荷载及自重作用下的截面正应力,分析箱梁截面剪力滞效应的分布规律,得出如下结论:
1)计算结果表明,大跨径连续刚构桥梁在跨中处的剪力滞效应不是很明显,在墩顶处的剪力滞效应较明显,特别是墩顶处箱梁顶板的应力集中现象较明显,设计时应特别注意增加这些位置的应力安全储备,并适当增加配筋。2)车辆荷载横向的作用位置对箱梁的剪力滞效应影响不大,纵向作用位置影响较大,作用在中跨跨中和边跨跨中分别产生正剪力滞效应和负剪力滞效应。自重及二期恒载的剪力滞效应不是很明显。3)根据现行规范中的箱梁截面翼缘有效宽度计算的结果与实体有限元模型计算的结果对比,两者计算出的箱梁剪力滞效应分布规律大致相当。但在部分工况下,有效分布宽度法计算出的应力比实体模型计算出的应力要小,偏不安全,在设计中需引起重视。
参考文献
[1]范立础,徐光辉.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,2001.
[2]邵旭东,顾安邦.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,2003.
[3]JTG D60—2004,公路桥涵设计通用规范[S].
[4]JTG D62—2004,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].
[5]赵云安,王炎.车辆荷载作用下连续箱梁桥剪力滞效应分析[J].铁道建筑,2013(2):132-133.
大跨径连续钢箱梁 篇8
随着科技进步、社会工业化水平提高, 车辆载重量增大, 车速相继提高, 人们对道路服务水平也提出新的要求。但是, 早期建设的桥梁, 标准低和承载力不足, 年久失修, 缺乏保养, 正在逐步成为危桥[1,2]。特别是大型、重型车与日俱增, 致使公路交通安全与畅通受到严重影响, 本文主要结合工程实例分析大跨径连续箱梁裂缝产生原因并提出妥善的加固方案。
2 工程概况
本桥是跨越李家沙水道的一条重要交通要道, 桥梁于1992年12月18开工修建, 1995年7月31日建成通车。主桥为8 0 m+1 2 8 m+8 0 m三孔三向预应力混凝土连续箱梁, 桥面总宽15m, 双向12.5m混合车道, 两边各设1 m人行道。设计荷载为:汽车-20级, 验算荷载为:挂车-100, 人群荷载为:3.5 k N/m 2。上部结构采用单箱单室断面, 箱顶宽1 4.6 m, 箱底宽8 m, 悬臂翼板长3.3 m。箱梁在中支点处高7 m, 向跨中变化到2.6m。顶板厚2 8 c m, 腹板在跨中7 7 m范围厚3 6 c m, 向中支点范围变为50cm, 底板厚度由跨中32cm直线变化到墩顶8 0 c m。边跨与中跨等长范围对称相同, 其他部分为等截面。连续箱梁采用50号混凝土, 分18个阶段用悬臂浇筑施工, 再搭支架浇筑边跨, 最后合拢中跨。2004年6月经质量监督站进行检查, 发现主桥箱梁腹板存在大量裂缝, 其中边跨靠近支座附近腹板上4 5°斜向裂缝较多, 最大宽度达0.5 3 m m, 已远远超过《公路养护技术规范》 (JTJ073-9 6) 中规定的裂缝限值要求。
3 箱梁验算结果及裂缝产生原因分析
3.1 下缘正应力
根据施工竣工图文件提供的资料, 对原结构进行正常承载能力验算[3]。计算原则为旧桥对应采用旧标准进行理论计算。对上部结构采用平面杆系进行验算, 由计算结果来看, 正应力完全满足预应力混凝土的应力要求。本桥挂车验算荷载较小, 不控制受力。由于跨径较大, 对支座不均匀沉降反应不明显。最不利组合是汽车荷载与温度应力组合, 此时跨中断面下缘仍有2.2 M P a的压应力储备, 边跨跨中下缘也还有0.8MPa的压应力。
3.2 剪应力与主拉应力
从剪应力图与主拉应力图上明显看出, 箱梁抗剪能力严重不足。边支点处主拉应力达4.2 M P a, 距中支点2 5.5 m处 (2 0#节点) 主拉应力亦有3.9 M P a, 这正是腹板开始由5 0 c m变为3 6 c m厚处。这些地方都是腹板上斜裂缝最发育的范围。中跨、边跨主拉应力都较大, 仅跨中有一个非常狭窄的范围内较小。按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTJ023-85) (以下简称旧桥规) 第5.2.2 4条规定, 主拉应力应符合下列规定:σzl≤0.8Rlb=0.8×3.0=2.4MPa。由此可以看出在边支点附近与距中支点2 5.5m (腹板开始由50cm变为36cm厚) 开始一段范围, 主拉应力都远远超出规范的规定, 沿主拉应力方向产生斜裂缝是必然的。中跨、边跨跨中都仅有一个非常狭窄的范围内主拉应力较小, 从而以上斜裂缝发展到跨中逐渐呈水平向也是自然的。距中支点2 2.5 m范围 (腹板厚5 0 c m) 内主拉应力勉强满足规范, 所以还没有产生严重开裂。但也非常接近桥规允许值, 也应进行加强。由以上计算结果看, 张拉应力与腹板实际存在的裂缝吻合得非常好。
3.3 腹板厚度计算
根据旧桥规中第4.1.12条Qj≤0.0 5 1 b h 0的规定, 腹板必须达到一定的厚度, 虽然该条文没有包括箱梁或变截面连续梁, 但其他断面亦可参照其规定, 保证腹板的最小厚度。
本工程中箱梁腹板很薄, 纵向预应力束没有弯到腹板内, 特别是在边支点梁端未将预应力束上弯起来, 腹板厚度也没有增加, 出现抗剪能力不足, 在腹板上产生斜裂缝是在所难免的。
4 加固方案
箱梁腹板加固后的总厚度为:中跨跨中3 4 m范围为5 0 c m, 通过一个4m长梁段向中支点变化到7 0 c m;边跨距端横隔板6 m长范围的腹板加厚到70cm, 由2m范围变为5 0 c m一直到跨中。
腹板加厚在内侧进行, 采取粘贴钢板条, 再浇筑加厚混凝土。钢板条厚t=1 0 m m, 宽2 5 c m, 沿竖向贴在腹板表面, 纵向空隙1 0 c m。粘贴钢板前先修复箱梁腹板原有裂缝, 将腹板一面缝住, 在另一面压力灌入专用胶。再清理混凝土表面, 用SB-101胶修补砼表面缺陷, 将钢板表面除锈。粘贴钢板的施工顺序: (1) 修复裂缝; (2) 清理混凝土面, 露出新面后找平; (3) 植入螺栓; (4) 钢板安装; (5) 焊接钢筋; (6) 压力灌浆; (7) 涂氟碳漆防锈。粘贴钢板先用S B-1 0 1封边, 固化后方能灌注专用钢板黏结胶E-2 3 0 0或G R O U T, 厚度4~5 m m。
钢板条粘贴后, 在钢板上焊接垂直腹板表面钢筋, 并在钢板空袭植入钢筋, 将结合部位旧混凝土表面凿毛后, 绑扎表面钢筋网, 最后立模浇筑加厚混凝土。植筋采用SB-101或E-380胶, 旧混凝土表面在浇筑加厚混凝土前须涂刷E200混凝土界面胶。表面钢筋网斜45°布置, 间距12×12cm, 沿张拉应力方向布置N1φ16钢筋, 正交方向布置N2φ12钢筋。
施工前必须先探明腹板内竖向预应力筋的位置, 保证钢板螺栓与植筋钻孔不碰到预应力筋。所有焊接工作应在钢板黏合前进行, 钢板黏结后严禁施焊。箱梁加固后经复算, 承载能力及正常使用能力均满足规范要求。
5 运营情况
该连续箱梁桥于2 0 0 8年4月完工, 运营至今, 腹板既有裂缝经封闭后未见开展, 也未发现任何新的裂缝, 各加固构件受力状况均良好。
6 结语
本文结合工程实例得出如下结论:
1) 委托专门的检测机构对桥梁现状进行专项检测, 为加固设计提供可靠的参考依据。
2) 保证行车安全的前提下, 根据使用要求和耐久性要求的具体情况, 正确掌握和提出加固的有关标准要求。
3) 加固方案不仅简单易行、合理, 而且可以在不影响交通的情况下施工。
参考文献
[1]刘来君, 赵小星.桥梁加固设计与施工技术.人民交通出版社.2004
大跨径连续钢箱梁 篇9
1 工程概况
肇庆大桥是连接广肇高速公路跨越西江干流的一座特大型桥梁,由南引桥、主桥、北引桥Ⅱ、北引桥Ⅰ四部分组成,其中主桥为86+4×136+86=716 m六孔预应力混凝土连续箱梁。主桥上部结构为单箱单室大悬臂箱梁形式,底板宽10 m,顶板宽22 m,两侧悬臂各6 m,梁高为3 m～8 m,底板厚为0.3 m～1 m,箱梁底缘按二次抛物线变化,采用纵向、竖向及横向三向预应力体系,除0号块和合龙段外,每个T构对称分为18个施工节段,最重227 t,最长4.5 m,采用悬臂平衡浇筑法施工。
肇庆大桥主桥连续箱梁施工线形控制采用了事前控制的方法,在每段箱梁浇筑混凝土前根据已施工梁段的标高与原设计标高的偏差重新调整计算模型的相应参数,再计算出混凝土浇筑前的模板标高,使施工出来的箱梁线形与原设计线形最吻合。
2 施工控制方法
1)施工控制目的。施工过程中难免会出现偏差,施工控制目的是通过在施工过程中对桥梁结构进行实时监测,并根据监测结果及时准确地控制和调整施工中发生的偏差值,使大桥建成时最大可能地接近设计的几何线形,确保结构受力良好[3]。
2)施工控制原理。肇庆大桥主桥箱梁的线形控制是通过对每一块段在各种工况状态下的高程控制来实现的。当结构(在某一工况)测量到的绝对高程与模型计算结果不相符时,通过将误差输入到参数辨识算法中去调节计算模型的参数,使模型的输出结果与实际测量到的结果一致,得到修正的计算模型参数后,重新计算各施工阶段的理想状态。这样与实际结构相一致,在此基础上可以对施工状态进行更好的控制。
3)必要的测试。a.挂篮预压试验,以消除挂篮的非弹性变形,获取弹性变形值,为预报挂篮定位标高提供依据。b.预应力管道摩阻损失测试,目的是推算结构的有效预应力,进而推算预应力张拉时主梁产生的挠度。c.结构混凝土的弹性模量测试,为计算结构混凝土的收缩徐变变形提供依据。
4)施工控制流程(见图1)。
5)具体施工控制方法与过程。
a.按照监控小组预报的挂篮定位标高定位挂篮,由施工单位测量定位后的挂篮标高,经监理工程师认可后,提供给监控小组,挂篮定位标高测点布置如图2所示。
挂篮定位标高由下式确定:
其中,y为纵向本次浇筑梁段最前端底板的标高;ΔH为本梁段定位标高与上一梁段前端测点标点之差;ΔY为上一梁段前、后测点标高之差的预计值;L1,L2分别为上一梁段的长度与本梁段的长度。
b.块段钢筋模板安装完毕后,混凝土浇筑前,测量所有已施工梁段的高程测点,复测挂篮定位标高,墩顶水平位移,经监理工程师签认后报控制小组。梁段高程测点布置见图3。其中,测点1,3,5控制桥面横坡线形;6,7,8控制主梁底缘线形;2,4控制各种因素引起的主梁挠度线形。
c.监控小组分析测量结果,如需调整,给出调整后的标高。
d.块段混凝土浇至一半时,测量挂篮定位点标高,测量已浇梁段端部的测点标高。
e.混凝土浇完后第2天,测量所有已施工梁段上的测点标高,以及本梁段端部梁底和梁顶的测点标高,建立梁顶测点与梁底测点的标高关系,经监理工程师认可后提供给监理小组。
f.梁段预应力钢筋张拉完毕后,测量所有已施工梁段的标高测点(2,4),经监理签认后提供给施工控制小组。
g.监控小组分析测量结果,根据上一施工周期梁底标高测量值等,预报下一施工周期的挂篮定位标高。
h.标高预报值经设计单位进行其他验算,与监控小组会签后交给监理单位。
i.监理单位将上述预报标高最后核定后交给施工单位执行
6)施工控制注意事项(要点)及特殊情况处理。
a.为消除日照温差对主梁标高的影响,梁段混凝土浇筑后的标高测量及预应力钢筋张拉后的标高测量,必须在一天中0:00～6:00进行。b.挂篮的定位是在白天进行的,而监控小组提供的定位标高是以0:00～6:00的理论绝对标高作为参考值的,故挂篮定位时标高确定应考虑温差的影响,具体做法是:测出定位挂篮时的ΔH′,再与0:00～6:00测出的ΔH作比较,两者之差(ΔH′-ΔH)与挂篮定位标高y之和,即为该时刻的挂篮定位标高,即y′=y+ΔH′-ΔH。c.梁段混凝土浇筑前,应紧固挂篮后锚,确保挂篮前吊带受力均匀,在浇筑混凝土过程中及时测量挂篮前端的沉降,发现实际沉降量与预留量不符时,及时调整前吊带顶端的千斤顶。d.合龙前应对相邻的两个T构悬臂端2个～3个节段进行通测,以便互相协调,确保合龙精度。
7)施工控制效果。已完成施工的梁段标高与理论值偏差小,都在误差允许范围内,见表1。
3结语
1)切实做好挂篮的预压试验,测出挂篮的弹性变形值,为各梁段设置预拱提供可靠依据。2)施工过程中严密观测挂篮的变形情况,若有异常,及时采取控制措施。3)加强对各施工节段每个工况的标高观测,为监控小组提供可靠的测量数据。
参考文献
[1]JTJ 041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].
[2]邵旭东.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,2005.
[3]郭金琼.箱形梁设计理论[M].北京:人民交通出版社,1991.
大跨径连续钢箱梁 篇10
1.1 工程简介
南京滁河大桥是某公路工程南京段中一座大桥。滁河是一条重要的省际干线航道, 被江苏省交通厅批准为V级航道, 通航净空为 (65×5) m, 最高通航水位为9.374m, 并承担着重要的泄洪功能。大桥跨越滁河道基本顺直, 路线与河道交角为73.2°, 河口正宽约130m, 测时水面宽约80m, 主桥采用分离式单箱单室预应力连续箱梁, 引桥采用25m装配式部分预应力混凝土连续箱梁, 桥梁全长841.4m。
1.2 地形、地质条件
桥址位于滁河河谷平原, 地势较为平坦, 河 (沟) 塘纵横密布, 地面高程4.85~17.48m, 松软层沉积相对较厚, 局部有厚层软土分布。软土层呈中厚层状分布, 层顶埋深2.00~4.90m, 层厚2.00~9.10m, 表层有硬壳层分布。从上至下, 具体为填筑土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉土、粉质粘土、粉土、粉质粘土、碎石土、粉质粘土混砾石、强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩等。主墩的持力层位于中风化泥质粉砂岩层, 风化较弱, 结构完好, 胶结好, 强度高, 容许承载力为1200k Pa, 力学性能较好。
从地质构造体上看, 项目区位于扬子准地台下扬子台褶皱带中仪征凹陷的西北部, 主要断裂有滁河断裂, 但勘察未发现断裂有新近活动形迹, 根据本区域地震安全性研究表明, 项目所在地区及临近地区是地质稳定性较好区域, 不具备发生6级以上地震的构造条件。
2 桥梁设计原则
(1) 充分考虑桥梁的美学设计[1], 尽量做到桥型与周围环境相协调。
(2) 选用整体性好的桥梁结构, 使结构的几何尺寸、质量和刚度均匀、对称规整, 避免突然变化。
(3) 结合桥梁工程、地形、地貌等要素以及技术标准的要求, 采用利于抗震、技术先进、受力明确、结构成熟、施工简便、养护方便、经济的桥型方案, 做到安全、适用、经济、美观[1]。
(4) 在满足通行、通航、泄洪等功能要求的前提下, 桥孔布设要充分考虑桥孔附近其它构造物, 尽量做到一桥多用, 防止构造物间距离太近、作业面小造成施工困难, 并尽可能采用经济跨径, 降低工程造价。
(5) 尽量满足下穿堤坝通道的净空要求和桥头台后工后沉降控制指标。
3 桥型方案比选
本项目道路路线在滁河中下游南京段与滁河相交, 与水流主流向斜交角度为73°, 与航道中心线斜交角度为73.2°。根据水利部门和航道部门的要求 (将净高4.5m防讯通道改移到堤外桥下, 堤顶预留不小于2.5m净高, 航道需求的65m净宽标准) , 综合考虑通航、堤防、施工难度、景观、使用性能、维护性能、泄洪等各方面的性能, 通过计算, 主跨选用85m跨径。桥面高程由最高通航水位、两侧规划大堤堤顶高程控制。根据以上条件提出以下两种桥型方案, 其方案效果图见图1和图2。
3.1 三跨变截面预应力混凝土连续箱梁桥方案
为降低施工难度、减小工程造价, 减少水中基础, 将两侧过渡墩设置在岸上, 主桥边孔长度尽量加大, 跨越大堤的迎水面、堤顶和背水面;出于降低工程造价考虑, 引桥跨过大堤, 采用25m装配式预应力混凝土连续箱梁。为减少阻水面积和紊流的影响, 桥墩采用圆柱墩, 主跨错墩布置。全桥桥跨布置:左幅为13×25m+ (48+85+52) m+13×25m;右幅为13×25m+ (52+85+48) m+13×25m, 将斜桥做正, 桥梁全长841.4m。
单幅主桥箱梁采用三向预应力单箱单室截面, 顶宽12.9m, 底宽6.5m, 支点梁高5m, 跨中梁高2.3m。下部结构主墩采用双柱式墩, 柱直径2m以利水流通过, 承台厚2.8m, 基础采用6Φ1.6m钻孔灌注桩;过渡墩采用双柱式墩, 柱直径2m, 承台厚2.4m, 基础采用4Φ1.6m钻孔灌注桩;25m装配式部分预应力混凝土连续箱梁桥墩采用Φ1.3m双柱式墩、Φ1.5m钻孔灌注桩, 0#、34#台均采用柱式台, Φ1.5m钻孔灌注桩。
施工方法:主桥上部结构采用挂篮悬臂浇筑施工, 引桥上部结构采用预制安装施工方法。
3.2 下承式钢管混凝土系杆拱桥方案
出于在水中少布墩、减小阻水面积和对水流态影响的考虑, 两侧大堤以内 (包括跨大堤) 引桥采用53m下承式钢管混凝土系杆拱;出于降低工程造价考虑, 跨过大堤引桥采用25m装配式部分预应力混凝土连续箱梁。
全桥桥跨布置为:12×25m+ (53+88+53) m+11×25m, 桥梁全长775.4m。主桥主跨横向设置四片拱肋, 拱轴线为二次抛物线, 净矢跨比为1/5, 计算跨径L=85m, 矢高17m。拱肋采用哑铃形钢管混凝土结构, 每个钢管外径90cm, 壁厚1.2cm, 钢管材质为Q345钢, 内充C40微膨胀混凝土;吊杆纵向间距为5m, 吊索采用标准强度为1670MPa、85丝直径Φ7mm平行高强钢丝;系梁和横梁为预应力混凝土结构。主桥边跨横向设置四片拱肋, 拱轴线为二次抛物线, 净矢跨比为1/5, 计算跨径L=50m, 矢高10m。拱肋采用哑铃形钢管混凝土结构, 每个钢管外径70cm, 壁厚1.2cm, 钢管材质为Q345钢, 内充C40微膨胀混凝土;吊杆纵向间距为5m, 吊索采用标准强度为1670MPa、85丝直径Φ7mm平行高强钢丝;系梁和横梁为预应力混凝土结构。
施工方法:主桥上部采用少支架现浇系杆, 预制安装拱肋风撑的施工方案;引桥上部采用预制安装方案。
3.3 方案比选
(1) 三跨变截面预应力混凝土连续箱梁桥方案
优点:主桥整体及稳定性好, 刚度大、行车顺适;主桥上部采用挂篮悬臂浇筑施工, 施工技术成熟, 难度低, 施工期间对通航、泄洪影响较小;运营期内几乎不需养护。
缺点:主桥建筑高度较高, 桥梁总长度较长, 造价稍高。
(2) 下承式钢管混凝土系杆拱桥梁方案
优点:主桥外形优美, 建筑高度低, 桥梁总长度相对较短, 造价相对较低。
缺点:施工工艺复杂, 主桥施工期对通航、泄洪有一定影响;钢管拱肋、吊杆运营期需定期检修、维护, 养护量较大, 费用较高。
综上所述, 推荐采用三跨变截面预应力混凝土连续箱梁桥方案。
4 总体设计
4.1 技术标准
(1) 道路等级:一级公路;
(2) 荷载等级:汽车, 公路-Ⅰ级;
(3) 设计速度:80km/h;
(4) 桥面宽度:2×净-11.5m;
(5) 桥梁设计基准期:100年;
(6) 设计洪水频率:1/100;
(7) 抗震设防烈度:7度;
(8) 航道等级:Ⅴ级航道;
(9) 环境类别:Ⅰ类。
4.2 总体布置
南京滁河大桥桥梁与路线正交。桥梁平面位于R=4000m的左偏圆曲线上, 由于圆曲线半径较大, 上部箱梁采用设计中心线为标准跨径, 箱梁按标准长度的直线梁预制安装, 内外直曲差通过现浇中横梁来调整, 弧弦距通过护栏调整。
主桥布跨为左幅: (48+85+52) m;右幅: (52+85+48) m, 左、右幅错孔布置, 采用分离式单箱单室预应力混凝土连续箱梁, 引桥采用25m装配式部分预应力混凝土连续箱梁。根据航道要求、规划大堤堤顶通道净空要求和台后填土高度的控制, 跨径布置为 (6×25) m+ (7×25) m+ (48+85+52) m+ (7×25) m+ (6×25) m, 桥梁全长841.4m。
主桥桥下有两处桥孔兼通道, 通道为堤防道路改移段, 分别为:位于第十三孔, 中心为K16+651.30的6×4.5m汽车通道;位于第十六孔, 中心为K16+839.073的6×4.5m汽车通道。
箱梁跨中、支点横断面见图3、图4, 主桥立面布置图见图5。
5 结构设计
5.1 上部结构设计
主桥采用 (48+85+52) m变高度预应力混凝土连续箱梁跨越滁河, 由上下行分离的单箱单室截面组成, 单箱底宽6.5m, 两侧悬臂3.20m, 全宽12.9m。箱梁横桥向底板保持水平, 顶面设2%单向横坡, 由箱梁两侧不同腹板高度形成。中支点处箱梁中心高度5.0m, 跨中箱梁中心梁高2.3m, 梁高以1.8次方抛物线变化。顶板厚0.28m, 悬臂板端部厚0.18m, 根部厚0.65m;腹板厚0.5~0.7m, 底板厚0.28~0.62m。横隔板分别设在中支点、边支点和中跨跨中处, 厚度分别为2.4m、1.2m和0.3m, 均设置了人孔以便施工。
连续箱梁0#块节段长度11m, 在支架上浇注施工。两侧各有9个节段, 1#~9#梁段采用挂篮悬臂浇筑施工, 挂篮及模板控制重量按60t。主桥单幅共有3个合拢段, 即两个边跨合拢段和一个中跨合拢段, 合拢段长度均为2.0m, 在吊架上浇筑施工。两侧边跨现浇段长分别为4.42m、8.42m, 在支架上浇筑施工。
箱梁为三向预应力结构, 分别为纵向预应力束、横向预应力束和竖向预应力束钢筋。纵向和竖向预应力管道均采用镀锌金属波纹管。纵向预应力钢束共设置了顶板束 (T) 、腹板束 (F) 、中跨底板束 (B) 、边跨底板束 (D、D’) 、合拢段连续束 (W、W’、H) 和预备束 (TP、DP、DP’、BP) 共六种。均为双端张拉。锚下张拉控制应力为σcon=0.75fpk=1395MPa。
0#块梁段横隔板、现浇段横隔板横向预应力筋采用ΦS15.2mm钢绞线, 锚下张拉控制应力为σcon=0.75fpk=1395MPa。竖向预应力钢筋采用Φl32精轧螺纹粗钢筋, 张拉控制应力为σcon=0.85fpk=667.3Pa, 单根设计张拉吨位为536.7k N。采用一端张拉 (竖向预应力在梁顶张拉) 方式, 相应锚具为YGM-32型锚具。
引桥采用25m先简支后结构连续的部分预应力组合箱梁, 预制箱梁高1.4m, 横桥向由4片梁组成, 上设现浇8cm C40混凝土+10cm沥青混凝土。为了减轻安装重量和增加横向整体性, 在各箱之间设横梁, 湿接缝连接。每联端部横梁部分与箱梁同时预制, 各中间墩顶横梁采用现浇施工。为了满足锚具布置的需要, 箱梁端部在箱内侧方向加厚, 腹板内预应力钢束除竖向弯曲外, 在主梁加厚段尚有平面弯曲。
5.2 下部结构设计
主桥桥墩采用薄壁式墩, 墩厚3.7m, 承台厚3m, 基础采用3排计9根Φ1.5m钻孔灌注桩基础;过渡墩采用双柱式墩, 立柱为椭圆形, 宽2.2m、厚1.5m, 承台厚2.5m, 基础采用2排计4根Φ1.5m钻孔灌注桩基础。
引桥桥墩采用双柱式墩, 立柱直径Φ1.3m, 基础采用单排计2根Φ1.5m钻孔灌注桩基础。桥台为肋板式台, 半幅桥台下设6根Φ1.2m钻孔灌注桩基础。
5.3 公用构造及附属结构
(1) 桥面铺装
桥面横坡为双向2%, (48+85+52) m连续箱梁由腹板高度调整, 其余均由墩台帽调整。桥面铺装采用沥青混凝土, 组合箱梁与预应力混凝土空心板梁设置桥面现浇层, 组合箱梁采用6cm厚C40水泥混凝土现浇层, 现浇层内设冷轧带肋钢筋焊接网;桥面排水采用玻璃钢泄水管, 桥面防水采用改进型防水剂。
(2) 支座
为了保证支座处于水平状态, 支座处梁底均设有预埋钢板, 在墩台帽上设置支座垫石;预应力连续箱梁采用GPZ系列盆式橡胶支座;装配式部分预应力连续箱梁采用GYZ系列圆板式橡胶支座。
(3) 桥梁护栏、搭板
桥梁外侧设置墙式防撞护栏, 宽0.5m, 内侧护栏采用波形梁护栏, 宽0.9m。桥梁台后设置8m长搭板, 横向按行车道分块。
(4) 伸缩缝
桥梁上部结构在桥台处和两联之间设置伸缩缝, 根据伸缩量选用D80、D160和D240型伸缩缝, 安装温度为15~25℃。
6 箱梁结构计算
变截面箱梁结构计算采用“桥梁博士系统V3.02”进行分析和计算。 (48+85+52) m箱梁划分为62个单元, 根据施工程序分为29个施工阶段进行计算。计算中考虑了各个施工阶段和最终运营阶段的最不利组合, 计入了预应力二次矩、体系转换及徐变产生的内力重分布, 温度变化按规范采用竖向温度梯度曲线, 并考虑了整体升降温各25℃以及支座不均匀沉降等影响, 按全预应力混凝土结构进行设计, 合拢顺序按先边跨后中跨, 分别进行承载能力极限状态验算, 持久状况正常使用极限状态验算, 持久状况和短暂状况构件应力验算。
组合箱梁按部分预应力混凝土A类构件设计, 内力计算按荷载横向分配系数采用刚接板 (梁) 法计算, 并用梁格法进行检算。桥面板计算按单向板和悬臂板计算。
大桥桥梁设计安全等级为一级, 结构重要性系数为1.1。其相关参数选取如下:
(1) C50混凝土:容重26k N/m3, E=3.45×104MPa;相对湿度为80%。
(2) 基础不均匀沉降:主墩2cm, 过渡墩1cm。
(3) 预应力管道:预埋金属波纹管;管道摩擦系数u=0.25;管道偏差系数κ=0.0015。
(4) 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值 (一端) :6mm。
(5) 抗震设防措施:为减弱地震对构造物的不利影响, 当墩高大于6.0m时, 设置系梁;桥梁墩、台挡块内侧、背墙与预制箱梁对应位置及可能发生构件刚性撞击的位置均设有橡胶缓冲块。
7 结语
大跨度预应力混凝土变截面连续箱梁桥型方案具有整体稳定性好、结构刚度大、变形小、抗震能力强、行车平顺舒适、后期养护少、施工期间对通航影响小等优点。南京滁河大桥于2013底竣工通车运营, 目前运行良好, 无明显病害产生。
摘要：介绍了南京滁河大桥的桥型方案、总体设计以及主桥的结构设计特点。该主桥为左幅 (48+85+52) m和右幅 (52+85+48) m的左右幅错孔布置的三跨变截面预应力混凝土连续箱梁桥。其工程的设计经验, 可供其它类似桥梁工程借鉴或参考。
关键词：大跨径预应力混凝土,变截面连续梁,分离式箱梁,桥梁设计
参考文献
[1]杨士金, 唐虎翔.景观桥梁设计[M].上海:同济大学出版社, 2003.
大跨径连续钢箱梁 篇11
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。