大跨径预应力混凝土

大跨径预应力混凝土（共9篇）

大跨径预应力混凝土 篇1

1 工程概况

某桥梁全长917m, 其中主桥长610m, 桥面总宽设计为55m, 按分离式结构设计。桥梁工程上部结构采用 (55+5×100+55) m三向预应力混凝土变截面连续梁, 断面形式单箱三室。主箱梁顶板宽27.0m, 底板宽19.5m, 翼缘悬臂宽3.75m。

2 支架设计方案

本桥梁体设计采用分段悬浇施工方式, (0+1) #块段长度仅6m, 不能满足挂篮拼装长度。因此, 将1#及1#ˊ块段与 (0+1) #块段一次浇筑, 总长度达11m, 满足了挂篮拼装要求。 (1#+0#+1#ˊ) 块段梁体最高处8m, 混凝土总量达962m3。为了减少或防止混凝土裂缝, 采用一次浇筑方案。混凝土达到设计强度后进行临时固结张拉, 完成 (1#+0#+1#ˊ) 块段预应力后再进行下一块段施工, (0+1) #块采用大钢管支架一次整体现浇施工。

2.1 主桥的临时固结设计

对于连续箱梁, 梁与墩未固结在一起。施工时, 两侧悬浇施工难以保持完全平衡。必须在施工中采取临时固结措施, 使梁具有抗弯能力。对于大跨度桥梁, 一般增加墩旁落地支架形式的临时固结, 再进行专门设计。通过支撑与张拉结合, 使施工中梁体稳定, 合拢后拆除临时固结。

根据本桥设计, 桥梁上部采用挂篮施工, 承台上预埋临时固结构件, 采用φ950钢管混凝土进行连接, 主要起支撑和固定作用, 分为带精轧螺纹的临时固结和不带精轧螺纹的临时固结。带精轧螺纹的临时固结是利用精轧螺纹将承台和梁体连接为一整体, 主要起固定作用;不带精轧螺纹的临时固结是采用钢管混凝土立于承台和梁体之间, 主要起支撑作用, 二者交错布置。钢管采用φ950×12钢管, 与承台之间采用?1400×25钢板和地脚螺栓进行连接, 管内采用C55混凝土填充。其顶部设临时支座至箱梁底板, 采用C55混凝土+砂。

2.2 支架结构设计

(0+1) #支架利用0#临时固结14根950×12mm钢管, 再加上自行设计10根950×12mm钢管作为 (0+1) #块竖向支撑体型。根据各部分砼重量, 经计算, 砼支撑平台采用40b工字钢、32b工字钢纵横连接。在每根950×12mm钢管中间顺桥向割双拼40b工字钢尺寸, 将两个3m工字钢顺桥向穿过钢管, 在下用25a工字钢做牛腿来支撑横向工字钢。横向放双拼40b工字钢, 在横向40b工字钢上纵向放置32b工字钢, 最终形成 (0+1) #块底模铺筑平台。

2.3 支架搭设

在施工承台混凝土时, 在承台顶面预埋直径140cm、厚2.5cm, 平面位置与钢管立柱位置对应, 钢板四周用机械割12个φ35mm的洞, 在每个孔埋设1.0m M32地脚螺栓, 伸入承台混凝土100cm。在安装φ950mm钢管立柱时, 钢管底部支撑在承台预埋钢板上, 并与支撑钢板焊接。为防止立柱根部滑移失稳, 沿钢管周身均匀补焊12块500mm×10mm×225mm楔型钢板。与此同时, 为增强钢管立柱间的整体稳定性, 钢管间采用20对其钢管横向、竖向进行连接, 并加设剪刀撑。

用于临时固结的φ950mm钢管立柱, 在钢管的顺桥向两侧焊接三角托架支撑, 起到支撑横桥向双拼I40b主承重梁的作用。其他钢管立柱在顶部安装卸落砂筒, 用于支撑横向主承重梁。在施工过程中, 应将检查钢管两侧托架的焊缝作为重点进行检查。

3 支架设计模型建立

现浇梁的支架在进行承重的测验时一定满足要求上的强度及刚度, 并且构件之间的结合要保证严格紧密。在保证支架稳定的过程中可以安装较多的链接杆, 保证整体结构能够承受最大的重力范围, 并且要保证现浇梁的支架在进行施工及以后的运行过程中的变形状态要控制在一定的范围内。

要想使支架的适用性经济性以及安全性得到保证, 必须要详细的计算两幅连续梁支架的稳定性刚度和强度, 计算的主要对象包括基础, 地基、钢管、横梁、纵梁、军用梁、下方木、碗扣式钢管支架、上方木以及模板等。下面以支架的结构形式为例对模型的建立进行介绍。

(1) 荷载:施工荷载、支架自重、支撑重力、模板以及混凝土梁自重等是本桥支架的主要荷载。混凝土梁自重主要以支架的工况以及分区的不同为根据, 分别设计箱梁翼缘、箱梁腹板以及箱梁底板。选择钢支撑以及钢木组合模板作为内外模, 其标准值为:拉杆与内支撑3kPa、托梁1kPa以及模板315kPa, 共计有715kPa。 (2) 模型:连续梁支架现浇如果选择碗扣式钢管脚手架, 就需要对三种不容的工况进行考虑:首先是现浇混凝土工况, 采用分别投影的方式对箱梁混凝土荷载底顶板、腹板以及翼缘等进行考虑, 并且在支架上施加荷载;其次为拆除侧模工况, 全部的箱梁混凝土荷载都在底腹板支架上予以施加;最后为抗倾覆计算时, 完成对模板的安全工作, 但是没有对混凝土进行浇筑时的工况。采用六四式军用梁现浇以及钢管立柱的墩顶现浇部分同样也要对三种工况进行考虑。

采用模板、纵梁、横梁以及立柱等将空间整体模型建立起来。铰支座为立柱底, 桁架结构为军用梁, 梁单元为型钢和横梁, 柱结构为立柱, 栓接就是横梁与纵梁之间的连接, 因此可以将杆件之间连接看作是铰接。以箱梁和工况对纵梁的荷载分布为根据, 对立柱、横梁以及纵梁的内力进行分别计算。

4 结语

针对该大桥大跨径宽箱连续梁悬臂浇筑施工中 (0+1) #块的临时支架的空间布置, 经受力验算分析, 该支架系统在受力上满足了对结构受力性能的要求, 保证了临时结构在施工中的安全。当然, 大跨度预应力混凝土连续梁桥0#块大体积混凝土浇筑时受力情况是很复杂的。如现浇混凝土的早期收缩、混凝土水化热影响等许多方面的问题, 还值得进行更加深入的研究和探讨。

参考文献

[1]卢二侠, 冯雄辉, 郭结义.大跨预应力混凝土连续梁桥设计分析[J].公路工程, 2012 (05) .

[2]马宁.大跨径预应力混凝土连续梁桥设计分析[J].辽宁省交通高等专科学校学报, 2009 (02) .

[3]李璐杰, 赵华岳.探析大跨度桥梁设计的设计要点与优化策略[J].建材与装饰, 2016 (06) .

[4]徐彦美.曲线现浇预应力混凝土桥满堂支架设计[J].中国科技信息, 2014 (23) .

[5]李卫东, 田文杰.40米跨箱梁满堂支架设计与施工[J].科技风, 2010 (15) .

大跨径预应力混凝土 篇2

为了防止桥梁结构在具体施工当中跟设计发难产生比较大的误差，进而引起桥梁结构变形，应该更好地把结构尺寸以及设计尺寸限制在科学的范围当中。结合有关的行业规范，梁的长度误差不可以超过5mm，板的长度误差不能超过10mm，箱梁顶面宽度需要控制在30mm之内，板跟梁的高度偏差需要控制在5mm以内，支座中心到中心跨度之间的误差不能超过20mm。

1.2桥梁结构应力的控制

关于桥梁结构应力的控制，可以让施工人员使用压力表、张力测试器以及千斤顶等设备对桥梁结构的应力开展检测，压力表的精准度应该超过1.5级;预应力钢筋就能够使用应力控制的对策进行检测，然后结合伸长的数值开展比对。

1.3桥梁结构稳定的控制

大跨径预应力混凝土 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。

大跨径预应力混凝土 篇4

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.

大跨径预应力混凝土 篇5

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.

大跨径预应力混凝土 篇6

随着我国高速公路等基础设施建设逐渐往中西部方向扩展延伸, 线路经常需要桥梁来跨越山涧河谷。连续刚构桥以其良好的跨越能力、施工方法的简便性、工程造价的经济性等优点, 在上述地区使用较多。但桥梁在施工过程中, 由于受到施工临时荷载、预应力张拉准确性、混凝土的收缩徐变、环境温湿度等因素的影响, 结构的受力、变形状态往往与事先估计的有所差别, 严重时可能会导致桥梁合龙高差过大、结构线形不平顺, 甚至威胁桥梁结构的安全。

为实现对大桥施工期间的线形、应力等内容进行有效的控制和合理的调整, 施工监控根据施工全过程实际发生的各项影响桥梁应力、变形的参数, 结合施工过程中测得的各阶段应力与变形数据, 及时分析各施工阶段中实测数据与设计预测值的差异并找出原因, 提出修正对策, 以协助施工单位安全、优质、高效的进行施工, 并确保全桥建成后的内力状态、线形状态达到预定的监控目标要求。

2 施工监控的过程

2. 1 方案编制

施工监控方案是指导整个施工监控工作的纲领。施工监控方案应具有明确的监控重点和监控方法, 以及误差调整处理措施。施工监控在制定方案之前, 应了解桥梁的相关信息, 包括设计图纸、施工组织方案, 在充分了解设计意图及施工单位实现设计意图的方法后, 针对桥梁的特点, 提出针对性的监控方案。

2. 2 有限元分析

桥梁结构有限元分析是施工监控的一个重要部分, 贯穿整个桥梁施工过程, 是施工监控的前提。在监控工作开始之前, 需根据设计图纸和施工方案, 建立结构计算模型, 通过计算结果判断结构的安全性能、主梁应力和主梁挠度, 并在施工过程中, 根据测试结果动态地修正模型, 使其与实际结构相吻合。在计算模型中必须考虑结构自重超方、施工过程中的日照及温度、桥面临时荷载的堆放、挂篮定位及变形、预应力张拉损失、混凝土徐变等因素的影响。另外, 桥梁施工方案及施工工序的改变, 也会导致结构理论计算结果发生变化。对于直线或曲率半径较大的连续刚构桥, 采用平面杆系结构即可满足精度要求, 对曲线桥梁或对结构局部应力进行分析时, 采用实体有限元模型计算。

2. 3 施工监控的实施

对于连续刚构桥, 在实际监控过程中, 以线形监控为主, 应力监测为辅。从桥梁承台施工开始至二期恒载铺装完成一般认为是整个施工监控的周期。

1) 承台施工。承台作为连接桩基和桥墩的部件, 往往体积大, 混凝土方量多, 在混凝土浇筑后水泥的水化反应会产生大量的水化热, 导致承台出现裂缝, 影响桥梁结构的耐久性和安全性。通过水化热温度的监测, 采取必要的处理措施降低水化热, 最大程度上减少裂缝的产生。承台施工完毕后, 在承台上布置测点进行后续桥梁基础沉降测试。

2) 桥墩施工。桥墩尤其是高墩施工时, 主要关注桥墩的应力和垂直度。墩柱的应力一般在第一节墩柱钢筋绑扎完毕后, 将弦式应变计绑扎或焊接在外围主筋上, 在后续阶段施工时进行测量。墩柱的垂直度不仅要关注中心位置的垂直性, 还要关注桥墩模板是否有扭转变形。

3) 0 号块施工。0 号块施工一般采用支架现浇, 桥墩高度不大时采用满堂支架, 高墩一般在桥墩预埋斜腿支撑, 在支撑上平铺纵向和横向型钢进行施工。施工监控需对施工单位的支架验算报告进行复核, 并且要对支架进行预压测试, 保证支架的承载能力。0 号块浇筑完成后, 经常会出现混凝土收缩裂缝, 主要为0 号块与桥墩结合处的竖向裂缝, 0 号块腹板处纵向均布裂缝以及人孔处的放射性裂缝。0 号块与桥墩结合处的裂缝原因多为二者浇筑龄期差引起的基岩效应, 腹板和人孔处裂缝多为混凝土的收缩引起。在结构施工之前, 监控单位应预先将可能出现的问题及处理措施告知施工单位, 在施工过程中采取有效手段最大程度的避免裂缝的产生。

4) 挂篮。挂篮作为0 号块之后直至合龙之前结构循环使用的模板悬挂系统, 是整个施工监控过程中的重点。挂篮系统也应有出厂验算报告, 并进行挂篮预压测试, 得出挂篮在最不利荷载作用下的弹性变形值, 为后续阶段挂篮施工中挂篮变形预抛高值提供依据。当一个桥梁使用多套挂篮时, 对不同结构形式、不同受力情况的挂篮至少选择一套进行挂篮预压。

5) 悬臂施工。在悬臂施工阶段, 主梁的标高控制是整个监控工作的重点和难点, 是关系到桥梁能否顺利合龙的关键。主梁标高测试包括立模标高的测试, 混凝土浇筑后主梁梁底标高的测试以及预应力张拉后主梁梁底标高的测试。通过各项标高实测值与理论值进行比较, 分析误差, 决定在下个阶段施工时标高是否需要调整以及调整的幅度。当前阶段的标高与理论计算值差别较大时, 会在后续多个阶段施工过程中进行逐步调整, 避免梁底出现明显折角, 导致线形不平顺。主梁结构的应力断面选择在悬臂根部、中跨合龙段, 必要时在边跨合龙段布置测试断面。目前, 应力测试多选用埋入式弦式应变计, 其耐久性好, 测试精度基本满足监控要求, 但应变计在运输、安装、混凝土浇筑、振捣过程中会产生一定的损伤, 应变计稳定性还不能保证, 往往一座桥梁应力测点存活率50% 左右。为保证应变测试的准确性, 采用减小测量时间间隔, 多次测量, 绘制曲线, 或者采用自动采集系统进行测量。

6) 合龙段施工。连续刚构的合龙一般先边跨合龙再中跨合龙, 也有先中跨合龙再边跨合龙。不管采用哪种合龙顺序, 合龙时配重、劲性骨架焊接及中跨合龙顶推是合龙的关键。

7) 桥面铺装施工。桥面铺装进行施工时, 应分左、中、右3 条线对施工完成的桥面标高进行通测, 一般10 m一点。将测试结果与理论计算数据进行对比, 确定各测点处的桥面铺装顶层的标高, 既要保证铺装层钢筋网能顺利布设, 又要保证二期恒载的超方量不超过1% 。

2. 4 施工监控的原则

在桥梁施工监控过程中处理问题时, 建议以下几条原则:1) 桥梁施工监控时, 以标高控制为主, 以应力控制为辅。2 ) 挂篮悬臂施工过程中, 保持一个桥墩两侧荷载的对称。3) 在监控计算开始前, 与设计、施工方充分沟通, 确保各设计参数的正确性, 施工工序确定, 非必要情况不得更改。4) 结构计算需至少2 人独立进行有限元分析计算, 并与设计进行核对。5) 桥梁施工监控单位应保持与各参建单位的积极沟通。

桥梁施工监控是对桥梁施工过程中的技术状况进行准确实时监测的工作, 为桥梁的顺利合龙提供技术支持和保障。

参考文献

[1]杨奇, 冷伍明, 聂如松, 等.大跨径预应力混凝土连续刚构桥施工监控分析[J].铁道科学与工程学报, 2010 (10) :93-95.

大跨径预应力混凝土 篇7

松柏山大桥位于贵阳市花溪区党武至湖潮城市道路工程, 全桥长345 m, 主桥左右线桥跨布置均为 (65+110+65) m+3×35 m预应力混凝土刚构+预应力混凝土梁。主跨采用单箱双室变截面箱梁, 控制断面梁高:中间支点处7.0 m, 边跨直线段及主跨跨中处3.0 m, 其高跨比分别为1∶15.7和1∶36.7。箱梁横截面为单箱双室直腹板, 箱梁顶板宽度为19.0 m, 底板宽度为12.6 m, 翼板悬臂长度为3.2 m。箱梁底板水平, 通过腹板的高差, 实现顶板单向1.5%横坡, 主桥墩为1.2 m×12.6 m的钢筋混凝土双肢薄壁墩。其主桥桥型立面布置见图1。

该桥主墩“T”构划分为15个纵向对称梁单元, 边跨的现浇段长8.8 m, 梁单元的划分为11 m (0号段) , 2.5 m (1号段) , 6×3 m, 8×3.5 m, 2 m (合龙段) , 累计悬臂总长54 m。梁段采用挂篮悬臂浇筑施工, 悬臂浇筑梁段最大控制重量225.2 t (2号梁段) , 挂篮设计自重1 125 k N (包括全部施工荷载) 。全桥共有2×5个合龙段, 合龙段长度为2 m (采用型钢桁架作合龙段劲性骨架) 。

2 大跨径预应力混凝土连续刚构桥悬浇法线性控制方法

2.1 线性监控的作用

线性监控的作用是让桥梁成桥线性符合设计要求, 但在实际的施工中会存在各种误差影响目标状态的实现, 所以要根据实际情况分析出各种误差产生的原因, 预测和对下一施工阶段的调整。保证成桥后桥梁线性、合龙段两悬臂端标高的相对偏差不大于规定值以及结构内力状态符合设计要求。

线性监控中产生误差的因素有计算误差、仪器误差、环境误差、人为误差、系统误差等。在施工实际情况中通过比较实测值与理论值进行误差的识别与修正, 从而保证线性符合要求。

2.2 结构分析与预拱度的计算

结构分析是结构施工控制的主要工作内容之一, 该项工作根据施工过程与成桥运营情况来完成各施工状态及成桥后的内力、应力与位移计算, 进而确定出结构各施工阶段的应力与位移理论值。计算考虑施工的进程、时间、相应状态临时荷载、环境温度、截面的变化、结构变化、混凝土的收缩与徐变、预加应力等因素。根据计算分析可确定出桥梁的预拱度, 预测下一施工状态及施工成桥状态的内力与位移。该桥主桥的总体计算采用空间杆系有限元法, 利用国内外著名的桥梁结构专业分析软件MIDAS CIVIL进行计算。桥梁的计算模型和预拱度如图2, 图3所示。

2.3 挂篮变形的计算

挂篮的变形分为两部分:一为弹性变形, 即在混凝土的荷载作用下产生变形;其二非弹性变形, 即由于挂篮自身连接部位的松弛产生的变形。悬臂施工的挂篮为钢结构, 在混凝土浇筑后会产生下挠, 造成箱梁下挠, 为得到挂篮的弹性变形以及消除非弹性变形, 所以挂篮安装完成后要进行挂篮预压实验, 采用分级加载, 最大加载吨位为最大控制重量225.2 t (2号梁段) , 根据测试结果绘制成荷载—挠度曲线表, 所得到的挂篮弹性变形值fgli在表中内插得到。

2.4 悬浇段立模标高的计算

立模标高通过下式给出:Hlmi=Hsji+∑fzr+fgli。其中, Hlmi为i节段立模标高;Hsji为i节段设计标高;∑fzr为后续所有节段和所有的工况变更对本梁段产生的挠度变形总和;fgli为i节段挂篮本身在混凝土重力作用下的弹性变形。∑fzr=∑f1i+∑f2i+f3i+f4i+f5i+f6i。其中, ∑f1i为各梁段恒重在i节段所产生挠度总和;∑f2i为各阶段预应力张拉产生的梁体上挠量的总和;f3i为混凝土应力收缩徐变在i节段所产生的变形;f4i为临时荷载在i节段引起的变形;f5i为不同体系温度差在i节段引起的变形;f6i为i节段预抛高值。其中, ∑f1i, ∑f2i, f3i, f4i, f5i是在计算模型中通过正装分析和倒拆分析得到;f6i为后期预拱度值一般采用L/1 000~L/2 000。

2.5 悬浇段测点的布设及控制

通过桥梁附近的导线控制网, 在各个桥墩墩顶部设基准点, 基准点采用圆钢制作, 并焊接在钢筋笼上, 顶部磨圆, 露出混凝土面约20 mm, 在其周边做好保护措施和标识, 并且每隔7 d进行一次联测, 同时观测各个墩的变形。每节梁段前端设置4个测点 (离阶段前端20 cm处) 用以观测施工变形和箱梁有无扭转;测点采用圆钢筋制作, 并焊接钢筋笼上, 顶部磨圆露出混凝土面20 mm, 周边采用红油漆标记, 如图4所示。

每一个悬浇段要进行6个工况的高程、挠度和轴线的观测, 即挂篮就位及立模板后、浇筑混凝土前、浇筑混凝土后、张拉预应力钢束前、张拉完预应力钢束后、移动挂篮前。对主梁的节段挠度进行平行独立测量, 相互校核。桥梁截面形状的测量主要包括:主梁上顶板与下底板的宽度、边腹板与中腹板的厚度、上顶板和下底板的厚度、节段截面高度以及节段的长度等。

3 结语

大跨度预应力混凝土刚构桥线性控制是保证悬臂浇筑施工顺利合龙以及成桥后线性与设计线性相符的重要手段和方法。本文针对松柏山大桥建设的具体情况, 进行了刚构桥悬臂施工的线性控制计算, 为桥梁的后期建设提供了理论的立模标高数据。结合后期施工的实际监测数据进行对比、比较和校正, 能够保证松柏山大桥顺利建成通车。

参考文献

[1]姜浩.悬臂浇注大跨度预应力连续梁桥施工控制的研究[M].吉林:吉林大学出版社, 2005.

[2]雷俊卿.桥梁悬臂施工与设计[M].北京:人民交通出版社, 2000.

[3]葛耀君.分段施工桥梁分析与控制[M].北京:人民交通出版社, 2003.

[4]常永梅.高速铁路支架现浇梁施工线性控制技术[J].山西建筑, 2013, 39 (4) :187-188.

[5]王法武, 石雪飞.大跨度预应力混凝土梁桥长期挠度控制分析[J].上海公路, 2006 (11) :39-40.

大跨径预应力混凝土 篇8

本工程中开展预应力混凝土悬浇梁施工的过程中, 其主要的工艺流程表现为:在下部结构的施工完成之后, 在墩旁托架上进行9号块的浇筑, 剩下的快件应用挂篮悬浇梁对称浇筑, 并对各个阶段的预应力钢束进行张拉, 使其达到最大悬浇梁, 再依据先边跨后中跨的顺序进行合龙施工, 最后实施桥面系的施工。连续钢构的0号块施工的过程中, 应用的是梁式支架配合牛腿托架的方式在墩顶开展现浇施工, 而1到14号块施工的过程中, 应用的是菱形挂篮悬浇梁施工。工程中的箱梁混凝土是由拌合站几种拌合生产的, 由混凝土搅拌车运送至施工地点, 再由混凝土输送泵送至工作面上, 混凝土浇筑的过程中, 应用的是分层浇筑的形式, 并要将其分层厚度进行严格的控制, 使其保持在30厘米左右, 每个节段的主梁混凝土灌注的顺序原则是:底板、腹板、顶板, 合龙施工的过程中, 主要是从节段中心向两侧开展。

2 托架结构

墩顶梁段施工的过程中, 其主要的承重体系就是托架, 模板、模板分配梁、钢管支撑、纵横大梁、三角托架、牛腿等是其主要的组成部分, 施工过程中, 在墩身的正面及背面各设置六个三角托架, 并且一个墩设置24个附着位置点预埋牛腿, 三角托架一端与上牛腿进行焊接, 一端与斜撑杆销接, 而斜撑杆的另一端与下牛腿进行销接。

3 托架预压

托架的预压过程中, 应用的是成捆钢绞线及成捆钢筋实施整体预压, 施工过程中开展预压的最主要的目的就是为了将其非弹性变形量予以有效的消除, 对弹性变形量进行测定, 能够为悬浇梁浇筑提供立模标高, 其加载值确定为浇筑混凝土自重值的1.2倍, 对其加载值进行分级, 第一级加载的过程中, 加载量为荷载计算值的百分之四十, 间隔两小时之后进行第二级的加载, 此次加载的载荷值同样为计算荷载的百分之四十, 再间隔两小时之后, 进行第三级的加载, 此次荷载的加载值为计算荷载的百分之二十, 所有加载工作完成之后, 间隔二十四小时, 再进行荷载的逐级卸载。

4 钢筋绑扎安装

施工过程中, 会应用到大量的钢筋, 钢筋的制作主要是专门的加工厂中进行, 施工现场中主要的工作就是进行钢筋的绑扎, 其绑扎的过程中, 主要应用的是塔式起重机进行提升, 本工程施工过程中, 0号梁段钢筋主要分两次进行绑扎, 第一次绑扎的过程中, 需要应用钢管进行支架及工作平台的搭设, 进行预应力筋、竖向应力管道、4米高腹板钢筋及底板钢筋的绑扎;第二次绑扎工作中, 主要是实施纵向预应力管道、横向预应力管道、顶板钢筋的绑扎。

5 混凝土浇筑

0号梁段的混凝土浇筑工作中, 主要是分两次进行浇筑, 第一次浇筑过程中是进行横隔板、一部分腹板及顶板的浇筑, 第二次浇筑过程中是对剩下的腹板、翼缘板及顶板进行浇筑, 每次实施浇筑的过程中, 都应用两台混凝土输送泵从中间向两端进行浇筑, 在钢筋分布比较密集的地段的浇筑过程中, 可以应用高频插入式振捣器, 小断面出的混凝土需要加强捣固, 隔墙入孔及以下的混凝土可以应用局部开口的方法来加强捣固。

6 施工缝处理

施工缝的处理过程中, 首先需要进行剪力槽的设置, 在第一层混凝土浇筑完成, 初凝发生之前, 需要应用预埋梯形椎体木盒使其形成凹槽, 在腹板位置两侧的钢筋附近进行锚固钢筋的埋设, 没间隔35厘米的间距, 需要插入16根长1米的钢筋, 当混凝土的强度达到10兆帕时, 可以开始对接缝表面实施凿毛处理, 把接缝表面的松弱层及浮浆清除掉之后, 要对其表面进行冲洗, 使其露出新鲜混凝土面, 在开始第二次浇筑之前, 要对其表面进行冲洗, 以保证接触面的清洁程度, 牛腿预埋钢板的埋深控制在两到三厘米左右, 托架拆除后, 钢板四周外墩柱混凝土上要应用砂轮实施2厘米的切缝, 凿除干净之后, 用小石子混凝土掺108胶进行封闭。

7 1~14号箱梁悬浇梁施工技术

7.1 主要技术指标

本工程施工过程中1~14号箱梁悬浇梁施工过程中的主要性能技术指标主要表现为: (1) 走行状态倾覆稳定系数大于3.0; (2) 工作状态倾覆稳定系数大于2.5; (3) 挂篮自重58吨; (4) 走行方式为无平衡重走行; (5) 顶板的最大宽度是12米, 底板的最大宽度是7米; (6) 梁高的变化氛围为2.7米到7.3米之间; (7) 适应最大梁段长为4米; (8) 适应最大梁段重为200吨。

7.2 挂篮的选型

本工程中的连续刚构桥主要分为14个对称的节段, 梁段的最大重量为154吨, 全桥一共有八个T构、16套菱形挂篮, 挂篮设计过程中, 依据其能承受的最大梁段重以及施工荷载, 挂篮加工的过程中, 要依据其最不利的荷载进行加工设计, 本工程中设计的挂篮具有受力明确、结构简单的特点, 其中部及前端的工作面是比较开阔的, 混凝土的运送可以在挂篮中部开展, 这使得钢筋的吊装及轨道的安装非常方面, 对于施工进度的提升具有积极的作用。

8 挂篮前移

当已经浇筑的梁段混凝土的弹性模量及混凝土强度达到相关的工程设计要求后, 纵向预应力筋施工完成之后就需要进行挂篮的前移, 其主要步骤为:连接长轨道、将底模平台后横梁应用手拉葫芦悬吊在外模走行梁之上;将底模平台后吊杆予以拆除;下放前吊杆、悬吊滚轮及外模走行梁前吊杆, 是底模平台与外侧脱模;将挂篮后锚进行拆除;在轨道前端进行手拉葫芦的安装, 并牵引主构架的前移, 使其带动外侧模及底模平台的前移。

9 挂篮加载预压

将挂篮的两片主桁架平放对置, 后端应用精轧螺纹钢将其进行锁定, 前段应用千斤顶进行对拉, 首先将三根滑移梁平放于地上, 并将其抄平垫好, 使其处于同一水平面上, 将两片主桁架水平放置于滑移梁上, 保证其对称放置, 并将其垫平, 桁架的后端需要应用六根32精轧螺纹钢进行锁定, 其前端应用相同直径的精轧螺纹钢穿入, 另一端应用千斤顶进行张拉;首先进行百分之二十计算荷载的加载, 间隔一小时之后, 进行百分之四十计算载荷的加载, 间隔一小时之后, 进行百分之六十计算荷载的加载, 间隔一小时之后进行百分之八十计算载荷的加载, 间隔十二小时之后, 可以开展卸载。

1 0 箱梁预应力张拉

梁体施工过程中, 其弹性模量及混凝土强度的值达到相关设计要求之后, 可以开始进行预应力筋的张拉, 并要保证张拉过程中梁段的混凝土龄期大于五天, 在纵向预应力筋的张拉过程中, 可以采用两端同步张拉的方式, 先进行长束的张拉再实施短束的张拉, 其张拉的顺序为:先进行腹板束的张拉, 在进行顶板束的张拉, 从外到内一次进行。竖向及横向的预应力筋的张拉过程中, 应该采用精轧螺纹钢筋实施二次张拉工艺, 在第一次张拉完成之后的一到两天实施第二次的张拉, 这能够有效的弥补在施工过程中由于设备及操作原因导致预应力损失。

1 1 结语

悬浇梁施工技术是一项比较复杂的施工技术, 在实际的施工过程中具有广泛的应用, 本文就主要结合相关的工程实例, 对大跨径公路预应力混凝土连续刚构桥施工过程中应用的悬浇梁施工技术进行了简单分析, 对于工程施工质量的提升具有积极的作用。

摘要：工程施工的过程中, 尤其是在大跨径公路预应力混凝土连续刚构桥的施工过程中, 其浇筑施工常常采用悬浇梁施工技术, 悬浇梁施工过程中的关键技术也是比较多的, 本文结合一桥面单幅净宽11米, 总宽12米, 其位于半径为2500米的右偏圆曲线上的桥梁, 该桥的墩台中心线都是径向布置, 主桥采用的是预应力混凝土变截面连续钢构箱梁, 浇筑施工的过程中, 采用挂篮分段悬浇浇筑施工, 本文主要在其施工方案的基础上, 对其悬浇梁施工过程中的一些关键技术进行简单分析。

关键词：大跨径公路预应力混凝土,连续刚构桥,悬浇梁,施工技术

参考文献

[1]康玉强, 龚尚龙, 吴海军, 王豪.连续刚构桥施工阶段稳定性敏感因素分析[J].河南工程学院学报 (自然科学版) , 2011 (04) .

大跨径预应力混凝土 篇9

关键词：贺坪峡大桥,0号托架构造,受力分析,施工技术

1 工程概况

贺坪峡大桥是河北邢台至山西汾阳高速公路XFLJ-14设计施工总承包项目的一座跨越邢台大峡谷的大型桥梁。本桥为左右线分离式单箱单室变截面三向预应力连续刚构桥, 主桥左线为 (80+150+80) m, 右线为 (80+140+75) m, 单线顶面宽度为14.13m;主墩均为双肢薄壁墩组成的柔性墩, 左线薄壁墩横桥向7.0m, 顺桥向2.0m, 两肢间距7.0m;右线薄壁墩横桥向7.0m, 顺桥向1.8m, 两肢间距4.4m;邢台侧主墩高40m, 汾阳侧主墩高35m, 左线0号块全长14m, 高9.2m, 腹板厚85cm;右线0号块全长13m, 高8.5m, 腹板厚85cm;见图1所示。

0号块是主梁悬浇施工的起步节段, 在其基础上组装挂篮, 分节段对称施工主梁, 各节段主梁标高、轴线、施工预拱度、成桥线形的控制均以此为基准。由于主墩高40m, 通过方案比选, 采用在墩身上部设置托架、在托架上支模现浇的施工方法。

2 托架的构造和施工特点

2.1 托架构造

托架由纵横向分配梁和三角托架组成。三角托架设在墩顶标高以下0.9~1.5m的薄壁墩上, 在每肢的薄壁墩身外侧对称分布, 每个T共计8个, 全桥共计32个, 见图2所示。左线悬臂端采用8片I40b工字钢制作的小三角桁架作为支撑梁, 每端三角桁架上布置4根I40b工字钢作横向分配梁;右线悬臂段同样采用8片三角桁架, 桁架上短纵梁采用HN600型钢, 斜撑采用双拼[]22槽钢, 斜撑和横梁之间采用销接。左线肢间牛腿上布置两根双拼HN600型钢作承重中横梁, 承重中横梁上, 沿纵向布置13根HN600作为中纵梁, 其中在腹板中纵梁用双拼HN600型钢, 中纵梁上横向布置12根I40b工字钢作肢间横向分配梁, 其中靠墩身内侧采用双拼I40b工字钢;右线肢间部分牛腿上部采用双拼I40b工字钢作为承重梁, 承重梁上纵向采用14根I40b工字钢, 其中腹板下部采用双拼工字钢, 肢间横向分配梁同样采用I40b工字钢。

2.2 托架法施工的特点

施工特点是将0号块重量和其施工设施等重量通过墩身顶端的构造设施, 传递到墩身, 由墩身传递到基础[1,2]。在墩身施工中相应位置预埋30mm厚钢板作为托架牛腿, 再与型钢连接成托架, 在其上支模施工0号块, 与传统的落地支架相比, 节省了大量的施工用材。

3 托架受力分析

3.1 荷载

0号块混凝土分两次浇注完成, 左线第一次浇注高度5.2m, 右线第一次浇注高度4.5m, 第二次左、右线均浇注4.0m, 计算参数:

(1) 悬浇段箱梁混凝土施工考虑1.05的超载系数;

(2) 模板重量按2.0k N/m2;

(3) 其他施工荷载取2.5k N/m2;

(4) 倾倒混凝土及振捣混凝土4.0k N/m2;

(5) 混凝土浇注时动力系数1.2;

(6) 支架自重由Midas Civil程序自动计入;

(7) 设计风速24m/s。

支架只承受0号块段第一次混凝土浇注时底板、侧板、型钢托架等重量, 其横隔板重量由两片薄壁墩承担。

荷载传递过程:0号块重量和其施工设施等荷载, 通过底模传递到横向分配梁, 由横向分配梁再传递到纵向分配梁, 再由纵向分配梁传递到三角托架, 由三角托架传递到墩身。

3.2 立模支架的受力分析

立模支架受力分析包括纵、横分配梁及三角托架的强度、刚度和稳定性。原托架方案经过优化计算后, 取箱梁腹板荷载为计算控制荷载, 箱梁腹板段扣件式钢管支架的间距为0.3m, 将扣件式钢管支架的顶托作为[]12.6分配梁的支座, 按均布荷载作用下的三跨连续梁来计算。

计算荷载:

3.3 预埋牛腿受力计算

牛腿A (中横梁下牛腿) 、牛腿B (端纵梁下牛腿) 预埋件细部图如图7所示。

(1) 牛腿A (中横梁下牛腿)

由托架计算知该处牛腿最大受力为:

剪力:V=1686k N

牛腿盖板规格为400×350×30mm, 盖板下钢板规格为850×550×50 mm。

截面特性Sx=0.005m3, Ix=0.0022m4, d=0.05m

(2) 牛腿B (端纵梁下牛腿)

由托架计算知该处牛腿最大受力为:

剪力:V=716.5k N

牛腿盖板规格为400×350×30mm, 底下钢板规格为850×400×30mm。

牛腿截面特性Sx=0.0022m3, Ix=0.00069m4, d=0.03m

为加强预埋件与混凝土的连接, 牛腿A、牛腿B处盖板下两块钢板的预埋钢板盒放入前均应用薄钢板焊接其端头。

4 托架预压

在墩顶端预留Φ32mm高强精轧螺纹钢筋, 安装反力架, 由两台200t千斤顶实施对托架的加载, 荷载按1100k N控制, 加载按30%、60%、80%、100%、120%分级进行, 每级持荷时间1 h, 并测量托架变形, 其目的是检验托架的安全性和焊接质量。

5 0号块施工

下面结合工程实际和施工经验[3,4,5], 对0号块施工方案、标高和墩身位移控制要求加以介绍:

(1) 托架架设

根据托架设计标高, 在墩身施工中, 预埋牛腿钢板。墩身施工完成后, 焊接连接钢板及托架水平杆及斜向杆, 安装反力架进行预压, 安装托架纵、横向分配梁, 安装底模, 调整标高。

(2) 模板

模板采用大块加工刚模, 分两次安装, 安装高度按照左右线两次施工混凝土高度安装, 箱室内模支撑在地板上, 采用扣件式钢管。

(3) 钢筋

钢筋的安装采用两次完成, 在安装顶板钢筋时, 按设计位置安装预应力管道。

(4) 混凝土

混凝土为高性能混凝土, 输送方式为泵送, 分两次浇注, 施工过程中严格按规范要求, 控制混凝土水灰比、坍落度以及浇注顺序、分层厚度。

(5) 标高和墩身位移控制

①标高控制:安装底模时, 通过设置预拱度的办法来设置标高值, 底模板标高=设计高程+成桥预拱度+施工预拱度+施工调整值;成桥预拱度由设计给出, 施工预拱度有监控量测单位给出, 施工调整值由施工经验确定。底模设计标高由监控量测单位给出指令单, 施工单位按此高程施工。

②墩身位移控制:由于墩身高, 0号块托架施工荷载对墩身的不对称作用, 必然会使墩顶端向墩内侧产生位移Δ, 按位移公式计算, 每片薄壁墩将向内侧产生10mm的位移。施工控制方法是将横向分配梁与每片薄壁内侧顶限位。墩顶混凝土最大拉应力仅为0.36MPa, 满足要求。

6 结语

邢台至汾阳高速公路贺坪峡大桥每个主墩的施工托架材料仅用钢材110t, 从支架搭设到完成混凝土浇注, 用时仅7d。投入施工临时钢材少, 施工时间短, 托架受力安全可靠。托架法是高墩大跨径连续刚构桥0号块施工的有效方法之一, 可供同类工程施工参考。

参考文献

[1]李喜程.湘潭特大桥连续梁0#块托架法施工技术[J].安徽建筑, 2013 (3) :68-70.

[2]孙建胜, 韩青青.某连续刚构桥大体积0号块简易托架法施工技术[J].施工技术, 2012 (3) :85-87.

[3]马保林.高墩大跨经预应力连续刚构桥[M].北京:人民交通出版社, 2001.

[4]《钢结构设计手册》编辑委员会.钢结构设计手册[M]北京:中国建筑工业出版社, 1982.