预应力混凝土连续刚构公路桥主墩构造与尺寸

２０１２年第１期　（总第２１５期）　黑龙江交通科技　ＨＥ　ＬＬＯＮＧＪＩＡＮＧ　ＪＩＡＯＴＯＮＧ　ＫＥＪ　Ｎｏ．１，２０１２　（Ｓｕｍ　Ｎｏ．２１５）　预应力混凝土连续刚构公路桥主墩构造与尺寸　李　勇，沈伟　（江苏省交通科学研究院股份有限公司）　摘要：从几个方面介绍了预应力混凝土连续刚构公路桥主墩构造与尺寸。　关键词：预应力混凝土连续刚构；主墩构造；尺寸　中图分类号：Ｕ４４２　１设计原则　文献标识码：Ｃ　文章编号：１００８—３３８３（２０１２）０１—００８４一Ｏ１　可以按临时构件设计，例如用钢结构。全桥合拢后便可拆　在满足抗弯、抗压强度和压杆稳定的前提下，桥墩应具　除。横系梁受力较大，尤其是在两柱发生不均匀变形时，横　有较小的抗推刚度，使温度、混凝土收缩、徐变和顺桥向地震　系梁两端出现很大的弯应力。当两端为铰接时，横系梁对墩　的不利影响降至最低限度。　柱的稳定元贡献。应采取措施确保横系梁两端承载力满足　２墩身结构型式及尺寸　规范要求，限制混凝土的裂缝宽度，使之达到刚接状态。　般多采用双柱式（顺桥向双柱，下同）。从已建成的　３墩身设计参数的优化　连续刚构桥可以看到，随着主桥跨径和墩高的不同，ｂ、ｃ值　墩身设计参数为双柱的中距Ｓ＝２ｅ和壁厚６，影响｜ｓ和　变化较大。６值大约在１００～４００　ｃｍ之间，ｃ值大约在２００—　６的主要因素是主跨跨径　和墩高日。三滩黄河大桥（７８　ｍ　８００　ｃｍ，个别桥ｃ值达到９００～１　０００　ｃｍ。当主跨　≥１２０　ｍ　＋１４０　ｍ＋７８　ｍ连续刚构）设计中，采用有限元计算和参数　时，墩身宜采用箱形断面。箱壁顺桥向厚度一般可取墩柱横　回归分析，得到以下初步结论。　向宽度的１／１２—１／１４；箱壁横桥向厚度，一般大于顺桥向壁　（１）随着６值的减小，桥墩整体稳定安全系数　减小，　厚３Ｏ一４０　ｃｍ。箱内不设或设置少量横隔板。有的桥为了减小　桥墩所受弯矩、轴力显著减小。　施工阶段的墩身应力，提高稳定安全系数，墩身下段做成实体，　（２）随着ｓ值的减小，桥墩整体稳定安全系数　减小，桥　上段为箱形断面。实体段的高度视跨径大小和墩高而定。　墩所受弯矩减小，桥墩所受轴力增大；反之亦然。　当主跨　在８０—１２０　ｍ之间时，可采用实体双柱式，顺　（３）针对三滩黄河大桥，不同墩高时，Ｓ与６值的优化结　桥向厚度约为６０—１５０　ｃｍ。墩身断面常用矩形和工字形。　果如表１。　跨径小于８０　ｍ时，可采用单柱式箱形断面墩身。横桥　表１不同墩高　时。Ｓ与ｂ的优化值　向墩身宽度ｏ。，一般取等于箱梁的底板宽度　，即ｏ。＝Ｇｏ。　如果主梁箱宽过小，桥墩较高，或者为造型美观，也可使ｏ，＞　（０ｌ一口Ｄ）大约在１５０—２５０　ｃｍ之间。　分析计算表明，施工过程当主梁为Ｔ构大悬臂状态时，　稳定安全系数最小。当跨径较大，桥墩较高时，为了提高墩　注：主墩为双矩形截面柱，横桥向宽８．５　ｍ，桥面全宽为１６．５　ｍ　身的稳定安全系数，在双柱之间设置横系梁。横系梁的高度　４部分连续刚构桥主墩Ｓ值和ｂ值　般为１００—２００　ｃｍ。经计算，如果使用阶段不需要横系梁，　表２部分连续刚构桥主墩主要尺寸　一，一（下转第８６页）　收稿日期：２０１１—１２—０４　・８４・　总第２１５期　黑龙江交通科技　第１期　参考大桥整个施工流程，可把挂篮模板安装施工工艺过　程分为四个阶段：墩顶１Ｏ　＋１１　＋１２　块梁段施工阶段、挂篮　及模板安装阶段、９　、１３　块梁段施工阶段、挂篮前移阶段：　（１）箱梁１０　＋１１　＋１２　块梁体浇筑前应按悬臂挂篮设计图　纸预埋０Ｌ３２精轧螺纹钢筋，用于安装挂篮轨道。预留圆孔　５０　ｍｍ用于滑梁安装，后锚固定及后吊带安装。（２）待　１０　＋１１　＋１２　块梁体混凝土达到设计要求强度并在预应力　施工完成后进行挂篮、模板安装，进行挂篮预压。（３）挂篮、　模板安装、预压完成后，进行９　、１３　块梁段施工，按图纸放置　预埋件和布置预留孔（　６ｏ　ｍｍ）。凡与挂篮施工有关的预　埋件和预留孔在布置时应确保其位置精度，以便于挂篮安　装。按要求的工艺规程一次性浇筑混凝土。在混凝土达到　设计强度的９０％进行预应力钢束的张拉。　在９　、１３　块梁体节段浇筑完成，预应力张拉结束后，挂　篮走行前移，移至８　、１４　块梁段，进行８　、１４　块梁段的施工。　其走行速度１０　ｅｍ／ｍｉｎ，依此类推完成全部悬浇块体的浇　筑。　３．２悬浇施工技术　箱梁的４　～９　（１３　一１８　）块梁段采用挂蓝悬浇混凝土　的边跨现浇段施工支架对接，拼装底、侧模板。　（２）为了有效地解决悬臂端受气象等因素影响，发生竖　向及轴向的变形；以及悬臂端在合拢段浇筑时的下沉问题，　使用型钢支撑挂蓝三脚架端部与边跨现浇段顶面，并用　ｄ￣Ｌ３２精轧螺纹钢筋将挂蓝三脚架端部与边跨现浇段顶板进　行锚固，使悬臂端不产生上翘，也不能下挠，悬臂端与边跨现　浇段具有相同的竖向变形，避免竖向相对位移。型钢支撑选　择一日之清晨悬臂端标高最高时进行安装。　（３）根据设计要求，在悬臂端与边跨现浇段间设置劲性　骨架，以抵抗悬臂端轴向变形产生的拉、压应力，劲性骨架于　合拢浇筑前当日清晨焊接完成。对与劲性骨架相距最近的　预应力合拢束进行临时张拉，每束张拉吨位５０　ｔ。按混凝土　初凝时进入低温稳定区时间确定开盘时间，混凝土浇筑一次　完成。混凝土强度达到设计要求的强度时，拆除劲性骨架，　并拆除将挂蓝三脚架端部与边跨现浇段顶板进行锚固的　Ｌ３２精轧螺纹钢筋，张拉与边跨合拢段相应的预应力合拢　束。临时张拉的合拢束在最后放松后，重新张拉至设计吨　位。　５．２中跨合拢段技术　中跨的合拢是连续梁施工的重要环节，合拢施工必须满　足受力状态的设计要求和保持梁体线形，控制合拢误差。在　完成受力体系的转换，即拆除临时固结及临时支墩后，即可　进入中跨合拢段的施工。首先，测量两悬臂端的实际标高，　内。　根据测量结果，进行压载调整两悬臂端的标高，压载重量待　４边跨现浇段梁体施工技术　使其控制在规范允许的范围内。压载调整根据压载重量　边跨现浇段梁体是边跨端部１　＋２　块体支架立模浇筑　定，并在每级压载测量观测两悬臂端标高变化情况，　部分，该段梁体ｌ　＋２　块体长度４．９６　ｍ，高度１．６０　ｍ，体积　分级进行，５６．６８　ｍ　，梁体总重量１５３．０４　ｔ。本工程边跨现浇段采用支　直到符合设计指定的两悬臂端标高值为止。拆除中跨一端　另一端的挂篮前移，由悬臂挂篮改装为简支挂　架立模浇筑的施工方法，一次浇筑混凝土完成，其施工程序　的悬浇挂篮，外模板的安装、调整。　如下：安装支架平台一安底模，外侧模板一加载试压一测量　篮。完成底篮，使用型钢支撑挂蓝三脚架端部与两悬臂端顶面，并用　调整其高程和位置一扎底、腹板钢筋一安预应力管道一安端　＃Ｌ３２精轧螺纹钢筋将挂蓝三脚架端部与两悬臂端顶板进行　模、内侧模板一安顶模板一扎顶板钢筋、预应力管道一浇筑　ｄ使两悬臂端具有相同的竖向变形，避免竖向相对位移。　底、腹板、顶板、翼板混凝土一养生一拆除端模一预应力张　锚固，选择一日最低温度时，等强度焊接劲性骨架支撑。完成合拢　拉、压浆一拆除侧模板。　预应力筋及内模的安装。对劲性骨架与相距最　在承台前浇筑６０×６０　ｅｍ混凝土条形基础，顶面固定２　段梁体钢筋、每束张拉吨位５０　ｔ。　Ｘ４：８根２１４０ｂ立柱，作为施工支架的主承重支撑。立柱顶　近的预应力合拢束进行临时张拉，在混凝土初凝时进入低温稳定区时间确定开盘时间，混　部横桥向焊接固定２１４０ｂ横梁，横梁上顺桥向铺设Ｉ２０ｂ纵　拆　梁、间距７５　ｅｍ。纵梁上为１０×１５　ｅｍ枋木、间距４５　ｃｍ，占＝　凝土浇筑一次完成。混凝土强度达到设计要求的强度时，除劲性骨架，并拆除将挂蓝三脚架端部与两悬臂端顶板进行　２０　ｎｌ／ｎ厚竹胶板底模。　锚固的ｄＰＬ３２精轧螺纹钢筋，张拉中跨预应力合拢束。张拉　５合拢段施工技术　　本工程利用连续梁成桥设计的负弯矩预应力筋为支承，　的顺序一般为先顶板、后底板、再腹板，先短力筋后长力筋，重新张　是连续梁分段悬浇施工的受力特点。悬浇过程中各独立箱　并对称实施张拉。临时张拉的合拢束在最后放松后，　梁块体处于负弯矩受力状态，随各独立箱梁块体的合拢，梁　拉至设计吨位。体依次转化为成桥状态的正负弯矩交替分布形式。连续梁　６结论　文章结合现浇预应力混凝土连续箱梁施工，提出支架搭　各合拢段施工的顺序为先合拢边跨一拆除临时固结一后合　设、预压施工，同时着重探讨了箱梁悬臂现浇以及合拢施工　拢中跨。　技术，总结了预应力混凝土连续箱梁施工过程中各工序控制　５．１边跨合拢技术　　边跨合拢段施工时，边跨现浇段经过预压和提前浇筑完　技术，可有效地指导同类工程施工。施工的方法。其悬浇混凝土的原则是：均匀对称地两端一次　同时浇筑施工，两端块体混凝土浇筑重量相差不得超过悬浇　施工允许的偏载重量，每梁段的施工周期控制在６—７　ｄ之　成，已经相对稳定，而悬臂端受气象等因素影响，在三个方向　上均有变形，其主要发生竖向及轴向的变形，水平方向变位　很小不会造成大的影响。边跨合拢段的施工是利用边跨挂　蓝与相对稳定的边跨现浇段施工支架对接，浇筑合拢的。笔　者总结了本工程所采取的具体合拢施工技术如下。　（１）根据测量１　和２　主墩边跨相邻的块体和边跨现浇　段块体顶面标高，其相邻两端高差在规范允许的范围内，则　不做压载调整，可直接进行合拢。利用边跨挂蓝与相对稳定　参考文献：　［１］刘国荣，赵永鹏．预应力箱梁施工的几点体会［Ｊ］．山西建筑，　２００２，２８（４）：１１８—１１９．　［２］　马江海．鱼腹式预应力混凝土连续箱梁施工技术［Ｊ］．山西建　筑。２００７。２７（９）：３１—３３．　［３］　蔡建锦．浅析现浇预应力混凝土箱梁施工［Ｊ］．中国工程科学，　２０１１，３１（４）：５７—５８．　６桥墩抗渗设计　（上接第８４页）　５桥墩防撞设计　位于水中或变动水位区域的桥墩应进行抗渗设计。应　　ｒＧ　位于通航河流或有漂流物的河流上的桥墩，设计时应考　按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（Ｊ虑船舶或漂流物的撞击作用。撞击作用标准值及计算方法　Ｄ６２—２００４）第１．０．１０条的规定，根据最大作用水头与墩身　按《公路桥涵设计通用规范》（ＪＴＧ　Ｄ６０—２００４）第４．４．２条　混凝土壁厚之比确定设计采用的抗渗等级。设计应对抗渗　混凝土的配合比及主要技术措施提出要求。　执行。　・８６・