關(guān)于新建鐵路多跨連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)與施工的探討

王煜 張茂會(huì)

摘要：對(duì)新建鐵路多跨連續(xù)剛構(gòu)橋梁的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和施工控制展開了探索與討論。結(jié)合工程實(shí)踐總結(jié)出的設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)，在對(duì)鐵路多跨連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)與施工進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，提出了多跨連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)中需要注意的要點(diǎn)，闡述了多跨連續(xù)剛構(gòu)橋施工控制中的重難點(diǎn)，并結(jié)合監(jiān)控量測(cè)繪制了施工控制工作流程圖。其思路、結(jié)論可為同類工程所借鑒。

關(guān)鍵詞：鐵路；多跨連續(xù)；剛構(gòu)橋；設(shè)計(jì)；施工

中圖分類號(hào)：[U24] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

Abstract: In new railway construction more continuous rigid frame Bridges across the main points of design and construction control on the exploration and discussion. Combined with the engineering practice summed up of design and construction experience, in to the railway across more continuous rigid frame design and construction based on a thorough investigation, this paper presents span continuous rigid need to be paid attention in the design of the main points, elaborates several span continuous rigid construction control in difficulty, and combined with the amount of surveying and mapping monitoring work construction control flow chart. Its thought, conclusion for the similar projects for reference.

Key Words: railway; span continuous; bridge; design; construction

1 引言

我國橋梁工程建設(shè)勢(shì)頭迅猛，大跨、多跨結(jié)構(gòu)日益增多，其橋型方案的選擇就顯得尤為重要。連續(xù)剛構(gòu)在較大跨徑的方案比選中較連續(xù)梁結(jié)構(gòu)更為合理，特別是在遇到特高墩梁橋時(shí)，其受力、造價(jià)、外觀等方面更能體現(xiàn)出其優(yōu)勢(shì)。國內(nèi)不少專家學(xué)者對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋的設(shè)計(jì)、施工進(jìn)行了相關(guān)研究，如冉磊[1]對(duì)大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋的施工控制方法及內(nèi)容進(jìn)行了研究；趙金和等[2]結(jié)合工程實(shí)例討論了多跨高墩連續(xù)剛構(gòu)橋的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并給出了設(shè)計(jì)實(shí)例；馬畔[3]結(jié)合荷麻溪特大橋工程實(shí)例，闡述了連續(xù)剛構(gòu)橋方案設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)注意的方面；張璐[4]結(jié)合陽城河二號(hào)特大橋工程實(shí)例，研究了連續(xù)剛構(gòu)預(yù)應(yīng)力質(zhì)量控制的技術(shù)措施。

本文基于作者從實(shí)踐中總結(jié)出的設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合對(duì)鐵路多跨連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)與施工的深入研究，探討了多跨連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)中需要注意的要點(diǎn)，提出了多跨連續(xù)剛構(gòu)橋施工控制中的重難點(diǎn)，結(jié)合監(jiān)控量測(cè)給出了施工控制工作流程圖，以期能為提高鐵路多跨連續(xù)剛構(gòu)橋的設(shè)計(jì)、施工技術(shù)水平做出貢獻(xiàn)。

2 多跨連續(xù)剛構(gòu)橋的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)相關(guān)理論可知，順橋向抗推剛度與距主梁水平縱向位移零點(diǎn)的距離決定了橋梁墩身內(nèi)力，以典型的三孔剛構(gòu)橋?yàn)槔绻鞫談偠茸銐虼?，能滿足較小的位移要求，則上部結(jié)構(gòu)可基本延續(xù)連續(xù)梁橋的受力特征。墩身距主梁水平縱向位移零點(diǎn)的距離會(huì)隨著聯(lián)長(zhǎng)的加大而加大，使得墩頂在溫度、混凝土收縮徐變等荷載作用下將隨主梁一起產(chǎn)生較大的順橋向水平位移和轉(zhuǎn)角位移，邊墩和邊主跨彎矩將迅速增大，導(dǎo)致墩身承載和抗裂能力無法滿足要求。

因此在進(jìn)行多跨連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

（1）應(yīng)盡量減小主墩特別是邊主墩的抗推剛度，使其剛度能滿足釋放溫度和收縮徐變產(chǎn)生的附加彎矩到最大限度的要求；

（2）應(yīng)考慮由P－△效應(yīng)產(chǎn)生的墩身附加彎矩，特別是對(duì)于高墩；

（3）彎矩峰值的規(guī)律是中間主墩低、兩端主墩高，其趨勢(shì)是由中間向兩端逐漸增大，故應(yīng)采取一定措施減小兩端主墩的彎矩峰值；

（4）合攏工藝的優(yōu)劣決定了成橋的內(nèi)力大小，故應(yīng)在充分考慮施工條件、周邊環(huán)境、結(jié)構(gòu)形式等的情況下，盡可能優(yōu)化合攏工藝以降低邊跨和邊主墩的成橋彎矩峰值。

3多跨連續(xù)剛構(gòu)橋的施工控制要點(diǎn)

3.1施工控制的重要性

混凝土材料具有非勻質(zhì)性、收縮性等特征，其材料特性不穩(wěn)定，同時(shí)橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)還會(huì)受到結(jié)構(gòu)自重、幾何尺寸、掛籃重量、施工偏差、混凝土收縮徐變、溫度變化和風(fēng)力等因素的影響，也就使橋梁結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜的內(nèi)力并產(chǎn)生相應(yīng)的位移。

如果前期設(shè)計(jì)與施工實(shí)際產(chǎn)生值不相符合，且未能通過監(jiān)控量測(cè)及時(shí)識(shí)別，采取合理的糾偏措施，則會(huì)在施工中產(chǎn)生一定的誤差。誤差積累到一定程度輕則造成橋梁施工不達(dá)標(biāo)，重則造成嚴(yán)重的質(zhì)量事故。故施工中對(duì)橋梁各種項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)，保證監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的密度和監(jiān)測(cè)工作的頻度，并在施工中根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)適時(shí)調(diào)整控制參數(shù)，以糾正施工誤差，這對(duì)保證橋梁建設(shè)質(zhì)量和施工期間的作業(yè)安全是至關(guān)重要的。

3.2施工控制的主要內(nèi)容

多跨連續(xù)剛構(gòu)橋施工中的施工控制至關(guān)重要，并且應(yīng)結(jié)合監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行施工參數(shù)修正，其施工控制工作流程如圖1所示，施工控制內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）多跨連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)變形的控制；

（2）多跨連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)的應(yīng)力控制；

（3）多跨連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)性控制。

圖1 施工控制工作流程圖

3.3 施工監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容

多跨連續(xù)剛構(gòu)橋施工中的監(jiān)控量測(cè)內(nèi)容主要包括撓度觀測(cè)、溫度觀測(cè)、應(yīng)力觀測(cè)和建筑材料力學(xué)指標(biāo)等，在此由于篇幅限制故未能一一詳述，具體監(jiān)測(cè)方式可見相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范。

4 結(jié)論

連續(xù)剛構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)中值得重視與研究的方面還有很多，如：是從梁體抗剪方面考慮設(shè)置大量下彎索，以提高梁體抗剪承載力和配筋率，還是主要考慮工法簡(jiǎn)單利于施作、減少用鋼降低造價(jià)這兩方面，等等諸如此類的問題，還需要通過大量工程實(shí)踐與研究加以解決。

連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工控制中同樣也有不少問題，如施工控制中應(yīng)以線型控制、結(jié)構(gòu)應(yīng)力控制和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性控制中的何項(xiàng)為主；規(guī)范中施工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的容許值是否合理；橋梁施工工藝的進(jìn)一步優(yōu)化；等等諸如此類的問題，也需要結(jié)合大量的工程與研究加以解決。

參考文獻(xiàn)：

冉磊. 大跨徑連續(xù)剛構(gòu)施工控制的內(nèi)容和方法[J]. 科技資訊. 2011, 7(20):64-65.

趙金和，李瑜，張立華. 多跨高墩連續(xù)剛構(gòu)的設(shè)計(jì)與探討[J]. 公路工程. 2011,36(2):101-106.

馬畔. 荷麻溪特大橋連續(xù)剛構(gòu)方案的設(shè)計(jì)[J]. 鐵道勘測(cè)與設(shè)計(jì). 2003,38(133):39-41.

張璐. 陽城河二號(hào)特大橋連續(xù)剛構(gòu)預(yù)應(yīng)力質(zhì)量控制[J]. 山西建筑. 2011,37(4):180-181.

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以PDF形式查看。