混凝土斜拉橋塔梁臨時(shí)固結(jié)構(gòu)造設(shè)計(jì)

賀玉娥

（貴州省銅仁公路勘察設(shè)計(jì)院，貴州 銅仁 554300）

目前，有兩種常見(jiàn)的大跨徑橋梁結(jié)構(gòu)，即斜拉橋和懸索橋。早期斜拉橋的雛形就曾出現(xiàn)過(guò)，但是當(dāng)時(shí)人們對(duì)于斜拉橋結(jié)構(gòu)體系的認(rèn)識(shí)并不深刻，再加上原料的限制，導(dǎo)致斜拉橋的發(fā)展停滯了相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間。早期的斜拉橋是稀索體系斜拉橋，主梁的彎矩及剪力相當(dāng)大，斜索的內(nèi)力和截面也相對(duì)較大，斜索錨固點(diǎn)有復(fù)雜的構(gòu)造細(xì)節(jié)。而現(xiàn)在斜拉橋特點(diǎn)則是多樣的、適應(yīng)性強(qiáng)和靈活的。但隨著跨徑的增加，斜拉橋的設(shè)計(jì)和施工方面存在很多問(wèn)題，都需等待解決。

1 混凝土斜拉橋塔梁臨時(shí)固結(jié)構(gòu)造設(shè)計(jì)和施工措施

1.1 混凝土斜拉橋現(xiàn)狀分析

目前，建造的斜拉橋均為密索體系，混凝土斜拉橋?qū)倨渲幸环N，其最大優(yōu)點(diǎn)為剛度大，適宜200～500m的跨度范圍，但施工較慢?，F(xiàn)今的斜拉橋施工方法大都用懸臂法，隨著跨徑的遞增，主梁和索塔中的壓應(yīng)力過(guò)高、施工中標(biāo)高難以控制以及拉索撓度過(guò)大等一系列問(wèn)題存在于混凝土斜拉橋設(shè)計(jì)和施工的整個(gè)過(guò)程中。

1.2 臨時(shí)固結(jié)構(gòu)造設(shè)計(jì)

1.2.1 臨時(shí)固結(jié)構(gòu)造的設(shè)計(jì)原則

在進(jìn)行臨時(shí)固結(jié)構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)保證橋梁懸臂能抵抗各種的不平衡力因素，使得該結(jié)構(gòu)在施工中能夠保持整體的穩(wěn)定性。施工中常因不平衡的安裝、操作人員和施工機(jī)具的不平衡布置等導(dǎo)致的不平衡重量等引起不平衡力素。這些不平衡力素引起的荷載將對(duì)施工中建筑的穩(wěn)定性造成很大到威脅。施工中常見(jiàn)的荷載有：風(fēng)力荷載、溫度變化荷載、預(yù)加力荷載等其它不平衡荷載。在這些不平衡荷載的組合下，臨時(shí)固結(jié)構(gòu)造將會(huì)產(chǎn)生豎向力、水平力和彎矩力等三個(gè)不平衡力素，而這些不平衡力素為臨時(shí)固結(jié)構(gòu)造提供反力。因此，在對(duì)混凝土斜拉橋塔梁臨時(shí)固結(jié)構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意不平衡力素產(chǎn)生的原因并積極避免不必要問(wèn)題的產(chǎn)生，應(yīng)保證固結(jié)構(gòu)造能夠承受不平衡力素作用，而且在剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性上一定要保持足夠的水準(zhǔn)。

1.2.2 傳統(tǒng)的斜拉橋臨時(shí)固結(jié)構(gòu)造

我國(guó)傳統(tǒng)的斜拉橋臨時(shí)固結(jié)構(gòu)造主要有兩種形式，一種固結(jié)構(gòu)造形式是將穿過(guò)邊主梁、混凝土墊塊的預(yù)應(yīng)力鋼絞線束預(yù)埋在主塔下的橫梁中，錨固于橋面上的混凝土的現(xiàn)澆端塊中（共有八對(duì)），而且，邊主梁和在主塔下的橫梁實(shí)現(xiàn)完整且全面的固結(jié)；另一種臨時(shí)固結(jié)形式是在主塔下和橫梁上設(shè)置永久、牢固的支座，在主塔下橫梁和塔中線處的橫梁之間采用預(yù)應(yīng)力粗鋼筋，在支承擋塊和主梁塔中線處橫梁之間設(shè)置鐵砂箱，塔梁實(shí)現(xiàn)部分固結(jié)，結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。

圖1 斜拉橋塔梁臨時(shí)固結(jié)構(gòu)造示意圖

1.2.3 新型臨時(shí)固結(jié)構(gòu)造

在臨時(shí)固結(jié)構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮原有支撐能夠承受住施工中不對(duì)稱壓力的前提下，盡量減少剛性區(qū)域，而且，邊主梁橫橋的水平位移能力不能由于混凝土徐變、橫梁內(nèi)預(yù)應(yīng)力和收縮等因素而受約束。所以新型臨時(shí)固結(jié)構(gòu)造應(yīng)在繼承傳統(tǒng)固結(jié)構(gòu)造的基礎(chǔ)上著重解決以上問(wèn)題。

新型臨時(shí)固結(jié)構(gòu)造的設(shè)計(jì)思路是：將鐵砂箱設(shè)置在塔柱內(nèi)側(cè)和邊主梁外側(cè)之間，并取消邊主梁與擋塊間的墊塊；對(duì)靠近邊主梁的主梁塔中線橫梁的局部區(qū)域?qū)嵭屑雍裉幚恚辉黾訖M梁軸的橫向剛度。在主塔下的橫梁和主梁塔中線處的橫梁間使用預(yù)應(yīng)力粗鋼筋，并沿順橋方向。如此一來(lái)，臨時(shí)固結(jié)構(gòu)造在設(shè)計(jì)和施工中滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、可靠安全期望的同時(shí)，又避免了主梁開裂的隱患。

1.3 臨時(shí)固結(jié)構(gòu)造施工措施

在我國(guó)目前的斜拉橋固結(jié)構(gòu)造施工中，常用的臨時(shí)固結(jié)構(gòu)造措施有預(yù)應(yīng)力硫磺砂漿混凝土固結(jié)法、墩旁設(shè)置臨時(shí)支墩法、雙柱墩或V形墩構(gòu)造法，還有就是利用安裝梁來(lái)增加工程的穩(wěn)定性。這些措施是運(yùn)用幾乎完全不同的生產(chǎn)設(shè)計(jì)工藝以及施工方式，充分運(yùn)用材料的性能和構(gòu)造的獨(dú)特性來(lái)減少不平衡力素的產(chǎn)生，并在施工過(guò)程中將施工的穩(wěn)定性放于重要位置。例如預(yù)應(yīng)力硫磺砂漿混凝土固結(jié)法是將預(yù)應(yīng)力錨桿預(yù)埋在墩內(nèi)?？紤]到便于拆除，臨時(shí)支座的混凝土墊塊間設(shè)置的是大約20mm的硫磺砂漿夾層，而其中預(yù)埋的則是電阻絲。如此一來(lái)，在拆除時(shí)，只要給電阻絲通電，硫磺砂漿夾層就會(huì)融化，此方法達(dá)到了構(gòu)造簡(jiǎn)單、安全可靠、裝拆方便的優(yōu)良效果，并能承受住懸臂施工中不平衡的彎矩。

2 根據(jù)柳港橋建筑實(shí)例剖析斜拉橋塔梁臨時(shí)固結(jié)構(gòu)造

2.1 整體構(gòu)造

柳港橋基本結(jié)構(gòu)形式是塔梁固結(jié)的單懸臂混凝土斜拉橋，雙塔雙索面。主橋370m，塔高51m，濕接頭,主梁是預(yù)制拼裝，掛蘭懸臂拼裝的河跨，岸跨搭設(shè)的則是臨時(shí)鋼排架。橫橋厚4.73m、順橋?qū)?m的雙錐臺(tái)形鋼筋混凝土墩頂，板式氯丁橡膠支座兩側(cè)，有內(nèi)徑薄為125cm，厚為0.7mm的鐵皮管預(yù)埋于此，并一直通到鋼筋混凝土墩頂，共32根。通過(guò)32束墩頭錨具索方式，在梁墩和梁墩間的硫磺膠泥被鎖成一體，以此來(lái)抵消較大的不平衡彎矩。

2.2 塔梁臨時(shí)固結(jié)構(gòu)造的施工工藝

從墩身實(shí)體的混凝土開始澆起，接下來(lái)澆250cm×240cm×50cm、500#鋼筋混凝土下鉸座，然后擺好九塊770mm×350mm×35mm的板式氯丁橡膠支座，用鋼板框固定四周，并用橡膠伸縮帶密封。澆灌硫磺膠泥，將鋼筋混凝土上鉸座與上部結(jié)構(gòu)相接。達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，由吊車將高強(qiáng)鋼絲束吊起，并置于預(yù)留管內(nèi)，接著澆灌水泥砂漿。達(dá)到一定強(qiáng)度后，用千斤頂進(jìn)行張拉，將硫磺膠泥墊塊和梁墩鎖成一體。大橋建成，融化硫磺膠泥，切斷應(yīng)力索，解除約束。

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代橋梁跨度大、橫截面形式多變，橋梁結(jié)構(gòu)受力情況復(fù)雜，對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁，還有雙向甚至是更多向的預(yù)應(yīng)力使用，這使得結(jié)構(gòu)受力更為復(fù)雜。這樣的狀況在塔梁的臨時(shí)固結(jié)構(gòu)造設(shè)計(jì)中表現(xiàn)為不平衡力素對(duì)穩(wěn)定性的影響。以上通過(guò)對(duì)混凝土斜拉橋塔梁臨時(shí)固結(jié)構(gòu)造的理論探討和柳港橋建筑實(shí)例分析，對(duì)混凝土斜拉橋塔梁臨時(shí)固結(jié)構(gòu)造設(shè)計(jì)做了闡述，指出了斜拉橋塔梁臨時(shí)構(gòu)造設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，供廣大讀者參考。

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