移動(dòng)模架在瑞贛高速九嶺高架上的應(yīng)用

林 運(yùn) 唐

(南昌鐵路天河建設(shè)股份有限公司，江西 南昌 330001)

移動(dòng)模架在瑞贛高速九嶺高架上的應(yīng)用

林 運(yùn) 唐

(南昌鐵路天河建設(shè)股份有限公司，江西 南昌 330001)

針對(duì)山區(qū)高速公路的特點(diǎn)，考慮到傳統(tǒng)移動(dòng)模架(MSS)施工的經(jīng)濟(jì)跨徑為50 m，隨著跨徑的增大用鋼量急劇增加的現(xiàn)實(shí)，結(jié)合連續(xù)梁橋有兩個(gè)反彎點(diǎn)的特點(diǎn)，引入移動(dòng)模架“分塊澆筑”設(shè)計(jì)理念，對(duì)九嶺高架橋采用廣州黃埔橋MSS62.5施工進(jìn)行了探索，為今后移動(dòng)模架在山區(qū)高速公路上的應(yīng)用提供了參考。

移動(dòng)模架，分塊澆筑，山區(qū)，不等跨

1 工程概況

會(huì)昌九嶺高架橋是瑞贛高速公路AS4標(biāo)段一座特大橋，位于江西省會(huì)昌縣白鵝鄉(xiāng)，大橋全長(zhǎng)1 054 m。按雙向四車道一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)速度為100 km/h。該橋橋跨結(jié)構(gòu)為3×30 m(預(yù)應(yīng)力混凝土先簡(jiǎn)支后連續(xù)組合箱梁)+46 m+2×80 m+46 m(預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu))+3×(4×30 m)(預(yù)應(yīng)力混凝土先簡(jiǎn)支后連續(xù)組合箱梁)+46 m+2×80 m+46 m(預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu))+3×30 m(預(yù)應(yīng)力混凝土先簡(jiǎn)支后連續(xù)組合箱梁)，其主孔一聯(lián)為252 m(46 m+2×80 m+46 m)，共兩聯(lián)，橋型如圖1所示。主孔箱梁設(shè)計(jì)為雙幅單箱單室變截面結(jié)構(gòu)，單箱頂面寬度為12.5 m，底面寬度為6.25 m，翼緣板懸臂長(zhǎng)3.125 m，懸臂端部厚65 cm，支點(diǎn)處梁高4.8 m，跨中梁高2.3 m。箱梁頂?shù)装鍣M坡與橋面橫坡一致，均為2%，箱梁設(shè)計(jì)為變截面三向預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，采用掛籃懸臂現(xiàn)澆對(duì)稱施工，按照從邊跨向中跨合龍的施工方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換。兩側(cè)引橋采用場(chǎng)地預(yù)制箱梁逐孔架橋機(jī)架設(shè)的方法施工。

2 廣州黃埔大橋工程實(shí)踐[1]

廣州珠江黃埔大橋是同三、京珠國道主干線繞廣州東環(huán)段上橫跨珠江的一座特大橋，主橋兩側(cè)引橋?yàn)镻C連續(xù)箱梁。南北汊橋引橋，全長(zhǎng)920 m?？鐝浇M合為[(45+2×62.5)+(2×62.5)+(5×62.5)+(5×62.5)]m，分為上、下行分離的兩橋幅，每幅橋?qū)?6.7 m。上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為等高連續(xù)箱梁，箱梁底寬7.2 m，頂寬為16.7 m，高度為3.5 m，采用MSS62.5施工，模架如圖2所示，施工的最大混凝土澆筑橋梁分段為62.5 m+12.5 m，單跨單幅單段澆筑混凝土最大重量2 650 t。國家級(jí)橋梁專家、華東交通大學(xué)特聘教授、廣州黃埔大橋首席專家上官興在黃埔大橋施工期間創(chuàng)造性地引進(jìn)“分塊澆筑”理念，并經(jīng)一系列的研究論證得出采用“分塊澆筑”后可使該橋MSS62.5的施工跨度擴(kuò)展到80 m[2]，該成果已成為黃埔橋移動(dòng)模架鑒定成果的一部分，得到國內(nèi)專家一致肯定。

3 山區(qū)高速公路的特點(diǎn)

山區(qū)高速公路的主要特點(diǎn)是其穿越高山溝谷，因此橋梁隧道居多，而且形成了“橋—隧—橋”和“隧—橋—隧”的線形特點(diǎn)，而山區(qū)橋梁又不同于跨大江大河的橋梁跨度和橋長(zhǎng)，山區(qū)橋梁多為在溝谷處一兩跨大跨而其兩端多為小山小溝，通常采用中小跨度的橋梁進(jìn)行銜接；因此在山區(qū)高速公路中很少采用移動(dòng)模架方法施工。如果按照本文提出的采用已有的移動(dòng)模架設(shè)備，只經(jīng)部分改造，可以實(shí)現(xiàn)80 m橋施工，即可以輕松解決山區(qū)中大中跨穿插的不等跨問題。因此，“分塊澆筑”的提出，對(duì)移動(dòng)模架的發(fā)展是一場(chǎng)革命，它打破了移動(dòng)模架在跨度超過50 m后因?yàn)橛娩摿窟^大而無法突破的跨度瓶頸，同時(shí)也為山區(qū)高速公路移動(dòng)模架的施工帶來了新的發(fā)展空間，給山區(qū)高速公路增添了一份亮麗的色彩。

4 等高梁移模施工方案

結(jié)合已有的移動(dòng)模架，并引進(jìn)“分塊澆筑”新理念，考慮到山區(qū)高速公路的特點(diǎn)，對(duì)九嶺高架提出等高梁方案。為施工方便，結(jié)合地形特點(diǎn)，參照原設(shè)計(jì)的布跨方案，提出(2×45)+(45+2×80+45)+(8×45)+(45+2×80+45)+(2×45)，原設(shè)計(jì)中兩端5 m的橋臺(tái)改成兩端各7 m，這樣橋跨布置基本與原設(shè)計(jì)相同，只是跨數(shù)由原來的26跨減少為現(xiàn)在的20跨，主孔同樣為兩個(gè)剛構(gòu)體系，其他部分為連續(xù)梁體系兩端和中間各一聯(lián)。箱梁設(shè)計(jì)為雙幅單箱單室變截面結(jié)構(gòu)，單箱頂面寬度為12.5 m，底面寬度為6.25 m，翼緣板懸臂長(zhǎng)3.125 m，懸臂端部厚65 cm，梁高4.0 m。箱梁頂?shù)装鍣M坡與橋面橫坡一致，均為2%。全橋采用黃埔大橋MSS62.5 m移動(dòng)模架進(jìn)行施工。兩種橋型主跨截面特性比較如表1所示。

表1 主跨截面特性比較

全橋箱梁取消豎向和橫向預(yù)應(yīng)力，只配置縱向預(yù)應(yīng)力，與傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)不同，增加腹板預(yù)應(yīng)力，其預(yù)應(yīng)力設(shè)置特點(diǎn)如下：

1)常規(guī)MSS預(yù)應(yīng)力索按全長(zhǎng)連續(xù)貫通布置，造成很大的浪費(fèi)。因此在“分塊澆筑”預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)中，根據(jù)受力要求，采用了分A塊、B塊布置短索和通索的方法進(jìn)行布置。

2)以恒載自重彎矩Mg為目標(biāo)，設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力的原則是使其所產(chǎn)生的彎矩MT與Mg相平衡，即設(shè)計(jì)執(zhí)行“恒載零彎矩”[3]的原則。

3)取消豎向預(yù)應(yīng)力，在腹板全高范圍內(nèi)布置縱向預(yù)應(yīng)力。由于已實(shí)施了恒載零彎矩保證了縱向預(yù)應(yīng)力合力作用在形心上，形成中心軸向壓力N所產(chǎn)生0.2N的摩阻力與各截面的自重剪力相平衡，從而實(shí)現(xiàn)各截面“恒載零剪力”。

4)分塊施工后，有兩條施工縫。故采用全橋連續(xù)貫通的頂、底板和腹板“通索”預(yù)應(yīng)力來消除接縫的混凝土收縮徐變，并在儲(chǔ)備一定的正向預(yù)應(yīng)力的同時(shí)保證分塊結(jié)構(gòu)的整體性，據(jù)資料理論分析，這種方法也使混凝土的徐變影響減小到幾乎可以忽略不計(jì)的程度[4]。

預(yù)應(yīng)力孔道布置橫剖面大樣圖見圖3。

5 等高梁結(jié)構(gòu)驗(yàn)算

計(jì)算模擬采用大型橋梁專用軟件Dr.Bridge 3.0和通用有限元軟件ANSYS10.0進(jìn)行，為節(jié)省篇幅，只對(duì)主橋剛構(gòu)進(jìn)行部分驗(yàn)算。

1)正常使用極限狀態(tài)組合Ⅲ如圖4所示(單位：力：kN，長(zhǎng)度：m)。

2)載力極限狀態(tài)基本組合極限抗力如圖5所示(單位：力：kN，長(zhǎng)度：m)。

3)A塊局部應(yīng)力如圖6所示(單位：力：N，長(zhǎng)度：m)。

6 結(jié)語

本文通過對(duì)九嶺高架等高梁剛構(gòu)+連續(xù)梁采用移動(dòng)模架施工和原設(shè)計(jì)變截面剛構(gòu)掛籃施工+先簡(jiǎn)支后連續(xù)梁架橋機(jī)架設(shè)兩套方案進(jìn)行對(duì)比，引進(jìn)“分塊澆筑”和“零彎矩”設(shè)計(jì)理念進(jìn)行預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)。并采用大型橋梁專用軟件Dr.Bridge3.0和通用有限元軟件ANSYS10.0對(duì)等高梁方案進(jìn)行了結(jié)構(gòu)驗(yàn)算分析，充分論證了方案的可行性。為移動(dòng)模架在山區(qū)高速公路上的應(yīng)用提供了參考，并為移動(dòng)模架向大跨方向發(fā)展指明了方向。

[1] 廣州珠江黃埔大橋建設(shè)公司，浙江大學(xué).廣州珠江黃埔大橋移動(dòng)模架成套技術(shù)研究[Z].2008.

[2] 項(xiàng)貽強(qiáng),上官興，黃成造，等.MSS62.5移動(dòng)模架分塊澆筑大跨徑箱梁橋的施工創(chuàng)新[J].浙江建筑,2009(1)：45-46.

[3] 劉迎春,郭圣棟,林繼喬,等.P.C連續(xù)梁橋《恒載零撓度設(shè)計(jì)》新理念[A].全國既有橋梁加固、改造與評(píng)價(jià)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C].2008.

[4] 范立礎(chǔ).預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁[M].北京：人民交通出版社,1999.

MSS application in high speed Jiuling Rui-Gan on elevated

Lin Yuntang

(NanchangRailwayTianheConstructionMachineryCo.,Ltd,Nanchang330001,China)

For the characteristics of mountain highway, traditional Movable Scaffolding System(MSS) for the construction of the economic span 50 m, with the increase in long-span the usage of MSS steel increase, under the continuous girder bridge has the characteristics of two anti-bend point, the introduction of Movable Scaffolding System “partitioning casting” designing concept, explore the project construction of Jiuling rigid-frame bridge on the use of the Guangzhou Huangpu Bridge MSS62.5, reference for the future MSS applications on the highway in the mountains.

Movable Scaffolding System, partitioning casting, mountain, different span

2015-06-02

林運(yùn)唐(1979- )，男，碩士，工程師

1009-6825(2015)23-0150-02

U445

A