大跨徑連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)施工關(guān)鍵問題研究

陰曉云

(太原市市政工程設(shè)計(jì)研究院，山西太原030002)

1 工程概況

某連續(xù)梁橋?yàn)樵诮ǖ囊蛔卮髽?，上部橋跨型?(80.11+130+80.11)m預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁;橋面寬度:全寬30 m，橫向布置為0.5 m防撞護(hù)欄+12.5 m行車道+0.5 m防撞護(hù)欄+3.0 m中央分隔帶+0.5 m防撞護(hù)欄+12.5 m行車道+0.5 m防撞護(hù)欄;車輛荷載等級(jí):公路一級(jí);地震烈度:6度地震區(qū)，按7度設(shè)防;溫度:橋址處極端最高溫度41℃，極端最低溫度－12.0℃;橋址處月平均最高溫度32℃，月平均最低溫度－0.7℃。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)溫度取15℃。橋墩采用薄壁式橋墩配承臺(tái)群樁，橋臺(tái)采用樁柱式橋臺(tái)。

2 橋梁整體計(jì)算概述

總體靜力計(jì)算采用平面桿系理論，主梁為平面梁單元。總體計(jì)算根據(jù)橋梁施工流程劃分結(jié)構(gòu)計(jì)算階段，根據(jù)設(shè)計(jì)的合龍方法模擬合龍計(jì)算步驟，根據(jù)荷載組合要求的內(nèi)容進(jìn)行內(nèi)力、應(yīng)力、主梁極限承載力計(jì)算，驗(yàn)算結(jié)構(gòu)在施工階段、運(yùn)營階段應(yīng)力、主梁極限承載力及整體剛度是否符合規(guī)范要求?？傮w計(jì)算采用橋梁博士進(jìn)行計(jì)算。

邊界條件的處理:施工階段邊跨現(xiàn)澆段支承按單向豎向剛性支撐處理，中墩按豎向雙向剛性支承處理;成橋及運(yùn)營階段各墩按豎向雙向剛性支承處理。

荷載組合考慮兩種工況:組合I為恒載+汽車;組合Ⅱ?yàn)楹爿d+汽車+升溫+降溫。

3 計(jì)算結(jié)果分析

3.1 施工階段應(yīng)力

懸臂施工過程中，主梁下緣的最大壓應(yīng)力為11.77 MPa，上緣最大壓應(yīng)力13.44 MPa，主梁最大拉應(yīng)力為0.88 MPa，滿足規(guī)范要求。主梁合龍施加橋面鋪裝荷載后，主梁最大壓應(yīng)力為12.10 MPa，在邊墩處主梁上緣出現(xiàn)最大拉應(yīng)力為0.45 MPa。(在程序中模擬了真實(shí)的主梁長度和支座位置，在邊支座外有一段長0.76 m的懸臂梁，因此在計(jì)算結(jié)果中必然會(huì)出現(xiàn)部分拉應(yīng)力，但主梁的實(shí)際受力狀況與此不同。)主梁應(yīng)力滿足規(guī)范要求。

3.2 運(yùn)營階段計(jì)算結(jié)果

(1)主梁應(yīng)力包絡(luò)圖見圖1。

(2)主梁主應(yīng)力見圖2。

組合Ⅰ中最大主壓、主拉應(yīng)力分別為14.73 MPa和－0.48 MPa。

組合Ⅱ中最大主壓、主拉應(yīng)力分別為14.79 MPa和－1.72 MPa。

兩組均滿足規(guī)范要求。箍筋間距驗(yàn)算:

設(shè)計(jì)中箍筋間距采用15 cm，滿足規(guī)范要求。

(3)主、邊墩墩頂反力見表1。

表1 墩頂反力 單位:10 kN

(4)主梁活載豎向撓度見表2。

活載撓度與主跨的比值小于L/600，主橋剛度滿足規(guī)范要求。

表2 主梁活載豎向撓度 單位:cm

圖1 主梁應(yīng)力包絡(luò)圖

圖2 主梁主應(yīng)力

4 連續(xù)梁上部施工關(guān)鍵技術(shù)

4.1 懸臂澆筑臨時(shí)墩錨固

箱梁采用掛籃懸臂平衡澆筑施工，在主墩兩側(cè)施工臨時(shí)墩，作為懸臂施工的臨時(shí)錨固。臨時(shí)墩的鋼筋伸入承臺(tái)和箱梁0號(hào)梁段內(nèi)，在邊跨合龍后，將臨時(shí)墩拆除，并將0號(hào)梁段箱梁底面打磨平整光滑。

4.2 抗風(fēng)

在單T完成前應(yīng)提早做好邊跨和中跨的合龍準(zhǔn)備工作，以便單T完成后搶先合龍邊跨和中跨，在有可能時(shí)宜將長懸臂和邊中跨合龍避開大風(fēng)季節(jié)。在每一梁段施工過程中出現(xiàn)大風(fēng)預(yù)報(bào)應(yīng)停止施工，并使兩懸臂端不得出現(xiàn)不平衡荷載，且應(yīng)確保掛籃的牢固性。

4.3 預(yù)應(yīng)力鋼絞線

(1)應(yīng)按有關(guān)規(guī)定對每批鋼絞線抽檢強(qiáng)度、彈性模量、截面積、延伸量和硬度，對不合格產(chǎn)品嚴(yán)禁使用，同時(shí)應(yīng)就實(shí)測的彈性模量和截面積對計(jì)算引伸量作修正。

引伸量的修正公式為:Δ'=EA×Δ E'A'

式中:E'、A'為實(shí)測鋼絞線彈性模量及面積;E、A為計(jì)算采用的鋼絞線彈性模量及面積，E=1.95×105MPa，A=1.4 cm2;Δ為計(jì)算得到的引伸量值;Δ'為修正后的引伸量值。

(2)鋼絞線運(yùn)抵工地后應(yīng)放置在室內(nèi)并防止銹蝕。

(3)鋼絞線的下料不得使用電弧或氧炔焰切割，只允許采用圓盤鋸切割，且應(yīng)使鋼絞線的切割面為一平面，以便在張拉時(shí)檢查斷絲。

4.4 邊跨合龍段的施工順序

(1)邊主墩單T即將完成時(shí)，安裝落地支架并施工邊跨現(xiàn)澆梁段。

(2)將邊跨掛籃前移跨過邊跨合龍段，并支撐在邊跨現(xiàn)澆梁段上。

(3)安裝合龍段勁性骨架，在兩側(cè)分別安裝平衡重(合龍段混凝土重量一半的水箱)，綁扎鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道，澆筑合龍段混凝土，同時(shí)拆除等重量的平衡重。待混凝土達(dá)到80%的強(qiáng)度后張拉底板預(yù)應(yīng)力索。

4.5 中跨合龍段的順序

(1)安裝合龍段勁性骨架。

(2)一端掛籃后退至墩頂或拆除，另一端掛籃前移，跨過合龍段，將掛籃自重平均分配到兩懸臂端上。

(3)在兩懸臂端用水箱加平衡重，其重量為二分之一的合龍段自重。

(4)在當(dāng)天最低溫度時(shí)澆筑合龍段混凝土，同時(shí)等重量卸除水箱中的水量。

(5)混凝土達(dá)到80%強(qiáng)度時(shí)張拉底板預(yù)應(yīng)力，應(yīng)先張拉長索后張拉短索。

5 結(jié)束語

連續(xù)梁橋作為現(xiàn)代橋梁的一種主要橋型，應(yīng)用十分廣泛，本文以(80.11+130+80.11)m大跨連續(xù)梁橋?yàn)楣こ瘫尘?，采用橋梁博士軟件對該橋進(jìn)行了總體靜力分析，對該橋施工階段、運(yùn)營階段進(jìn)行了計(jì)算。并在此基礎(chǔ)上，研究了大跨連續(xù)梁橋施工中應(yīng)注意的問題，對同類連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)與施工均具有一定的參考價(jià)值。