高烈度地震區(qū)深水大跨連續(xù)剛構(gòu)橋梁的結(jié)構(gòu)體系研究

賀凱

摘要：如今，連續(xù)剛構(gòu)橋得到了廣泛的應(yīng)用，其跨徑越來(lái)越大，這對(duì)橋梁設(shè)計(jì)提出了更高的要求，必須根據(jù)工程實(shí)際情況，做好橋梁設(shè)計(jì)與分析，以保證橋梁的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：高烈度地震區(qū);連續(xù)剛構(gòu);結(jié)構(gòu)體系

引言

進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)在注重經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)更加注重提高我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平，進(jìn)而在一定程度上使得我國(guó)各項(xiàng)事業(yè)都處于發(fā)展變革的重要性階段。其中，在現(xiàn)代橋梁建設(shè)過(guò)程中，連續(xù)剛構(gòu)橋的出現(xiàn)為現(xiàn)代橋梁建設(shè)提供了有力技術(shù)支持。

1大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋的主要特點(diǎn)

（1）在結(jié)構(gòu)上，主梁連續(xù)和墩梁固結(jié)，這樣能在采用連續(xù)梁時(shí)省略伸縮縫的設(shè)計(jì)與施工，保證行車平順性，并在采用T形剛構(gòu)時(shí)省略支座的設(shè)計(jì)與施工，為施工提供便利，提高順橋向與橫橋向的剛度，滿足跨徑方面的要求。基于此，其是現(xiàn)階段預(yù)應(yīng)力橋梁最先考慮的橋型。（2）采用柔性橋墩，能良好適應(yīng)因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力的施加和混凝土發(fā)生收縮徐變?cè)斐傻目v向位移，另外，為進(jìn)一步減少水平方向的位移，可通過(guò)設(shè)置水平方向抗推剛度相對(duì)較小的墩身構(gòu)造設(shè)置實(shí)現(xiàn)。如果需要從山溝和河谷地形上跨越，則可單薄壁柔性高墩連續(xù)剛構(gòu);如果橋梁的跨徑很大，但墩高較小，則為了提高墩身柔性，可設(shè)置雙薄壁墩，另外，對(duì)雙薄壁墩而言，還能減小墩頂處負(fù)彎矩。（3）在連續(xù)剛構(gòu)橋中，結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布較為合理，通過(guò)對(duì)墩身剛度的適當(dāng)選擇，能減小主梁結(jié)構(gòu)中的彎矩，這對(duì)跨徑的增大十分有利。相較于連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，當(dāng)受到可變荷載的持續(xù)作用時(shí)，連續(xù)剛構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生很大正彎矩，但兩者的負(fù)彎矩沒(méi)有太大差別;受永久荷載作用后，兩者彎矩將保持接近。對(duì)墩梁予以固結(jié)，能節(jié)省很多支座方面的費(fèi)用，并減少墩身和基礎(chǔ)施工的工程量，實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)受力性能的有效改善，每個(gè)柔性墩均按照實(shí)際剛度比進(jìn)行水平力的分配。

2大跨連續(xù)剛構(gòu)橋梁的結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)

第一，上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使用專門的軟件進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)分析，對(duì)于主梁?jiǎn)卧L(zhǎng)度，以施工節(jié)段具體劃分形式來(lái)確定，通常為3～4m，施工中使用90t的掛籃。主梁混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C55，待橋梁下部結(jié)構(gòu)施工完成后，于墩身托架對(duì)0號(hào)塊進(jìn)行澆筑，而其他塊件都采用掛籃進(jìn)行懸臂澆筑，保證澆筑的對(duì)稱性，同時(shí)對(duì)各個(gè)階段的預(yù)應(yīng)力束進(jìn)行張拉，達(dá)到最大懸臂;最后進(jìn)行合龍，合龍的順序?yàn)橄葘?duì)邊跨進(jìn)行合龍，再對(duì)中跨進(jìn)行合龍。第二，下部結(jié)構(gòu)。對(duì)下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)，可分成以下2個(gè)部分：（1）在最大懸臂狀態(tài)若掛籃出現(xiàn)墜落，將在墩頂產(chǎn)生一定拉應(yīng)力，特別是高墩施工中應(yīng)采取有效安全措施保證掛籃整體安全性;（2）若橋梁從峽谷上跨越，或處在江面上，還要對(duì)風(fēng)荷載計(jì)算給予高度重視，充分考慮風(fēng)荷載具有的多變性及其對(duì)應(yīng)的加載方式。

3大跨連續(xù)剛構(gòu)橋梁的結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)策略

3.1做好溫度監(jiān)測(cè)

溫度監(jiān)測(cè)分為溫度梯度監(jiān)測(cè)、合龍溫度監(jiān)測(cè)和應(yīng)力監(jiān)測(cè)處溫度監(jiān)測(cè)三個(gè)方面。為確保應(yīng)變傳感器和應(yīng)力傳感器溫度修正的精確性，采取的溫度梯度和應(yīng)力處溫度監(jiān)測(cè)具體針對(duì)施工過(guò)程中的極端溫度季節(jié)，在高溫和低溫期間連續(xù)2周按2小時(shí)間隔觀測(cè)混凝土表面與體內(nèi)溫度分布狀況，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸，掌握體內(nèi)外溫度變化規(guī)律，并在應(yīng)力監(jiān)測(cè)處混凝土應(yīng)力測(cè)試儀器也同時(shí)采集數(shù)據(jù)，以便對(duì)應(yīng)變傳感器和應(yīng)力傳感器及時(shí)有效地進(jìn)行溫度修正。為確保順利合龍進(jìn)行合龍溫度監(jiān)測(cè)，是在擬合龍前2-3周，每隔2小時(shí)對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，總結(jié)規(guī)律，合理確定最佳合龍時(shí)段。

3.2加強(qiáng)工作人員質(zhì)量監(jiān)督監(jiān)督力度

在現(xiàn)如今連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)嶋H建設(shè)過(guò)程中，單一僅僅靠制定質(zhì)量監(jiān)督制度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中更應(yīng)該加強(qiáng)工作人員的質(zhì)量監(jiān)督力度，進(jìn)而在一定程度上使得連續(xù)剛構(gòu)橋質(zhì)量得到有效保證，為現(xiàn)代錢糧建設(shè)提供有效保障，主要包括以下幾個(gè)方面：①加強(qiáng)對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋建設(shè)過(guò)程中細(xì)小環(huán)節(jié)的監(jiān)督力度，在連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)嶋H建設(shè)過(guò)程中，相關(guān)監(jiān)督人員在實(shí)際工作過(guò)程中只是加強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的監(jiān)督力度，而對(duì)于細(xì)小環(huán)節(jié)的監(jiān)督力度不足，但是細(xì)小環(huán)節(jié)在實(shí)際連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)嶋H建設(shè)過(guò)程中也發(fā)揮著重要的作用，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)疏漏都有可能造成連續(xù)剛構(gòu)橋出現(xiàn)各種質(zhì)量和安全問(wèn)題。②組建一支強(qiáng)有力的監(jiān)督隊(duì)伍，在傳統(tǒng)連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)嶋H建設(shè)過(guò)程中，監(jiān)督工作人員對(duì)整體工作進(jìn)度和質(zhì)量的提高有著重要的作用，因此在現(xiàn)如今企業(yè)實(shí)際發(fā)展過(guò)程中應(yīng)該選拔一支掌握一定專業(yè)知識(shí)技能、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)較為豐富、責(zé)任心意識(shí)較強(qiáng)的監(jiān)督人員，在一定程度上使的監(jiān)督工作人員在實(shí)際工作中能夠認(rèn)真監(jiān)督施工工作人員的工作進(jìn)度和工作步驟，防止各種包庇疏漏現(xiàn)象出現(xiàn)。③應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋建設(shè)過(guò)程中混凝土澆筑質(zhì)量的監(jiān)控，在實(shí)際施工過(guò)程中，監(jiān)督工作人員應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)混凝土施工材料的選用和材料配合比的監(jiān)督，進(jìn)而在一定程度上使得連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)嶋H建設(shè)過(guò)程中質(zhì)量能夠得到有效提高。同時(shí)，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)混凝土澆筑處理次數(shù)的監(jiān)督，在實(shí)際澆筑過(guò)程中應(yīng)該采用兩次澆筑，進(jìn)而在一定程度上才能有效提高剛構(gòu)橋施工質(zhì)量和安全。

3.3做好施工質(zhì)量控制

大跨連續(xù)剛構(gòu)橋，施工方式多采用懸臂澆筑的方式進(jìn)行，在橋墩施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，對(duì)施工荷載的反應(yīng)較為敏感。下拖特大橋處在山區(qū)溝谷地形，施工過(guò)程中也容易受到風(fēng)力的作用，其風(fēng)速、風(fēng)向以及空間分布變得較為復(fù)雜。因此，對(duì)下拖特大橋的施工階段以及成橋階段進(jìn)行穩(wěn)定性分析就顯得尤為重要，同時(shí)由于庫(kù)區(qū)蓄水后，橋梁所處環(huán)境發(fā)生變化，也應(yīng)考慮庫(kù)區(qū)蓄水后對(duì)橋梁重新進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，分別計(jì)算該橋的穩(wěn)定性，以保障準(zhǔn)確性。

3.4做好預(yù)應(yīng)力檢測(cè)

連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)嶋H建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)預(yù)應(yīng)力檢測(cè)，在傳統(tǒng)連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)嶋H建設(shè)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)由于均勻度和同斷面均勻度不同，進(jìn)而在一定程度上會(huì)導(dǎo)致各種各樣的安全性問(wèn)題出現(xiàn)，進(jìn)而使得連續(xù)剛構(gòu)橋無(wú)法真正發(fā)揮其積極效應(yīng)。因此，在現(xiàn)如今我國(guó)連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)嶋H建設(shè)過(guò)程中，更應(yīng)該加強(qiáng)相關(guān)工作人員對(duì)于連續(xù)剛構(gòu)橋預(yù)應(yīng)力檢測(cè)力度，進(jìn)而在一定程度上促進(jìn)各項(xiàng)指標(biāo)在相對(duì)安全的指標(biāo)內(nèi)進(jìn)行，有效提高其均勻力度。

3.5加強(qiáng)豎向預(yù)應(yīng)力質(zhì)量控制

豎向預(yù)應(yīng)力筋張拉力失效最主要的原因是第一次初張拉沒(méi)有到位。對(duì)此，最直接且有效的方法為制訂有效檢測(cè)方式與標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試原理為：在沒(méi)有張拉力的情況下，螺母和豎向預(yù)應(yīng)力筋處在松動(dòng)的狀態(tài);當(dāng)張拉力增大時(shí)，螺母段和豎向預(yù)應(yīng)力筋將變緊，使抗彎剛度增加;當(dāng)抗彎剛度不同時(shí)，自振頻率也有所不同;當(dāng)張拉力相同時(shí)，不論外露長(zhǎng)度是否變化或如何變化，錨固區(qū)中的鋼筋和螺母之間的咬合程度均相同。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，連續(xù)剛構(gòu)憑借受力合理和施工便利等優(yōu)勢(shì)在我國(guó)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，成為首選橋形之一。而為了發(fā)揮這種橋形在后續(xù)施工與運(yùn)營(yíng)中具有的特征優(yōu)勢(shì)，需要以切實(shí)做好橋梁設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)分析為前提，并根據(jù)分析的結(jié)果，對(duì)橋梁設(shè)計(jì)方案進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。

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