大節(jié)段現(xiàn)澆變截面連續(xù)轉(zhuǎn)體梁橋設(shè)計

孟文節(jié)

（常州市市政工程設(shè)計研究院有限公司，江蘇 常州 213003）

1 項目概況

常州新建大明路（龍錦路—常鄭路）工程于K0+832.09 上跨滬蓉高速公路，采用三跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁，線路與滬蓉高速公路中心線斜交70.96°。橋位處高速公路現(xiàn)狀為3×10 m 簡支板梁橋，分南北兩幅，高速公路（含保護帶）總寬為62.5 m。項目前期設(shè)計時按常規(guī)掛籃懸臂澆筑施工方案考慮，后因滬蓉高速公路交通量較大，在高速公路上懸澆施工周期較長、安全風險較大，管理壓力難以接受，管理部門要求采用鋼梁頂推或轉(zhuǎn)體施工，而實際現(xiàn)場無法設(shè)置臨時墩，頂推方案造價較高，為減少施工對高速公路的影響，與高速管理部門協(xié)商后采用轉(zhuǎn)體施工方案。

2 主橋基本結(jié)構(gòu)

主橋上部變截面連續(xù)箱梁跨徑組合為（56+90+56）m（見圖1），縱向采用變高度：中支點梁高5.3 m，跨高比1/17；邊支點梁高2.6 m，跨中梁高2.6 m，跨高比1/34.6。箱梁采用單箱三室直腹板形式，箱梁頂寬25 m，底寬17.4 m，懸臂長度3.8 m。轉(zhuǎn)體段在滬蓉高速公路兩側(cè)平行于公路方向滿堂支架現(xiàn)澆87 m梁段后順時針旋轉(zhuǎn)70.96°至規(guī)劃橋位。

圖1 橋梁總體布置圖（單位：mm）

主橋施工節(jié)段劃分如圖2 所示，全橋共分0#-10# 懸臂節(jié)段，兩邊跨各布置9.42 m 長現(xiàn)澆段，先施工邊跨3 m 合龍段，最后施工中跨3 m 合龍段，完成全橋合龍。

圖2 節(jié)段劃分示意圖（單位：mm）

3 施工方案選擇

一般項目設(shè)計時施工單位尚未確定，中標單位最終執(zhí)行的施工方案須根據(jù)自身技術(shù)水平結(jié)合設(shè)計文件來合理組織實施。另外，項目實施階段，設(shè)計前置條件的改變，也影響原設(shè)計，造成設(shè)計的重大變更，進而影響施工。因此，存在最終的實施方案與設(shè)計實施方案相沖突的可能性。常規(guī)大跨連續(xù)梁可采用懸臂澆筑或支架現(xiàn)澆的施工方案，但均在橋位處實施。本項目橋梁須先形成T 構(gòu)后再轉(zhuǎn)體至規(guī)劃橋位，最終合龍成橋。因此，轉(zhuǎn)體段的施工方案影響后續(xù)轉(zhuǎn)體施工。

本項目采用轉(zhuǎn)體施工方案原則不變，而轉(zhuǎn)體段施工可采用懸臂澆筑或大節(jié)段支架現(xiàn)澆。懸臂澆筑要求每節(jié)段施工須精確控制，在過程中控制轉(zhuǎn)體段的線形、重量，對轉(zhuǎn)體施工有利，但施工周期較長、工藝復(fù)雜。因節(jié)段較多，鋼束可按常規(guī)布置，施工技術(shù)相對也較成熟。大節(jié)段支架現(xiàn)澆是最原始、最基本的施工方法，橋梁整體性好、施工簡單、質(zhì)量可靠、線形容易控制，對機具設(shè)備要求不高[1]，且施工周期短，總體經(jīng)濟性較好。但本項目對大節(jié)段混凝土澆筑、轉(zhuǎn)體段重量控制、支架設(shè)計和施工都有較高的要求，由于節(jié)段縫數(shù)量較少，因此對預(yù)應(yīng)力鋼束布置、計算內(nèi)力的調(diào)整和設(shè)計與施工匹配較難，須有針對性地統(tǒng)籌考慮。

4 構(gòu)造與預(yù)應(yīng)力鋼束布置應(yīng)對措施

本工程屬于PPP 項目，具體設(shè)計時除按常規(guī)原則外，還須考慮：（1）滿足工期進度要求；（2）設(shè)計方案與實際施工方案的匹配性；（3）便于后期施工方案調(diào)整不影響設(shè)計文件。

4.1 構(gòu)造措施

根據(jù)轉(zhuǎn)體方案確定單側(cè)主梁轉(zhuǎn)體段長為87 m，按4 m/3.75 m 長節(jié)段劃分，便于后期施工單位根據(jù)實際情況確定現(xiàn)澆段，也為預(yù)應(yīng)力鋼束布置確定參考位置。

考慮預(yù)應(yīng)力鋼束僅錨固在大節(jié)段縫處無法滿足結(jié)構(gòu)受力要求，支架大節(jié)段現(xiàn)澆鋼束錨固常采用箱梁內(nèi)齒塊或梁外齒槽，一般不采用梁外齒塊。采用齒塊方案增加結(jié)構(gòu)自重；鋼束尤其是腹板束存在豎彎和平彎，施工定位要求較高，預(yù)應(yīng)力損失增大；齒塊混凝土澆筑要求高；鋼束張拉受箱內(nèi)空間約束，操作不便。采用梁外設(shè)置齒槽能避免上述問題，但同時也存在底板齒槽影響支架的布置，須考慮張拉空間，對支架的設(shè)計和搭設(shè)要求較高，但相對齒塊錨固形式仍有較大優(yōu)勢。本項目綜合各方因素后，采用頂?shù)装孱A(yù)留齒槽，結(jié)合腹板厚度，調(diào)整梗腋倒角保證錨下構(gòu)造要求。

4.2 預(yù)應(yīng)力鋼束布置措施

本橋腹板束采用15Φs15.2，均錨固至底板，在底板設(shè)置齒槽。頂板懸臂束采用13Φs15.2，錨固至腹板齒槽處（見圖3）。頂?shù)装搴淆埵捎谬X塊錨固。預(yù)應(yīng)力鋼束的布置方案充分利用鋼束，避免采用鋼束連接器，也方便設(shè)計時內(nèi)力調(diào)整。除底板鋼束外，與常規(guī)施工工藝一致，便于質(zhì)量控制。整體澆筑完后一次張拉，一次落架。經(jīng)計算，主梁承載能力極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài)和施工階段各項指標均滿足規(guī)范[2-3]要求，達到預(yù)設(shè)效果。實際施工張拉后，懸臂段的變形為+23 mm，與設(shè)計值+21 mm 基本一致，也驗證此方案的可行性。

圖3 部分鋼束及齒槽示意圖

5 結(jié)語

本橋是項目的關(guān)鍵節(jié)點，制約項目總工期，按大節(jié)段整體支架現(xiàn)澆設(shè)計，充分考慮項目的特點，懸臂鋼束均采用齒槽錨固，達到預(yù)設(shè)要求。實際施工中，單側(cè)轉(zhuǎn)體段分為0# 塊、1#-3# 塊、4#-6# 塊、7#-10#塊4 個長現(xiàn)澆段，保障了項目的順利貫通，節(jié)約了工期。項目在無配重下于2019年6月19/20 日完成了轉(zhuǎn)體（見圖4、圖5），后續(xù)進行邊中跨合龍。項目的順利實施表明，在條件合適的情況下采用大節(jié)段整體支架現(xiàn)澆節(jié)約工程造價、加快施工進度，可為同類型橋梁提供類似實踐經(jīng)驗。

圖4 轉(zhuǎn)體前平面圖

圖5 轉(zhuǎn)體后平面圖