高墩大跨径预应力刚构—连续组合梁桥施工

第３６卷第２期　２　０　１　０年１月　山　西　建　筑　ＳＨＡ　ＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏ１．３６　Ｎｏ．２　Ｊａｎ．２０１０　・３２５・　文章编号：１００９—６８２５（２０１０）０２—０３２５—０３　高墩大跨径预应力刚构一连续组合梁桥施工　赵庆昌　摘　要：主要以西阳河特大桥为依托工程，介绍了在高墩大跨径预应力刚构一连续组合梁桥悬臂施工线形控制中的理论　分析、参数修正和施工高程控制方法，并提出设置短期预拱度与长期预拱度的方法，以保证成桥后的桥梁线形符合设计　目标线形。　关键词：高墩，刚构一连续组合，悬臂施工，预拱度，线形控制　中图分类号：Ｕ４４５．４　文献标识码：Ａ　刚构一连续组合梁桥是连续梁桥与连续刚构桥的结合，它区　提出短期预拱度与长期预拱度的设置方法，在实际施工过程中，　别于墩梁固结的连续刚构桥和墩梁分离的连续梁桥ｌｌ　Ｊ，应该在施　提供合理的施工立模标高，保证成桥后的桥梁线形符合设计目标　工过程中对桥梁的变形实施控制。本文主要以西阳河特大桥为　线形。　依托工程，介绍了在高墩大跨径预应力刚构一连续组合梁桥悬臂　１　工程概况　施工线形控制中的理论分析、参数修正和施工高程控制方法，并　西阳河特大桥桥梁总长７８３　ｍ，按左右幅分离设计，桥跨组成　在劲性骨架底部与承台衔接的位置，在承台杯口内准确埋设　所示。　小块钢板，以用于劲性骨架的分解构件吊装就位时与之焊接，稳　４注意事项　固构件。　劲性骨架的分块要合适。太大吊装困难；太小重心不稳，吊　在劲性骨架构件的顶部，在与外模相近的主管上焊接一合适　装时构件容易旋转，而且增加了吊装的次数和在斜腿内焊接连接　长度（主管与外模的设计距离）的钢管，以用作劲性骨架构件吊装　构件的工作量。　时支垫稳构件，并控制主管与外模的合适距离。　在劲性骨架构件顶部设置的钢管支垫的长度可稍小于主管　完成临时拉杆的加工。将临时拉杆端部弯制成圆弧状，弧度　与外模的设计距离，在安装构件时可在钢管支垫端部多粘贴几层　与主管的外径一致，以用于与劲性骨架主管满焊连接，中部安装　双面胶，以达到准确控制主管与外模的距离；而在劲性骨架（即ｖ　４３６紧线器以用于调整两肢劲性骨架位置。　墩）底部浇筑混凝土后，可通过旋扭紧线器拉紧对拉杆，去掉原有　３．２劲性骨架安装　的双面胶，使钢管支垫与模板问留有一定的缝隙，以满足混凝土　劲性骨架构件运到现场后采用２５　ｔ汽车吊进行吊装，在构件　充填，对钢材形成保护层。　的两个对角设置缆风绳，人工配合调整构件的位置。　同支斜腿从中间逐步向外侧安装；两支斜腿依次对应安装，　一５结语　斜腿安装完毕后再安装另一斜腿。　两支斜腿对应的构件吊装就位后，马上将底部对应主管焊接　Ｖ型墩中设置劲性骨架，有利于减少墩身钢筋用量，同时也　可提高Ｖ墩两肢腿的抗弯承载力，有效改善Ｖ墩受力性能。　劲性骨架为Ｖ型墩重要构件，其制安质量密切关系到ｖ墩　的施工质量以及大桥的使用安全。因此要严格控制劲性骨架的　位置、角度和尺寸，在制作时，要严格控制焊接质量，接头部分的　屈服强度不低于母材，左右两肢的连接牢固可靠，以保证漳州象　镇大桥Ｖ墩的施工安全和质量。　稳固。两斜腿的劲性骨架构件全部吊装就位后，再进行各构件间　的横管连接（即焊接Ｎ４ａ）。　参考文献：　［１］　秦桂芳．简述广州新光大桥两Ｖ型墩的不同施工方法［Ｊ］．　山西建筑，２００８，３４（１２）：３３０—３３１．　［２］ＪｒｒＪ　０４１—２０００，公路桥涵施工技术规范［ｓ］．　图２加设拉杆后Ｖ墩施工现场图　［３］ＪＧＪ　８１—２００２，建筑钢结构焊接技术规程［Ｓ］．　４］ＪＴＪ　０７１—９８，公路工程质量检验评定标准［ｓ］．　最后安装临时拉杆。将临时拉杆端部弯钩钩住主管并进行　［５］ＧＢ　５０２０５—２００１．钢结构工程施工质量验收规范［Ｓ］．　满焊牢固，旋扭紧线器，拉紧两斜腿中的劲性骨架，完成后如图２　［Ｏｎ　ｂｒｉｅｆ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｃｒａｆｔ　ｏｆ　Ｖ—ｓｈａｐｅｄ　ｐｉｅｒ　ｓｔｉｆｆ　ｆｒａｍｅｗｏｒｋ　ＬＶ　Ｈｕｉ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔＯ　ｔｈｅ　ｅｘａｍｐｌｅｓ　ｏｆ　Ｘｉａｎｇｚｈｅｎ　ｂｒｉｄｇｅ　ｉｎ　Ｚｈａｎｇｚｈｏｕ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｃｒａｆｔ　ｏｆ　ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｖ—　ｓｈａｐｅｄ　ｒｉｇｉｄ　ｓｔｉｆｆｎ￣ｓ　ｆｒａｍｅｗｏｒｋ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ　ｃｒａｆｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔｉｆｆ　ｆｒａｍｅｗｏｒｋ，ａｎｄ　ｓｕｍｓ　ｕｐ　ｔｈｅ　ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｉｇｉｄ　ｆｒａｍｅｗｏｒｋ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｅｃａｕｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｄ￣ｉｇｎ，ＳＯ　ａｓ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｑｕａｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｓｅｃｕｒｉｔｙ　ｏｆ　Ｖ—ｓｈａｐｅｄ　ｐｉｅｒ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｖ－ｓｈａｐｅｄ　ｐｉｅｒ，ｒｉｇｉｄ　ｆｒａｍｅｗｏｒｋ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｃｒａｆｔ　收稿日期：２００９—０９—２７　作者简介：赵庆昌（１９７４一），男，工程师，山西省交通科学研究院，山西太原０３０００６　．３２６．　誊筝　背　山　西　建　筑　而设置的反拱值；　：　为抵消施工阶段不确定荷载短期效应使　为：（８４＋４×１５２＋８４）ｍ，桥面布置为（０．５＋１０．７５＋０．５＋１．０十　０．５＋ｌＯ．７５＋０．５）ｍ。桥梁上部结构为悬浇预应力混凝土变截面　结构产生变形而设置的反拱修正值；　为抵消使用阶段不明确荷　刚构一连续组合体系，主梁断面形式为单箱单室，采用三向预应　载长期效应使结构产生变形而设置的反拱值修正系数。　力体系，箱梁根部高９．０　ｍ，跨中及端部梁高３．４　１Ｔｌ，梁高按抛物　３．２预拱度设置　线变化，主梁混凝土设计强度等级为Ｃ６０混凝土。桥梁下部结　桥梁预拱度由短期预拱度和长期预拱度两部分组成，实际预　构：１号－４号桥墩采用空心双薄壁墩，墩梁固结，单壁纵桥向厚　拱度为两部分预拱度之和。　３　ｍ，１号、２号、３号、４号墩高度分别为４９　ｍ，９０　ｍ，８６．５　ｎｌ，　１）短期预拱度主要是为了抵消施工过程中各种荷载引起的　４７　ｍ；５号桥墩采用空心薄壁墩，墩梁不固结，纵桥向厚６．５　ｍ，墩　累计变形而设置，在施工中，可以通过对结构理论模型参数的不　高ｌ８．５　ｍ；Ｏ号、６号桥台均采用轻型埋置式桥台，扩大基础，台帽　断修正和施工测量控制获得其修正值。　直接置于扩大基础上。１号～４号桥墩混凝土设计强度等级为　２）大跨径刚构一连续组合梁桥常采用以下两种方法进行长　Ｃ５０混凝土，５号桥墩混凝土设计强度等级为Ｃ４０混凝土。桥梁　期预拱度的设置：　主要技术标准为：设计荷载等级：公路一Ｉ级；温度荷载：箱梁体　ｑｃ．．余弦曲线分配法：　系温度一６．１℃－３５℃，合龙温度１２℃～ｌ８℃。　Ｙ＝　［１一ｃｏｓ（２７ｒＸ／Ｌ）］／２　（２）　２理论计算　其中，　为跨中预拱度值，依据经验取Ｌ／８００～Ｌ／１　２００；Ｌ　２．１　模型建立　为跨径，中跨时Ｌ为Ｌ中，边跨时Ｌ为５／１ＢＬ边或边跨变形最大处　西阳河特大桥静力计算采用平面杆系理论，用桥梁博士３．１Ｏ　与０号节段中心之间的距离。　程序进行分析。全桥共离散为３８４个节点，３８３个单元，其中主梁　ｂ．抛物线分配法：　单元２５８个。计算施工阶段划分与桥梁施工流程相对应，共划分　Ｙ＝４８Ｘ（Ｌ—Ｘ）／Ｌ　（３）　７３个施工阶段和１个运营阶段。　其中，占为跨中预拱度值，依据经验取Ｌ／８００～Ｌ／１　２００；　２．２参数修正　Ｌ为跨径，中跨时Ｌ＝Ｌｑ．～Ｌ０　段；边跨时Ｌ为２（５／８Ｌ￣一　１）结构自重。已浇筑梁段混凝土的容重可直接采用实测值；　０．５Ｌ０号节段）或边跨变形最大处与边跨０号节段边缘截面之间距　对于未浇筑梁段混凝土的容重应根据已成各梁段混凝土容重的　离的２倍或２（Ｌ中一Ｌ（坶节段）。以０号节段边缘截面处作为抛物　实测值进行回归分析获得。２）预应力张拉效果。对于已张拉梁　线的起抛点。　段产生误差的原因进行相应修正，再进行理论计算使其与实际结　无论哪种预拱度曲线，均应满足“预拱度设置应按最大的预　果相符；对于未张拉梁段应根据已成各梁段的实测值进行回归分　拱度值沿顺桥向做成平顺曲线”的规范要求【６］，两种曲线预拱度　析，确定产生误差的主要原因（如张拉设备、管道摩阻、锚具变形、　见图１。　孑Ｌ道偏差、钢绞线松弛等），进行相应系数取值的合理估计。３）挂　篮。根据挂篮模型计算，确定主梁每一节段对应的挂篮变形理论　值；挂篮拼装完成后通过预压试验，测试其弹性变形值与非弹性　变形值，进行荷载内插确定主梁每一节段对应的挂篮变形试验　值；在施工阶段，挂篮实测的变形与理论变形及试验变形比较，分　析产生误差的原因，进行构件刚度、约束的处理，使其符合实际施　工变形状态。４）混凝土弹性模量。混凝土的弹性模量是影响结　构刚度的重要因素，其是变量，且随时间变化，因此，在实际施工　过程中，应进行相应节段混凝土的弹模试验，建立混凝土弹模Ｅ　纵桥向／ｍ　与时间ｔ的关系曲线，采用实测值进行模型弹模参数修正。５）混　图１　两种分配法设置的预拱度曲线比较图　凝土收缩徐变。应该通过模型试验或者实物测量的方法来校核　桥墩压缩及墩顶转角偏位影响在图１两种曲线中均未考虑。　计算中所用的参数，以提高计算结果与实际接近的程度。目前最　对于墩高或桥墩截面刚度差别大的桥梁来说，其影响是不能忽略　常用的方法是在预拱度设置时根据同类型桥梁结构进行经验取　的，尤其是高墩大跨度结构，应在墩顶设置水平预偏和竖向预拱。　值ｌ５　。６）温度影响。为了尽量减小温度对观测结果的影响，观测　４实例应用　时间安排在日出之前或日落之后进行；在体系转换阶段，依据实　在西阳河特大桥施工过程中，采取了“短期预拱度修正，长期　测温度数据来控制合龙和体系转换的时机，以减小温度对结构变　预拱按余弦曲线设置”的施工高程控制方法，使施工线形、成桥线　形的影响。　形与设计线形平顺。　３施工标高控制　５结语　３．１施工立模标高　在高墩大跨径刚构一连续组合梁桥的施工线形控制中：１）应　立模标高并不等于设计中桥梁建成后的标高，总要设置一定　根据施工实际，通过试验和测量相结合的手段，不断修正误差模　的预拱度，以抵消施工中产生的各种变形。其计算公式如下：　型，使桥梁的理论线形与实际线形相符。２）选择哪一种预拱度设　Ｈｉ＝Ｈｏ＋（．厂短期十　＿，　）＋毒厂长期　（１）　置方法并不重要，重要的是预拱度设置应保证桥梁线形平顺的规　其中，Ｈ，为待浇筑主梁施工立模标高；Ｈ。为待浇筑主梁设　范要求。３）对于墩高或桥墩截面刚度差别大的桥梁，在长期预拱　计标高；　溯为抵消施工阶段荷载短期效应使结构产生变形而设　度设置中，桥墩压缩及墩顶转角偏位影响，在以上两种曲线中均　未考虑，应在墩顶施工与主梁合龙前进行墩竖向预拱度和水平预　置的反拱值；厂长期为抵消使用阶段荷载长期效应使结构产生变形　偏度的设置。　第３６卷第２期　２　０　１　０年１月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥ　ｒＵＲＥ　Ｖｏ１．３６　ＮＯ．２　Ｊａｎ．２０１０　・３２７・　文章编号：１００９—６８２５（２０１０）０２—０３２７—０２　浅谈曲线桥梁设计计算　潘黎明　摘　要：讲述了曲线桥梁在道路设计中广泛的应用，叙述了曲线桥梁的箱梁构造、支座形式、支反力计算、内力计算和配　筋计算，介绍了曲线桥梁计算中计算机软件的应用，从而为桥梁结构钢筋配置奠定基础。　关键词：曲线桥，设计，计算　中图分类号：Ｕ４４２．５　文献标识码：Ａ　随着高速公路的发展和道路等级的提高，曲线桥梁应用越来　梁，宽度１．０　ｍ～１．８　ｍ，宽度选取与支承形式、横梁受力有关。如　越广，中小桥梁的平面布置服从公路线形，曲线时应用曲线桥梁，　果曲线半径比较大时，为施工方便，可以不设中间横隔板。但对　立交桥匝道基本上采用曲线桥梁，立交桥还应用异形桥梁。曲线　于薄壁箱梁来说，增设横隔板是减小截面畸变变形的最优方案。　桥梁通常采用就地浇筑法施工的箱形桥梁。我们碰到的曲线桥　箱梁顶板、底板和腹板具体尺寸选取在这里不作详细叙述。　梁半径通常不小于２５　ｍ，当圆心角　≤２２．５。～３０。时，容许把曲　２支承形式　梁近似地当作直梁来处理，不考虑弯桥的扭矩影响，这里仅指对　曲线桥梁桥宽较宽时，支承形式在端横梁或中横梁下腹板处　根单梁而言。曲线通常以直代曲施工，比如３０　ｎｌ长曲线可以　均匀设置多个支座，称为抗扭支承，全跨采用相同的支承形式。　用３Ｏ段１　ｍ直线段或６０段０．５　ｍ直线段来代替，以直代曲折线　曲线桥梁桥宽较窄时，比如匝道桥梁，为了节省下部结构的工程　一连成曲线要求肉眼看不出来，这与曲线半径有关，曲线半径越大，　量，通常在中支点处设置单个支座，称为点铰支承，匝道桥梁通常　以直代曲的直线段也就可以越大，而不影响桥梁的曲线线形。　在端部或连续跨数较多的某一中支点设置抗扭支承，其余中支点　１　曲线桥梁的设计构造　连续箱梁桥。等截面连续曲线梁桥，立面布置以等跨径为宜，也　设置点铰支承。点铰支承沿径向向外移动某一距离，可以改善连　在布置曲线桥梁的构造后，可以计算得出各个支座反力，要　曲线桥梁通常采用就地浇筑的钢筋混凝土或预应力混凝土　续曲线箱梁的扭矩。　可以采用不等跨布置，桥梁通常采用的跨径为２０　ｍ～６０　ｍ，高跨　求在永久作用下，各个支座反力大于０，即支座处于受压状态；在　比一般为１／１５～１／２５。变截面连续曲线箱梁桥，立面布置采用中　永久作用和可变作用共同作用下，各个支座反力也要求大于０，即　跨（即主跨）大于边跨布置，主跨径接近或大于４０　ｍ～７０　ｍ，边跨　支座处于受压状态。如果支反力小于０，则支座受拉，就可能引起　跨径为主跨跨径的０．６倍～０．８倍，支点截面的梁高约为中间跨　该支座上方的曲梁翘起，在这种情况下，通常要求重新布置桥梁　跨径的１／１６～１／１８，一般不小于１／２０，跨中截面梁高约为支点截　跨度或在该支座上方箱梁进行混凝土或钢锭压重，使得支反力始　面梁高的１／１．５～１／２．５。主梁采用箱形截面，常用的箱形截面有　终大于０，支座始终处于受压状态。结论是永久作用或永久作用　单箱单室、单箱双室、单箱多室、双箱单室、双箱双室、双箱多室等　和可变作用共同的各个支反力大于０，使支座始终处于受压状态。　几种，单箱单室截面的顶板宽度一般小于１４　ｍ，单箱双室约为　根据计算的支反力选择支座，支座施工时要求放置水平。　２０　ｍ，双箱多室可达４０　ｍ，腹板采用直腹板或斜腹板。箱梁在支　３　内力计算　承处设置暗梁，端部为端横梁，宽度０．８　ｍ～１．０　ｍ，中支承为中横　连续曲线箱梁桥的内力包括弯矩、剪力、轴力、扭矩。在曲线　参考文献：　［４］贺拴海．桥梁结构理论与计算方法［Ｍ］．北京：人民交通出　版社。２００３．　［１］　王文涛．刚构一连续组合梁桥［Ｍ］．北京：人民交通出版社，　１９９７．　［５］张永水，曹淑尚．连续刚构桥线形控制方法研究［Ｊ］．中外公　路，２００６（６）：４７—４８．　［２］　雷俊卿．桥梁悬臂Ｌ－ｒ－与设计［Ｍ］．北京：人民交通出版社，　２０００．　［６］ＪＴＧ　１３６２—２００４，公路钢筋混凝土及预应力桥涵设计规范　ｆＳ］．　［３］向中富．桥梁施工控制技术［Ｍ］．北京：人民交通出版社，　２００１．　Ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｉｎｇ　ｒｉｇｉｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ—ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｂｅａｍ　ｂｒｉｄｇｅ　ｗｉｔｈ　ｈｉｇｈ　ｐｉｅｒ　ａｎｄ　ｌａｒｇｅ　ｓｐａｎ　ＺＨＡＯ　Ｑｉｎｇ－ｅｈａｎｇ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ　ｔｈｅ　Ｘｉｙａｎｇｈｅ　ｌａｒｇｅ　ｂｒｉｄｇｅ　ａｓ　ｒｅｌｙｉｎｇ　ｐｒｏｊｅｃｔ，ｉｔ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅｏｒｙ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｎｄｅｘ　ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｈｉｇｈ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｌｉｎｅ　ｔｙｐｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｔｒｅｓｉｎｇ　ｒｉｇｉｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ—ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｂｅａｍ　ｂｒｉｄｇｅ　ｗｉｔｈ　ｈｉｇｈ　ｐｉｅｒ　ａｎｄ　ｌａｒｇｅ　ｓｐａｎ，ａｎｄ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｓｅｔｔｉｎｇ　ｓｈｏｒｔ　ｐｅｒｉｏｄ　ｃａｍｂｅｒ　ａｎｄ　ｌｏｎｇ　ｔｅｒｍ　ｃａｍｂｅｒ，ＳＯ　ａｓ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｂｒｉｄｇｅ　ｌｉｎｅ　ｔｐｅ　ａｆｔｙｅｒ　ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ　ｂｒｉｄｇｅ　ｓａｔｉｓｆｙ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｉｍ　ｌｉｎｅ　ｔｙｐｅ．　．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ　ｐｉｅｒ，ｒｉｇｉｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ—ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ，ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｃａｍｂｅｒ，ｌｉｎｅ　ｔｙｐｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　收稿日期：２００９—０９一ｌ５　作者简介：潘黎明（１９７２一），男，硕士，工程师，浙江交通职业技术学院，浙江杭州３１１ｌ１２