許玉保

410704198003101517

淺談橋梁工程連續(xù)剛構(gòu)橋施工工藝

許玉保

410704198003101517

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，橋梁的結(jié)構(gòu)和類型變化多端，同時(shí)對(duì)施工技術(shù)也有了更高的要求與設(shè)計(jì)。連續(xù)剛構(gòu)橋是橋梁施工當(dāng)中最為常見(jiàn)的一種類型，它施工技術(shù)要求比較特殊，橋梁的使用壽命和交通功能是和施工技術(shù)密切相關(guān)的，本文針對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋的力學(xué)特點(diǎn)、構(gòu)造特點(diǎn)、適用范圍等問(wèn)題進(jìn)行了學(xué)術(shù)研究。

橋梁工程；連續(xù)剛橋；施工工藝

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，基于交通運(yùn)輸?shù)男枰?，公路工程逐步向?fù)雜地帶延伸，這使得橋梁的類型也更加多樣化，橋梁類型的復(fù)雜多樣對(duì)施工技術(shù)也提出了更高的挑戰(zhàn)。如懸索橋、剛構(gòu)橋、大跨度拱橋等每種橋梁都有其特定的施工工藝。我國(guó)近幾年的工程實(shí)踐積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。剛構(gòu)橋是我國(guó)現(xiàn)代橋梁施工中常見(jiàn)的施工類型，由于該類型橋梁具有自身的特點(diǎn)，相比于其它類型的橋梁來(lái)講，它的施工技術(shù)則更為復(fù)雜。防止施工中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)位移與應(yīng)力過(guò)大現(xiàn)象，確保施工高質(zhì)和安全快速地進(jìn)行。下面對(duì)橋梁工程連續(xù)剛構(gòu)橋施工工藝作以簡(jiǎn)要闡述。

一、連續(xù)鋼構(gòu)橋的受力過(guò)程

連續(xù)剛構(gòu)橋是我國(guó)橋梁結(jié)構(gòu)中常見(jiàn)的類型，根據(jù)工程的地理環(huán)境及施工條件，多跨剛架橋的主梁根據(jù)工程實(shí)際需要，可以做成不同的結(jié)構(gòu)形式，常見(jiàn)的有連續(xù)結(jié)構(gòu)，這就是工程實(shí)踐中常見(jiàn)的連續(xù)剛構(gòu)橋，這種類型的橋梁是T型剛構(gòu)橋與連續(xù)梁橋的組合體。連續(xù)剛構(gòu)橋由于跨度大，要保持它的穩(wěn)定性首先要進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算。

該種類型橋的預(yù)應(yīng)力混凝土受力的特點(diǎn)具體表現(xiàn)為：梁、基礎(chǔ)、墩三者固結(jié)一體，梁體連續(xù)它們共同構(gòu)成一個(gè)整體的受力體。在結(jié)構(gòu)中，由于墩梁固結(jié)也參與工作，連續(xù)剛構(gòu)橋的跨中正彎矩在活載的作用下較連續(xù)梁要小，恒載內(nèi)力進(jìn)一步降低，可以降低跨中區(qū)域的梁高，增大了跨越能力。連續(xù)剛構(gòu)相比于T型剛構(gòu)橋具有許多優(yōu)點(diǎn)，它內(nèi)力分布均勻，整體性好，但連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)俣啻纬o定結(jié)構(gòu)，由基礎(chǔ)變位及徐變、收縮、溫度變化產(chǎn)生的次內(nèi)力較大。

二、連續(xù)剛構(gòu)橋的構(gòu)造分類

1、立面結(jié)構(gòu)布置

立面有不同的結(jié)構(gòu)形式，連續(xù)剛構(gòu)橋的主梁結(jié)構(gòu)為適應(yīng)主梁內(nèi)力的變化，在縱橋類型上通常采用不等跨變高度截面的結(jié)構(gòu)布置形式。受溫度的影響，為了滿足溫度變形，在全橋跨度較長(zhǎng)的情況下，將中間的若干孔設(shè)置成連續(xù)剛構(gòu)橋體系，從而將全橋主梁做成連續(xù)整體結(jié)構(gòu)體系，而其余的孔則可以設(shè)計(jì)成墩梁鉸支的連續(xù)梁體系，這就通常所稱的剛構(gòu)—連續(xù)組合梁橋。

2、板厚

腹板在橋體工程中的作用是顯著的，它的主要作用是承受結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力和彎曲剪應(yīng)力所引起的主拉應(yīng)力，因而腹板的特點(diǎn)表現(xiàn)為：較厚、跨中區(qū)域的較薄、墩頂區(qū)域剪力大。據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，已建成的連續(xù)剛構(gòu)橋的腹板厚度通常為40cm，有的甚至為35cm，有的比較大，有的采用50cm或更大一些的腹板，最大厚度通常為55—80cm。

在底板的設(shè)置上，不同類型的橋有不同的標(biāo)準(zhǔn)，有的橋比較厚，有的則比較薄，最小厚度（跨中）多數(shù)為32cm，有的更薄為28cm或25cm。底板厚度標(biāo)準(zhǔn)要確保承受支點(diǎn)區(qū)域的負(fù)彎矩，最大限度的適應(yīng)箱梁下緣受壓的要求。隨著設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的積累及施工技術(shù)的提高，在底板的設(shè)置上高強(qiáng)混凝土的采用，其有減薄的發(fā)展趨勢(shì)。

3、橋墩

連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)構(gòu)造的最大特點(diǎn)是中間橋墩采用墩梁固結(jié)，如果橋墩的剛度較大，則因主梁的預(yù)應(yīng)力張拉，混凝土的收縮、徐變、溫度變化以及車輛制動(dòng)力等因素所引起的變形受到橋墩的約束后，將會(huì)在主梁內(nèi)產(chǎn)生較大的次內(nèi)力，并對(duì)橋撤也產(chǎn)生較大的水平推力，從而會(huì)在結(jié)構(gòu)混凝土上產(chǎn)生裂縫，降低結(jié)構(gòu)的使用功能。

雙肢薄壁墩是在連續(xù)剛構(gòu)橋中應(yīng)用得較多的一種形式，宜適用于橋墩不是很高的情形。為了增大橋墩的柔性，可將整體式承臺(tái)在墩中心線處斷開(kāi)成為分離式承臺(tái)，并盡量降低承臺(tái)標(biāo)高，以增大橋墩高度。雙肢薄壁墩水平抗推剛度小，不僅可以減小主梁附加內(nèi)力，而且由于主梁的負(fù)彎矩峰值出現(xiàn)在兩肢墩的墩頂，可以減小主梁在墩頂截面處的尺寸，增加橋梁美感。

4、預(yù)應(yīng)力筋的結(jié)構(gòu)布置

預(yù)應(yīng)力筋是連續(xù)剛構(gòu)橋的的重要組成部分，它的結(jié)構(gòu)布置與連續(xù)梁橋的結(jié)構(gòu)布置十分的相似，即常見(jiàn)的有橫向、豎向、縱向預(yù)應(yīng)力筋，這就是工程施工中常稱的三向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。隨著施工技術(shù)的革新，在目前在連續(xù)剛構(gòu)橋的設(shè)計(jì)之中，有許多新的施工工藝不斷的被探索，如有許多橋梁取消了連續(xù)束與彎起束，以縱向預(yù)應(yīng)力和豎向預(yù)應(yīng)力來(lái)克服主拉應(yīng)力。在此基礎(chǔ)上提出了新的理論實(shí)踐，在縱向預(yù)應(yīng)力筋的布置上只采用底板索、頂板索和僅在邊跨的端部設(shè)置，在受力的特殊要求下，設(shè)置了部分彎起索的新的配索方案。

三、連續(xù)鋼構(gòu)橋的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

由于剛構(gòu)橋相比于其它結(jié)構(gòu)類型的橋梁具有許多優(yōu)良特點(diǎn)，尤其是在我國(guó)較為發(fā)雜的地形結(jié)構(gòu)下，該類型橋被廣泛的應(yīng)用于橋梁基礎(chǔ)工程之中。連續(xù)剛構(gòu)橋常用于高墩、大跨的橋梁結(jié)構(gòu)之中，在工程施工中，該式橋梁上部結(jié)構(gòu)由于具有連續(xù)梁施工的一般特點(diǎn)，連續(xù)梁施工的工藝許多都可以直接借鑒，因此可以省下許多不必要的麻煩，有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)就，由于橋墩縱向的剛度比較小，在豎向荷載的作用下，它基本上屬于一種無(wú)推力的結(jié)構(gòu)。

在施工實(shí)踐中，基于該橋的一些弊端，連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)Φ鼗囊蟊容^嚴(yán)格，它要求地基具有較高的承載力，若地基達(dá)不到預(yù)計(jì)的要求或不穩(wěn)定，對(duì)橋的質(zhì)量具有極大的影響，它與其它結(jié)構(gòu)類型的橋梁不同，在地基發(fā)生不均勻沉降或較大時(shí)，連續(xù)梁橋?yàn)榱说窒鼗南鲁?，通常可以通過(guò)調(diào)整自身的墩頂支座標(biāo)高來(lái)沖抵地基的下沉，從而保持橋體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，而連續(xù)剛構(gòu)橋則很難做到這一點(diǎn)。對(duì)于大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋來(lái)說(shuō)，當(dāng)其主墩剛度過(guò)大時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)受力及其的不利，中跨梁體會(huì)因此產(chǎn)生較大的溫差拉力，從而影響整個(gè)橋的安全與穩(wěn)定。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，連續(xù)鋼構(gòu)橋是一個(gè)對(duì)構(gòu)件材料要求非常苛刻的工程，一部分材料都需要聯(lián)系專業(yè)廠家進(jìn)行制造，關(guān)鍵工序的施工工藝要通過(guò)實(shí)驗(yàn)才能確定。而且要按照工程的先后順序進(jìn)行施工，某一工序考不當(dāng)就可能對(duì)整個(gè)工期造成延誤，但是連續(xù)鋼構(gòu)橋雖然施工過(guò)程比較繁瑣，但是連續(xù)橋梁無(wú)伸縮縫，同時(shí)可以減少后期保養(yǎng)，能節(jié)約一筆不必要的開(kāi)支。實(shí)踐中還有很多問(wèn)題需要不斷學(xué)習(xí)和探究，鑒于作者水平有限，文章中沒(méi)有提到的地方望多多指正，今后亦會(huì)加強(qiáng)鍛煉并學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識(shí)，爭(zhēng)取為我國(guó)連續(xù)鋼構(gòu)橋施工做出更大的研究成果。

［1］ 劉山洪，錢(qián)永久.大跨PC箱梁橋腹板裂縫的控制研究［J］. 重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào). 2005（04）