丁衛(wèi)鋒，賀軼靜

(西安中交土木科技有限公司，陜西 西安 710075)

1 工程概況

龍州河特大橋工程位于定安縣龍州鎮(zhèn)境內(nèi)，橋梁上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支橋面連續(xù)小箱梁。其橋墩為柱式墩，橋臺(tái)為肋板臺(tái)，橋臺(tái)及過(guò)渡墩處設(shè)置D80型伸縮縫。橋跨布置為2×(5×25)+4×(4×30)+7×(4×25)+2×(5×25)m，橋梁全長(zhǎng)1 685.6 m(含耳墻)。

2 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)思路及要點(diǎn)

2.1 思 路

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案確定前確定了工廠化、預(yù)制化、標(biāo)準(zhǔn)化、大型化的建設(shè)目標(biāo)，采取的結(jié)構(gòu)形式不僅應(yīng)符合相關(guān)的技術(shù)規(guī)范，更應(yīng)當(dāng)便于標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化、機(jī)械化的施工作業(yè)，同時(shí)考慮其經(jīng)濟(jì)適用。

2.2 要 點(diǎn)

1)平面位于緩和曲線上的橋梁，進(jìn)行上部箱梁的預(yù)制時(shí)應(yīng)根據(jù)主梁參數(shù)表所規(guī)定的尺寸預(yù)制，并不斷調(diào)整梁長(zhǎng)、鋼筋確保其滿足預(yù)制尺寸。邊跨伸縮縫端應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙中所要求的角度進(jìn)行預(yù)制，其余部位則根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖所要求的角度預(yù)制。在箱梁預(yù)制施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照其有關(guān)尺寸對(duì)相應(yīng)的構(gòu)造及鋼筋進(jìn)行調(diào)整，使之與預(yù)制構(gòu)造尺寸相符[1]。

設(shè)計(jì)中，要想發(fā)揮預(yù)制結(jié)構(gòu)橋梁在施工時(shí)方便快捷和節(jié)省造價(jià)的優(yōu)勢(shì)，就要求每片梁在預(yù)制時(shí)盡量預(yù)制成標(biāo)準(zhǔn)等梁長(zhǎng)。在等角度布置時(shí)，由曲線引起的梁長(zhǎng)變化可通過(guò)等梁長(zhǎng)法和變梁長(zhǎng)法兩種方法解決。

在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量采用等梁長(zhǎng)法，雖然變梁長(zhǎng)法設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，但會(huì)造成施工難度較大等問(wèn)題。梁長(zhǎng)變化值增多，施工時(shí)需頻繁調(diào)整模板，且對(duì)長(zhǎng)度變化的預(yù)制梁要逐一編號(hào)，場(chǎng)地周轉(zhuǎn)不便，所以應(yīng)以等梁長(zhǎng)法設(shè)計(jì)為主，其次考慮變梁長(zhǎng)法。此外，徑向布孔的預(yù)制梁橋需考慮弦弧差對(duì)橋梁外邊緣線線形的影響，當(dāng)弦弧差<10 cm時(shí)，一般可通過(guò)調(diào)整外側(cè)護(hù)欄的線形來(lái)擬合橋梁外邊緣線的曲線線形；當(dāng)弦弧差>10 cm時(shí)，則必須通過(guò)調(diào)整邊梁懸臂以適應(yīng)曲線。

2)位于平曲線段上的橋梁，在設(shè)計(jì)時(shí)布梁中心線為標(biāo)準(zhǔn)跨徑，同時(shí)理論跨徑線采取徑向布置。通過(guò)不斷調(diào)整預(yù)制梁長(zhǎng)解決所產(chǎn)生的內(nèi)、外弧差[2]。梁長(zhǎng)變化段應(yīng)盡可能布置在兩等分跨中中橫隔梁的兩側(cè)，而預(yù)應(yīng)力鋼束變化段則設(shè)計(jì)于跨中直線段范圍內(nèi)。在施工過(guò)程中，墩頂現(xiàn)澆連續(xù)段鋼筋可根據(jù)通用標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)布置標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)布置，并通過(guò)現(xiàn)澆連續(xù)段的具體尺寸適當(dāng)調(diào)整鋼筋長(zhǎng)度。邊梁外懸臂需要結(jié)合路線的平面資料進(jìn)行合理放樣，將每片梁8等分然后選擇合適的點(diǎn)嚴(yán)格控制圓弧線變化。

3)預(yù)應(yīng)力混凝土應(yīng)先進(jìn)行簡(jiǎn)支后連續(xù)裝配式箱梁上部結(jié)構(gòu)的施工，而連續(xù)箱梁通常為多箱單獨(dú)預(yù)制的型式，先進(jìn)行簡(jiǎn)支安裝，后實(shí)施現(xiàn)澆連續(xù)接頭的結(jié)構(gòu)體系。為了增強(qiáng)橋梁在橫向上的整體性，一方面要在端頭處設(shè)置橫隔梁，同時(shí)在跨間設(shè)置橫隔板，并確保橫隔板與主梁保持垂直相交。為方便模板的制作并保證模板的外形美觀，主梁在縱向上的外輪廓尺寸固定，橋梁曲線線形則根據(jù)梁長(zhǎng)及邊梁懸臂進(jìn)行不斷的調(diào)整而形成。

4)橋臺(tái)背墻線應(yīng)當(dāng)與梁端線保持平行，主梁預(yù)制為直線梁，同時(shí)相鄰跨預(yù)制為折線梁，通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)邊梁懸臂端的尺寸或者護(hù)欄相應(yīng)位置的途徑逐漸形成橋面曲線，曲線橋施工時(shí)是根據(jù)預(yù)制梁長(zhǎng)以及墩頂現(xiàn)澆段長(zhǎng)度而實(shí)現(xiàn)的，在施工過(guò)程中應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙所要求的梁長(zhǎng)參數(shù)實(shí)施支模的澆筑作業(yè)，并進(jìn)行相應(yīng)的編號(hào)，有序存放管理。預(yù)制箱梁頂板橫坡是利用旋轉(zhuǎn)梁體實(shí)現(xiàn)的，路線縱坡、路拱橫坡則是利用不等高的支座墊石結(jié)合梁底鋼板而實(shí)現(xiàn)，對(duì)于超高過(guò)渡段橫坡應(yīng)根據(jù)逐跨調(diào)整旋轉(zhuǎn)梁體角度的方式，并利用現(xiàn)澆面板以及鋪裝混凝土對(duì)該段橋面進(jìn)行調(diào)平處理。

5)橋面橫坡通過(guò)預(yù)制箱梁頂、墩臺(tái)蓋梁及支座墊石相互結(jié)合而形成，其中箱梁頂板、橋面板應(yīng)該沿著坡面進(jìn)行澆筑，而用于箱梁底面支座的鋼板在預(yù)埋時(shí)應(yīng)呈水平狀態(tài)。由于橋梁縱橫綜合坡會(huì)在一定程度上影響施工效果，因此應(yīng)確定預(yù)埋鋼板的中心外露值，若不符合相關(guān)的調(diào)平標(biāo)準(zhǔn)，則應(yīng)在梁底增設(shè)合適的楔形塊確保鋼板保持水平。預(yù)制箱梁鋼絞線的錨具均布置在梁端，為達(dá)到這一要求需要在其內(nèi)部進(jìn)行一定程度的加厚，而腹板內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼束不僅存在豎向彎曲，還在主梁加厚段存在一定的平面彎曲。

3 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)具體方案

3.1 小箱梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本橋上部組合箱梁制作時(shí)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖進(jìn)行，先后鋪設(shè)10 cm瀝青混凝土、防水層以及10cm C40整體化混凝土現(xiàn)澆層形成穩(wěn)定橋面。橋梁上部結(jié)構(gòu)為直梁的型式，平面部分利用調(diào)整梁長(zhǎng)的方式適應(yīng)相應(yīng)曲線。施工過(guò)程應(yīng)當(dāng)根據(jù)各段的橋型布置、梁長(zhǎng)設(shè)計(jì)以及相關(guān)的技術(shù)參數(shù)有序進(jìn)行，并嚴(yán)格控制所需梁板的預(yù)制長(zhǎng)度。

在橋梁的彎道段、單幅橋與邊梁存在一定的弦弧差，預(yù)制梁在制作時(shí)均制成直梁，然后根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)利用多點(diǎn)放樣的方式形成相應(yīng)的彎道線形。在進(jìn)行外包式防撞欄的施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)橋型布置圖和線位圖實(shí)施準(zhǔn)確的定位，確保形成設(shè)計(jì)的橋梁線形。橋面橫坡是通過(guò)墩臺(tái)帽橫坡和梁底楔形塊橫坡共同形成的，而橋梁縱坡則是通過(guò)墩臺(tái)高程差而形成。

除此之外，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)橋型布置圖以及有關(guān)的設(shè)計(jì)圖紙確定泄水管，確保預(yù)留孔位置準(zhǔn)確合理，通常情況下泄水孔位于橫向水流下游處邊梁上。為確保行車(chē)的安全，上跨主線橋的橋面應(yīng)選擇封閉式排水的方式。主線上各類(lèi)橋梁的排水通常設(shè)計(jì)為垂直排水，但是泄水管不能將水直接泄至主線、互通匝道或者對(duì)環(huán)保有特殊要求的區(qū)域，應(yīng)該充分利用縱、橫管道將水排至預(yù)定位置并進(jìn)行相應(yīng)的凈化處理。

伸縮縫選擇D80型，在預(yù)制梁板的同時(shí)還應(yīng)當(dāng)根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)構(gòu)造進(jìn)行鋼筋預(yù)埋作業(yè)，并調(diào)整其尺寸符合橋梁設(shè)計(jì)要求。而預(yù)制梁板也應(yīng)當(dāng)具體標(biāo)注其所在的梁體位置；橋梁外側(cè)設(shè)置外包式混凝土護(hù)欄，并在懸臂端預(yù)留10 m的部分使伸出鋼筋可以與外側(cè)防撞欄鋼筋進(jìn)行綁扎，最后實(shí)施澆筑作業(yè)；橋梁內(nèi)側(cè)邊梁懸臂端在預(yù)制時(shí)要求一次澆筑成形，且大、小樁號(hào)橋臺(tái)的搭板均為8 m。

3.2 下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1)墩臺(tái)蓋梁設(shè)計(jì)為雙懸臂簡(jiǎn)支梁，通過(guò)杠桿法對(duì)活載分配系數(shù)進(jìn)行合理的計(jì)算，并對(duì)斜截面抗剪的強(qiáng)度進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。橋墩按照柔性墩的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其水平力根據(jù)集成剛度分配法的方式合理分配，根據(jù)承載極限進(jìn)行配筋的相關(guān)設(shè)計(jì)，并嚴(yán)格控制縫寬。

2)本橋左右幅2～25、30～32、47～63號(hào)橋墩樁基根據(jù)嵌巖樁的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，其余橋墩樁基則根據(jù)摩擦樁的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，樁基內(nèi)力按“m”法進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)承載極限進(jìn)行配筋的相關(guān)設(shè)計(jì)，并結(jié)合正常的運(yùn)行極限控制縫寬。

3)樁基設(shè)計(jì)控制。對(duì)于中風(fēng)化巖層，若單軸飽和抗壓標(biāo)準(zhǔn)值frk≥10 MPa則按照嵌巖樁的相關(guān)參數(shù)計(jì)算，若<10 MPa則按照摩擦樁的相關(guān)參數(shù)計(jì)算。嵌巖深度不僅要滿足設(shè)計(jì)對(duì)受力的要求，還應(yīng)當(dāng)滿足以下條件時(shí)的最小嵌巖深度要求。

(1)持力層frk≥30 MPa時(shí)：12 m≤樁長(zhǎng)L≤20 m時(shí)，嵌巖深度2.0D；20 m<樁長(zhǎng)L≤30 m時(shí)，嵌巖深度1.5D；樁長(zhǎng)L>30 m時(shí)，嵌巖深度1.0D。

(2)持力層frk<30 MPa時(shí)：12 m≤樁長(zhǎng)L≤20 m時(shí)，嵌巖深度3.0D；20 m<樁長(zhǎng)L≤30 m時(shí)，嵌巖深度2.5D；樁長(zhǎng)L>30 m時(shí)，嵌巖深度2.0D。

嵌巖樁孔底的沉渣根據(jù)5 cm的厚度進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)。除此之外，該段項(xiàng)目中墩臺(tái)的樁基都設(shè)計(jì)為摩擦樁，再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算時(shí)臺(tái)后填土的內(nèi)摩擦角取30°。

3.3 原材料的檢驗(yàn)

施工時(shí)所用到的原材料應(yīng)根據(jù)同一廠家、同一批次、相同規(guī)格等要素進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，確保質(zhì)量、力學(xué)性能及相關(guān)成分等與標(biāo)準(zhǔn)相符。

在加工制造時(shí)，應(yīng)當(dāng)全面考慮焊接時(shí)產(chǎn)生的收縮余量及加工制造余量。將板件切割為所需零件時(shí)，首先選擇精密切割下料，并確保切割面的硬度(不超過(guò)HV350)及切割邊緣表面質(zhì)量符合要求。此外，對(duì)零件進(jìn)行矯形及彎曲時(shí)，優(yōu)先選擇冷矯及冷彎的工藝，確保零件表面無(wú)明顯凹痕或損傷。若選擇熱矯工藝加工時(shí)，應(yīng)將溫度合理控制在600℃～800℃，不得進(jìn)行錘擊或冷水降溫。

4 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，對(duì)預(yù)制箱梁進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)能夠大大縮短設(shè)計(jì)周期，確保設(shè)計(jì)的合理性，也有利于施工過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)化。本文結(jié)合龍州河特大橋工程主線高架橋預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制箱梁施工時(shí)所采用的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，為橋梁的順利施工提供了有力的技術(shù)支持，有助于施工單位及時(shí)掌握并運(yùn)用施工技術(shù)，在降低施工投入的同時(shí)還能夠提升施工效率，保障施工質(zhì)量，最后滿足橋梁工程建設(shè)的質(zhì)量要求。

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