趙瑀璠
摘 要:連續(xù)剛構(gòu)橋是工程上廣泛使用的一種橋型,具有可靠強度剛度及抗裂性、行車平穩(wěn)舒適、養(yǎng)護工作量小、設(shè)計及施工經(jīng)驗成熟等特點。連續(xù)剛構(gòu)橋與其他橋型相比具有很強的經(jīng)濟性,因此常成為最佳橋型方案。本文對預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋的施工控制方法、要點進行分析探討,進一步提出預(yù)應(yīng)力剛構(gòu)橋的施工建議。
關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力;剛構(gòu)橋;施工技術(shù)
引言:
預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋施工技術(shù)是由多種復(fù)雜部件組合在一起的基礎(chǔ)橋梁形式, 其結(jié)構(gòu)剛度強、變形小,有很好的穩(wěn)定性,特別是在連續(xù)T形剛構(gòu)大跨度的橋梁中得到廣泛運用。 隨著高新技在橋梁建設(shè)領(lǐng)域的運用,預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋的跨越能力得到進一步加強, 對預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋施工技術(shù)的探究和分析,可以為我國公路橋梁建設(shè)和發(fā)展提供一些理論支撐, 具有重要的意義。
1? 連續(xù)剛構(gòu)橋基本構(gòu)造的特點
1.1 橋梁跨徑
等跨度連續(xù)剛構(gòu)橋與不等跨連續(xù)剛構(gòu)橋為連續(xù)剛構(gòu)橋的主要形式。為避免中跨跨中出現(xiàn)異常彎矩,三跨連續(xù)剛構(gòu)橋邊跨長度應(yīng)為中跨跨長的50%~80%。當邊跨長度減少時,可降低邊跨與中跨的跨中彎矩,同時邊跨、中跨跨長比值也和施工選取的方式具有緊密的聯(lián)系。
1.2 箱梁根部底板厚度
伴隨梁高改變,變截面箱梁底板厚度也會發(fā)生改變,一般需將墩頂?shù)装搴穸瓤刂圃诹焊叩?0%~12%之間,200~250mm為跨中位置底板厚度,120mm為底板最小厚度。
1.3 箱梁頂板厚度
箱梁頂板厚度必須與橋面板橫向彎矩需求與布置縱向預(yù)應(yīng)力筋需求進行最大限度的滿足,其跨中截面分析,腹板間距3.5m,頂板厚度180mm;腹板間距5.0m,頂板厚度200mm;腹板間距7.0m,頂板厚度280mm。
2? 預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工要點
2.1、預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋梁邊跨及中跨現(xiàn)澆段施工要點
預(yù)應(yīng)力連續(xù)鋼構(gòu)橋梁的邊跨現(xiàn)澆段施工的要點是施工前進行重量預(yù)壓,預(yù)壓重量按照設(shè)計承載重量的120%進行控制。重量預(yù)壓有三個方面的作用,一是檢驗構(gòu)件的承載能力,確保其滿足設(shè)計要求,通過前期的配重試驗,是對構(gòu)件承載能力的一次檢查和考驗,應(yīng)當超過設(shè)計值一定的幅度,這正是建筑設(shè)計中的極限思維,只有在極限狀態(tài)下仍然保持結(jié)構(gòu)的安全完整性,才能使得構(gòu)件安全可靠;二是對構(gòu)件進行線性矯正,通過配重物消除構(gòu)件的微量形變,使其線形更加符合受力要求;三是消除非彈性形變、保持彈性形變,使得預(yù)應(yīng)力作用得到充分保護和發(fā)揮,非彈性形變是結(jié)構(gòu)的塑性變形,往往對構(gòu)件受力是不利的,因為它的存在改變了荷載傳遞路線和應(yīng)力分布形式,而彈性形變是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)發(fā)揮預(yù)應(yīng)力作用的關(guān)鍵所在,能極大改善結(jié)構(gòu)的力學性能,增強結(jié)構(gòu)的耐久性,使得在持續(xù)荷載作用下減少應(yīng)力對結(jié)構(gòu)本體的壓力和剪力。預(yù)應(yīng)力連續(xù)鋼構(gòu)橋梁邊跨合攏后,可進行中跨合攏段的施工,對于橋墩比較矮且高度相差較大,建議采取合攏段頂推的方式。預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋上部混凝土結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生的徐變、收縮等形變,可能導(dǎo)致兩主墩之間的主梁產(chǎn)生一定的收縮,進而造成墩頂向跨中方向發(fā)生永久性位移,墩頂、墩底產(chǎn)生較大的永久性彎矩,在與溫度作用的組合下將加劇主墩的受力及其變位,對墩身造成不利影響。因此在施工階段要充分考慮這些因素,預(yù)留一定的徐變位移尺寸,保持在發(fā)生徐變時橋梁結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。
2.2、合攏的施工要點
所謂合攏,就是橋梁結(jié)構(gòu)兩邊的施工段,在中間相遇完成中間連接構(gòu)件施工安裝的過程。合攏的主要控制要素包括環(huán)境溫度、合攏節(jié)點位置、構(gòu)件配重等。合攏是橋梁工程施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié),從象征意義上講,合攏標志著橋梁工程主體結(jié)構(gòu)正式形成框架,類似于高層房屋建筑工程的封頂,從工藝上講,合攏后兩邊的施工力量得以在空間上、施工段上集中,完成了主體工程分段施工的步驟;因此,應(yīng)當嚴格控制合攏施工過程的質(zhì)量,才能保證橋梁工程建設(shè)的后續(xù)工作得以順利開展,合攏的成功與否直接關(guān)系到橋梁工程建設(shè)的成敗。
2.3、溫度對橋梁結(jié)構(gòu)影響
溫度對橋梁結(jié)構(gòu)的影響主要是溫度應(yīng)力對于結(jié)構(gòu)形變的影響,一般物體會隨著溫度的上升而發(fā)生膨脹,相反隨著溫度的降低產(chǎn)生收縮,正所謂“熱脹冷縮”。加之不同結(jié)構(gòu)對溫度的敏感性系數(shù)不同,其形變與溫度的函數(shù)關(guān)系不同,容易造成結(jié)構(gòu)間裂縫。橋梁施工環(huán)境復(fù)雜,加之夜晚連續(xù)施工,使得同一個施工周期內(nèi)溫度變化較大,因此就必須采取可靠的溫度控制措施,如覆蓋養(yǎng)護措施、使用混凝土外加劑使得混凝土產(chǎn)生速凝效應(yīng),減少塑性狀態(tài)的暴露時間等。
3? 預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋施工技術(shù)注意事項
受大跨徑下預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的地理條件限制,橋梁施工方案大多運用懸臂實施策略。在應(yīng)用懸臂技術(shù)時,橋墩與梁固定結(jié)構(gòu),從墩頂部開始,逐漸向兩邊對稱的平衡懸臂實施策略。 基于該技術(shù)工藝,可以構(gòu)建一個個“T” 字形狀的雙懸臂構(gòu)造,一直到跨中合龍。完全運用預(yù)應(yīng)力混凝土承受正、負彎矩的能力, 是連續(xù)剛構(gòu)體系橋梁的一種明顯特征, 把連續(xù)梁中原本比較大的跨中主梁正彎矩的一面轉(zhuǎn)到支點的地方,構(gòu)成主梁負彎矩。主梁跨徑按照主梁截面的受力情況來設(shè)計,不但節(jié)約了材料,減輕了自身重量,而且讓橋跨具備更高的跨越能力。懸臂施工時,墩頂位置主梁只承受負彎矩,基于該機制,橋梁和墩頂?shù)氖芰π螒B(tài)是相同的,所以在建造主梁及橋梁過程中不需要進行系統(tǒng)轉(zhuǎn)換,構(gòu)造十分安全。 在設(shè)計橋梁截面時,需要在懸臂施工就進行調(diào)整,讓模板高度符合要求。此外,很多孔橋跨構(gòu)造中運用懸臂施工策略能夠進行平行施工,工程中運用的懸拼吊機及掛籃都能夠?qū)嵤?機具都能夠反復(fù)運用,這進一步提升了施工效率,同時可以降低橋梁建設(shè)的材料、技術(shù)成本,提高項目效益。懸臂實施法在橋梁下面不用構(gòu)建支撐,所以在深水、大跨、通航、峽谷的情況下構(gòu)建橋梁,懸臂實施法是最好的實施方案。
4? 結(jié)束語
作為公路工程橋梁的主要類型,連續(xù)剛構(gòu)橋施工工藝是否合理、科學、有效直接關(guān)系著公路工程建設(shè)的整體質(zhì)量。因連續(xù)剛構(gòu)橋具有較大的跨越能力、合理的受力情況、良好的結(jié)構(gòu)整體性能,橋面連續(xù)能夠確保行車的舒適度、安全性,因此在工程施工中得到了廣泛的應(yīng)用,同時促進了我國橋梁工程建設(shè)的發(fā)展。
參考文獻:
[1]湯俊生,預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁懸臂施工及發(fā)展[J]橋梁建設(shè),2013.12.
[2]宋士新.大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工控制關(guān)鍵問題分析與研究[D].華南理工大學,2012.
[3]廖原.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋預(yù)應(yīng)力設(shè)計若干問題的研究[D].武漢理工大學,2002.
(岫巖滿族自治縣交通建設(shè)集團有限責任公司,遼寧 鞍山 114000)