摘要：大截面斜交預(yù)應(yīng)力蓋梁是一種在橋梁工程中廣泛應(yīng)用的結(jié)構(gòu)形式，具有較高的承載能力和抗震性能。為了凸顯“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)放、共享”的發(fā)展理念，高速公路跨河跨溝橋梁設(shè)計(jì)均應(yīng)考慮對(duì)水源的保護(hù)，從而對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。本研究結(jié)合臨臨高速高莊大橋?qū)嶋H施工情況，對(duì)托架、滿堂支架兩種大截面斜交預(yù)應(yīng)力蓋梁施工技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比分析，提出了高質(zhì)量施工方法，通過(guò)兩種方法對(duì)比，確定了更加經(jīng)濟(jì)、安全的施工方法。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；蓋梁；托架；滿堂支架；斜交

中圖分類號(hào)：U445.57""""""""""""""""""""""""""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A"""""""""""""""nbsp;"""""""""""""""""" 文章編號(hào)：1673?6478（2023）S1?0113?05

0 引言

大截面斜交預(yù)應(yīng)力蓋梁是現(xiàn)代橋梁工程中廣泛采用的一種結(jié)構(gòu)形式，其具有較高的承載能力、良好的抗震性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。隨著城市化進(jìn)程的加快發(fā)展和交通運(yùn)輸需求的增加，對(duì)大跨度、高承載能力的橋梁需求也日益增長(zhǎng)。因此，大截面斜交預(yù)應(yīng)力蓋梁作為一種有效的橋梁結(jié)構(gòu)形式，受到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。本文通過(guò)臨臨高速公路高莊大橋施工實(shí)踐，探索大截面斜交預(yù)應(yīng)力蓋梁施工技術(shù)，通過(guò)對(duì)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和施工要求的分析，總結(jié)和評(píng)價(jià)目前常用的施工方法和工藝，并提出一套改進(jìn)的施工技術(shù)方?案。

1 大截面斜交預(yù)應(yīng)力蓋梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和施工要求

大截面斜交預(yù)應(yīng)力蓋梁是一種在橋梁工程中常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式，具有特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和施工要求，需要在施工過(guò)程中充分考慮施工要求，包括施工工藝、施工機(jī)械設(shè)備、資源調(diào)配和施工環(huán)境等方面的因素。只有通過(guò)科學(xué)的施工規(guī)劃和有效的施工措施，才能保證大截面斜交預(yù)應(yīng)力蓋梁的施工質(zhì)量、工期和安全性，實(shí)現(xiàn)橋梁工程的可持續(xù)發(fā)展。

1.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（１）大截面橫向尺寸。大截面斜交預(yù)應(yīng)力蓋梁的橫截面尺寸通常較大，其寬度和高度是重要的設(shè)計(jì)參數(shù)。大截面尺寸的增加可提高蓋梁的承載能力，使其能夠承受更大的荷載和彎矩，更適用于跨越度較大的橋梁[1]。

（２）斜交結(jié)構(gòu)形式。大截面斜交預(yù)應(yīng)力蓋梁采用斜交的結(jié)構(gòu)形式，意味著橋面不再是水平的，而是以斜角交叉在橋墩上方。斜交結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)橋梁跨度的延伸，減少支撐點(diǎn)的數(shù)量，從而降低對(duì)下部結(jié)構(gòu)的影響，提高了橋梁的整體穩(wěn)定性。此外，斜交結(jié)構(gòu)還可以增加橋梁的自振頻率，提高抗震能力。

（３）預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)。大截面斜交預(yù)應(yīng)力蓋梁設(shè)計(jì)時(shí)的預(yù)應(yīng)力是通過(guò)在蓋梁中張拉鋼筋并錨固，使鋼筋產(chǎn)生壓應(yīng)力的技術(shù)，可有效增加蓋梁的強(qiáng)度及剛度，提高其承載能力和抗震性能，減小橋梁的變形和裂縫，提高橋梁的使用壽命。

（４）系統(tǒng)性能。大截面斜交預(yù)應(yīng)力蓋梁具有較好的整體性能，該結(jié)構(gòu)形式能夠有效地分擔(dān)橋梁荷載，減小變形，提高橋梁的穩(wěn)定性和剛度。同時(shí)，由于斜交結(jié)構(gòu)的采用，橫向力的傳遞路徑更加直接，降低了橋梁的撓度和扭轉(zhuǎn)變形，使大截面斜交預(yù)應(yīng)力蓋梁成為承載大荷載和抗震要求較高橋梁的理想選擇[2]。

1.2 施工要求

大截面斜交預(yù)應(yīng)力蓋梁的施工工藝包括：模板施工、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉和錨固等過(guò)程的安排和協(xié)調(diào)。施工工藝要考慮到結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，確保施工的準(zhǔn)確性、質(zhì)量和效率。由于大截面斜交預(yù)應(yīng)力蓋梁的尺寸較大，施工中需要使用大型起重設(shè)備、模板支撐系統(tǒng)、預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備等專業(yè)施工機(jī)械設(shè)備。這些設(shè)備要具備足夠的承載能力和精確控制能力，以確保施工的安全和效率[3]。

同時(shí)，對(duì)于施工所需的預(yù)應(yīng)力鋼筋等特殊材料，要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制和跟蹤管理。施工環(huán)境如現(xiàn)場(chǎng)的地形地貌、交通條件和周?chē)h(huán)境等都需要被充分考慮，必要時(shí)需要采取相應(yīng)的防護(hù)措施和施工安全措施，確保施工人員和設(shè)備的安全，并最大程度減少對(duì)周邊環(huán)境的影響[4]。

2 大型橋梁施工臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

2.1 大截面斜交預(yù)應(yīng)力蓋梁托架設(shè)計(jì)

大截面斜交預(yù)應(yīng)力蓋梁托架設(shè)計(jì)是指一種用于支撐大型橋梁施工中的臨時(shí)結(jié)構(gòu)，采用大截面橫梁和斜撐的組合形式，橫梁提供主要的水平支撐，斜撐增加結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在設(shè)計(jì)中，通過(guò)在橫梁中引入預(yù)應(yīng)力鋼束，可以提高橫梁的強(qiáng)度和剛度，使其能夠承受更大的荷載。預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用還可以減小施工過(guò)程中的變形和撓度，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。同時(shí)，該托架便于拆卸和重復(fù)使用，提高了施工效率和經(jīng)濟(jì)性[5]。

2.2 大截面斜交預(yù)應(yīng)力蓋梁滿堂支架設(shè)計(jì)

大截面斜交預(yù)應(yīng)力蓋梁滿堂支架由橫梁、斜撐和立柱等組成，形成穩(wěn)定的三角支撐系統(tǒng)，增加整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和[6]，具有足夠的強(qiáng)度來(lái)承受橋梁施工期間的重力荷載和水平力。這種支架形式適用于不同類型的橋梁，如懸索橋、斜拉橋和梁橋等?[7]。

大截面斜交預(yù)應(yīng)力蓋梁滿堂支架設(shè)計(jì)和托架設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)形式、功能、應(yīng)用范圍和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等方面存在差異，需根據(jù)實(shí)際工程要求和設(shè)計(jì)條件進(jìn)行綜合評(píng)估后作出使用決策。

3 工程應(yīng)用

3.1 工程概況

臨臨高速地處沂蒙革命老區(qū)，某標(biāo)段主要途經(jīng)淄博市沂源縣西里鎮(zhèn)、臨沂市沂水縣高莊鎮(zhèn)，主線全長(zhǎng)25.126km，設(shè)計(jì)為雙向六車(chē)道，設(shè)計(jì)時(shí)速為120km/h。

標(biāo)段內(nèi)建設(shè)的高莊大橋位于臨沂市沂水縣高莊鎮(zhèn)，為上跨G342公路、夏蔚河而設(shè)置，左右線橋梁布跨均為25×40m，折合全幅橋長(zhǎng)1"008m（含耳墻）。橋梁中心線與G342交角為93°，與夏蔚河交角為120°。上部結(jié)構(gòu)采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土（后張）T梁，先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)；下部結(jié)構(gòu)橋墩采用柱式墩，樁基?礎(chǔ)。

1. 大截面斜交預(yù)應(yīng)力蓋梁設(shè)計(jì)參數(shù)

高莊大橋第12～14跨跨越夏蔚河，左線第13、14跨，右線第12、13跨，蓋梁采用預(yù)應(yīng)力大蓋梁，墩柱為實(shí)心橢圓形柱墩，與蓋梁斜交，夾角為30°，共4榀。其中，墩柱高度最高為28.88m，最低為27.39m，蓋梁在墩柱中心線處的高度為3.4m，寬度為3m，長(zhǎng)度為16m，最大重量為385t，最大外挑長(zhǎng)度為8.4m，且與墩柱斜交30°，屬于大截面長(zhǎng)懸挑斜交預(yù)應(yīng)力蓋梁，托架設(shè)計(jì)模型圖如圖1所示。

4 托架設(shè)計(jì)

4.1 托架設(shè)計(jì)原理

根據(jù)大截面懸澆蓋梁的荷載分布情況，在墩柱施工時(shí)預(yù)埋鋼板等構(gòu)件，蓋梁施工時(shí)再設(shè)置"40b雙拼中縱梁和中橫梁，順橋向設(shè)置"25b工字鋼作為上橫梁作為主要承重結(jié)構(gòu)，同時(shí)通過(guò)設(shè)置托架斜桿和上弦桿，將結(jié)構(gòu)受力傳遞至預(yù)埋構(gòu)件，使結(jié)構(gòu)受力平衡[8]。其中，托架與墩柱的連接采用一般支撐，按鉸接進(jìn)行計(jì)算，約束所有方向的平動(dòng)自由度；中橫梁與三角架的連接、中橫梁與中縱梁的連接、中縱梁與上橫梁的連接均采用彈性連接固定。托架整體模型及計(jì)算模型如圖2、圖3所示。

?4.2 材料參數(shù)及設(shè)計(jì)指標(biāo)

托架使用材料參數(shù)及設(shè)計(jì)指標(biāo)如表1所示。

4.3 主要受力節(jié)點(diǎn)

利用MIDAS CIVIL計(jì)算得出三角托架縱梁承擔(dān)軸拉力及剪力。如圖4所示，設(shè)計(jì)采用A節(jié)點(diǎn)水平拉力通過(guò)對(duì)拉桿承擔(dān)，剪力通過(guò)預(yù)埋牛腿承擔(dān)的方式，分別予以計(jì)算[9]。其中：

（１）對(duì)拉錨固件：錨板采用Q235，拉桿采用4根32mm，強(qiáng)度830MPa的精軋螺紋鋼，考慮現(xiàn)場(chǎng)施工條件，按60%配置預(yù)應(yīng)力，采用雙邊角焊縫，焊縫厚度8mm。

（２）剪力板：剪力板設(shè)計(jì)高度為500mm，厚度為12mm，寬度為400mm，采用雙邊，焊縫厚度10mm。

5 滿堂支架設(shè)計(jì)

5.1 支架布置原則

蓋梁施工采用滿堂承插式盤(pán)扣支撐架，立桿的縱距為0.6m，橫距為0.6m和0.9m配合布置，橫桿步距為1.5m，斜桿采用間隔一跨的形式布置，支撐架平面布置，分配梁采用 工12.6的工字鋼，如圖5所示。

5.2 材料參數(shù)及設(shè)計(jì)指標(biāo)

材料參數(shù)及設(shè)計(jì)指標(biāo)如表2所示。

6 方案實(shí)施及對(duì)比分析

6.1 托架方案

6.1.1 托架購(gòu)置情況

根據(jù)設(shè)計(jì)方案，一套托架累計(jì)重量為22.45t，按照鋼材市場(chǎng)價(jià)4"500元/噸計(jì)算，則購(gòu)置費(fèi)用為10.12萬(wàn)元。具體數(shù)量如表3所示。

6.1.2 托架加工情況

由于預(yù)埋件、托架斜桿等構(gòu)件的加工精度要求較高，但廠家實(shí)際加工條件無(wú)法滿足需求，部分構(gòu)件加工粗糙，坡口處不平整，且尺寸與設(shè)計(jì)不相符。因此為確保施工安全，加快施工進(jìn)度，特更換施工方案，托架整體示意圖如圖6所示。

6.2 滿堂支架方案

6.2.1 滿堂支架租賃情況

根據(jù)當(dāng)前市場(chǎng)價(jià)格，每天每噸9 元，按單個(gè)蓋梁施工時(shí)間50 天計(jì)算，則每套滿堂支架租賃費(fèi)用為：118.19 × 9×50 = 53 185.5 元，即5.32 萬(wàn)元?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際按照2 套準(zhǔn)備，則租賃費(fèi)用為10.64 萬(wàn)元。滿堂支架及重量統(tǒng)計(jì)如表4 所示。

6.2.2 滿堂支架實(shí)施情況

（１）立桿與立桿連接套管設(shè)置固定連接件的防拔出銷(xiāo)孔，孔徑不應(yīng)大于14mm；立桿連接件直徑宜為12mm。

（２）可調(diào)底座的底板和可調(diào)托座托板采用Q235鋼板制作，厚度不應(yīng)小于6mm，承力面鋼板長(zhǎng)度和寬度均不小于150mm；承力面鋼板與絲桿應(yīng)采用環(huán)?焊?[10]。

（３）支架搭設(shè)前根據(jù)地基計(jì)算情況進(jìn)行處理，保證地基承載力能夠滿足要求；搭設(shè)過(guò)程中嚴(yán)格按照方案要求執(zhí)行。

（４）方案對(duì)比分析

托架與滿堂支架方案對(duì)比如表5所示。

綜上所述，在特定的施工環(huán)境和條件下，采用滿堂支架安全、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益更加突出，能夠取得良好的效果。

7 結(jié)論

隨著國(guó)家對(duì)水源保護(hù)措施的日益重視，高速公路建設(shè)中的跨河施工、涉河評(píng)價(jià)等項(xiàng)目同樣會(huì)越來(lái)越重視，大截面斜交預(yù)應(yīng)力蓋梁以其承載能力和抗震性能夠滿足大跨度、高承載需求的特性，在現(xiàn)代交通建設(shè)中具有廣泛的應(yīng)用前景。本文結(jié)合臨臨高速公路項(xiàng)目中的高莊大橋?yàn)橐劳?，?duì)大截面斜交預(yù)應(yīng)力蓋梁施工技術(shù)中的橋梁特點(diǎn)、施工條件和經(jīng)濟(jì)效益等因素進(jìn)行比較，分析了兩種支架方案，最終確定采用滿堂支架將更安全經(jīng)濟(jì)。在保證安全和質(zhì)量的前提下，橋梁墩柱高度小于30m時(shí)能采取有效措施確保河道的暢通。

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