高墩大跨连续刚构桥施工技术研究报告之二

高墩大跨连续刚构桥施工技术研究报告之二
高墩大跨连续刚构桥施工技术研究报告之二

超高薄壁空心墩外翻内爬模施工技术

1前言

根据对典型高墩大跨连续刚构桥施工稳定性的研究指出,结构的稳定性计算表明,试验模型实测的失稳临界荷载总是大大低于理论的计算值,这是由于结构不可避免地存在一些几何偏差和缺陷,而几何缺陷对临界荷载的影响很大。本项目具有138m 高墩、主跨为160m为一典型的高墩大跨连续刚构,理论分析表明,“T”构在最大悬臂状态下(73m长)时,9#(138m墩高)和8#(130m墩高)墩的稳定特征值较小,稳定安全储备不大,如果高墩的墩身由于施工的原因而出现了偏斜、弯曲等几何缺陷,将会使结构的稳定性大大下降,甚至产生整体失稳的严重后果。在施工中只有严格控制墩身的垂直度,才能使结构的稳定得到根本的保证。

葫芦河特大桥位于陕西黄土沟壑地区,由于工程的特殊地理位置,日照温差较大,而且主墩均为薄壁空心墩,受日照温差影响后,墩身不可避免将出现位移。根据计算,日照温差致使混凝土箱形空心墩身发生弯曲变形,使墩顶发生较大位移,138m的高墩位移甚至可达到3cm±。温度变化对超高墩混凝土结构的受力与变形影响很大,并随温度的改变而改变。在不同时刻对结构状态进行量测,其结果是不一样的,如果在施工控制中忽略了该项因素,就必然难以得到结构的真实状态数据(与控制理想状态比较),从而也难以保证控制的有效性。因此,在施工控制中必须考虑日照温差对结构的位移影响。

2工程概况

葫芦特大桥是黄陵至延安段高速公路上的一座特大型连续刚构梁桥,位于中国西部黄土高坡陕西黄陵县境内,桥梁全长1468m,主桥为90m+3×160m+90m共660m五跨曲线连续刚构桥,上、下行分离。主梁为三向预应力连续箱梁结构。主桥桥墩采用双薄壁空心墩,单幅由两个4.0m×6.5m薄壁空心墩组成,其中9#墩最高,达138m 高。7#和10#墩壁厚0.5m,8#、9#墩壁厚横桥向0.7m,顺桥向1.2m。主桥桥墩7#、8#、9#、10#高度分别为80m、138m、130m、58m。7#墩单幅从基顶起40m高,8#墩单幅从基顶起44m、86m高,9#墩单幅从基顶起46m、92m高设高度为1m的横撑,将两个薄壁空心墩联接成一体。葫芦河特大桥主桥立面图见图2-1所示,箱梁墩顶和跨中断面图

如图2-2所示,主墩封顶见图2-3,墩身立面和断面图如图2-4所示。群桩基础,矩形承台。

图2-1葫芦河特大桥主桥立面图

图2-2 主梁墩顶及跨中断面主要尺寸图 单位:cm

6#

11# 7#

8#

13

0000

13800

9# 10#

图2-3 葫芦河特大桥墩身封顶图

图2-4 9#墩墩身立面及断面图 单位:cm ⅡⅡ

Ⅰ Ⅰ

Ⅱ-ⅡⅠ-Ⅰ26033012070400650410

70400160120120

60020050

50120

1206509#墩1300013000

9#墩

3超高薄壁空心墩施工难点

3.1稳定性分析

根据对138米薄壁空心墩在不同工况下的稳定特征值的分析表明,在主墩施工过程中的稳定特征值足够,表明主桥在墩身施工阶段的稳定性满足要求;但在最大双悬臂状态下的稳定特征值计算表明,当主墩高度超过100m时,虽满足要求,但其稳定特征值较小,墩越高则最大双悬臂状态时结构稳定特征值越小。结构的稳定性试验表明,由于结构模型不可避免的存在一些几何偏差和缺陷,而几何缺陷对于临界荷载的影响是很大的,故一般情况下试验模型实测的失稳临界荷载值总是大大低于理论计算值。由于葫芦河特大桥是一典型的高墩大跨连续刚构桥,在最大双悬臂状态时,8#、9#墩的稳定安全储备不大,如果高墩墩身由于施工原因而出现了偏差、弯曲等几何缺陷,将会使结构的稳定性大大下降甚至产生整体失稳的严重后果。在施工时只有严格控制墩身的垂直度,才能从根本上使结构的稳定性得到保证。

3.2日照温差对墩身的位移及应力的影响

项目地处中国西部黄土高原,薄壁空心超高墩在施工过程中,太阳辐射强烈,日照温差致使混凝土箱形空心墩身发生弯曲变形,使墩顶发生较大位移,138m的高墩位移甚至可达到3cm±。根据计算,温度变化对超高墩混凝土结构的受力与变形影响很大,并随温度的改变而改变。在不同时刻对结构状态进行量测,其结果是不一样的,如果在施工控制中忽略了该项因素,就必然难以得到结构的真实状态数据(与控制理想状态比较),从而也难以保证控制的有效性。因此,在施工控制中必须考虑日照温差对结构的位移影响。

根据对连续晴好及连续阴雨天气的数组观测数据进行分析可知,混凝土空心墩内外壁的最大温度差在20℃±。采用程序计算可得,6月份最大温差应力为1.96MPa,10月份最大温差应力为2.13MPa,都接近C40混凝土强度的轴心抗拉标准值2.60MPa。这种温差应力与其它荷载的组合有可能使混凝土开裂。尤其在墩身的施工过程中,混凝土结构未达到设计强度之前由于日照温差的影响完全可能致使结构开裂,因此,高墩的混凝土养护必须考虑空心墩内外壁温差对结构的影响,并尽可能将此种温差控制在该时刻结构允许的范围内,避免结构的开裂。

3.3工期压力

项目地处西部,一年的有效施工时间仅8个月,且7、8月为雨季,因此,施工工期非常紧张,而且资金异常紧张,因此桥墩的顺利施工将成为能否按期完成施工任务的关键,高墩模板的施工设计也就成了此桥高墩施工的技术重点。

3.4方案选择

目前,高墩施工中主要的施工方法有:爬模、滑模及翻模施工等。下面对这三种主要的高墩施工方法进行简要描述并作对比。

⑴爬模施工

爬模是利用已浇筑的混凝土墩身作为支撑,依靠模板提升爬架,依靠爬架提升模板。它集工作平台、支架、模板于一身,无需提升设备,无需为施工模板搭设工作平台,也不需为模板搭设支架,依靠自身动力交替垂直或斜向爬升和下降。爬模的主要优点是不需要大型起重设备,容易形成作业平台,施工安全。缺点是施工时需要滑轨和大量的预埋件,模板就位相对较慢。

⑵滑模施工

滑模施工是借助液压千斤顶在支撑杆上按既定的速度进行爬升,模板的下部混凝土滑出随即进行抹光,在滑空的模板内再分层绑扎钢筋、灌注混凝土、提升,然后再循环,直至设计标高。滑模施工能确保结构的整体性,保证工程整体质量,而且施工进度快,省工省时工效高。但滑模结构复杂,设备投入量大,而且工艺要求严格,混凝土质量难以控制,尤其是控制好混凝土的出模强度是滑模施工的关键技术之一,也是确保结构混凝土质量的必要条件。出模强度过低,会使结构混凝土流坠、跑浆、坍塌;出模强度过高时,会使结构混凝土出现拉裂、滑痕、疏松、不密实、不美观等。由于滑升过程中,内外模与已浇筑的混凝土表面有摩擦,势必会造成混凝土表面不光滑,故在模板提升后,出模部分的混凝土表面必须再次收浆压光,易形成表面龟裂纹。高墩的垂直度控制是施工控制中的一项重要内容,对结构的稳定性具有至关重要的意义。而滑模施工中模板易偏扭,且纠偏不易,一次纠正量不宜过大,需逐步调整到位。采用滑模施工时,百米高墩混凝土的养护难度较大,且拆模较早,易造成养护时间不足、墩身内外温差过大,使混凝土开裂等一系列的问题。

⑶翻模施工

翻模由滑模演变而来,它由3-4节段的大块组合模板、支架和内外工作平台组成。随着各阶段混凝土的灌注,采用液压千斤顶或塔吊为动力提升平台并带动支架使模板不断翻升直至墩顶。翻模施工时,模板可在施工现场进行制作,成本相对较低;模板和内外作业平台可一次安装,并且适用于多种混凝土运输和提升方式,施工速度快,对泵送混凝土施工,能够随模板的上翻同步接长泵送管道,提高了混凝土的灌注速度;能够随时纠正墩身的施工误差,便于模板能够及时清理、修整、刷油,混凝土表面平整光洁;其主要的优点是混凝土外观质量好,方便施工,节省劳动力,施工周期短。

另外翻模的分节数可超过三节而爬模的节数一般不宜超过三节。缺点是需要大型起重设备。

在本项目中,结合上述因素,由于主墩内壁为直坡,故可考虑采用爬模的施工方法;由于高墩大跨连续刚构施工中,塔吊是必不可少的施工机具,因此,为节约投入,提高塔吊的机械使用效率,经多次多方面的分析研究决定采用以塔吊为提升动力的外翻内爬模板的设计方案。

本项施工技术整合了这两项技术的优点, 尤其要特别指出的是该套模板与滑模、爬模等传统结构最大区别在于模板安装好后,只与下层已固节的墩身模板接触,施工荷载对其不发生影响,有效的提高了立模精度,这对控制138米高墩墩身混凝土质量以及墩身的垂直偏位起到了关键性的作用。可流水快速作业,从工艺上实现了整个墩身零施工缝,从根本上确保了墩身的表观及内部质量。

4模板的设计及应用

4.1设计的总体方案

高墩模板设计综合考虑场地、工程质量、桥墩设计、钢筋混凝土施工、起吊设备等多方面的因素,并对国内外高墩施工认真研究,确定采取外翻内爬的模板设计方案。整个模板系统由外模、内模及内井架和其他辅助设备组成。外模分为四节,每节2m,桁架结构,一次架立好,生根节2m,附着于已浇筑完的混凝土上,翻升由底节依次往上翻升。内井架设计成一整体,整体提升,高度由一次浇筑混凝土的高度控制,考虑到新旧混凝土的结合,内模高6.6m,底节0.6m,附着于老的达到一定强度的混凝土上。内井架用于支撑内模板,因钢筋绑扎的需要(竖向主筋9m),因此需在内井架上设工作平台,供施工人员作业使用,内井架高设计为10.5m。

4.2外模结构

考虑到拉杆布置及模板整体的受力效果,每节外模由8块组成,即四块定型平板模和四块角模块组成。模板横、竖缝均采用企口方式拼接,外模板面板采用鞍钢δ=6mm 钢板,竖筋用[8槽钢,横向拉杆位置设[12双槽钢(注意横纵拉杆上下错位)。分块模板接口采用L80×80×8mm钢板式法兰连接。为安全方便施工,每节段水平桁架两道,上50cm、下50cm各一道;550cm×200cm模板设竖向桁架4道,250cm×200cm 模板设竖向桁架3道,在设计过程中为节省材料模板围带与桁架考虑共同受力;角模做成角隅结构。分层竖向桁架对齐并注意错开拉杆孔位。外模的规格及数量: 550×200cm平模 2块;250×200cm平模 2块;75×50×200cm角模 4块;

模板主要构件的计算:

面板的选用主要是根据以往的工程实际用6mm热扎钢板。竖向背楞间距及选用规格是依据《桥梁施工计算手册》进行荷载组合验算,横向围带及桁架的设计是根据围带和桁架变形协调来选材验算的,桁架的高度为60cm主要是考虑施工安全方便。为了减少拉杆数量在墩身6.5m方向每层设三道,4m方向每层两道尺寸如图2-6、2-7,横向围带和桁架联合结构的计算简图2-5为多跨连续梁。在计算围带和桁架变形协调受力时,围带和桁架的分配系数是按照惯性矩进行的,考虑桁架与围带之间为焊接,为安全起见在计算围带和桁架的分配系数时,未计算斜杆惯性矩的影响。

图2-5 计算简图

1、2-法兰L80×80×8; 3-竖肋[8; 4-围带[12; 5-面板; 6-斜撑角钢L63×63×6; 7-法兰板10×230×120; 8-边桁架L63×63×6; 9-边桁架 L63×63×6; 10-横连角钢L63×63×6;11-操作平台A3;

图2-6 550×200cm面模 (单位:cm)

图2-7 外模组装图

4.3内模及内井架

内井架与内模整体提升就位后,内、外模同步固定,考虑到内模作业空间小,且拆除时无落点存放,只能随着墩身的施工不断提升,受塔吊起重能力的限制,经精确计算各项荷载,制作时弱化其结构,与内井字架构成可拆分的整体结构。9#内模整体控制高度为6.6m,顶节和中间节为2m、底节高2.6m。底节段0.6m固定在终凝混凝土上如图2-8。内模钢板厚δ=4mm,避开拉杆位置设脱模机构,脱模后内模板与井架的联系以倒链受力为主,脱模机构为辅。

井字架采用型钢和角钢组合焊接,加斜撑形成矩形井架结构,底部设基座与墩身内部终凝混凝土预埋套筒,采用三角钢架牛腿的方式生根。井字架水平支撑层距2m 以便模板装拆,从整体迅速提升的角度出发,原则上内模和井字架总重量控制在8T以内,可对井字架进行适当的弱化设计。在内井字架上搭设方木,方木上铺木板,木板

上铺2mm钢板,形成内侧施工平台,进行钢筋、混凝土、模板作业。

复利用,每根拉杆均加PVC外套,拉杆采用φ20圆钢。井字架上设脱模机构,脱模机构为正反丝结构形式,方便拆装,有效缩短工序循环时间(模板拉杆布置见图2-11)。每一节段纵向定型模、角模及层间均在桁架上用螺栓联接成一个整体。生根节2m内、外模分别用套筒与主桥墩身钢筋连接,以消除外模翻升时的不安全隐患。

外工作平台:在外部桁架上附着比较灵巧的人行平台,宽度60cm,以能行走和进行简单操作为原则,同时起到安全防护的作用。在顶面沿周边设立防护栏杆,栏杆外侧至模板底部设封闭安全网。施工平台上面铺设5cm厚木板或2mm厚钢板网,供操作人员作业、行走,存放小型机具,整修外模板。

内工作平台:负责钢筋接长、绑孔,临时存放小型机具和周转性材料,混凝土施工。由于9#墩每个循环井字架生根考虑0.5m高,未拆除内模板高度6.6m,下一循环钢筋绑扎和模板架立需不小于3.4m的工作平台,井字架的高度不小于10.5m,否则无法进行钢筋制安、架立模板和混凝土灌注等工序。

4.6模板的翻升作业

9#主墩每次混凝土灌注6m高为一个作业循环,外模为翻模,内模与内井架整体提升。外模分A、B、C、D四节大块组合模板,节高2m。施工时根据基顶中心放出立模边线,立模边线外用砂浆找平,找平层用水平尺分段抄平,待砂浆硬化后先立A 节,由下至上依次为A、B、C、D节段模板(如图2-12)。当第D节段混凝土强度达到3Mpa,A段混凝土强度达到10Mpa时,拆除A节段模板,此时荷载由已硬化的墩身混凝土传至基顶。利用塔式起重机、人工辅助将A节段模板翻升至D节上面,依次循环形成拆模,翻升,组拼,钢筋长接绑扎,提升内模与井架,泵送管道接长,灌注混凝土,养生和墩身十字线测量定位、标高测量的不间断作业,直至达到设计高度。翻模施工见图2-13,模板由下至上排列为第一循环ABCD、第二循环DABC、第三循环CDAB、第四循环BCDA。

图2-13 翻模施工

4.7辅助设备

主要辅助设备有:电梯与塔吊。主桥四个墩各设一部塔式吊机,一部施工电梯。塔吊设在主桥墩身左右幅之间,并尽量避开结构物的重要部位,减小施工干扰,墩身施工时,每22m预埋金属杆件,用于塔吊附着杆与墩身连接。塔吊用于内模内井架

2506502400250650250墩身

250

100单位:cm

电梯

的整体提升,材料、小型机具、模板、钢筋等的垂直运输,由于内模和井架的总重9T ,因此选用5023型塔吊,在17m 作业半径均能起吊10T 。施工电梯设在桥墩一侧便于悬灌时施工人员直接到达桥面。塔吊基础与承台施工同步进行(平面位置见图2-14)。

(9#承台墩身平面示意图)

图2-14 墩身结构尺寸及塔吊布置图 (单位:cm)

5超高薄壁空心墩垂直度及施工裂缝控制

5.1超高薄壁空心墩垂直度控制

5.1.1垂直度控制

薄壁空心高墩施工中,由于垂直度对于结构在最大双悬臂状态下的稳定性具有至关重要的意义,因此,必须对此进行控制,防止结构出现失稳。在已施工的承台上,利用全站仪定位,保证墩柱初始定位准确,然后绑扎钢筋、立模,进行混凝土的浇筑。在模板翻升定位的施工中,采用激光铅锤仪对模板的垂直定位进行校核、检测,随时对模板产生的偏位进行纠正,确保墩身的垂直度和中线偏差不积累,定期对主墩中心位置进行复核,确保轴线不偏位。

5.1.2主墩墩顶日照温差效应位移

置于自然环境中的混凝土结构,长期受到自然界气温的变化和日照辐射等强烈作用。由于混凝土结构物的热传导性能差,其周围环境气温以及日照辐射作用将使结构表面温度迅速上升或降低,但结构的内部温度仍处于原来状态,于是在混凝土结构中

形成较大的温度梯度,使混凝土结构的各部分处于不同温度状态。通常在日照作用下,薄壁空心柔性高墩的向阳壁板的表面温度因太阳辐射而显著升高,而背阳面壁板只是随着气温缓慢升高,待向阳面壁板表面温度达到最高温度时,由于混凝土热传导性能很差,使得薄壁空心柔性高墩内表面温度比向阳面壁板低得多,而与墩内气温相接近。此时会产生很大的温度变形。

由于项目地处西部地区,太阳辐射强烈,日照温差致使混凝土箱形柔性高墩发生弯曲变形,使墩顶发生较大位移,138m的高墩位移甚至可达到3cm±。根据计算,温度变化对超高墩混凝土结构的受力与变形影响很大,并随温度的改变而改变。在不同时刻对结构状态进行量测,其结果是不一样的,如果在施工控制中忽略了该项因素,就必然难以得到结构的真实状态数据(与控制理想状态比较),从而也难以保证控制的有效性。因此,在墩身的垂直度施工控制中必须考虑日照温差对墩顶的位移影响。

由于墩身受日照温差的影响,墩顶产生位移对模板的垂直度检测结果势必产生干扰,而墩身的垂直度控制非常严格,规范要求:垂直度允许偏差不大于20mm,轴线偏位为10mm。而且,主梁与主墩属于刚接的结构形式,主梁底宽与墩柱横桥向同宽,因此,若不对墩身的垂直度检测结果进行日照温差的修正,一方面墩柱的垂直度和轴线偏位将超出规范允许的范围,另一方面,将对主梁的线型控制精度产生影响;偏位不断累加,势必对结构在最大双悬臂状态下的稳定性产生严重威胁。

根据现场的实际墩顶位移观测和薄壁空心高墩内外温差量测结果表明,一般在早8点前,薄壁空心高墩的内外温差较小,且墩柱越高温差越大其偏移量也越大。因而此时刻墩顶位移受日照温差的影响较小,可不考虑该时刻的墩顶日照温差的影响,此时可以采用激光铅锤仪进行检测,并用其观测结果直接校正模板。因此,在施工中,我们根据施工的实际需要,选择合适的时间段进行观测。一般可选择在早8点前进行模板的定位检测。实际施工中,由于工期较为紧张,可按既有的施工观测经验或程序计算的结果,考虑此时刻日照温差的影响及墩柱施工的实际高度对墩顶的位移影响值,先行进行模板的初步定位,并进行钢筋的绑扎等施工,在合适的时间段再对模板的定位进行仔细的检查,对偏位进行修正。根据我们现场的实际施工经验,采取上述方法进行模板校正,经过与在合适时间段检测结果对比,一般均能满足施工需要,只需对模板进行微调即可满足规范和结构稳定性的需要。采用该施工方法,既保证了垂直度的要求,也满足了实际施工工期的需要。

5.2超高薄壁空心墩混凝土表面裂缝控制

由上述分析可知,混凝土薄壁空心柔性高墩在温差的作用下,薄壁空心柔性高墩内表面温度比向阳面壁板低得多,而与墩内气温相接近。此时会产生很大的温度变形。由此产生的温度变形当被结构的内外约束阻碍时会产生相当大的温差应力。

根据连续晴好及连续阴雨天气的数组观测数据进行分析可知,混凝土空心墩内外壁的最大温度差在20℃±。根据程序计算可知,6月份最大温差应力为1.961MPa,10月份最大温差应力为 2.134MPa,都接近C40混凝土强度的轴心抗拉标准值2.60MPa。这种温差应力与其它荷载的组合有可能使混凝土开裂。尤其在墩身的施工过程中,混凝土结构未达到设计强度之前由于日照温差的影响完全可能致使结构开裂,因此,高墩的混凝土养护必须考虑空心墩内外壁温差对结构的影响,并尽可能将此种温差控制在该时刻结构允许的范围内,避免结构的开裂。

实际施工中,我们在主墩表面布置钢筋φ6钢筋网片作为防裂钢筋网,减轻混凝土的收缩程度,提高混凝土极限拉伸值,加强墩身的抗裂性能。另一方面,为尽可能的降低墩身内外温差应力的影响,最根本的措施是在混凝土浇筑前,对主墩的内外模板进行浇水降温,并对新旧混凝土结合面进行浇水,一方面可以降低温差,另一方面可以加强墩身新老混凝土的结合性能。根据现场实际观测,一般日照温差影响较大的时间段为每天的早8点后至晚9点前后,在该时间段时,必须加强未到强度的墩身混凝土的养护,尤其要注意刚浇筑完成已经初凝尚未终凝的混凝土的养护,防止结构在此时开裂,对结构的耐久性产生影响。

6结论

在本项目的实施过程中,充分考虑了项目的实际地理地形位置,对薄壁空心柔性高墩施工的难度作了充分的分析,综合考虑上部结构的施工特点,主墩采用了外翻内爬模板施工技术;并对日照温差对混凝土薄壁空心柔性高墩的影响进行了分析计算,并在实际施工控制中予以采用,取得了较好的效果。

⑴施工中结合各方面因素综合研究后确定采用的百米薄壁空心高墩外翻内爬模施工技术,在葫芦河特大桥的施工实践中得到了很好的应用,取得了较好的施工效果。

①主墩模板采用外翻内爬的整体设计思路。外模分四节,内模与内井架组装成一整体。施工时,外模从底节往上依次翻升,内模与内井架利用塔吊整体同步提升。一个循环浇筑混凝土6m,预计正常3天一个循环,每墩日进尺可达2m,做到快速流水作业,施工效率明显提高,从工艺上实现了整个墩身零施工缝;

②外模采用大面板,桁架结构。使用大面板可保证墩身混凝土的外观质量,桁架

结构可增加模板自身的刚度,增加模板使用的寿命。同时减少吊装次数提高工效,有桁架结构使高墩施工不安全因素降为最小;

③外翻内爬方案与传统的滑模施工比较,可大大减少钢管的用量,不用千斤顶油泵等小型设备,对于高墩悬灌桥塔吊是必不可少的,因此外翻内爬方案可明显提高塔吊利用率;减少了滑模或一般爬模施工中的液压提升系统投入;

④在高墩施工过程中,采用外翻内爬模板施工,在模板安装好后,只与下层已固节的墩身模板接触,施工荷载对其不发生影响,有效的提高了立模精度,这对控制138m高墩墩身混凝土质量以及墩身的垂直偏位起到了关键性的作用。同时在墩身的垂直度控制中,每循环施工均可以进行校核、控制,发现问题,随时可进行纠偏。为保证墩身混凝土强度,可以适时拆模,对拆模后的混凝土及时进行养护,控制墩柱内外温差的影响,防止表面产生裂缝,从根本上确保了墩身的表观及内部质量。

⑵对混凝土薄壁空心高墩日照温差效应进行了较为仔细的现场观测和研究,通过观测和研究表明,由于混凝土本身的热物理特性(导热系数小),这种较差的导热性能,在太阳辐射和大气温度的升高过程中必然导致其内部温度变化的明显滞后,形成非线性分布的温度状态。并且,这种滞后性在混凝土箱形空心墩的高度方向温度差异性不明显。而在墩壁板厚度方向表现显著,混凝土箱形空心墩的内外壁温度差最大值出现的时间并不一定发生在酷热的夏天,冬季也同样可能发生,并且有明显的区域性差异。在晚9点至早8点的时间段内,内外温差均衡,日照温差效应影响很小,其余时间段内温差较大,日照温差作用明显,墩顶位移较大,墩壁受较大的温差拉应力,结构在此时易开裂;日照温差效应研究为高墩垂直度施工控制、墩柱防裂施工控制明确了方向。

应用上述施工技术,优质、高效、快速、安全地完成了百米薄壁空心高墩的施工任务,墩身混凝土外美内实,垂直度控制精准,表面无施工裂缝,取得了很好的社会效益和经济效益,可在同类工程施工中大力推广应用。

大跨径预应力混凝土连续刚构桥

大跨径预应力混凝土连续刚构桥 的现状和发展趋势 周军生楼庄鸿 摘要:阐述了连续刚构桥是大跨径梁桥发展的必然趋势,以及要解决的防止过大温度应力及防止船撞的措施;收集和分析了国内外大跨径连续刚构桥的数据和资料,论述了上部构造轻型化和取消落地支架合拢边跨等趋势。 关键词:连续刚构;双壁墩身;上部构造轻型化 分类号:U448.23文献标识码:A 文章编号:1001-7372(2000)01-0031-07 The status quo and developing trends of large-span prestressed concrete bridges with continuous rigid frame structure ZHOU Jun-sheng LOU Zhuang-hong (Beijing Jianda Road & Bridge Consulting Company, Beijing 100101, China) Abstract:Adopting the structure of continuous rigid frame in construction of large-span beam bridge is an inevitable developing trend. The measures for decreasing temperature stress and protecting piers from vessel impacting are described. The data from some of domestic and overseas large-span beam bridges with continuous rigid frame structure are given and analyzed. The superstruture-lightening and non-drop-construction for closing-up of side span are discussed in the paper. Key words:continuous rigid fram; pier with double wall; superstructure-lightening 1 大跨径混凝土梁式桥的发展趋势 随着高速交通的迅速发展,要求行车平顺舒适,多伸缩缝的T型刚构也不能很好满足要求,因此连续梁得到了迅速的发展。悬臂施工时,梁墩临时固结,合拢后梁墩处改设支座,转换体系而成连续梁。连续梁除两端外其他无伸缩缝,有利于行车,但需梁墩临时固结和转换体系;同时需设大吨位盆式支座,费用高,养护工作量大。于是连续刚构应运而生,近年来得到较快的发展。其结构特点是梁体连续、梁墩固结,既保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的优点,又保持了T型刚构不设支座、不需转换体系的优点,方便施工,且有很大的顺桥向抗弯刚度和横向抗扭刚度,能满足特大跨径桥梁的受力要求。国内外一些大跨径的连续刚

高墩大跨超长联连续刚构桥设计

第33卷,第4期2008年8月 公路工程 H ighway Engi n eering V o.l 33,N o .4Aug.,2008 [收稿日期]2008)05)10 [作者简介]曾照亮(1971)),男,湖北钟祥人,硕士,高级工程师,主要从事公路与桥梁研究设计工作。 高墩大跨超长联连续刚构桥设计 曾照亮,王 勇,张安国 (中交第二公路勘察设计研究院有限公司,湖北武汉 430056) [摘 要]以贵州镇(宁)胜(境关)高速公路虎跳河特大桥主桥设计为背景,重点介绍高墩大跨超长联连续刚构的设计特点,如设计时考虑主墩截面特殊设计、合拢时顶推方法解决主梁位移较大及其产生的边主墩较大内力等问题。 [关键词]镇胜高速;虎跳河;高墩;大跨;超长联;连续刚构[中图分类号]U 442.5 [文献标识码]B [文章编号]1002)1205(2008)04)0103)02 Design of Conti nuous R igid Fra m e Bri dge wit h H igh pier , Long Span and Overlong Unit ZENG Zhaoliang ,WANG Yong ,ZHANG Anguo (Cccc Second H i g hw ay Consu ltan ts C o .Ltd ,W uhan ,H ube i 430056,China) [K ey words]zhensheng h i g hw ay ;huti a o river ;high pier ;l o ng span;overl o ng continuous un i;t continuous rig i d fra m e bridge 目前连续刚构以其跨越能力大、经济性较好等优势广泛运用于公路、城市桥梁,特别是高速公路进入山区后更是成为了跨越沟谷最常见的大跨度桥梁,以下结合虎跳河特大桥主桥的设计讨论联长较长的刚构桥设计。 1 概述 虎跳河特大桥为适应河流及地形特点,主桥桥 跨布置为120m +4@225m +120m 六跨一联的预应力混凝土连续刚构桥(见图1),长1140m ,为目前国内最长联的连续刚构桥。主墩均为薄壁墩,高度较高的6、7号桥墩(高度分别为106、150m )下部分采用整体(双幅)箱形断面。镇宁、胜境关两岸各设一交界墩,镇宁岸引桥为5@50m 先简支后连续的预应力T 梁,胜境关岸为5@50+6@50m 先简支后连续的预应力T 梁。全桥总长1957.74m 。 图1 虎跳河特大桥主桥布置图(单位:c m ) 连续刚构除两端外无其他伸缩缝,有利于行车。但是对于较长的连续刚构,由于主梁混凝土收缩徐 变及体系温差产生的主梁位移较大,从而引起边主墩位移过大,因此要设计较长的连续刚构必须解决主梁位移较大及其产生的边主墩较大内力问题。 2 设计特点 2.1 适当减小边、中跨比 主桥半幅桥宽采用单箱单室,C 50混凝土,三向预应力,箱底宽 6.7m,翼板悬臂2.65m ,全宽

大跨度连续刚构桥线型控制qc

大跨度连续刚构桥线型控制 重庆鱼洞长江大桥 发表人:侯圣慧 中国铁建二十三局集团第六工程有限公司重庆鱼洞长江大桥二期项目经理部 2010年12月16日

目录 一、工程概况 (1) 二、小组概况 (1) 三、选题理由 (2) 四、现状调查 (2) 五、设定目标 (3) 六、原因分析 (4) 七、要因分析 (4) 八、制定对策 (5) 九、对策实施 (8) 十、效果检验 (11) 十一、巩固措施 (14) 十二、总结和今后打算 (15)

大跨度连续刚构桥线型控制 一、工程概况 重庆渔洞长江大桥正桥工程,起于大渡口区建胜水厂西侧,跨越长江后上穿巴南区滨江路,止于渔洞绢纺厂东侧,起讫里程K23+384.12~K24+925.72,全长1541.6m。桥跨布置为12×40连续箱梁(北岸引桥)+145.32+2×260+145.32(主桥连续刚构)+6×40连续箱梁(南岸引桥)。在0号桥台及6、12、16、22号桥墩和上游幅桥20号墩接南桥立交匝道处设置伸缩缝。全桥共分四联,即0号桥台至6号墩为第一联,6号墩至12号墩为第二联,12号墩至16号墩为第三联,16号墩至22号墩为第四联。全桥共设一个桥台,即0号桥台,采用重力式U型桥台,22号墩为交界墩。桥面总宽41.6m,单幅宽20.3m,箱宽12.9m,最大悬臂4.8m 根部梁高15.1m,跨中梁高4.6m,箱梁高均以外腹板外侧边缘为准,箱梁高度从合拢段中心到悬臂端根部按1.8次抛物线变化。 本桥主跨跨径达260m,合拢(刚成桥)时的线形与服务一定年限(一般为混凝土收缩、徐变终止的年限)后的线形差异明显,实现最终设计目标的难度大,对线形控制的要求高。二、小组概况 本小组成立于2010年10月1日,针对连续刚构桥线型展开活动。

浅析高墩大跨连续刚构桥施工技术

浅析高墩大跨连续刚构桥施工技术 发表时间:2018-08-23T13:41:08.753Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第10期作者:黄镇平 [导读] 预应力混凝土连续连续刚构桥是近几十年来新兴起的一种桥梁型式。 广东省南粤交通投资建设有限公司广东广州 510000 摘要:预应力混凝土连续刚构桥具有经济美观、跨越能力强、施工简便快捷的优势,在大跨度桥梁中具有广泛的应用。本文以广东省龙怀高速大埠河大桥预应力混凝土高墩大跨连续刚构桥为工程实例,浅析了高墩大跨连续刚构桥主墩和主梁的施工技术。 关键词:桥梁工程;高墩大跨;连续刚构桥;施工技术 引言 预应力混凝土连续连续刚构桥是近几十年来新兴起的一种桥梁型式,其具有经济美观、跨越能力强、施工简便快捷等优点[1],使之成为预应力混凝土大跨度梁式桥的主要桥型之一。 我国于上世纪80年代引进预应力混凝土连续刚构桥型,在高墩修建过程中,随着翻模施工、滑模施工等施工技术的发展,使得高墩尤其是超高墩的修建成为可能。随着我国“西部大开发”、“一带一路”以及“亚洲基础设施投资银行”等国家重大战略的相继实施,新一轮的交通基础设施建设热潮已经开始,高墩大跨连续刚构桥也迎来新的建设高峰。 1 工程概况 大埠河大桥位于汕头至昆明高速公路龙川至怀集段上,地处广东省连平县元善镇境内。大桥主桥为跨径82+150+82m的连续刚构桥,桥梁总体布置图如图1所示,主桥采用预应力混凝土箱梁形式,上下行分幅布置,箱梁顶板宽12.5m、底板宽6.2m。 图1大埠河大桥桥型布置图(单位:cm) 该桥设置三向预应力钢束,纵向预应力钢束:顶板束为15-25的高强预应力钢绞线、腹板束为腹板束为15-22、中跨合拢束为15-22高强预应力钢绞线、边跨束为15-17高强预应力钢绞线;横向预应力钢束:箱梁桥面板横向预应力采用15-2高强预应力钢绞线,纵向布置间距1.0m,单端交错整体张拉,管道成孔采用扁形塑料波纹管,固定端采用P 型锚具。竖向预应力钢束:采用15-3高强预应力钢绞线。横断面每道腹板内布2根,锚垫板下设置螺旋筋,管道成孔采用内径50mm的塑料波纹管。 主墩采用箱型墩,平面尺寸为5.0×6.2m(横桥向×顺桥向),壁厚1m,墩底8m、墩顶3m范围内为实心墩,1/2 墩高位置,设置1m高隔板。墩高67.35m至71.98m不等。 2 主梁施工技术 连续刚构桥主梁的施工主要有以下几种方法:悬臂施工法、支架现浇法、顶推法、缆索吊装法、旋转施工法、大型浮吊法及移动模架法等[2]。高墩大跨连续刚构桥由于其主墩较高,地形条件复杂,施工环境较差,采用对场地要求比较小的悬臂施工法进行施工。 悬臂浇筑法又称为无支架平衡伸臂法或挂篮法,它是以已经完成的墩顶节段(0#块)为起点,通过挂篮的前移对称的向两侧跨中逐段浇筑混凝土,并施加预应力的悬出循环作业法,我国已经建成的多数大跨混凝土桥梁大多采用此种方法。主要程序为移动挂篮位置、绑扎钢筋及预应力管道、浇筑混凝土、张拉预应力、移动挂篮,循环依次进行,直到达到最大悬臂块段,悬臂浇筑流程图如下图2所示。 图2悬臂浇筑施工工艺流程 3 主墩施工技术 3.1 主要施工技术概述 高墩大跨连续刚构桥主墩通常采用双薄壁墩、单薄壁空心墩及上部为双薄壁、下部为单薄壁空心墩的组合式桥墩形式[3-4],一般采用滑模、爬模、翻模三种方式进行施工[5]。 3.1.1 翻模施工 翻模施工墩身模板采用组合型大型钢模板,每个墩柱使用3套钢模板,每套模板高度为2.5m,一次翻模浇筑高度为4.5m。当浇注完混凝土达到拆模强度时后,拆除底下两层模板,上层一节模板不动,作为下一节墩柱模板的持力点,拆除的模板用钢丝绳或手拉葫芦直接吊在上层模板上,清除掉板面上的混凝土、涂刷脱模剂。当钢筋绑扎完毕后,用塔吊将模板安放到位,进入下道工序,以上是翻模施工的一

高墩大跨径连续刚构桥

特高墩大跨径连续刚构桥 施工监控软件操作手册 特高墩大跨径连续刚构桥研究课题组 2004年5月

施工监控使用说明 一、监控内容和方法 施工监控包括挠度监控和应力监控两部分。 1、挠度监控利用现场测量数据识别系统状态,提前预报 悬浇过程中的变形,通过调整立模高度,克 服或减少施工中不确定因素影响,使成桥达 到设计形态。 2、应力监控通过大梁根部埋设的应力传感器监测根部应 力,判断根部索力,避免卡索、断索或张拉力 不均,保证每根(对)索预应力都达到设计状 态。 二、程序安装 开始——设置——控制面板——安装/删除程序——安装 具体按照提示逐步完成。 三、数据结构 程序中使用的数据集中存放在Bridge 子目录中。名称编 排如下:

每个梁系(桥墩)有五个文件。记录结构、计划、仪表、测量和预报数据。前四个要预先输入,预报数据自动建立。分述如下。 1、结构(受力)数据(Construct.txt )文件由五个表组成。各 表项的含义见以下图表: a、桥墩数据表 b、桥梁数据表

c、一类顶板索 d、二类顶板索 说明:无某类索时,其Frop=0。Soktpst.txt 表中( x,y) 也取零。 e、腹板索

附图: 2、索孔与传感器位置(soktpst.txt)

3、施工计划表(workproj.txt) 间。即ts

高墩大跨连续刚构桥线形控制实用方法

王艳:高墩大跨连续刚构桥线形控制实用方法 高墩大跨连续刚构桥线形控制实用方法 王艳 (甘肃省交通规划勘察设计院有限责任公司,兰州730030) 【摘要】桥梁施工控制是确保桥梁施工宏观质量的关键。衡量一座桥梁的施工宏观质量标准就是其成桥状态的线形以及受力情况符合设计要求。本文提出了基于桥梁博士作为结构分析软件的实用标高计算公式,总结出影响结构变形的主要因素并作适当误差分析,对高墩大跨连续刚构桥的施工监控具有一定的指导作用。 【关键词】高墩大跨连续刚构桥;控制;标高;误差调整 【中图分类号】TU375【文献标识码】B【文章编号】1001-6864(2012)11-0079-03 随着交通事业发展的需要,大量的公路需要建 设,这其中必然产生大量的大跨度桥梁。大跨度桥梁 作为一个系统工程,不仅设计的难度大,受各种因素 的影响,施工期间的风险也是不可预见的,很难实现 结构的实际状态与结构理想状态一致,甚至会出现难 以接受的事故,给社会造成经济和人员损失。为了确 保桥梁施工期间结构的状态与理想状态的误差在可 控范围内,避免不可预见的悲剧发生,需对桥梁施工 阶段的变形、应力进行监控并适时调整可能出现的误 差,以实现桥梁的顺利竣工。 1线形控制 大跨径连续刚构桥悬臂浇筑施工中挠度控制至 关重要,而施工挠度受梁体自重、预应力、混凝土徐 变、施工荷载、温度等诸多因素影响,精确计算施工挠 度是非常困难的。目前梁桥结构分析计算通常采用 平面杆系程序(如桥梁博士),该类分析软件用于连续 梁、连续刚构桥整体计算无疑是一种简单而有效的方 法。以桥梁博士作为结构分析软件对连续刚构桥的 施工过程进行模拟,各梁段立模高程主要按下式确定: H 1=H +f 1 +f 2 +f 3 +f 4 +f 5 -f 6 +T(q)(1) 式中,H 1为待浇箱梁段前端顶面立模标高;H 为 待浇箱梁段前端顶面设计标高;f 1 为考虑经历10年收 缩徐变,由永久作用,可变作用产生的累计效应值;f 2 为桥墩变形的修正值;f 3 为挂篮弹性变形对该施工段 的影响值;f 4为节段自重产生的挠度影响值;f 5 为附加 预拱度(由经验确定);f 6 为节段预应力影响值;T(q)为前一节段标高误差调整值;T为误差调整函数。 箱梁阶段施工需进行立模、混凝土浇筑前后、钢筋张拉前后的标高测量,测量应选择在一天之中温度比较稳定的时刻进行,以日出前为宜。各阶段的标高计算应根据立模标高进行推算,张拉后的目标标高可以用下式进行计算: H=H 1-f 2 -f 3 -f 4 +f 6 -T(q)(2) 式中,H为节段张拉后前端顶面标高目标值(没考 虑节段混凝土收缩徐变短期效应及温度变化影响)。 在施工过程中,采用高程跟踪测量管理,应用高 程逼近法来控制各段的标高,并结合设计部门提供的 理论数据及以往修建大桥积累的经验,比较恰当地控 制最后合拢时两侧梁体相对高差及成桥后的标高。为 了最大限度的减小合龙高差和使成桥后的标高与理 想线形逼近,就必须对引起标高误差的因素进行分析。 2误差分析 误差被认为是实测变形与理论变形的差值,受理 论计算、施工技术、温度及混凝土物理力学性能参数 等因素的影响,确定误差大小及其产生原因是施工监 控的难点,下面将影响结构变形的一些主要误差、误 差的严重程度以及解决方法分析如下。 (1)理论计算误差。仿真分析是施工监控的必 备手段,通过施工阶段的正装、倒装分析能够获得各 种工况下的理想状态。施工挠度的计算与荷载P、结构 刚度EI直接相关,如何考虑混凝土的物理力学性能参 数、长索预应力效应、及温度场的模拟问题等均会使 计算产生误差,同时还应考虑环境等外部因素的影响。 通过合理选取仿真模型物理、几何、环境参数可 使理论计算误差减小到能接受的范围,并适时根据施 工条件变化进行参数修正,并把参数的影响结果作为 修正值对结构下一阶段的状态进行调整。 (2)施工误差。受施工技术、管理水平的限制, 施工过程中结构变形会产生偏离理论变形的误差,导 致误差的原因包括结构尺寸偏差、临时荷载影响、挂 篮及模板定位及变形误差、预应力钢束张拉等方面。 结构尺寸偏差直接影响结构的刚度和自重,进而 影响结构的变形;临时荷载包括施工垃圾、临时设备、 材料等,因在结构上作用的时间较短,会对结构某一 个或几个阶段的结构变形产生影响,可将其影响的结 果算出,作为修正值在现场对结构的状态进行调整。 对于宽桥时,挂蓝的横向变形可能引起较大的误 97

山区高墩连续刚构桥梁设计分析

工 程 技 术 在我国公路、铁路交通建设中,山区V 型U型峡谷的跨越是关系到路线设计以及行车安全的关键。针对我国现代公路铁路建设发展的需求,山区大跨度、高墩连续刚构桥梁近年来得到了广泛的应用。利用高墩连续刚构桥梁的技术特点有效解决山区峡谷跨越面临的技术问题,为促进我国公路铁路建设发展奠定了基础。在现代公路铁路建设快速发展的今天,山区桥高墩连续刚构桥梁结构应用能够为山区交通基础建设提供技术支持,促进交通基础建设中科学的应对山区地形条件。 1 高墩连续刚构桥梁技术概述 高墩连续梁刚构桥梁技术是现代桥梁技术综合应用的典型技术。利用高墩技术提高桥梁基础的稳定,利用连续梁技术的变形和内力小特点提高工程结构的受力结构的科学性、提高连续梁的稳定性。在现代桥梁设计与建设中,高墩连续刚构桥梁技术有着广泛的应用。利用高墩连续刚构桥梁技术特点以及其使用寿命长、受力结构稳定等特点促进我国基础交通建设的发展。在现代山区公路、铁路的建设过程中,高墩连续梁刚构桥结构式跨越山涧、峡谷的主要结构,其在我国路桥建设中有着广泛的应用。笔者从自身的实际工作经验出发,结合一部分桥梁的实际案例对山区高墩连续刚构桥梁的设计进行了简要论述。 2 山区高墩连续刚构桥梁设计分析 2.1针对山区高墩连续刚构桥梁设计需求,强化地质勘探与地形勘测的分析 由于山区地形、地质情况复杂,因此在进行山区高墩连续刚构桥梁设计前需要对地质勘探以及地形勘测报告进行细致的分析与探讨。通过详细的分析与探讨使设计人员能够了解山区高墩连续刚构桥梁的实际情况,同时为后期针对地质情况、地形条件进行设计奠定基础。 2.2了解气候条件,针对气候条件进行桥梁设计 了解山区高墩连续刚构桥梁所在地的气候条件能够为设计人员风荷载计算、使用寿命与使用安全性相关计算工作奠定基础。另外,通过山区气候条件的分析还能够了解山区气候条件对高墩连续刚构桥梁的影响,为科学的设计桥梁寿命与荷载奠定基础。2.3以桥梁设计基本原则与规范为基础进 行山区高墩连续刚构桥梁的设计 在山区高墩连续刚构桥梁设计中,要 以桥梁设计的基本原则与规范作为基础, 以此实现桥梁设备使用需求、实现经济安 全和美观的目的。山区高墩连续刚构桥梁 的设计过程中首先要对设计要求以及桥梁 的需求进行论证。以论证结果以及设计要 求作为基础开展荷载等计算工作。在此基 础上依照桥梁设计的基本原则进行山区高 墩连续刚构桥梁的设计,并在此技术上实 现桥梁承载力、使用寿命等要求。针对现代 路桥建设的需求,设计过程中应以设计的 基本原则作为基础,综合考虑桥梁技术性、 经济性以及后期使用维护便捷性以及成本 等问题。针对山区桥梁建设的特点,现代桥 梁设计过程中必须从桥梁设计的基本原则 入手,根据设计规范的要求进行高墩连续 刚构桥梁的设计工作。以基本原则以及规 范的遵守确保山区高墩连续刚构桥梁设计 能够满足设计、施工要求,满足信贷路桥建 设的需求。 2.4山区高墩连续刚构桥梁设计的注意事 项 连续刚构桥梁虽然应用时间较长、已不 是新兴桥梁结构型式,但在温州地区乃至全 国范围内仍属复杂的桥梁结构形式之一,其 设计和施工仍存在许多不确定因素,特别是 桥墩高度在40m以上的高敦连续刚构桥梁, 在设计和施工过程中许多方面仍值得关注 和研究。这在很大程度上影响了山区高墩连 续刚构桥梁结构的应用以及相关质量工作 的开展。针对这样的情况,山区高墩连续刚 构桥梁的设计过程中应从高墩连续刚构桥 梁的结构特点入手,针对实际情况进行设计 与计算。针对山区气候特点,山区高墩连续 刚构桥梁的设计中需要对其结构使用性能、 工程建设情况等进行分析。设计人员应根据 高墩连续刚构桥梁易受环境侵蚀、车辆荷载 以及人为因素等作用造成的性能退化进行 承载力以及荷载计算。按照设计使用寿命进 行相关结构设计以此保障桥梁的使用安全。 2.5实例分析与探讨 外呈山大桥工程设计荷载为公路-Ⅱ 级。主桥上部结构为46+80+46m预应力砼 连续刚构箱梁结构。单箱单室结构。刚构墩 顶处梁高4.8m,跨中梁高2.3m。引桥上部 结构为单孔简支的25m装配式预应力砼组 合小箱梁。下部结构主桥主墩采用空心薄 壁墩,挖孔灌注桩基础,边墩采用桩柱式桥 墩,挖孔灌注桩基础。引桥桥台均为重力式 U台,扩大基础。从该桥基础结构的设计中 可以看出,本桥设计过程中充分考虑了大 桥设计与使用需求、考虑了环境以及地形 的影响。运用将现代桥梁设计技巧以及不 同的结构形式满足桥梁建设与使用的需 求。为了实现桥梁风荷载、使用寿命、结构 强度的需求,该桥桥墩内沿竖向每隔15米 间距设置一道横隔板。通风孔设在每个分 箱室的中间,泄水孔直径8cm,设在墩低最 低处。通过设计的注意事项以及设计方式 的运用有效的保障了桥墩主体结构的稳定 性、同时充分考虑山区降水量大、时间短等 特点。以针对实际情况的设计保障了桥体 的安全、保障了桥体结构的使用寿命。 3 预应力箱梁结构的设计探讨 预应力箱梁结构具有高强度、高刚度 的优势在山区桥梁设计中有着重要的应 用。在山区高墩连续刚构桥梁设计中,应针 对预应力箱梁结构的特点进行设计。针对 预应力箱梁设计与应用的特点,设计过程 中需要注重箱梁结构与高墩结构的适应 性,注重箱梁结构耐久性与安全性。根据山 区气候条件进行箱梁结构受风荷载以及超 载等因素的影响,同时注重使用过程中使 用年限对箱梁结构的影响。针对山区桥梁 建设的实际情况进行预应力箱梁结构设 计,以此保障桥梁使用安全。 4 结论 综上所述,现代公路交通以及铁路发 展过程中山区桥梁建设关系到我国交通运 输行业的发展、关系到经济的发展。在现代 交通基础建设中,应针对山区地形特点选 用合理的结构以满足建设设计需求。以桥 梁设计基本原则以及规范作为指导进行山 区高墩连续刚构桥梁设计,通过科学的设 计保障设计质量、满足桥梁建设与使用需 求,保障桥梁的使用安全。 参考文献 [1]周长军.预应力箱梁结构设计探析.路 桥设计信息,2010(5). [2]刘宏宇.山区桥梁设计注意事项.桥梁 设计资讯,2010(2). [3]王绍江.高墩连续刚构桥梁结构特点与 设计要点.公路设计与施工,2010(12). 山区高墩连续刚构桥梁设计分析 张继明 (温州市交通规划设计研究院浙江温州325000) 摘要:在我国经济快速发展的今天,公路与铁路的建设成为了影响经济发展的关键。山区公路桥梁建设以及铁路桥梁建设是现代公路交通与铁路建设的关键。针对山区地形特点科学运用桥梁设计方法能够有效减少路线距离、提高行车速度。本文就山区高墩连续刚构桥梁的设计进行了简要的论述与分析。 关键词:山区高墩连续刚构桥梁设计 中图分类号:U448文献标识码:A文章编号:1674-098X(2012)01(a)-0098-01 98科技创新导报Science and Technology Innovation Herald

大跨度连续刚构桥的研究和发展

大跨度连续刚构桥的研究和发展 (所属杂志:此文章来自原稿)发布时间:2008-07-16 已阅读:1290 张伟,胡守增,韩红春,张勇 (西南交通大学土木工程学院桥梁系,四川成都610031) 摘要:介绍大跨度连续刚构桥的桥型特点,分析了连续刚构桥的结构受力特点,以及应用和发展现状,并以武汉军山长江公路大桥为例对其进行探讨;同时介绍了对连续刚构桥设计,施工控制等方面的创新方面的内容。 关键词:大跨径;连续刚构桥;桥型特点;受力特点 中图分类号:U448.23 文献标识码:A 就当代技术水平而言,大跨度、特大跨度桥梁无论是在设计理论、施工方法、建桥材料等方面都存在自身固有的特点和困难,这些问题解决的合理程度,不仅直接影响着大跨度桥梁的发展,制约着大跨度桥梁建设的经济效益,而且影响着交通事业的发展以及人类征服自然的历史进程。 在大跨径桥型方案比选中,连续梁桥型仍具有很强的竞争力。连续梁桥型在结构体系上通常可分为连续梁桥、连续刚构桥和刚构—连续组合梁桥。后者是前两者的结合,通常是在一联连续梁的中部一孔或数孔采用墩梁固结的刚构,边部数孔解除墩梁固结代之以设置支座的连续结构。 连续刚构是将连续梁的桥墩与梁部固结,以减小支座处的负弯矩和增

强结构的整体性。由于墩属小偏压构件,故与连续梁的桥墩相比配筋并不增加很多,而梁体受力则更为合理,因而在同等条件下连续刚构要比连续梁更为经济。此外,墩梁固结也在一定程度上克服了大吨位支座设计与制造的困难,也省去了连续梁施工过程中墩梁临时固结、合拢后再行调整的这一施工环节。 1连续刚构桥的结构受力特点、应用及现状 1.1 结构受力特点 连续刚构桥由于墩身与主梁形成刚架承受上部结构的荷载,一方面主梁受力合理,另一方面墩身在结构上充分发挥了潜能,因此该桥型在我国得到迅速的应用和发展:具有一个主孔的单孔跨径已达 270m,具有多个主孔的单孔跨径也达250m,最大联长达1060m。随着新材料的开发和应用、设计和施工技术的进步,具有一个主孔的单孔跨径有望突破300m的潜力。而对于多跨一联的连续刚构是不是也能在联长上有更大的发展呢?众所周知,墩身内力与其顺桥向抗推刚度和距主梁顺桥向水平位移变形零点的距离密切相关。抗推刚度小的薄壁式墩身能有效地降低其内力,但随着联长的加大,墩身距主梁顺桥向水平位移变形零点的距离亦将加大,在温度、混凝土收缩徐变等荷载的作用下,墩顶与主梁一道产生很大的顺桥向水平和转角位移,墩身剪力和弯矩将迅速增大,同时产生不可忽视的附加弯矩,致使刚构方案无法成立。在结构上将墩身与主梁的团结约束解除而代之以顺桥向水平和转角位移自由的支座,这样就变成刚构—连续组合梁的结构形式。于是边主墩墩身强度问题得以解决,且在一定条件下联长可相对延长。可见,刚构—连续组合梁是连续梁和连续刚构的组合,它兼顾了两者的优点而扬弃各自的缺点,在结构受力、使用功能和适应环境等方面均具

高墩大跨连续刚构桥施工技术研究报告之二

超高薄壁空心墩外翻内爬模施工技术 1前言 根据对典型高墩大跨连续刚构桥施工稳定性的研究指出,结构的稳定性计算表明,试验模型实测的失稳临界荷载总是大大低于理论的计算值,这是由于结构不可避免地存在一些几何偏差和缺陷,而几何缺陷对临界荷载的影响很大。本项目具有138m 高墩、主跨为160m为一典型的高墩大跨连续刚构,理论分析表明,“T”构在最大悬臂状态下(73m长)时,9#(138m墩高)和8#(130m墩高)墩的稳定特征值较小,稳定安全储备不大,如果高墩的墩身由于施工的原因而出现了偏斜、弯曲等几何缺陷,将会使结构的稳定性大大下降,甚至产生整体失稳的严重后果。在施工中只有严格控制墩身的垂直度,才能使结构的稳定得到根本的保证。 葫芦河特大桥位于陕西黄土沟壑地区,由于工程的特殊地理位置,日照温差较大,而且主墩均为薄壁空心墩,受日照温差影响后,墩身不可避免将出现位移。根据计算,日照温差致使混凝土箱形空心墩身发生弯曲变形,使墩顶发生较大位移,138m的高墩位移甚至可达到3cm±。温度变化对超高墩混凝土结构的受力与变形影响很大,并随温度的改变而改变。在不同时刻对结构状态进行量测,其结果是不一样的,如果在施工控制中忽略了该项因素,就必然难以得到结构的真实状态数据(与控制理想状态比较),从而也难以保证控制的有效性。因此,在施工控制中必须考虑日照温差对结构的位移影响。 2工程概况 葫芦特大桥是黄陵至延安段高速公路上的一座特大型连续刚构梁桥,位于中国西部黄土高坡陕西黄陵县境内,桥梁全长1468m,主桥为90m+3×160m+90m共660m五跨曲线连续刚构桥,上、下行分离。主梁为三向预应力连续箱梁结构。主桥桥墩采用双薄壁空心墩,单幅由两个4.0m×6.5m薄壁空心墩组成,其中9#墩最高,达138m 高。7#和10#墩壁厚0.5m,8#、9#墩壁厚横桥向0.7m,顺桥向1.2m。主桥桥墩7#、8#、9#、10#高度分别为80m、138m、130m、58m。7#墩单幅从基顶起40m高,8#墩单幅从基顶起44m、86m高,9#墩单幅从基顶起46m、92m高设高度为1m的横撑,将两个薄壁空心墩联接成一体。葫芦河特大桥主桥立面图见图2-1所示,箱梁墩顶和跨中断面图

浅谈高墩大跨连续刚构桥

浅谈高墩大跨连续刚构桥 中铁十四局集团三公司延延高速项目部任飞 摘要:本文结合延延高速黄河特大桥介绍了高墩大跨连续刚够桥的发展历程,结构特性以及施工中的重点难点。 关键词:连续钢构;高墩;大跨;施工 1、发展历程 在国外,伴随着预应力混凝土技术和悬臂施工技术的发展, 20世纪60年代在T型刚构桥的基础上出现了一种新的桥型,连续刚构桥。连续刚构桥主梁为连续刚体,与薄壁墩固结而成,吸收了连续梁桥和T型刚构桥的优点。具有适应性强、施工方便、易于养护、造型优美、经济性好、行车舒适等优点,自问世以来得到了迅速发展。 随着我国经济实力的增强,为了满足交通运输的需要,连续刚构桥因其具有优越的性能得到了广泛的应用。1990年建成了我国第一座跨径为180m的广州洛溪大桥。之后,相继建成了黄石长江大桥(162.5+3×245+162.5)m、虎门大桥辅航道桥(150+270+150)m等一系列具有代表性的桥梁,将连续刚构桥的建设推向新的高度。 近年来,高等级公路的建设逐步向西部延伸。那里地势险峻,地形多为深沟、陡坡,对桥梁建设提出了更高的要求,因此出现了大量高墩大跨连续刚构桥。目前在国内,主跨跨径最大的为重庆石板坡长江大桥复线桥,跨径为330米;墩高最高的为四川腊八斤沟特大桥,最大墩高182.5m。我项目部承建的延延高速黄河特大桥最大跨径160m,最大墩高141m,无论从设计水平上,还是施工难度上都处于同类桥梁的领先水平。 随着西部大开发的进一步推进和东部跨海连江工程的实施,连续刚构桥的建造热潮仍在继续。并且随着设计水平的提升和施工工艺的改善,以及在高原地区受地形环境的限制,为满足建桥的实际需要,连续刚构桥未来将会向着更大跨更高墩的方向发展。 2、结构特点及力学特性 连续刚构桥吸收了连续梁桥和刚架桥两种桥型的特点,是一种组合体系桥梁。一般将桥跨结构即主梁和墩台整体相连的桥称之为刚构桥。由于墩梁之间采用刚性连接,在竖向荷载作用下,将在主梁端部产生负弯矩,跨中的正弯矩也会随之减小,跨中截面尺寸也会相应的减小;支柱在承受竖向荷载的同时也会承受弯矩和水平推力,是一种有推力结构形式。 刚够桥大多数位超静定结构,这就造成了在混凝土收缩,温度变化,墩柱不均匀沉降等过程中产生附加内力;在施工过程中的体系转换过程中也会产生附加内力。在跨径较小的情况下一般选用

关于高墩大跨径连续刚构桥上部结构施工控制的研究分析

关于高墩大跨径连续刚构桥上部结构施工控制的研究分析 摘要:近几年我国交通建设事业伴随着经济的不断推进与科技的进步,也获得 了很多的机遇。随着人们生活快节奏与出行频率的增高,在很多地区都建立了高 墩大跨度连续刚构桥。但是这种类型的高端大跨度连续刚构桥,无论是从整体建 设的复杂程度和建筑面积来说都是非常繁琐的。而且这其中涉及到很多细节的问 题需要把控,只有把控好细节整体的大工程才能够成功。笔者在下文的论述中将 会将理论与自身实践结合在一起,针对高墩大跨径连续钢构桥上部结构施工过程 中的细节问题展开研究,希望能够起到一定的参考性作用。 关键词:连续刚构桥;上部结构;施工控制 1.前言 显而易见的是,条件比较宽泛的对称分节段悬臂浇筑法施工是大跨度预应力凝土连续刚 构桥的上部结构建设中十分常见的方式。除此之外,如果不是山区的话,也可以利用悬臂拼 装施工,这种方式涉及到的缺陷性问题就是地形、运输方式和吊装的影响,同时带来的复杂 性变化也体现在桥梁结构的位移和内力上。如果想要使桥梁的施工质量在最终得到保证,那 么就需要对于每个细节的把控。 2.高墩大跨度连续刚构桥的结构特点 比较高的柔度和高度都是刚构桥桥墩的特性,一般情况下六十到八十米是大跨度连续刚 构桥主墩的常见高度,有的甚至达到了一百米以上的高度。预应力、制动能力、温差和混凝 土收缩产生的差异性会导致一定的位移,高墩的柔和程度就是为了起到适应作用的,结构能 够更加合理的受力。 双肢薄壁墩和单支薄壁墩是刚构桥桥墩比较常见的两种形态,从墩身内力的角度来看, 两者几乎一样,但是横向变形的差别巨大。目前双肢薄壁墩和后者相比更加普遍,是大跨度 连续刚构桥的首选,主要有以几个方面的特性:首先,从纵桥向抗压的角度来说,双肢薄壁 墩绝对可以胜任,能够有效减轻主墩负弯距。第二,如果采用双壁薄壁墩的形式更能够抵抗 风荷载,在这过程中横桥向抗扭刚度大。第三,桥梁由于墩梁固结而产生温度的影响可以通 过桥墩高度而舒缓,这样的高度有着抗推刚度小的特性。最后,结合悬臂浇筑施工模式的特性,双支墩壁墩结构模式在施工的过程中更加适合。但是其与单质墩施工方式相比,其在桥 墩较高的时候缺乏便捷性。除此之外,如果有比较高的最好烦要求或在曲线之上,也是用单 支薄壁墩更为合适,因为这种形式的横向刚度更大。 实心和空心都是双肢薄壁墩的两种重要形式,在施工的过程中,前者更为方便,同时也 具备比较强的抗击打能力。为了能够让整个桥墩的整体性更强,可以结合桥墩墩身的整体结 构和高度,通过联系梁将桥墩的两肢联系在一起,这样也能够使桥墩的受力程度增加。 跨度大是主梁比较明显的特性,基本上都超过了100m甚至达到了300m左右。大跨径 连续刚构桥在一定的长度之内,只需要利用墩梁凝固,和前者相比省去了添加庞大的支撑或 者别的固结措施来提升其强固程度,更为简便的是,在施工的时候也省去了体系模式的变换。变截面箱型梁是目前主梁最为常见的一种形式,在墩顶部设置梁高。其体积非常大,并且从 桥纵面呈抛物线式递减,并且直到合拢段梁高,并且其采用的主要工艺为分节段挂篮悬浇的 施工方法。

(完整版)高墩大跨连续刚构桥施工技术研究报告之三

超高墩大跨预应力混凝土 连续刚构悬灌线型控制技术 1 前言 A A 1. 1 背景 系统地实施桥梁施工控制的历史并不长。最早较系统地把工程控制理论应用到桥梁施工管理中的是日本。我国在现代桥梁施工控制技术方面的研究相对较晚,然而其发展较迅速。80 年代后期,对斜拉桥施工监控技术进行了全面研究,已初步形成系统。 但对于高墩大跨连续刚构桥的线型控制而言,由于其墩高、跨大的特点,高墩的日照温差空间扭曲、日照温差对大悬臂箱梁空间扭曲等方面对主结构线型控制影响的复杂问题没有现成的技术资料可以遵循,有待探索、研究。此外,在线型控制实施后改变合拢顺序 及在边跨“ T”构上进行不平衡悬浇施工对于线型控制的影响也缺乏现成的技术资料可以 采用,必须进行探索、研究 1. 2 工程概况 葫芦河特大桥是西部大通道包(头)北(海)线陕西境黄陵至延安段高速公路上的一座特大型桥梁,桥梁全长1468m。主桥为90m+3X160m+90m预应力混凝土连续刚构箱梁桥。 主桥下部结构为双薄壁空心墩,钻孔灌注桩基础。上部由上下行的两个单箱单室箱形断面组成,箱梁根部高9.0m,跨中梁高3.5m,梁高按二次抛物线变化,采用纵、横、竖向三向预应力体系。箱梁顶板厚度为0. 28m,底板厚度由跨中0.30m按二次抛物线变 化至根部1.1m,箱梁顶板宽12.0m,底板宽6.5m,腹板厚度分别为0.4m、0. 6m,桥墩范围内箱梁顶板厚0.5m,底板厚1.3m,腹板厚0. 8m,除桥墩顶部箱梁内设4道横隔板外,其余均不设横隔板。主桥两幅连续刚构箱梁均采用挂篮悬臂浇筑法施工,各单“T”箱梁除0#块外,分20对梁段,即6X 3. 0+6X 3.5+4X 4. 0+4X 4.5m进行对称悬臂浇筑,0#块长12.0m,合拢段长2.0m。原设计合拢顺序为边跨一次边跨一中跨,由于边墩6#及11#墩均较高,施工难度很大,在主桥悬灌施工至10-13#节段时,确定在边孔采用对称配 重方式利用既有挂篮悬臂浇筑不平衡段21#段,长度为4.5m,将边孔现浇段8.9m缩短为5. 2m,边孔合拢段长改为1.2m,主桥合拢顺序改为为中跨—次边跨—边跨。 箱梁平面位于R=2500m 的曲线及直线上,竖向位于R=20000m 的竖曲线上,桥梁横

高墩连续刚构桥稳定性分析

交通标准化· 2010年6月上半月刊(总第222期) TRANSPORT STANDARDIZATION.1HALF OF Jun.,2010(No.222) 引言 随着我国高速公路建设的蓬勃发展,桥梁建设进入了前所未有的高峰时期。山岭重丘区高等级公路跨越深沟峡谷时往往采用高墩型式,高墩桥梁的建设日益增多,而大跨径连续刚构桥以其跨越能力强、整体性能好、结构合理、施工方便等特点备受设计单位和施工单位的青睐。为了有效减小上部结构的内力,减小温度、混凝土收缩徐变以及地震的影响,要求顺桥向墩身的抗推刚度小,加之高强度材料和先进施工方法的不断出现,大跨径混凝土连续刚构桥开始向薄壁、高墩、大跨度方向发展,这就使其稳定性问题越来越突出,甚至对整个桥梁结构受力起主导作用。为了保证薄壁高墩在施工阶段和使用阶段的安全,必须对施工阶段的最大单悬臂、最大双悬臂状态以及成桥阶段进行稳定性分 析。 1稳定性计算分析 目前,单薄壁墩为连续刚构桥桥墩的主要截面 型式。分析时边界条件考虑为:墩身的下部为固结,即视墩身与承台连接位置及基础型式按固结方法确定。在施工过程中,荷载考虑为恒载与施工荷载的最不利组合;在成桥运营阶段,荷载考虑为恒载与活载的最不利组合。 1.1特征值求解 结构失稳是指在外力作用下结构由平衡状态开 始丧失稳定,稍有扰动则变形迅速增大,最后结构遭到破坏。薄壁高墩连续刚构桥是典型的压弯构件,其稳定性问题属于典型的极值点失稳,属于第一类失稳问题。经特征值法得到的平衡分支荷载通常代表实际体系极限稳定荷载的上限,所以工程实 高墩连续刚构桥稳定性分析 陈怀勇1,汤兆新2,陈胜利3 (1.云南第三公路桥梁工程有限责任公司,云南普洱665000;2.重庆交通大学,重庆400074;3.中交二航局西南公司, 云南昆明650000) 摘要:针对高墩连续刚构桥突出的稳定性问题展开研究,重点介绍第一类稳定问题,提出将稳定性问题转化为求其特征值,并应用于工程实例中,计算结果与实际吻合得比较好,保证了工程的顺利进展。 关键词:薄壁高墩;连续刚构桥;悬臂施工;稳定中图分类号:U448.23 文献标识码:A 文章编号:1002-4786(2010)06-0083-02 DOI :10.3869/j.1002-4786.2010.06.026 Stability Analysis of High Pier Continuous Rigid Frame Bridge CHEN Huai-yong 1,TANG Zhao-xin 2,CHEN Sheng-li 3 (1.Yunnan Third Road and Bridge Co.,Ltd.,Pu ′er 665000,China ;2.Chongqing Jiaotong Univertity ,Chongqing 400074, China ;https://www.360docs.net/doc/6b699381.html,CC Second Harbour Engineering Company ,Ltd.,Southewst Branch Company ,Kunming 650000,China ) Abstract :In allusion to the obvious stability problem of continuous rigid frame bridge with high pier ,the first kind of stability problems is introduced mainly ,and the disposal method of translating the stability problem into seeking characteristic value is put forward.By applying it in engineering practice ,the calculation result fits to practice preferably ,which ensures the engineering goes smoothly. Key words :thin-walled high pier ;continuous rigid frame bridge ;cantilever construction ;stability HIGHWAY CONSTRUCTION &MAINTENANCE 公路建设与养护 83

大跨径连续刚构桥设计指南条文

目录 1 总则 (2) 2 作用 (3) 2.1作用及其组合 (3) 2.2设计中必须重点考虑的几个作用 (3) 3 持久状况承载能力极限状态计算 (5) 3.1永久作用内力的计算 (5) 3.2主梁正截面承载能力极限状态计算 (5) 3.3主梁斜截面承载能力极限状态计算 (5) 3.4箱梁的剪力滞效应 (5) 4 持久状况正常使用极限状态计算 (6) 4.1抗裂验算 (6) 4.2挠度的计算与控制 (7) 4.3计算参数的取用 (9) 5 持久状况和短暂状况构件的应力计算 (10) 5.1正截面应力计算与控制 (10) 5.2主拉应力计算与控制 (10) 5.3箱梁横向计算 (11) 5.4必要时进行有效预应力不足的敏感性分析 (12) 6 构造及施工措施 (13)

6.1箱梁一般构造尺寸的规定 (13) 6.2墩身一般构造尺寸的规定 (14) 6.3普通钢筋的构造要求 (16) 6.4预应力的构造要求 (18) 6.5施工措施 (20) 6.6其他方面 (22) 7 条文说明 (23) 附件1 (52) 附件2 (57)

1.1 目的 为避免大跨径预应力混凝土连续刚构桥在运营期出现跨中下挠、腹板斜裂缝、底板裂缝等病害,特制定本指南。在制订时,充分吸取了现有大跨径混凝土连续刚构存在的跨中下挠、腹板斜裂缝、底板裂缝等病害教训,从而提出主梁的一些应力控制指标,以及改进缺陷的一些经验措施,作为《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)的补充。 1.2 适用范围 本指南适用于新的大跨径、变截面、预应力混凝土连续刚构桥的设计,有关旧桥加固设计见《大跨径预应力混凝土连续刚构加固指南》。

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