研究预应力梁拱组合体系桥施工技术

发表时间:2020/7/6   来源:《城镇建设》2020年第9期   作者:张波
[导读] 为减小耕地占用、保护生态平衡,避免不良地基,中国城市道路中桥梁所占比例较大,在跨越江河等障碍物时,需要跨越能力较大的桥梁形式,大跨度连续梁拱桥成为较为可行的方案之一。
        摘要:为减小耕地占用、保护生态平衡,避免不良地基,中国城市道路中桥梁所占比例较大,在跨越江河等障碍物时,需要跨越能力较大的桥梁形式,大跨度连续梁拱桥成为较为可行的方案之一。预应力梁拱组合体系桥施工技术作为一种新兴的城市道路桥型,将大跨连续梁和拱两种结构体系有机结合在—起,具有跨越能力大、结构刚度大、动力稳定生好、造型美观、施工方便等显著优点。
关键词:预应力梁拱;组合体系桥;施工技术
前言
        从我国首座预应力拱桥落成至今,科技的不断发展带动了桥梁建设工作的理论体系不断走向专业化,随着我国计算机技术的不断突破,以计算机为基础的桥梁设计工作以及对桥梁各项参数的模拟分析变得越来越便捷,从业人员对多种桥梁的建设施工方法有了越来越深入的了解,其中预应力梁拱组合体系桥施工技术随着对其的作用原理及结构分析的越加深入,其建筑方法的优势也越来越为人熟知,其具有较大的竖向刚度和良好的动力性能,使其能够适用于土质普通或偏软的建筑地。
1预应力梁拱组合体系桥施工技术应用实例
        以我国西安市华清路浐河桥改造工程为例,华清路浐河桥位于西安市高架快速干道十里铺立交地面盘道的东北方向,在西临高速公路西入口北侧。桥梁起终点位于浐河河堤处,与现状华清路相接。桥址处浐河河道平坦,河堤高度较小,河堤间宽约120m[1]。设计桥型为5孔预应力砼连续梁拱组合桥,总长135.12m,跨径划分为17+3×32+17m,双向分离式结构,单幅桥宽21m,其中机动车道12m,非机动车道4m,人行道3m。结构主要特点是建筑高度小、结构刚度大,属于无推力结构。全桥横向共设9片拱片,拱片之间设横系梁与横隔板以加强其横向联系。主拱肋采用1.0×1.5m矩形截面,加劲梁采用0.6×0.5m矩形截面,桥面板厚20cm。预应力钢材选用φj15.24,标准强度为Rby=1860MPa,弹性模量为Ey=1.95×105 MPa的低松驰预应力钢绞线[2]。
        根据承台施工,组建一支技术过硬、训练有素的施工队。施工队作业人员30人。由钢筋、木工、混凝土、机械制作等班组组成。要求所有作业人员,经过岗前培训,并配有施工经验的施工队长3名,其中主管一名,设兼职安全员两名。
        主拱肋采用满堂支架法现浇施工。浇筑顺序为主拱圈到实腹段,然后浇筑横系梁及立柱,浇筑混凝土支架必须预压。(压重为现浇结构自重的100%),以避免支架产生不均匀沉降。预压的沉降量的支架顶预压前后的标高检查.若存在沉降则分拆原因,决定对存在部位进行加固处理。中跨跨中按图纸要求设3.0cm预拱度,拱脚到拱顶按图中所示尺寸进行设置,此预拱度未计入支架弹性与非弹性变形。
        待拱肋混凝土强度达到设计强度后,方可落架,落架必须均匀,缓慢,同步进行。
        1.1上部结构施工的材料
        上部结构施工主要有碗扣脚手架、钢管、上承托、下承托、10cm*10cm横、纵向方木、1.5cm厚竹胶板、20cm*20cm方木、防水油布等。预应力施工的材料。
        1.2主拱肋、梁部的施工
        1.2.1支架基础处理措施:桥址处地层岩性为第四季松散堆积物,即由全新统杂填土,冲击圆砾夹中砂,粉质粘土,粗.砾砂及粗砂组成。
        1.2.2搭设支架
        ⑴ 在旱地横桥向逐跨布设20cm*20cm方木。
        ⑵ 方木上搭设碗扣脚手架,支架立杆中心于枕木中心,纵向间距0.9m。
        ⑶ 跨河段在I钢上沿纵向搭设支架。


        ⑷ 支架下承托统一调平水平高度,拱肋线形由上承托调平至设计标高。
        ⑸ 支架搭设完成后,对其稳定性组织技术,质检,安全进行验收,合格后方可进行模型安装。
        1.3施工工艺及方法
        主拱肋采用满堂支架法现浇施工。浇筑顺序为主拱圈到实腹段,然后浇筑横系梁及立柱,浇筑混凝土支架必须预压。(压重为现浇结构自重的100%),以避免支架产生不均匀沉降。预压的沉降量的支架顶预压前后的标高检查.若存在沉降则分拆原因,决定对存在部位进行加固处理。中跨跨中按图纸要求设3.0cm预拱度,拱脚到拱顶按图中所示尺寸进行设置,此预拱度未计入支架弹性与非弹性变形。待拱肋混凝土强度达到设计强度后,方可落架,落架必须均匀,缓慢,同步进行。支架基础处理措施:桥址处地层岩性为第四季松散堆积物,即由全新统杂填土,冲击圆砾夹中砂,粉质粘土,粗.砾砂及粗砂组成。依据施工图纸及现场地质情况,支架基础做以下处理:⑴ 桥梁中心线两侧各8米范围内属旧桥修建基础,从下至上依次为2.0m厚三七灰土,50cm厚素混凝土,此地基承载力良好,不做处理。⑵ 桥中线两侧各8米范围外,用砂夹石进行换填,并用压路机压实。施工步骤为:用推土机对各孔墩身之间场地进行平整,至支架底设计标高。用压路机对场地进行碾压,次数不少于6—8次。对有沉降或软土的地方进行换填,然后再碾压,直至不出现上述现象为止。铺垫30cm厚三七灰土,再进行碾压。
2预应力梁拱组合体系桥施工技术的特点
        预应力梁拱组合体系桥施工技术是建立在传统拱桥以及预应力梁相结合的新式建筑方式,相较于传统连续梁施工工程在主梁的高度上进行了一定程度的降低。传统连续梁拱桥在变形等方面具有均匀的变化,使桥梁的整体结构更为稳定,加强了各个组件之间的均匀受力效果。预应力梁拱组合体系桥施工技术继承了这方面的优点,并结合了拱桥的建筑优势,将两种建筑结构进行有机的结合,梁拱建筑的结合能使桥梁的强度得到较高的提升,预应力梁拱组合体系桥具有比钢筋混凝土连续梁桥较大的跨越能力,加之它具有变形和缓、伸缩缝少、刚度大、行车平稳、承载能力大、养护简单等优点。所以在近代桥梁建筑中已得到越来越多的应用。并且该技术降低了梁体的高度,对于桥梁的总体高程,节省了整体建设的工程量的同时,缩短了工程整体的建设时间和资源消耗,对于工程的整体成本也是巨大的节省。而在桥梁进行初期设计时,首要考虑的是桥梁整体结构能够保证运行时的安全性,其次是在建设过程中需要的建筑时间、建筑所需的工程材料、工程总体的建筑时间,工程大体需要的建筑成本,同时还需要从建筑美学的角度考虑桥梁建筑完成后的视觉效果,从建筑美学角度进行塑造,并结合城市主体和周围景物,预应力梁拱组合体系桥的建筑方法能够很好的完成以上的设计要求,使得整体设计效果更加全面。由于预应力梁拱组合体系桥施工技术利用了连续梁建筑技术,而连续梁采用的是高效的超静定结构,在如今计算机技术十分成熟的基础上能够有效的完成复杂的设计阶段的计算工作,使桥梁的设计工艺能够满足桥梁内部产生的次内力要求,从整体上使桥梁结构更加合理,使桥梁的安全性进一步提升,同时桥梁经过科学的设计结构有效的对建筑内部受力进行利用,建筑结构的成本能够进一步下降
结语
        我国很多桥梁的建筑历史十分悠久,且由于早期我国经济条件不发达、技术条件不充分的情况,造成现如今很多桥梁已经逐渐“老龄化”,其剩余的建筑寿命不足,且强度下降,造成许多大桥已经不能够继续使用,存在各种各样的安全隐患,且如今,科技和建筑技术逐渐成长成熟,相关从业者开始了对全国老旧桥梁的运行情况监测、质量情况检验工作,准备开始采用新技术对老旧桥梁进行替换。而我国的科学技术在不断的突破中为建筑技术提供了越来越强的科学技术支撑,有着计算机技术支撑的预应力梁拱组合体系桥施工技术在设计方面能够完美的体现各项设计要求,计算机技术能够协助设计人员将设计中的种种难点解决掉,同时,难点的解决能够使桥梁建筑结构更加科学合理,使桥梁更加安全可靠,同时,使建筑成本降低,减少资源浪费。在建筑视觉效果方面,预应力梁拱组合体系桥施工技术也能完美的结合多种建筑美学设计,能够彰显建筑美学的同时体现城市文化。
参考文献
[1]王虓阳.大跨连续梁-钢管砼拱组合桥施工阶段关键力学行为研究[D].西南交通大学,2019.
[2]邓良冬.佛山市三水区三水新城河西路景观桥总体设计[J].低碳世界,2018(04):222-223.
 
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