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结合实例探讨预应力混凝土连续箱梁转换施工技术

时间:2013-04-14来源:易品期刊网 点击:
1 工程概况
  以某工程为例,该工程为框架结构,预应力技术主要使用在屋面部分的大跨度梁,采用有粘结预应力技术。按照设计要求,共设置13道预应力大梁,截面尺寸为600×1700,跨度34.7m,预应力筋采用高强度低松弛钢绞线Φs15.24mm,强度标准值fptk=1860MPa,混凝土强度等级为C40,封端采用C40微膨胀细石混凝土。
  在桥墩顶部支点处箱梁设计高度为6.65 m,跨中9m直线段及边跨13.25 m直线段箱梁设计高度为3.85 m,箱梁底部下缘按二次抛物线规律变化,边支座中心至箱梁端部0.75 m.
  预应力混凝土连续箱梁混凝土强度等级为C50,封锚采用的干硬性补偿收缩混凝土强度等级为C50,防护墙、遮板、电缆槽竖墙、电缆槽盖板混凝土强度等级为C40.
  纵向预应力筋采用直径15.20mm的高强度低松弛钢绞线,抗拉标准强度1860 MPa,单根横截面积为140 mm2,弹性模量195000 MPa,预应力张拉采用与之配套的机具设备,预应力孔道采用镀锌金属波纹管,合龙段采用增强型金属波纹管,其他梁段采用普通型金属波纹管制孔,横向预应力锚固体系采用BM15-4(P)锚具及配套的支承垫板,横向预应力张拉采用YDC240Q型千斤顶;预应力管道采用内径70mmx19mm扁形镀锌金属波纹管制孔,竖向预应力筋采用25mm高强精轧螺纹钢筋,锚固体系采用JLM-25型锚具,竖向预应力张拉采用YC60A型千斤顶,预应力筋孔道采用内径35mm铁皮管制孔.
  20号块临时固结结构设计
  0号块临时固结结构设计方案是在每个桥墩顶面上设计四个混凝土临时支墩,混凝土强度等级为C50,临时支墩横向中心线距离桥墩横向轴线130cm,临时支墩设计长度为180cm,设计宽度为50cm,设计高度为60cm.为加强桥墩与连续梁之间的固结强度,沿每个临时支墩中心线预埋4根32 mm精轧螺纹钢筋,精轧螺纹钢筋等级为JL930,设计间距20cm,设计要求精轧螺纹钢筋伸入梁内190cm,在0号块内采用M32锚具锚固,伸入墩顶及墩身190cm,精轧螺纹钢筋与桥墩之间用强度等级为C40的混凝土锚固。
  3预应力混凝土连续箱梁体系转换施工技术
  体系转换是指在预应力混凝土连续箱梁施工过程中,根据施工工艺的要求,通过墩梁之间的固结或解除固结的方法,实现桥梁由静定结构向超静定结构的转换;或由超静定结构向静定结构的转换,在预应力混凝土连续箱梁体系转换过程中,严格控制体系转换过程中的各项参数,按规定的施工工艺施工,正确地进行体系转换,才能保证预应力混凝土连续箱梁的线形和应力状态符合设计要求.
  3.1选择合龙方式
  该桥预应力混凝土连续箱梁选择的合龙方式是先进行“小合龙”,通过小合龙将两个T形结构连接起来,把悬臂结构转变成简支的静定结构;然后,再按规定的顺序进行“大合龙”,通过大合龙再将两个静定结构连接起来,把静定结构转变成超静定结构,合龙方法如下:当各个桥墩顶部采用悬臂法施工预应力混凝土连续箱梁形成T形结构之后,首先进行第2跨、第4跨和第6跨的小合龙,通过三次小合龙,就可以形成三个稳定的Ⅱ形结构,当合龙段混凝土达到设计强度之后,通过解除墩梁之间的临时固结结构,先由单个的T形悬臂结构转变为两边带悬臂的简支梁结构;接着进行第3跨、第5跨的大合龙,将三个Ⅱ形结构逐个连成整体,Ⅱ形结构的连接称为超静定结构的大合龙,随着结构体系转换,预应力混凝土连续箱梁产生内力重分布,最后,进行第1跨和第7跨的边跨合龙,将预应力混凝土箱梁连接成一个整体,大合龙的过程实际上是预应力混凝土箱梁从静定结构向超静定结构逐步转换的过程.
  3.2体系转换施工技术
  3.2.1体系转换的施工准备为了保证在合龙过程中单个T形结构的稳定性和施工安全,在完成跨中合龙之前,要求墩梁之间仍处于刚性固结状态,并做好以下施工准备工作:
  1)根据各种荷载工况,综合考虑梁体、桥墩和承台等工程结构实际情况,进行结构的受力分析计算.
  2)由于多跨连续箱梁施工工期较长,一般情况下必须跨季节施工,造成了各个合龙段的施工温度不同,在合龙施工之前,根据合龙段的施工温度和其他施工条件,设计不同的施工方法和工艺要求,制定施工技术措施。
  3)当合龙段一侧有2个或2个以上桥墩时,共轭悬臂端面之间的相对间距、高差和转角的主要影响因素是体系温度场、太阳日照、暴雨降温、各种恒载(合龙段是自重等)、混凝土的收缩和徐变、预应力和施工荷载、风力、基础变位等因素,其中温度变化和混凝土徐变的影响与计算梁长成正比关系,计算结果表明:进行超静定结构大合龙时,其支架内力远大于静定结构小合龙的内力,因此,在计算结构高程、梁体纵向伸缩量和结构截面内力时,必须预留一定的安全余量,保证施工安全。
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