克罗地亚亚得里亚公路上的2座大型混凝土拱桥.pdf
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1、克 罗 地 亚 亚 得 里 亚 公 路 上 的2座 大 型 混 凝 土 拱 桥 编译尹双庆 (中铁大桥局集团桥科院有限公司, 湖北 武汉 430034) 摘要: 详细介绍克罗地亚亚得里亚公路上近年修建的 2座大型混凝土拱桥主跨 200 m 的马斯利尼察桥 及主跨 204 m 的克尔卡桥的结构特色、 结构要点、 结构分析、 桥梁设计及施工情况。 关键词: 公路桥;混凝土拱桥; 预应力混凝土梁;组合梁; 结构分析;桥梁设计 中图分类号: U448. 22文献标志码: A文章编号:1671- 7767(2010) 02- 0005- 04 收稿日期 编译者简介 尹双庆(), 男, 工程师,年毕业于武
2、汉铁路桥梁学校铁道桥梁专业,年毕业于中南大学铁道桥梁专业( y q33y)。 1引言 2008 年底, 克罗地亚亚得里亚公路新建段萨格 勒布斯普利特杜布罗夫尼克建成通车。至此, 该公路已有 456 km 投入使用, 全部建成后, 全长将 达 580 km。亚得里亚公路是克罗地亚有史以来投 资最多、 规模最大的建设项目之一。从其道路编号 为 A1, 就不难看出这条连接克罗地亚南、 北的主要 道路干线的重要性。在国际道路网中, 这条公路的 欧洲道路综合编号为 E- 65、 E- 71, 因为它将承担 来自欧洲北部及中部的道路交通。这条公路穿过许 多珍贵的环境保护区, 因此在设计中, 必须高度重视
3、环境问题。这条公路上有 40 多座桥梁, 约 20 座隧 道。本文详细介绍其中 2 座大型混凝土拱桥马 斯利尼察(Malenica)桥及克尔卡(Krka)桥, 见图 1。 2马斯利尼察桥 在克罗地亚国内战争期间, 主要目标是摧毁马 斯利尼察海峡上的原有钢拱桥, 这给克罗地亚最重 要的南、 北道路连接线造成严重后果。战争结束后, 在进行了深入细致的调查后, 克罗地亚道路管理部 门决定在原有钢拱桥位置不远的地方修建 1 座新 桥, 即马斯利尼察混凝土拱桥, 借此改善道路连接 线。马斯利尼察桥的修建标志着亚得里亚公路建设 的开工, 同时, 也象征着克罗地亚修建大型混凝土拱 桥, 如著名的克尔克(Kr
4、k)桥的传统的延续。 2. 1结构要点 马斯利尼察桥在平面上为直线桥, 海平面上桥 高约 90 m。大桥的主体结构为混凝土拱, 跨径 200 m, 矢高 65 m, 矢跨比 f / L= 1/ 3. 08, 见图 2。拱肋 为双室箱形不变截面, 宽 9 m, 高 4 m, 固定在每侧 图 1建成后的 2 座大型混凝土拱桥 图 2马斯利尼察桥布置 桥台处。 上部构造为 12 跨预制预应力混凝土连续结构, 跨径布置为(26+ 1030+ 24) m, 总长 350 m。从 横截面上看, 上部构造包括 8 块预制预应力简支梁 通过现浇混凝土桥面板相互连接, 并在中间支点处 转换为连续梁。 拱上立柱及
5、岸上桥墩高度为 3. 6 67. 9 m, 均 5 克罗地亚亚得里亚公路上的 2 座大型混凝土拱桥尹双庆 : 2010- 02- 10 :1972-19922000E mail: s 200 200ahoo. com. cn 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 由 2 根单独的立柱组成, 柱顶由横梁连接。所有的 立柱(桥墩)均为箱形截面, 除桥台处桥墩的外形尺 寸为 2. 5 m2. 5 m 外, 其余外部尺寸为 2. 0 m 2. 5 m。 将结构接缝减少到最少限度, 只在桥台处设有 伸缩缝。上部构造支承在纵向活动支座及固定支座 上, 其中纵向活动支座设在两桥台及
6、最靠近桥台的 桥墩上; 固定支座设在靠近拱顶的两立柱上。所有 立柱(桥墩)均与上部构造固定, 上部构造两端的伸 缩缝可纵向移动! 200 mm, 这一移动量主要由抗震 设计要求控制。马斯利尼察桥按德国 DIN 标准设 计, 因大桥设计之时, 克罗地亚还没有现成的结构 规范。 2. 2耐久性参数 马斯利尼察桥的设计受到桥位严峻的海洋环境 及强风的影响。为避免钢筋密集, 增强结构耐久性, 与亚得里亚海岸地区过去修建的其它混凝土拱桥相 比, 该桥加大了所有结构尺寸。根据其所处的环境, 该桥看起来仍然比较纤细及优美。大桥在设计上采 用了低渗透性混凝土, 水泥为PC45 波特兰水泥, 掺 加了 30%
7、的矿渣, 可以增强海洋暴露环境里的结构 耐久性。拱肋、 立柱( 桥墩) 及桥面板采用 C30 混凝 土; 预制预应力混凝土上部构造采用 C40 混凝土; 基础采用 C20混凝土, 其水灰比低于 0. 40。除了最 靠近海水处拱肋基础的混凝土保护层厚度加大为 100 mm外, 桥梁其它所有构件的保护层厚度均为 50 mm。 2. 3桥梁施工 拱肋采用挂篮, 从两拱趾处对称悬臂施工, 这是 全桥施工中要求最严格的部分。拱肋每一节段长 5. 26 m, 重 55 t。在靠近桥台处的桥墩墩顶上, 用高 23 m 的辅助施工扣索塔架接高, 以便拱肋后续悬臂 施工。施工过程中, 拱肋由扣索塔架上部幅射出的
8、 2 层前扣索支承, 塔架通过锚固在岩石中的后锚索 平衡。拱肋的施工因略去了拱顶部分横隔板而加快 了施工速度。拱轴线按超高程(拱顶最大预拱度达 137 mm)设计及施工, 这样, 在经历了混凝土长期徐 变与收缩后, 就能实现拱的设计线形。经过精心计 划, 并在 24 h 工作日的基础上, 拱肋的施工在 11 月 内完成。由于强风迫使施工停止了 2 个月, 实际施 工时间仅为 9个月。合龙前的马斯利尼察桥见图 3。 拱肋施工中, 在桥位附近制作了预制预应力混 凝土梁。在两半拱肋于拱顶处合龙后, 严格按设计 规定的顺序, 进行拱上立柱及上部构造的施工。立 图 3合龙前的马斯利尼察桥 柱采用爬模,
9、按高 5 m 的节段施工。立柱倒梯形下 方, 采用搭设支架施工, 上方的部分预应力部分, 在 采用架桥机安装了预制梁后, 与桥面板一起现浇。 在拱肋合龙前, 曾发生过一次较强地震, 震中距桥位 很近, 但没有造成桥梁结构损坏。 2. 4桥梁监测 在马斯利尼察桥上, 克罗地亚首次应用了成套 监测系统。该系统同时包括应力及腐蚀状况监测。 大桥施工期间, 就试用了该系统。预制预应力混凝 土梁的测量包括混凝土浇筑前后的初始参数, 恒载 及预应力引起的挠度、 应变及应力, 施加预应力后的 本征频率, 以及徐变、 收缩效应引起的非预应力钢筋 应力。在各个施工阶段, 记录了拱肋的挠度、 应变及 应力。上部构
10、造施工前, 测量了拱肋的动力特性。 在大桥的关键部位, 总共布置了 92 个应变传感器, 其中混凝土中 18 个, 钢筋上 74 个。传感器均通过 电导线连接到一中央处理单元上, 该单元将通过多 通道测量用计算机, 收集及处理各种记录到的数据。 传感器可以测量大桥的应变、 温度及加速度, 还安装 了可以测量腐蚀发展的特殊传感器。 3克尔卡桥 亚得里亚公路在非常珍贵的环境保护区克 尔卡河国家公园入口附近跨越克尔卡河谷。克尔卡 桥位于克尔卡河口附近, 该处河水与海水混合在一 起, 属中等侵蚀性海洋环境。设计人员力图以新建 的克尔卡桥来为当地的环境锦上添花, 而对于跨越 河谷来说, 采用拱桥桥型似乎
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