多跨预应力混凝土连续箱梁体系转换设计与施工技术.pdf
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1、2 0 1 2年 8月 第 3卷 第 4期 高速铁路技术 HI GH SPEED RAI LW AY TECHN0LOGY No 4, Vo 1 3 Aug 2 01 2 文章编 号 :1 6 7 4 8 2 4 7 ( 2 0 1 2 ) 0 4 0 0 8 7 0 4 多跨预应 力混凝 土连续箱 梁体 系转换设计与施工技术 刘 兴 文 ( 西安铁路职业技术学 院土木工程 系 , 西安 7 1 0 6 0 0 ) 摘要: 以某桥预应力混凝土连续箱梁体系转换的设计与施工为工程背景 , 介绍了在桥梁最大设计跨度小于 8 0 IT I , 桥墩高度小于 1 2 m的施工条件下, 0号块临时固结结构
2、设计 、 合龙方式选择、 体系转换施工准备、 临时 固结结构的固结与解除等施工技术。施工实践表明, 应用该项技术进行预应力混凝土连续箱梁施工, 箱梁的 结构内力、 线形及梁体外形尺寸偏差等均符合设计文件、 施工技术指南和质量验收标准要求, 实现了绿色施工 的工程管理 目标 。 关键词: 预应力 ; 混凝土;连续箱梁;体系转换 中图分类号 : U 4 4 5 4 6 6 文献标识码 : A De s i g n a n d Co n s t r u c t i o n Te c h n o l o g y o f t h e S y s t e m Co nv e r s i o n o f M
3、 u l t i s pa n Pr e s t r e s s e d Co nc r e t e Co n t i n u o u s BO X Be a m L1 U Xi ng - we n ( D e p a r t me n t o f C i v i l E n g i n e e r i n g , X i a n R a i l w a y V o c a t i o n a l a n d T e c h n i c a l I n s t i t u t e , X i a n 7 1 0 6 0 0 ,C h i n a ) Abs t r a c t:Ta k i n
4、 g t he d e s i g n a n d c o n s t r uc t i o n o f t h e s y s t e m c o n v e r s i o n o f a c e r t a i n b r i d g e wi t h p r e s t r e s s e d c o n c r e t e c o n - t i n u o u s b o x b e a m a s e n g i n e e r i n g b a c k g r o u nd,t hi s p a p e r i nt r o d uc e s t h e d e s i g
5、n f o r t e mp o r a r y c o n s o l i d a t i o n s t ruc t u r e o f 0 b l o c k,c l o s ur e mo d e s e l e c t i o n,p r e p a r a t i o n for s y s t e m c o nv e r s i o n,c o n s o l i d a t i o n a n d r e mo v i ng s k i l l for t e mp o r a r y c o n s o l i da t i o n s t ru c t u r e u n
6、 d e r t h e c o nd i t i o n o f b u i l d i n g a b r i d g e wi t h t h e ma x s p a n l e s s t h a n 8 0 m wh i l e p i e r h e i g h t l e s s t h a n 1 2 m i n d e s i g n Co n s t ru c t i o n p r a c t i c e i n d i c a t e s t h e i n n e r f o r c e,l i n e s h a pe a n d o v e r a l l d
7、i me n s i o n d i f f e r e nc e o f t h e b o x bo d y me e t t h e r e qu i r e me nt o f d e s i g n d o c u me n t ,t e c h n i c a l ma n u a l a n d q u a l i t y a c c e p t a n c e s t a n d a r d i n t he c o n s t ruc t i o n o f pr e s t r e s s e d c o n c r e t e c o n t i n u o u s b
8、o x b e a m b y u s i n g t h i s t e c h n o l o g y,t h us t o a c h i e v e t he e n g i n e e r i n g ma n a g e me n t a i m o f g r e e n c o n s t r u c t i o n Ke y wor ds:p r e s t r e s s ;c o n c r e t e;c o n t i n u o u s b o x b e a m ;s y s t e m c o n v e r s i o n 1 引言 预应力混凝土连续箱梁体系转
9、换技术是该梁型施 工的关键技术之一 。施工单位往往根据本单位的施工 经验来设计 0号块临时 固结结 构 , 包括临时支墩 的尺 寸、 采用的混凝土强度等级和结构构造等, 总体上看是 大同小异 。 笔者在郑西客运专线某桥预应力混凝土连续箱梁 施工中, 根据其结构的特点 , 优化 了0号块临时固结结 收稿 日期 : 2 0 1 2 - 0 4 2 0 作者 简介 : 刘兴 文( 1 9 5 6 一 ), 男 , 副教授 。 构的设计方案 。优化后 的设计将 6 3 2精轧螺纹钢筋 数量 由原来的 3 2根减少为 1 6根 ; 锚 固钢筋埋入墩顶 及墩身的长度由3 0 0 c m变为 1 9 0 c
10、 m, 实现了节省锚 固 钢筋、 绿色施工的工程管理 目标 ; 改原来直接在桥墩 中 预埋锚固精轧螺纹钢筋为预 留孔洞 , 提高了锚 固钢筋 的埋置精度 , 为预应力混凝土连续箱梁体 系转换施工 控制更加准确提供了条件。本文重点介绍优化后的箱 梁体系转换施工技术与工艺要求 , 供读者参考 。 2 工程概况 郑西客运专线 某特 大桥 主桥桥跨 布置为 ( 4 0+ 5 X 6 4+ 4 0 ) m, 上部结 构设 计为变截 面预应力混凝土 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第4期 刘兴文: 多跨预应力混凝土连续箱梁体系转换设计与施工技术 2 0 1 2年 8月 连续
11、箱梁 , 箱梁全长 4 0 1 5 0 m, 箱 梁采 用单箱 、 单室 、 斜腹板 、 变高度 、 变截面结构 , 三向预应力体系 , 采用挂 篮悬臂浇筑施工 ; 箱梁顶 面设计宽度 1 2 0 m, 底 面设 计宽度 6 7 m; 除箱梁端部附近外 , 箱梁顶板设计厚度 均为 4 0 c m, 底板设计厚度为 4 01 0 0 c m, 箱梁底板厚 度按直线规律变化 ; 腹板设计厚度为 4 8 9 0 c m, 腹板 厚度按折线规律变化 。全联在箱梁端部 、 中跨跨 中及 中支点处共设 5道横隔板 , 横隔板设有供检查人员通 过 的孑 L 洞 。 在桥墩顶部支点处箱梁设计高度为 6 6 5
12、 m, 跨 中 9 m直线段及边 跨 1 3 2 5 m直线 段箱梁设计 高度为 3 8 5 1 T I , 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 7 5 m。 预应力混凝土连续箱梁混凝 土强度等级为 C 5 0 , 封锚采用的干硬性补偿收缩混凝土强度等级为 C 5 0 , 防护墙 、 遮板 、 电缆槽竖墙 、 电缆槽 盖板混凝土强度等 级为 C 4 0 。 纵向预应力筋采用直径 4 , 1 5 2 0的高强度低松弛 钢绞线, 抗拉标准强度 R : =1 8 6 0 M P a , 单根横截面积 为 1 4 0 mm , 弹性模量 1 9 5 0 0 0 MP a
13、, 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 一薹 型 金 属 波 纹 管 其 它 梁 段 采 用 监 通 横向预应力锚固体系采用 B M1 54 ( P ) 锚具及配 套的支承垫板 , 横 向预应力张拉采用 Y D C 2 4 0 Q型千 斤顶 ; 预应力管道采用 内径 7 0 X 1 9 m m扁形镀锌金属 波纹管制孔 。 竖 向预应力筋采用 4, 2 5高强精轧螺纹钢筋 , 锚固 体系采 用 J L M 一2 5型 锚具 , 竖 向预应 力 张 拉 采 用 Y C 6 0 A型千斤顶 , 预应力筋孔道采用内径 西 3 5铁皮管 制孔 。 3体 系转换设计与施工
14、技术 3 1 0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 4个混凝土临时支墩 , 混凝土强度等级为 C 5 0 , 临时支墩横 向中心线距离桥墩横 向轴线 1 3 0 c m , 临时 支墩设计长度为 1 8 0 c m, 宽度为5 0 c m, 高度为 6 0 c m。 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 3 2精轧螺纹钢筋。精轧螺纹钢 筋等级为 J L 9 3 0, 设计 间距 2 0( 3 m, 设计要求精轧螺纹 钢筋伸入梁 内 1 9 0 c m , 在 0号块 内采用 M3 2锚具锚 固, 伸人墩顶及墩身 1 9
15、 0 c m,精轧螺纹钢筋与桥墩之 问用强度等级为 C 4 0的混凝土锚 固, 0号块临时 固结 结构设计侧面如 图 1所示 ; 0号块临时 固结结构平 面 如图 2所示 。 = = = = = = 闩 r= 1 0 暑 I I 目 目 目 1 0 c m p v c 管 墩 顶I _ I 景 7 1 0 c m p v c 管 墩 坝 5 0 c m 与 混 凝 土 隔 离 5 0 c m 与 混 凝 土 隔 1 3 0 、 3 2 精轧5 螺纹钢筋 1 l, 1 图1 0号块临时固结设计图( 单位: c m) l 。 J 。 I。 I 4 永久支座 1 4 0 1 8 0 临 时 支 座
16、。 l a a I 7 0 0 图2 临时固结平面图( 单位: ( 3 m) 3 2 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 2 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
17、小合龙将 2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 2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 , 首先进行第二跨 、 第 四跨和第六跨 的小合龙 , 通过 3次小合龙 , 就可以形成 3个稳定的 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 进行第三跨、 第五跨 的大合龙 , 将 3个 n形结构
18、逐个 连成整体 。 形结构 的连接称 为超静定结 构的大合 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4期 刘兴文 : 多跨预应力混凝土连续箱梁体系转换设计与施工技术 2 0 1 2年8月 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 , 进行第一跨和第七跨 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 2 体系转换施工技术 ( 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 ,
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- 关 键 词:
- 预应力 混凝土 连续 体系 转换 设计 施工 技术
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