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曾辉中图分类号:TU文献标识码:A文章编号:1008-925X(2011)09-0-02
摘要:在墩梁分离体系的斜拉桥及连续梁等施工中,主梁一般采用挂蓝悬浇办法,这时候难免要出现不平衡力矩,为此,需采取措施来承受这些不平衡力矩,这就是墩梁临时锚固。本文试图通过对某桥斜拉桥临时锚固的优化设计,探索出此类体系桥梁施工的最佳临时锚固方案,从而确保工程质量。
关键词:墩梁分离体系临时锚固优化
一、概述
在墩梁分离体系的连续梁桥的施工中,都要采用墩梁临时锚固,通过对某些斜拉桥临时锚固的优化设计,探索出此类体系桥梁施工的最佳临时锚固方案,从而确保工程质量和节约投资。
1、工程概况
主桥为单索面混凝土部分斜拉桥,全桥采用70+120+70m三跨双塔单索面、梁塔固结的结构体系,总长260m;%的单向纵坡,横桥向设2%双向横坡。
主梁采用单箱三室大悬臂变截面连续箱梁,主墩0#,;从主墩0#块中点起39m范围内梁高按二次抛物线变化,余均为直线段,全桥箱梁顶宽28m,悬臂板长5m,箱底宽16~,斜拉索锚固点布置在箱梁的中室内。
主梁共划分为59个梁段,0#、1#和1’#梁段共长12m,其它梁段3~5m不等,最大块段为5米长,,约重300吨,各梁段均采用挂篮悬臂浇筑施工;
,为钢筋混凝土独柱实心矩形截面,纵桥向长3m,横桥向长2m,布置在中央分隔带上,并与箱梁0#块固结。塔身上部设有鞍座(内外套管型式,为新型结构),以便拉索通过。每根斜拉索对应一个鞍座,斜拉索横桥向两排布置,每个索塔设有8对16根斜拉索,斜拉索在塔顶连续通过鞍座,两侧对称锚于梁体内。
二、研究内容
本项目部分斜拉桥主梁为墩梁分离的大跨度特宽型连续梁,最大块段重量达300T,箱梁顶宽达28m,且由于是部分斜拉桥体系,要求临时锚固体系的锚固能力应大于13500T?M,对临时锚固的可靠性、工可性和经济性进行研究、优化很有必要。
三、研究目标
。#块的预应力管道和钢筋。、方便、安全、环保。,在T构悬浇过程中,主梁块段重量大部分由结构设计的盆式支座承担。这样,在第一次体系转换后,主梁的标高将不会有过大的变化,便于主梁在没有附加力的前提下进行合拢。,减少投入以及便于周转。
四、现有技术方法
目前,临时锚固的方法多种多样,主要形式有:1)采用在墩顶和主梁0#块底下之间浇筑混凝土垫石,再用精轧高强钢筋锚固的办法。2)用立于承台之上的钢筋混凝土柱或钢管混凝土直接支撑箱梁底板的。3)在墩身两旁单纯用预应力筋将主梁锚固在承台上。但这些办法存在缺点。
五、优化措施
1、主桥临时锚固具体的有关设计尺寸和设计验算
结合主桥承台宽度较大(10m宽),墩身不高()的特点,我们采用刚度适中,可以连拉带撑的空钢管锚固办法。具体施工方法是:在墩身的两边(墩身横向中心线两边)各立四根φ1000,厚14mm的钢管,每边四根钢管各正立于主梁四腹板之下(该部位腹板应加厚、加强),。钢管上下两端通过24根φ32螺纹钢筋焊接后,分锚于承台和主梁腹板内(有关螺纹钢筋在承台的锚固以及螺纹钢筋和钢管的焊接应符合有关施工规范)。这样,拟T构施工时主梁重量主要由盆式支座承担,产生的不平衡力矩由墩身两边钢管的拉撑作用予以平衡。同时,8根临时锚固钢管也作为主梁0#块浇筑支架之用。
临时锚固的有关设计计算和设计尺寸如下:由于主桥桥面宽度达28米,主跨跨度达120米,最大块段为5米长,,约重300吨,挂蓝悬臂施工时,最大竖向力N=,最大不平衡力矩为M=135000KN?m。为此,进行如下设计:
1),主桥每个墩顶共有盆式支座4个,每个承载力为30000KN,其橡胶板直径为1250mm,厚he=93mm,Ee=1×104Mpa,Ae=4×(π/4×12502)=4908739mm2
2),主桥桥墩高hc=7472mm,截面面积3400×(4×2000)=×106mm2
Ec=×104Mpa
3),先拟采用钢管8根,外径850mm,厚10mm
根据规范,ψ=
(一)设竖向力由盆式支座和钢管共同承受,不平衡弯矩仅由钢管承受。
每个盆式支座Np==<30000KN(每个盆式支座设计承载力)
每根钢管Ns==,
从上面的数值可以看出:T构悬浇过程中,整个主梁的大部分重量由盆式支座承担。
(二)设不平衡弯矩仅由钢管承受(桥墩和盆式支座居中,不承受)
经计算,压应力略大于容许值,将钢管壁厚改为12mm。
最后,为满足钢管两端φ32螺纹钢筋的焊接要求,同时也可以适当增大临时锚固的保险系数,实际应用钢管采用直径1000mm,壁厚14mm。
六、结论和展望
1)通过对0#块临时锚固的优化(采用刚度适中,具有拉撑作用的空钢管),大大缩短了第一次体系转换所需时间,而且整个过程平稳安全、快捷,减轻劳动强度。而常规的临时锚固,如采用传统的墩梁之间浇砼+布设锚筋固结措施,凿除时均应采用风镐(且至少应花几天时间),不单劳动强度大,而且粉尘、噪音。
2)临时锚固钢管刚度适中,主梁悬臂施工过程中,大部分块段重量由盆式支座承担(而拉撑钢管的主要作用在于平衡不平衡力矩),这和成桥状态接近,从而,只要保证T构悬浇过程中,各块段立模正确,那么,经第一次体系转换后,主梁各块段(包括悬臂端)标高不会产生过大变化,确保中跨合拢。
3)上述设计中,临时锚固钢管上下两端通过24根φ32螺纹钢筋焊接后,分锚于承台和主梁腹板内(有关螺纹钢筋在承台的锚固以及螺纹钢筋和钢管的焊接应符合有关施工规范),这比较浪费钢筋,而且,由于钢筋数量太多,难以精确定位,今后可改为小型型钢代替Ф32精扎钢筋。
4)0#块临时锚固优化设计比较适合于墩身高度在10米以下连续梁(或类连续梁)桥。当墩身高度较高时,一般仍采用在墩顶和主梁0#块底下之间浇筑混凝土垫石,再用精轧高强钢筋锚固的办法。
本文所提出的0#块临时锚固优化设计比较适合于墩身高度在10米以下连续梁(或类连续梁)桥。另外,应认识到临时锚固设计的好坏,不单关系到主梁T构悬浇的安全,而且也影响到合拢标高的控制。同时,作者希望能对类似桥梁的临时锚固建立一个优化模块,尽量不让墩身承受施工时产生的不平衡力矩,这样,在设计墩柱时,可省去部分弯矩钢筋,从而节约了投资。
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