连续刚构桥合龙技术及施工对策研究

第３６卷第１７期　３２２·　２　０　１　０年６月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖ＿ｏ【．３６　Ｎｏ．１７　Ｊｕｎ．２０１０　文章编号：１００９．６８２５（２０１０　Ｊ　１７．０３２２　０２　连续刚构桥合龙技术及施工对策研究　谢华伟　雷叙渌　摘要：结合桥梁施工实例，通过升温、降温工况对结构的温度效应进行了分析，得出选择低温合龙对结构受力是有利　的，以便使结构成为稳定、有效的整体，进而为同类结构的施工提供经验。　关键词：连续刚构桥，合龙，温度，施工　中图分类号：Ｕ４４５．４　文献标识码：Ａ　预应力混凝土连续刚构桥是一种墩梁固结的新型连续结构，　顺序分阶段建立桥梁计算模型，该桥的全桥有限元模型见图１。　既保持了连续梁无伸缩缝、行车顺畅的优点，又保持了刚构桥不　该桥采用挂篮分段对称悬臂浇筑，边跨合龙段在钢管桩落地　设支座、施工方便的优点。其跨越能力大、整体性能强、受力合　支架上浇筑，中跨合龙段在吊架上浇筑，该桥的设计合龙温度为　理、施工方便等诸多优点，使其越来越受到桥梁工程界的青睐　ｊ。　（１０±５）℃。在温度分析中以１０℃作为基准温度，分别对结构采　大跨预应力混凝土连续刚构桥属比较复杂的高次超静定结　用整体升温２０℃和整体降温２０℃的工况进行温度应力分析计　构体系，其内力和变形对温度的变化相当敏感，温度应力可以达　算，分析得到升温与降温工况下结构的位移响应如表１所示。　到甚至超过活载应力，并且常常是预应力混凝土桥梁产生裂缝的　主要原因＿２　Ｊ。许多大跨度预应力混凝土连续刚构桥广泛采用悬　臂施工方法，在施工中必然给桥梁结构带来较为复杂的内力和位　表１温度变化引起的结构位移　ｃｒｎ　荷载工况　主梁左端　主梁左端　，ＴＥ墩　右墩　主梁右端　主粱右端　顺桥向位移　竖向位移　竖向位移　竖向位移　顺桥向位移　竖向位移　升温２０℃　１．７８　１　ｌ８　０　８７　０　８９　１　７８　１．１８　移变化，给建桥工程中带来许多新的难题，对施工过程亦提出了　更高更新的要求。因此，预应力混凝土连续刚构桥合龙段施工的　温度应严格控制，避免因此而带来的结构开裂及结构次内力。　降温２０℃　５　４４　～３．５６　～２．６Ｏ　２　６ｏ　一５．４４　—３．５６　由表１中数据可见，在降温２０℃工况下结构主梁末端将在　顺桥向缩短，因其受到桥墩的约束，在主梁内将产生拉应力。相　对的，在升温２０℃工况下结构主梁末端在顺桥向则将伸长，而主　１　温度对结构影响的分析方法　尽管在设计时已经考虑到了施工中可能出现的情况，但是在　梁则将产生拉应力。同时也可推断出，若合龙温度较高，则合龙　实际施工过程中由于施工误差，会使实际结构与原设计不符。大　段新浇筑的混凝土随温度降低将会产生收缩，同时，合龙口两端　跨度连续刚构桥的合龙是施工中极为重要的一个环节，如果不能　已浇筑的梁体也将会随温度的下降产生收缩，这样合龙段与两端　控制好结构的合龙温度，便会影响到结构通车后的平整度、伸缩　已浇筑梁体容易产生裂缝，就不能确保合龙段与两端已浇梁体的　缝等装置的功能＿３　Ｊ。桥梁结构处于自然环境中，将受到温度作用　整体连接性能。若合龙时温度较低，则随着温度的上升两端已浇　的影响，例如，常年气温变化导致桥梁沿纵向均匀的位移，这种位　筑的梁体则将伸长，使得合龙段过早参与受压，而新浇的合龙段　移不产生结构内力，只有当结构的位移受到约束时才会引起温度　混凝土在短时间内强度达不到设计要求，过早承压则会破坏混凝　次内力，这是温度作用的一种形式。计算桥梁结构因均匀温度作　土的内部构造，影响桥梁结构的强度。　用引起外加变形或约束变形时，应以结构受到约束时的结构温度　３合龙时应采用的措施　作为起点，计算结构最高和最低有效温度的作用效应，对结构的温　１）高温合龙时的对策。由于桥梁的实际合龙温度与设计合　度效应及使用可靠性进行综合研究，以便合理地进行公路桥梁结　龙温度不一致，存在合龙温差。对于高温合龙的情况，可采用消　构设计，这对于桥梁结构的发展具有十分重要的理论和实际意义。　除墩顶水平位移的方法来控制¨Ｊ。首先要计算合龙端的顶推力，　２工程实例　按成桥状态一个阶段来计算结构整体由实际合龙温度下降到设　某三跨连续刚构桥，跨径布置为５６　ｒｌ－／＋１００／２２＋５６　ｍ。上部　计合龙温度的工况，得到各墩顶的水平位移。根据所计算结果，　结构采用（１５０混凝土，主梁采用单箱单室箱梁截面，梁宽１２　ｍ，墩　在合龙段对梁体施加水平顶推力，使墩顶产生与合龙温差引起的　顶处梁高６．８　ｍ，合龙段梁高２．６　ｎｌ＿。下部采用双薄壁空心墩，结　水平位移值相等的反向位移，这样就能够消除因合龙温差引起的　构左墩墩高５６　１ＴＩ，右墩墩高６２　ＦＩ３＿，采用Ｃ４０混凝土。　水平位移，同时也部分消除结构附加的温度应力。　２）低温合龙时的对策。对于低温合龙的情况，国内外对混凝　土低温施工理论研究探索认为当环境温度降到４℃时，只要采用　适当的施工方法，便可避免新浇筑混凝土的早期浸冻　Ｊ。可采用　调整配合比的方法，选择适当的水泥品种以提高混凝土的抗冻能　力，或是尽量减小水灰比、增加水泥的用量，并掺用引气剂与早强　剂。亦可采用蓄热法对原材料（水，砂，石）进行加热，使混凝土在　图１　连续刚构桥结构全桥有限元模型　搅拌、运输和浇筑以后仍然储备相当的热量，并加强对混凝土的　采用Ｍｉｄａｓ有限元程序对该桥建立有限元模型，建模过程中精　保温，使新浇筑的混凝土有足够的强度来保证其抗冻能力。外部　确模拟结构刚度、质量和边界条件，墩底采用固结形式，按照施工　加热法适用于构件并不厚大的工程，通过加热混凝土构件周围的　收稿日期：２０１０—０２．２６　作者简介：谢华伟（１９８１一），男，助理工程师，中交四航局第一工程公司，广东广州雷叙渌（１９８５一），女，助理工程师，中交四航局第一工程公司，广东广州５１００００　５１００００　第３６卷第１７期　Ｖｌｏ１．３６　Ｎｏ．１７　２　０　ｌ　Ｏ年６月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｊｕｎ．２０１０　·３２３·　文章编号：１００９—６８２５（２０１０）１７—０３２３—０２　等强直螺纹连接工艺在钢筋笼施工中的运用　冯　刚　石雅清　摘要：以温州七都大桥桩基工程为例，通过对钢筋笼的几种连接方式进行工艺对比，确定采用等强直螺纹连接工艺进　行该工程钻孔灌注桩钢筋笼连接，介绍了钢筋笼等强直螺纹连接工艺试验及实践应用效果，阐述了工艺特点及施工注意　事项，为同类工程积累了经验。　关键词：钢筋笼，等强直螺纹连接工艺，对接试验，工艺特点　中图分类号：ＴＵ７５８．１　文献标识码：Ａ　１工程概况　表１）。　温州七都大桥主跨（２０号－－２５号墩）采用６８　ｍ＋３×１２０　ｍ＋　２）工艺选择。从表１可知，钢筋笼采用等强滚轧直螺纹和墩　６８　ｍ五跨预应力变截面连续箱梁结构，主墩基础共计５２根钻孔　粗直螺纹连接都属新工艺，而墩粗直螺纹连接虽然可解决钢筋笼　灌注桩，桩径２　０００　ｍｍ，施工桩长１０３　ｍ，桩基钢筋笼设计长度　对位问题，但由于主筋接头墩粗长度有限，无法同时对钢筋笼进　９６．８３２　１ＴＩ，主筋均为　２，最小净距１５０　ｍｉＴｔ。　行整体连接，在钢筋笼施工中无运用先例。因此，七都大桥钻孔　表１　钢筋笼连接工艺对比表　灌注桩钢筋笼连接优先考虑采用等强直螺纹连接工艺。　钢筋笼连　工艺是　钢筋笼对位　钢筋笼主筋连接　３钢筋笼等强直螺纹连接工艺试验　可能的解　存在　可能的解　是否有运　接方式　否成熟　存在问题　决办法　问题　决办法　用先例　３．１钢筋笼加工、对接、安放试验　焊接连接　成熟　对位有一　可现场调节　焊接时　无　常用　１）对接、下放试验流程见图１。２）对接试验步骤：ａ．调平扁担　定难度　间长　梁基座，起吊、下放底节钢筋笼并穿扁担梁固定在平台基座上，其　挤压套筒　成熟　对位困难　连接　较困难　挤压时　间较长　无　常用　中扁担梁完全承重后，如果扁担梁不水平则需要二次调整，确保　墩粗直螺　新工艺　对位困难　用“靠模法”可　无法整　无　无　钢筋笼安放的垂直度，直螺纹接头向上；ｂ．起吊第二节钢筋笼竖　纹连接　解决对位问题　体连接　转并按标记初对位，人工挪动上节钢筋笼，微调使上下节钢筋笼　等强直螺　新工艺　对位困难　用“靠模法”可　纹连接　解决对位问题　无　在杭州湾大桥施　工中有运用先例　接头精确对位；Ｃ．对位完毕，按圆周三等分点，利用管钳或扳手先　连接３根主筋以固定上下节钢筋笼，然后逐一完成剩余主筋的连　２钢筋笼连接工艺的比选　接；ｄ．直螺纹旋满上节钢筋笼主筋上的完整丝扣（长度等于直螺　１）工艺对比。针对目前钻孔灌注桩钢筋笼连接中存在的问　纹套简全长的１／２）为连接合格，同时现场随机截取接头作抗拉强　题，我们对钢筋笼可能采取的几种连接方式的特点作了对比（见　度试验；ｅ．连接声测管、位移管等，绑扎接头处箍筋，下放钢筋笼并　空气，将热量传给混凝土使其能够正常硬化。　参考文献：　４结语　［１］马保林．高墩大跨连续刚构桥［Ｍ］．北京：人民交通出版社，　连续刚构桥采用悬臂浇筑施工，应选择合理的合龙温度进行　２０Ｏ１．　主梁合龙，以完成体系转换，尽量避免由于温度变化引起结构过　［２］王吉英，于勇．高墩连续刚构桥温度效应的探讨［Ｊ］．中国　大的次内力，造成桥梁结构受损。在施工过程中，不但要保证合　市政工程，２００４（５）：５１—５５．　龙温度满足设计要求，而且要保证在合龙前后几小时内施工温度　［３］　陈琼宇，张若松，邢维波．预应力混凝土连续刚构桥舍龙段　保持相对稳定。在无日照时梁体的内温度场分布均匀，两悬臂端　施工方法［Ｊ］．四川建筑，２００３，２３（４）：７７—７８．　不会因温差产生大的挠曲，桥梁合龙段施工宜选在此时进行，以　［４］殷灿彬，王解军，唐灿．连续刚构桥高温合龙顶推力的计　使桥梁的最终线型达到没计和施工规范的要求。对于实际合龙　算方法研究［Ｊ］．中南林业科技大学学报，２００９，２９（１）：１１１—　温度与设计温度不同的情况，亦提出了相应的施工对策，保证桥　１１６．　梁结构的强度与线型。　［５］王吉英，于勇．高墩连续刚构桥温度效应的探讨［Ｊ］．桥梁　与结构．２０Ｏ４（５）：５１—５４．　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ　ｏｆ　ｃｌｏｓｕｒｅ　ｏｆ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｒｉｇｉｄ　ｆｒａｍｅ　ｂｒｉｄｇｅ　ＸＩＥ　Ｈｕａ－ｗｅｉ　ＬＥＩ　Ｘｕ－ｌｕ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｂｒｉｄｇｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｉｓｎｔａｎｃｅ，ｉｔ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｂｙ　ｈｅａｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｃｏｏｌｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｅ—　ｔｕｒｅ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｉｔ　ｉＳ　ｂｅｎｅｆｉｃｉａｌ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｂｙ　ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ　ｌＯＷ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｓｔｒｅｓｓ，ＳＯ　ａｓ　ｔｏ　ｍａｋｅ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｂｅｃｏｍｅ　ｓｔａｂｌｅ　ａｎｄ　ｅｆｆｃｅｔｉｖｅ　ｏｖｅｒ￣１．ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｐｒｏｖｉｄｅｄ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓ咖ｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｒｉｇｉｄ　ｆｒａｍｅ　ｂｒｉｄｇｅ，ｃｌｏｓｕｒｅ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　收稿日期：２０１０—０２—２４　作者简介：冯刚（１９６３一），男，工程师，中铁十局第五工程公司，江苏苏州２１５０１１　石雅清（１９７５一），男，工程师，中铁十局第五工程公司，江苏苏州２１５０１１