宽桥面复杂地基矮塔斜拉桥砼裂缝控制技术.doc

1、宽桥面复杂地基矮塔斜拉桥砼裂缝控制技术摘要：矮塔斜拉桥作为部分预应力砼斜拉桥，有造型美观，斜拉索安装方便等优势，近年来得到了广泛的适用，本文通过对大芦线 X9 桥施工过程进行分析总结出宽桥面跨航道复杂地基满堂支架预应力砼矮塔斜拉桥砼裂缝控制技术，可为以后同类工程提供技术指导。 关键词：复杂地基矮塔斜拉桥砼裂缝控制 中图分类号： TU348 文献标识码：A 文章编号： 1 工程概况 大芦线航道整治一期工程（临港新城段）X9 桥矮塔斜拉桥位于上海浦东新区临港新城内，为一座双塔双索面矮塔斜拉桥，与河道交角 93，主桥跨度 61.96m112m61.96m，桥面宽度 31.7m，索塔为哑铃型实心砼结构

2、，塔总高 20m，每一索面 9 根斜拉索，共 36 根，如图 1。 主桥箱梁底宽 22.7m，顶宽 31.7m，中墩支点梁高 4.5m，跨中梁高2.8m。 图 1 斜拉桥立面布置图 主塔为哑铃型实心截面，主塔高度 20m，索塔上斜拉索分丝管间距1500mm，每个分丝管由 61 根 28 钢管焊接而成，每根斜拉索独立通过分丝管，斜拉索采用 OVM250AT 体系。 2 控制难点 2.1 地基形式多样性 本斜拉桥跨度范围内分布有民房宅基地、河流、鱼塘及农田地，宅基地相对承载力较高，而鱼塘内淤泥厚度大，范围宽，需对其全部换填处理。 2. 2 地基承载力低 本桥范围内除宅基地承载力较好外，农田表面存有

3、 1.0m 左右厚度的杂填土，鱼塘深度 2m 左右，淤泥深度 0.81.0m，基本无承载力。 2. 3 支架形式多样性 跨泐马河段采用贝雷梁支架，其余地段采用碗扣式满堂脚手架。跨河支架基础采用钻孔灌注桩，桩顶设混凝土桥台，在桥台上安装贝雷梁支架，满足通航要求，贝雷梁支架上部设满堂碗扣式脚手架，便于拆模落架。 碗扣式脚手架地基用砖碴换填分层碾压密实，然后浇筑 20cm 厚 C20混凝土，在混凝土上安装碗扣脚手架，如图 2。 图 2 主梁支架剖面图 2. 4 主梁结构自重大 矮塔斜拉桥又称部分斜拉桥，结构自重大部分由混凝土箱梁承受，因此其箱梁截面较大，桥面宽度达 31.7m，高度 2.84.5m，

4、本桥箱梁最大自重 2642kN/m(中墩墩顶段顺桥向结构自重)，最小自重 511kN/m(中跨跨中合拢段顺桥向结构自重) 3 施工工艺方法 3.1 落地支架地基处理 落地支架部分地基处理分为农田地基处理、宅基地地基处理、鱼塘软弱地基处理和承台四周回填地基处理四种情况分别制定处理方案，以求最大限度改变地基承载力状况，满足支架承载力及沉降要求。 （1）农田地基处理 首先清除农田内附着物和表层软土，分层填筑砖碴并压实，分层厚度不大于 250mm，压实后总厚度不小于 800mm，对软弱翻浆部分进行深挖换填，将地基下部软弱地层全部清除并以砖碴分层回填夯实（采用蛙式打夯机夯实） ，并用 20t 振动压路机

5、分层碾压密实，以确保其承载力和沉降要求。 （2）宅基地地基处理 宅基地地基经过长时间居住，地基较为稳定，承载力较好，因此房屋拆除后清除建筑垃圾和树木等杂物，填筑 500mm 后砖碴并分层碾压密实，尤其要注意的粪坑等隐蔽坑洞的处理，必须清除坑内积水和淤泥杂物，回填以砖碴并分层夯实，做到不留任何隐患，防止支架局部沉降过大引起失稳坍塌。 （3）鱼塘软弱地基处理 主桥泐马河以西桥位范围内均为鱼塘，鱼塘水深约 2m，塘内淤泥厚度 1m 左右，且临近泐马河河道，因此该段地基是处理的重点。填筑前将塘内积水抽除后清除淤泥等杂物，然后分层回填砖碴，以 20 吨振动压路机振动压实，浇筑 20cm 厚 C20 混凝

6、土，填筑过程中尤其注意暗浜的处理，碾压发现软弱冒水处应采取深挖换填法进行处理。 （4）承台四周地基处理 主墩承台平面尺寸为 9.5*9.5m，厚度 3.5m，基坑深度 4.0m，基坑平面尺寸达 12*22m，承台模板拆除以后以砖碴至承台底回填至原地面，分层用蛙式打夯机夯实，填筑过程中降水不停，确保回填在无水环境中进行，确保回填密实度。 3.2 跨河支架设计 泐马河位于主桥中跨跨中位置附近，与桥梁交角 93 度，河道有通航要求，在此处设置贝雷梁支架跨越河道，由于该处河道内淤泥层厚，经计算若采用钢管桩基础可确保其承载力，但沉降超标，因此采用钻孔灌注桩基础，桩顶设置 C30 钢筋混凝土桥台，在桥台上

7、安装贝雷梁支架，每座桥台下设钻孔桩 13 根，桩径 1.0m，桩长 29m。 跨河支架纵梁采用 42 列加强型贝雷梁跨越通过，贝雷片中心间距1200+1500+2*1200+450+2*900+450+6*900+450+6*900+450+6*900+450 +2*900+450+2*1200+1500+1200mm，纵向为 5 片贝雷片拼装成 15m 长纵梁，由于贝雷梁斜置(与桥梁轴线不平行)，因此每两片贝雷片用连接片连成整体。 桩基桥台计算沉降量 0.4mm，贝雷梁最大挠度 13mm，预压阶段桥台最大沉降量 0.3mm，混凝土浇筑及浇筑后无沉降；预压阶段贝雷梁最大挠度 15mm，混凝土浇

8、筑及浇筑后贝雷梁最大挠度 14mm，均接近于理论计算值。 3.3 地基承载力试验 本桥范围内地基条件均较差，为准确确定地基承载力，防止沉降过大，在换填碾压完成浇筑混凝土前选择典型地段进行地基承载力试验，选点原则是： （1）最不利原则：选择地基条件最差处进行试验； （2）合理原则：同一承载力段选 全桥共选 5 处作为试验点，试验结果及要求承载力见下表。 经试验检测，我们采取的不同地段不同处理方式，承载力均能满足设计需要，同时也节约了成本。 3.4 支架分段预压 由于桥跨范围内地基情况变化较大，虽经换填碾压处理，但沉降量势必不同，易引起结构裂缝，因此根据地基条件和上部结构荷载情况进行分段预压、分段

9、浇筑(支架在分段处断开铰接处理)，这样可保证不同地基条件的地基均自由充分沉降，避免因沉降差造成支架承受剪力。 预压重量为梁体自重的 1.2 倍，分三级加载，预压时间 3d5d，第一次为总荷载的 50?，第二次加剩余荷载的 70?，第三次加至 120?。满载后 24h 前后沉降之差小于 5mm 时可视为支架稳定，具体分段为边跨、主墩墩顶段、跨中段、中跨贝雷梁支架段、合拢段。经预压观测支架弹性变形为 1020mm(墩顶较小，中跨跨中较大)。 3.5 预抛高值的确定 根据对桥梁施工过程和运营后的有限元模拟计算，施工及运营预抛高值为-2562mm，预压消除非弹性变形后弹性变形 1020mm，同时贝雷梁

10、支架段考虑挠度 015mm，由以上三组数据确定最终施工预抛高量。经浇筑前后及张拉前后对比分析，成桥标高与设计理论标高最大差值为5mm，发生在中跨跨中段，张拉后桥面标高与理论标高对比如图： 4 结束语 矮塔斜拉桥结构自重大，梁截面高，对地基沉降要求高，尤其是在华东软土地基地区进行该类桥梁施工更为困难，必须对地基进行严格的处理并预压，使地基充分沉降，根据结构和支架布置形式确定合理的混凝土浇筑顺序，防止混凝土出现裂缝或节段相接处出现错台，本桥的成功经验可为以后软土地基类似航道拓宽桥梁施工提供参考。 参考文献： 1上官萍,房贞政,卓卫东;部分斜拉桥的结构体系及斜拉索索力影响分析 J;福建建筑;2005 年 03 期 2李小军；矮塔斜拉桥的施工关键技术研究；西南交通大学；2009年 3彭昌利 ；矮塔斜拉桥施工监控关键问题研究；华南理工大学；2010 年 作者：柯龙西南交通大学希望学院土木工程系 个人简介： 柯龙，性别男，1981 年 9 月出生，2004 年 7 月毕业于西南交通大学土木工程专业，在中铁四局二公司从事道桥技术管理工作 9 年，2013 年调入西南交通大学希望学院任教。