1、连续刚构边跨直线段单端张拉施工技术摘要以常家河特大桥连续刚构直线端边跨合龙采用单端张拉为例,介绍的在条件允许的情况下对连续刚构边跨合龙段采用单端张拉施工技术,得到节省工期和节省投资的目的。 关键词交界墩连续刚构直线段单端张拉 中图分类号:U445.4 文献标识码:A 文章编号 1 工程概况 常家河特大桥位于陕西省铜川市王益区境内,左线起点桩号为ZK101+706.5、终点桩号为 ZK104+363.5,全长 2657m,桥型布置为430m 箱梁+(75+2140+75)m 变截面箱梁连续刚构+1240m 箱梁+5430m 箱梁;右线起点桩号为 YK101+676.5、终点桩号为YK104+36
2、3.5,全长 2687m,桥型布置为 530m 箱梁+(75+2140+ 75)m 变截面箱梁连续刚构+1240m 箱梁+5430m 箱梁。在 K101+550 设有 1号箱梁预制场,K104+600 设有 2 号箱梁预制场,路基已全线贯通。 2 施工方案 常家河特大桥主桥边跨现浇直线段设计长度为 389cm,梁高为320cm,端横梁宽度为 150cm,并在中间设有 180100cm(倒角半径50cm)的人孔。在直线段梁端设有合龙钢束 2B2、2B3、2B4、2B5、2B6及 4Hb1、2Hb2 的张拉端,边跨预应力钢束布置见图 1。交界墩引桥箱梁侧盖梁增高 h=150 和 190cm,设计采
3、用两端对称张拉。 图 1 边跨预应力钢束布置示意图 根据现场施工条件,考虑主、引桥工期及施工互不影响原则,确保本桥 2013 年建成通车,将直线段两端对称张拉改为单端张拉。在引桥箱梁安装后进行主桥悬浇箱梁边跨合龙束张拉施工,并利用引桥箱梁对直线段施工时进行配重,从而节省工期,节约资金。 3 理论计算 3.1 交界墩边跨合龙状态应力分析 常家河特大桥主桥边跨直线段采用墩顶支架法现浇,支架采用三角架结构,并在直线段砼浇筑前,将引桥箱梁提前安装完成。边跨合龙时交界墩结构型式如图 2 所示。 根据直线段及边跨合龙段的施工工艺,取边跨合龙段砼浇筑状态作为最不利用工况,最不利状态下墩身受力模式如图 3 所
4、示。 图 2 交界墩结构示意图图 3 墩身受力模式示意图 取交界墩作为研究对象,并以最高墩左线 8#墩(墩高 36m,墩顶盖梁高 3.5m)作为检算对象,受力模式如图 4 所示: 图 4 墩身受力模式推导计算详图 图中各荷载值为:引桥箱梁荷载 N1=72982=3649KN,直线段墩顶荷载 N2=914KN,托架上节点反力 FAx=600KN,FAy=130KN,托架下斜撑反力FB=1385KN,分解 FBx=600KN,FBy=1248KN。图中各距离值分别为:H=36m,e1=0.5m,e2=0.5m,e3=1.5m。 将 FB 分解成 FBx 及 FBy 两个分量,并将 FAy、FBy、
5、N1、N2 向墩身截面形心转化,同时增加内力矩 M Ay=FAye3=130KN1.5m=195KNm M By=FBye3=1248KN1.5m=1872KNm M1=N1e1=3649KN0.5m=1825KNm M2=N2e2=914KN0.5m=457KNm 略去通过墩身截面形心的轴向力影响,则墩身检算模式如图 4 右侧所示,其中 M=M1-M2-MAy= 1825-457-195=1173KN(与 M1 同向) ,由计算分析得墩身内力(弯矩)图如图 5 所示。 由内力图知,在不利弯矩值(Mmax=3099KNm) ,墩身有两个个典型截面,如图 6 所示。 图 5 墩身弯矩图 图 6
6、墩身典型断面图 h=0(以承台面基准面,该截面为墩身变截面段,顺桥向壁厚100cm、横桥向壁厚 100cm)处截面模量 Ix=1849281887cm4, 。 h=5m(以承台为基准面,该截面为墩身标准断面,顺桥向壁厚50cm、横桥向壁厚 50cm)处截面模量 Ix=1401685221cm4, 。 从以上两个不利截面的拉应力值中,最大者为 0.33Mpa=40Mpa=2.15Mpa,故交界墩身在最不利工况下,墩身的受力是安全的。3.2 常家河特大桥边跨单端张拉主梁应力分析 锚具拟采用 OVM.Ml5-19PT 型锚,锚垫板尺寸310mm250mm174mm,d=174mm,t=6cm;螺旋筋
7、G=310mm,H=20mm,I=60mm,N=7。OVM.Ml5-19PT 型锚具构造详见图 7。 图 7OVM.Ml5-19PT 型锚具构造示意图 采用的局部承压计算公式为: 4.施工工艺 4.1 直线段施工 根据现场条件,首先安装引桥箱梁至交界墩,安装直线端现浇三角托架并进行预压,预压完成后安装模板,进行直线端钢筋绑扎及预埋件的安装,在直线段时预埋相应规格的张拉锚具(P 锚) ,并预留钢绞线。在18#节段施工完毕后,再将预留的钢绞线自 18#节段向箱内穿入,待边跨合龙段浇筑完毕后,在箱内实施张拉。 4.2 钢束张拉控制 第一,为避免合龙束钢摩阻稍偏大,近而引起钢束伸长量与设计伸长量产生误
8、差,在合龙束 B2B6、Hb1Hb2 的箱梁内腔张拉端张拉时,先采用手动油压千斤顶对钢绞线逐根进行空拉,空拉力控制在设计张拉的 30%左右,再采用主千斤顶对钢绞线进行反复空拉,空拉力控制在设计张拉的 50%左右。此方法既可避免钢绞线穿束不匀,又可有效消除孔道的负摩阻。 第二,放松箱梁内腔的张拉端,安装工作夹片,按设计程序张拉钢束至控制张拉应力(初张拉张拉力 P0 为 20%设计张拉力 P)持荷 3 分钟量测伸长量 0张拉至设计吨位 P持荷 3 分钟量测伸长量1回油量测伸长量 2。 ) 。 第三,钢束张拉至控制应力后,使张拉千斤顶保持持荷状态 58 小时。由于钢束沿长度方向的应力重分布,会使张拉
9、应力(即油压表读数)略有减少,此时按控制应力进行补张拉后锚固。 通过经上措施,使得边跨合龙束的张拉应力及伸长量尽量接近设计值,保证张拉质量。 5.结束语 通过采用单端张拉施工技术解除了由于主桥边跨合龙束两端张拉对引桥箱梁安装的制约,节约了全桥工期。利用引桥箱梁对悬浇直线段进行配重,节省了工程投资。 参考文献 1周水兴,何兆益,邹毅松.路桥施工计算手册 M. 北京:人民交通出版社, 2001:781. 2田克平. JGJ公路桥涵施工技术规范实施手册S. 北京:人民交通出版社,2011:139-147. 3中交公路规划设计院.JTG D62-2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范S.北京:人民交通出版社,2004:47-49. 4张立海. 沙溪大桥悬浇箱梁边跨直线端单端张拉施工技术J.今日科苑,2009 . 作者简介:陈进明,性别:男,毕业学校:西南林学院,毕业时间:2003 年 8 月,所学专业:森林工程,现任职务:项目总工程师,研究方向:桥梁、隧道.