摘要:当前我国高速公路建设蓬勃发展,桥梁建设形势也随着技术发展有了更多改良与进步,其中预应力混凝土连续T梁广泛应用于各种桥梁中,本文对某高速公路湖北段的三座大桥上部先简支后连续技术结构进行了技术研究,旨在对高速公路连续T梁桥的应用及其优点进行探讨。
关键词:高速公路;连续T梁桥;施工技术
引言
随着经济发展对交通承载量的要求逐渐增大,既往的技术方法已经不能提供良好的车流量支持,故此,连续先简支后连续T梁桥技术则由此产生,该技术巧妙的结合了连续梁的优势和简支梁的批量生产的优势,创造出能在桥梁墩顶进行连续浇筑混凝土过程中产生预应力的“先简支后连续T梁”结构,而当前该项技术更是在建筑施工项目中得以广泛的采用。
一、先简支后连续T梁的概述
1.1施工技术的概述
近年来,伴随着国内国际高速公路建设的蓬勃发展,桥梁建设技术也迎来了技术的革新,高速公路“先简支后连续T梁”在这种背景下发挥了强大的技术作用。先简支后连续T梁要求在主梁预制后,形成简支梁,在桥梁墩顶进行连续浇筑混凝土,产生预应力,这对桥梁的寿命及工程质量起着提升作用。从整体角度分析,桥梁墩顶是基础,简支梁是支撑,连续性佳且伸缩缝少的桥面是结果,因此,只有完善每一步,才能收获稳固的工程成果。
1.2技术常用的截面形式
按连续梁所用材料特性不同,可分为钢筋混凝土连续梁和预应力连续梁两种。连续梁桥通常采用的截面形式有板式、T形和箱形。预应力混凝土连续梁桥常用的横截面形式有板式(包括空心板)、T形粱式(包括宽肋梁)和箱形梁式。
1.3施工的控制原则
大跨度预应力混凝土连续梁桥、连续刚构桥的施工控制主要由两个方面构成,即内力控制与变形控制。内力控制主要是控制主梁在施工中及成桥之后的应力,特别是控制合拢时间,确保其相对安全且不会过大,以及在施工中主梁免遭破坏。变形控制则是对每节段箱梁的竖向挠度及其横向偏移进行严格控制,如果出现偏差,且偏差还比较大时,则务必立刻对误差进行分析并给出适宜的调整措施,为下一节段更加精确的施工打下坚实的基础。此外,对于控制的方法,要具体情况具体分析。
1.4预应力荷载的理论
高速公路连续T梁桥的预应力荷载内力与施工的不同阶段有关,由于先简支后连续的施工分两个阶段进行,需要多角度、多综合数据来分析其内力,荷载效应是指在建筑结构设计中,由荷载作用引起的结构或结构构件内产生的内力(如轴力,剪力,弯矩等)变形和裂缝等的总称。连续T梁桥的假设中,一期工程由于张拉工作不涉及次内力效应,二期预应力荷载要在多个结构约束下进行计算,且二期预应力荷载会产生次内力效应。
1.5温度荷载效应
先简支后刚构连续组合T梁桥属于多次超静定结构,因此温度作为影响桥梁结构的重要变量,做好温度内力和应力的计算。温度变化对结构的主要影响是桥梁结构的错位,温度应力会使变形错位接通过微小剪切变形,下表对桥体上部结构的温度荷载内力值对主梁和桥墩的弯矩图进行制图。
表一 主梁在不同温度荷载下的弯矩值
由上表可知,连续梁结构整体温度上升20度时,主梁产生的弯矩内力基本为0,主梁最大温度出现在次边墩靠近中考的支点附近,墩底会产生不可忽略的温度弯矩次内力。
二、分析高速公路连续T梁桥的应用
2.1研究背景
本文选择的我国某高速公路湖北段第十合同三座大桥上部工程结构进行研究,该高速公路湖北段第十合同段西水河大桥中心里程 K40+336.5,上部工程为 6*25m 跨先简支后连续板,下部为柱式墩,嵌岩基础,0 号、6 号台为肋式台,嵌岩桩基础。
2.2技术流程
2.2.1制作安装主梁
T梁的预制是工程的第一步,要保证好钢筋的加工、配件加工及钢模安装。钢筋选择要重视有无锈蚀或弯曲,避免材料不过关带来的隐患;支座架与支座螺栓要避免直接焊接,二是选用更利于资源循环的螺栓连接方式;配件的加工要严格按照施工要求、性能要求进行制作并且要经过多重检验,配件运输过程中,避免气温、人为破坏等因素造成其变形;钢模安装步骤是吊具对侧模相继吊装,并检查橡胶管道和波纹管位置有无偏移,做到位置准确,连接牢固。要确保钢模的刚度、强度及性能合格,若有钢筋直径小于要求的情况,可在力学符合的情况下对其进行捆扎,增大张力。
2.2.2灌注主梁混凝土
灌注主梁混凝土的原则是分段、分层灌注,主梁混凝土对水泥等材料有着一定要求,粗骨、细骨材料的选择也要进行合理的比例控制。这步工序结束后,要注意主梁的存放要结合地形地势,不能因为排水不畅导致地面不够坚实,这样的地形会直接导致地基下沉。在主梁混凝土灌注结束后,利用平面振动器与插入振捣棒结合进行桥面灌注。
2.2.3钢绞线张拉
张拉预应力钢束的标准是与蜘蛛量混凝土强度达标,钢绞线张拉作为施工中的重要环节,要求T梁混凝土养生时间达到设计标准时即可开展。预应力张拉采用双控两端对称同时张拉的工艺。张拉完成后,应采用切断机或砂轮锯截断钢绞线,不得使用电弧焊烧断预应力钢绞线。
2.2.4体系转换
桥面整化层浇筑完成后,由边跨向中跨拆除盖梁上的临时支座,使该联转换成为连续梁。在钢绞线张拉完成后对水泥进行压浆,并测量其强度。体系转化是施工中承上启下的一个步骤,步骤为①预制、架设第 1 孔 T 梁,安装、定位后进行梁间横隔板及梁间湿接缝施工② 待相临两孔梁体安装到位、并检验合格后,即可连接,浇注墩顶湿接缝混凝土。③ 进行压浆封锚土、安装护栏、伸缩缝面沥青混凝土。
2.2.5铺装、护栏等附属设施施工:现浇护栏底座混凝
三、存在的缺点
先简支后连续体系在是施工的各阶段由于受力性能不明确,缺乏预应力的判断与估值,因此,理论计算的障碍和不足会直接导致成本的控制有偏差,甚至导致预应力不足,若产生裂缝,不仅工程质量达不到要求,更是为之后埋下了安全隐患。此外,由于连续T梁桥的施工有严格的时间要求,工序之间的衔接标准也有相应的规则,因此,尽管先简支后连续T梁桥的施工过程较为简便可行,但技术方面仍存在不少改进的空间。
四、结语
现阶段正处于中国经济告诉腾飞时期,交通产业作为其重要拉动产业,新技术的引用和研究必不可少,本文在对我国某高速公路湖北段第十合同三座大桥上部工程结构进行分析后,得出高速公路连续T梁桥值得引用推广的结论,基于我国路桥事业发展有好的前景,桥梁设计应在施工前、中、后各阶段进行归纳总结。高速公路的建设对于经济发展及人民幸福都有推动作用,因此,高速公路连续T梁桥的实施有着重要的意义。
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论文作者:周旭光
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/24
标签:预应力论文; 荷载论文; 混凝土论文; 内力论文; 高速公路论文; 桥梁论文; 结构论文; 《防护工程》2019年第3期论文;