箱形桥顶进“扎头”的预防与控制

箱形桥顶进 扎头 的预防与控制—— 刘中友
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管线埋设的具体位置及 标高、 地质水文条件、 斜交 固
素 ， 立交 桥结构 设计为 ３ 独立 的斜 交箱 体 ， 将 个 即南 侧 人行 道和 慢车道 为 １． ０５ｍ×６６ｍ 箱体 ， 间快车 道 ＋ 中 分 上下 行 为 ２ ６ ８ｍ×７０ｍ 两 孔 连 续箱 体 ， 侧 —１＋ ． 北
较宽 ， 必须采用纵挑横抬的方法加固线路， 让横抬梁的
一端 支承 在路肩 的挡体 上 ， 而另一端 则支 承到 箱身上 。 这样， 线路 、 固设 备、 车荷 载将 直接 作 用 于箱 体 的 加 列 前端 ， 生扎头力矩 ， 对预 防和控制 箱体 顶进 “ 产 这 扎头 ” 非常 不利 。 为了克服 这种 加 固方法存 在 的缺 点 ， 采取 了 在 横 抬梁 下 面的 路 基上 用短 枕 木 增 设 多 排支 点 的方
人行 道和慢 车道 为 １． ０５ｍ×８０ｍ 箱体 。３个箱体 组 ． 合 成 １． ０５ｍ＋２ ６８ｍ＋ １． 大 型 箱形桥 ， 箱 ×１ ＋ ０ ５ｍ 其 身 正交长度 为 ８ ０ｍ， 向长 度为 １． ｍ。 构尺 寸 ． 斜 ０１ 结 ６
详 见图 １ 。
图 １ 霜 身正 面 图 （ 位 ：ｍ） 单 ｃ
（） 拉横 梁与传 力柱 的连 接 采用焊接 。 ４张 （） 施 工 台面 水磨 石面 层 前 ， ５在 要先 涮 一层 环 氧 树脂 。 水磨 石与 台面混 凝土 的衔接 紧密 。 确保 ４ 结语 广渝 高速公 路周家 台子 立交 桥采用钢 结构 槽式 台 座预制 先张 梁 １ ２片 。 ３ 所生 产 梁 经抽 样检 查各 项 指 标 均 达到 《 标 》要求 ， 量优 良 。 验 质 其成 功 经验表 明 ： 结 钢 构 槽式 台座具 有适 应 性 强 、 建场 快 、 装方 便 、 循 环 拆 可 使用 、 术简 单 、 易掌 握 、 技 容 对地 基 承 载 力要求 不 高 等 优 点 。 于优 质 ， 速 、 对 快 高效 的 高速 公 路桥 梁施 工 具 有 一定的推 广价值 。 （ 来稿 日期 ２０ ００— １ ０一 Ｏ ） ８
关键词
ｌ 概述
三片 拱桥
钢 管混 凝以上特点， 笔者在北 京至上海的高速公路某特大桥设计时采用了三片平行 拱 肋 下承式 系杆钢 管混凝 土结构 形式 该 桥 全 长 ２ ８ｋ 桥 面宽 １． ． ｍ， ３５ｍ＋１０ｍ（ 央 ． 中
分 隔带 ） ３ ５ｍ， ＋１． 引桥 为多 孔 ３ 先简支 后连 续 的 ０ｍ Ｐ Ｃ箱 梁组 成 ｝ 主桥 为 ｌ １０ 三片平 行拱肋 系杆 钢 孔 ０ ｍ 管 混凝土 拱 桥 ， 拱轴 线采 用 二次抛 物线 ， 矢高 ２ 矢 ０ｍ， 跨 比 ｆ ｔ １５刚性 拱 肋 ， ／ ＝ ／。 柔性 系 杆 ， 悬浮式 桥 面 ， 拱
控制顶进峙Ｌ 是本桥施工的关键 头
由于箱 形 桥 的顶 进是 一个 动态 过程 ， 随着 顶程 的
法， 通过调整横抬梁的支点与跨度 ， 尽可能地将箱顶支
点后 移 ， 而减小对 箱体 顶进 “ 从 扎头 的影 响 。
变化 ， 外力对箱体的作用也在不断地发生变化 ， 共同作
用的结 果 ， 垂 直方 向 ， 中体现 在箱 体顶进 高程 的变 在 集 化上 。固而 。 了预 防和 控制顶 进 “ 头 ， 须对顶 进 为 扎 必 箱体进行 受力 分析 。 分折 后可 知 ， 本桥顶进 “ 头 ” 扎 的预 防与控 制 ， 是 就 要在 施工过程 中减小“ 头” 扎 力矩 ， 加“ 增 抬头 力矩 ， 减 少沉降量 。为此 ， 本桥从 滑板 的预制 至箱体顶 进就 位 ，
见 图 ４ 。
Ⅱ Ⅱ截面 一
团 ４ 惜 定 示 露 田 （ 位 ｝ｒ ） 单 ｅ ａ
（）台面设 计 ４ 台 面采用 １ ｍ 厚 Ｃ ５ 钢 筋混凝土 ， ０ｃ １级 抗渗 ８ 。 级 水磨石表 面 ， 防止 放张时梁扳 拉 裂 台面混凝土 ， 为 在梁 板 处的 台面配置 ５根 １ 、 ２间距 ２ ｍ 的分 布钢 筋 。 ５ｃ ３ 施工注意 事项 （） １ 施工 时 ， 要保证 传 力柱 的水平 和 直顺 ， 则会 否 导 致传力 柱 由于 偏 心受 压而 失稳 。 （） ２ 在传 力 柱调 平 ， 调直 后 ， 再安 放 锚 环 ， 最后 灌 注锚 定混凝 土 。 （） 环与传 力柱必 须连 接 紧密 ， ３锚 且锚 定 牢 固 ， 否 则会 引起 长细 比变化 。 增大压屈 折减 ， 进而导 致传 力柱 的失稳 。
关键词 ｌ 概述
顶进
扎头
预防
控制
措 施
的作 用 ， 固然是 一种 尚佳 的方案 。 由于本工 程铁路 为 但 单线， 箱身长度 相应 较短 。 根据 以前一 环路 上修建多 孔 大 型连 续箱 形 桥设 计 与施工 的经 验 ， 在这 样 的地 质条 件下 ， 种结构 用顶 入法 施工的难 度是 非常大 的 。 这 一是 很 容 易发 生“ 扎头 ” 现象 ， 且很难 纠偏 ｝ 而 二是 由于箱身 长度 较 短 ， 而结构 横 向宽度 却很大 ， 其横 向刚度 相应减 小， 在荷 载及结构 自身重 量 的作用 下 ， 板 的不同部 其底 位 ， 力分布 差 别 较大 ， 而导 致箱 底 地基 受 力 不均 ， 应 从 变 形不 一 ， 顶进 过 程 中 。 形 不 断 累积 。 在 变 箱身 横 向结 构 常常 发 生不均 匀 下沉 现象 ， 使 结构 的 附加 应 力增 致 大 ， 及到 结构 的安 全 。 危 本 桥 在结构设计 时 ， 吸取 了过去 的经验 教训 ， 根据 道路 功能 的划分 ， 施工 及美 观要求 出发 ， 从 考虑 到各种
先后采取了如下施工措施。 （） 据 以往 类似 地 质 条件 下箱 形桥 顶 进 施工 的 １根
经验， 在箱 体预 制 时 ， 预 制 标 高 比设 计 标高 提 高 ５ 将 ｃ 预 留沉降 量 。 ｍ， （） ２当箱体 从 刚性 滑 板进入 弹性 地 基 时 ， 由于两 者 的承载 能力不 同 ， 使箱体 产生 “ 会 扎头 。因此 ， 将滑 板 前 端 ３ｍ 范 围 内的地基 用 砂石 土 进行换 填 加 固 ， 置 设 过渡段， 并将 滑板 做成 前 高 后 低 的仰 坡 ， 度 为 ５ 。 坡 ‰ 这样， 一方 面 可 以减少 当箱体 重 心接 近滑 板 前 缘时 而 引起滑板 前端地 基土 壤 的压缩下 沉 ； 另一方 面 ， 将箱体 预 制 成抬 头状 态 ， 有利 于减 小箱体 重 ， 出滑 板后 所 Ｉ Ｌ移 引起 的“ 扎头” 度 。 程 （） ３将箱体 底 板前 端做成 船 头坡 ， 水平 长 １０ｃ ０ ｍ， 垂 直高为 １ ｍ。 ０ｃ 这样 ， 一方 面可 以通过 控制 底板前端 的挖土 ， 使作用 在该部 位 的被动土 压力 形成抬 头力矩 ，
施工方案， 先采用纵挑横抬方法加固线路 ， 将中箱 顶 进 就 位 ， 后 再 用 Ｄ２ 然 ４型大 跨 度 施 工 便 梁 加 固 线
路 ， 将边 箱顶进 就位 。 分别 这种 采用分箱 设计分 箱顶进 施工 的方 法 ， 可 以避 免大 型 连续 结 构横 向 产 生不均 既 匀下 沉现 象 ， 叉可 以用 施工 便 梁完 全 架 空线路 顶 进边 箱 ， 以有效地 减小顶 进施 工 的难度 ， 防止和 控制顶 可 对 进“ 扎头 ” 常有利 。 非 本 桥设 计 时 ， 个箱体 前 端均 考虑 设置 长 ２ｍ 的 每 钢 筋混凝 土 刃角 ， 于切土 、 用 挡土 、 提供抬 头力矩 。 由 但 于 钢筋混 凝土 刃角 自重较大 ， 往往 导致箱体 重 心前移 ， 尤其 对于箱 身 长度较 短的箱体 ，扎头” 用尤为 敏感 ， “ 作 会 给施工 带来 困难 为此 ， 每个箱体 后端 增设 长 １ ５ 在 ． ｍ 的 钢筋 混 凝土 侧 墙 ， 既起 到 平 衡 作用 ， 可 以 防止 叉 路基 土体 的坍 塌 。 ３ 施工措 施
立交桥在结构设计时 ， 尽管 已经考虑到施工的难
度 ， 采取 了一些措施 。设计 时 的周密考 虑 ， 然可 以 并 虽 为 施工 创 造有 利 的条件 ， 施工 与设 计 还 有很 大 的差 但 别 ， 必须 进一 步从施 工角度 进行 认真地分 析和 研究 。 还 通 过 对 立交 桥 结构设 计 的分析 ， 现本 桥 有个 明 发
在 用顶入 法施工 的箱形 桥 中 ， 当地质 条件 较差时 ， 出现顶进 “ 头” 扎 的现象 非常 普遍 。 有的甚 至非 常严重 ，
给 工 程造 成 了永 久性 的缺 限 。而一 旦 出现较大 的 扎
头 ， 纠偏 是很 困难 的 ， 其是 对 于大 跨 度 的连 续 箱形 尤
桥 更是如 此 。 因此 ， 必须 在设计 和 施工过程 中采取 一些
（） ５顶进前 ， 首先利用预制箱体时修建的降水和排
水 系统 ， 在 铁 路 的另 一 侧增 设 ４口 ０ ５ｍ 的 深井 并 ． （ 降水 深度达 到 １ 以上 ） ０ｍ 。通过 不停 地抽 排 ， 降低路 基和地 基土 的含水量 ， 地下 水位控制 在底 板 以下０５ 将 ． ～ １ ０ｍ。这样 ， 效 地 提 高 了地 基 和 路基 的 承载 能 ＋ 有 力 ， 免 了流砂现象 的 发生 ， 顶进 施工减 少“ 避 为 扎头 创 造 了条 件 。
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铁 蓬 梅 唯 诅 计
２０ 年 ｉ ０ １ 月第 ２ 卷第 ｉ １ 期
箱 形桥 顶进“ 头” 扎 的预 防 与控 制
蚌埠 铁路分 局勘 测设 计院 摘 刘 中友
要 箱 形桥 顶进 施Ｉ 中 出现 “ 头” 象 非常 普遍 ， 须 采取 行之 有 效的措 施 进行 预 扎 现 必
防与控 制 。
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铁 避椿 ， 啦 计 ｌ
２Ｏ 年 １ Ｏ１ 月第 ２卷第１ １ 期
三 片平行 系杆 钢 管混凝 土拱 桥 的设 计 特 点