(108+195+108)m预应力混凝土连续刚构关键技术

6g坊Sichuan Building Materials 第46卷第9期2020年9月
Vol.46,No.9
September,2020
（108+195+108）m预应力混凝土连续刚构关键技术
何明权
（宜宾市叙州区农村公路建设管理所，四川宜宾644601）
摘要：宜宾泥溪岷江特大桥主桥为（108+195+108）m预应力混凝土连续刚构，属国内同类连续刚构跨度较大情况，根据地形地貌等因素合理控制边中跨比，控制好施工合龙温度、顶推力及合龙钢束及体外预应力的张拉情况，充分考虑后期可能出现的腹板开裂及跨中下挠的具体措施，以获取更为有利的受力状态，运用前景广泛。

本文针对主桥结构受力特性,介绍了结构设计的思路及方法，并提出结构的主要设计指标及特点。

关键词：岷江；主桥结构；连续刚构桥
中图分类号:U448.23文献标志码:A
文章编号：1672-4011（2020）09-0118-03
DOI：10.3969/j.issn.1672-4011.2020.09.059
1工程概况
项目位于四川省宜宾市叙州区泥溪镇，起于岷江左岸泥溪镇华顺店，与拟建省道310孔滩至泥溪段公路相接，新建龙头山大桥跨山沟后,通过新建泥溪特大桥跨越岷江，止于岷江右岸泥南乡老房沟附近顺接规划省道310线、省道215线共线段。

上部结构主桥采用（108+195+108）m预应力混凝土三跨连续刚构,挂篮悬臂施工;主梁采用单箱单室截面,横向按双幅分离、对称布置;主墩为双肢薄壁墩、承台接群桩基础，墩身采用滑升模板施工。

桥梁效果见图1。

图1桥梁效果图
2技术标准
公路等级:一级公路。

设计速度：60km/h。

荷载等级:公路-I级;人群荷载：主桥2.875kN/m\引桥3.45kN/m2o
桥面宽度：26.5m=2.25m人行道+2.5m非机动车道+2x3.5m行车道+0.5m路缘带+2m中央分隔带+0.5 m路缘带+2x3.5m行车道+2.5m非机动车道+2.25m 人行道。

桥梁抗震设防类别:A类;地震动峰值加速度：0,10g,地
收稿日期：2020-04-27
作者简介:何明权（1970-），男，四川宜宾人，本科，工程师，主要从事公路水运建设工作。

震动反应谱特征周期：0.45s,基本地震烈度:W度，抗震设防措施等级：8级。

设计洪水频率:特大桥1/300、大桥1/100o
通航标准:内河皿-（3）级。

船舶撞击力:主墩横桥向800kN,主墩顺桥向650kN o
设计安全等级:一级。

设计基准期:100年。

环境类别：1类。

场地类别：II类。

环境的年平均相对湿度：80%o
3结构设计概况
3.1总体设计思路
主孔跨径的大小对河道防洪、通航和桥梁建设投资均影响较大。

根据《四川省内河水运发展规划＞（2010年9月），岷江乐山〜宜宾段规划为in级航道,桥位处河段按皿级航道标准考虑,当水上过河建筑物轴线的法线方向与水流流向的交角W5。

且横向流速＜0.3m/s时,天然河流皿级航道通航净空尺度要求:双向通航孔净宽HO m,上底宽96m,净高10 m,侧高6m；当交角＞5。

且横向流速＞50.3m/s时,通航净宽必须在上述基础上按规定加大;当水流横向流速＞0.8m/ s时，应一跨过河或在通航水域中不得设置墩柱。

通过多种方案对比，综合考虑桥梁施工难度及风险、后期养护成本、岷江珍稀鱼类保护等诸多因素,确定主桥采用（108+195+108）m预应力混凝土连续刚构。

3.2主桥结构设计
主桥箱梁为三向预应力结构,采用单箱单室截面，左右分幅设计。

单幅箱梁顶板宽13.1m,底板宽7.5m,外翼板悬臂长2.8m,箱梁顶板设置成2%单向横坡。

箱梁跨中及边跨支架现浇段梁高4.1m,箱梁根部断面和墩顶0号梁段高为12.5m；箱梁高均以边腹板外侧为准。

从距离中跨跨中1.0m至箱梁根部,箱高以1.6次抛物线变化。

箱梁腹板在墩顶范围内厚120cm,刚构腹板有75、65、55cm三种厚度。

箱梁底板厚0号梁段为180cm,其余梁段底板从箱梁根部截面的150cm厚以1.6次抛物线渐变至32cm厚。

箱梁0号段长15.0m,悬臂施工节段长度为11X3.0m+14x4.0m,全桥两幅共设6个合龙段，其长度均为2.0m,边跨现浇段长度为9.3m。

1号~25号梁段采用挂篮悬臂浇筑施工，悬臂浇筑节段最大控制重量为2594.8kN（l#梁段），挂篮设计自重1300kN（含施工荷载）。

纵向预应力束采用15^15.2〜24^15.2高强低松弛钢绞线，竖向预应力束采用3忙15.2高强低松弛钢绞线，箱梁顶板内沿纵向每隔50cm左右交错设一道横向预应力束，采用2忙15.2高强低松弛钢绞线。

主桥体外束作为后期运营中预应力储备，体外预应力采用27忙15.2、19忙15.2环氧涂层钢枝线无粘结成品索，热挤HDPE防护;边跨、中跨均布置4束体外束,10#、19#梁段横隔板也作为运营期间体外束的转
向隔板，转向隔板内预埋体外束转向器，箱梁内预埋固定体外束减震器的钢板。

主墩采用分幅设计，墩身高度分别为36,35m,采用钢筋混凝土双肢薄壁墩身,承台接钻孔灌注桩基础;每个墩身双肢间净距5.6m海肢纵向厚度2.2m,横向宽度8.5m,两侧为圆端型;承台采用分离式，单个承台顺桥向长16m,横桥向宽14.74m,厚5.5m；桩基础按端承桩设计,一个承台采用9根直径2.5m钻孔灌注桩。

3.3桥梁施工顺序
1）下部结构施工。

泥溪岷江特大桥1#、2#主墩水中基础采用钢管桩钻孔平台及双壁钢围堰施工，在桥梁上游适当位置设置钢栈桥，作为材料运输通道;3 #交界墩基础采用筑岛围堰施工。

主墩桩基、承台、墩身施工方案:搭设钢栈桥及钢管桩钻孔平台-分批分组钻孔或冲孔-分批分组浇筑桩基混凝土T制作及下放钢围堰、浇筑承台封底混凝土T破桩，分区、分层施工承台T承台混凝土体积较大,设计采用冷却水管或低水化热水泥施工,减少水化热，防止混凝土开裂-采用翻模法或爬模法施工主墩墩身-继续向上施工墩身。

每个主墩处至少应配置1部高塔吊与1部施工电梯,其余所需则为常规的施工设备，混凝土均采用输送泵运送浇筑。

2）上部结构施工。

（1）主梁节段施工。

主梁采用挂篮悬臂浇筑。

主桥墩完成后,用万能杆件组拼托架浇筑零号块件,挂篮依次悬臂浇筑其余梁段，设计挂篮悬浇节段最大重量为2594.8kN,挂篮设计自重1300kN（包括施工荷载）。

（2）主梁边跨现浇段。

主桥边跨现浇段（27#梁段）在落地支架上立模一次连续浇筑完成,支架设置完成后,须对现浇支架进行预压，且预压重量M1.2倍箱梁自重，同时对墩顶偏位进行观测;支架在梁体浇筑前必须检验支架及地基的强度及稳定性，消除支架的非弹性变形。

边跨底板束张拉时和边跨合龙后，为保证梁体和支架间水平向自由变形,需在现浇段底模与支架支承面处垫四氟滑板。

现浇段底模安装时应按要求在交接墩位置安设支座。

（3）主梁合龙段施工。

全桥分三个合龙阶段，第一、二阶段合龙两岸边跨:支架上浇筑箱梁的边跨现浇段，将边跨挂篮改装为合龙吊架,进行水箱压重，中跨跨中则进行相应配重，完成岸边边跨合龙及混凝土浇筑，待满足要求后张拉边跨顶、底板钢束。

第三阶段合龙中跨:在中跨两悬臂端将挂篮改装为吊架，并在悬臂端设水箱作平衡重。

为改善墩身受力，用千斤顶在中跨合龙段同步施加水平力顶推，在满足设计合龙温度情况下,焊好合龙骨架,浇筑合龙段混凝土，边浇混凝土边同步等重量放水，待满足要求后张拉边跨顶、底板钢束。

4主要计算分析
主桥箱梁按全预应力构件设计,按梁单元进行主梁施工及成桥阶段的结构静力计算，材料按线弹性计。

计算中考虑的荷载及作用包括:结构自重、基础变位、预应力荷载、均匀升降温、温度梯度正反温差、挂篮荷载、施工荷载、活载、汽车制动力、二期恒载、过桥管线。

4.1计算荷载
恒载:主梁重量按设计尺寸计算,横隔板按集中荷载加在对应位置,混凝土容重取26kN/m3,-期恒载按桥面系实际荷载取值。

汽车活载:公路-I级;人群荷载：主桥2.875kN/m2；考虑纵向折减系数0.97、横向车道系数0.78和偏载系数1.2等确定汽车荷载的横向分布系数;非机动车道按《城市桥梁设计规范（2019年版）》（CJJ11-2011）⑶10.0.6条规定，按人群荷载考虑（最不利情况）。

整体升降温25七，混凝土的温度线胀系数叭二1.0x 10二钢的温度线胀系数a s=1.2X10-5O梯度温度按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）⑷中第4.3.10条执行。

桥面板收缩徐变按实际加载龄期由程序自动计算，支座不均匀沉降主墩按2cm、交界墩按1cm考虑。

4.2结构整体分析
主桥整体分析采用桥梁博士V3.6.0建立平面模型进行计算;主桥梁体共划分为135个节点，134个单元;桥墩每1 m划分1个单元;承台底约束刚度按m法计算考虑。

计算模型如图2所示。

图2计算模型图
1）主梁承载力极限状态计算（基本组合了°SWR）o
图4最小内力及抗力图
（2）抗剪强度。

见图5。

图5最大最小剪力包络图
2）主梁抗裂验算。

按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）⑸，全预应力混凝土构件,在作用（或荷载）短期效应组合下应满足：a st~0.80cr pc>0；全预应力混凝土构件,在作用（或荷载）短期效应组合下,现场浇筑构件,主拉应力应满足：5p<0.二1-14MPa。

主梁频遇组合抗裂验算表见表1O
表1主梁频遇组合抗裂验算表单位:MPa 位置上缘最小值下缘最小值主拉应力最小值边跨支点0.257.49-0.18
边跨1/2处 3.967.39-0.57
边跨根部0.909.84-0.62
中跨根部0.3210.20-0.67
中跨1/2处 3.798.22-0.82
中跨跨中 2.41 3.13-0.02主梁频遇组合抗裂验算满足规范要求。

3）主梁混凝土应力验算。

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362—2018），混凝土的最大法向压应力应满足：cr kc+ cr pt<0.y ck二19.3MP。

，再按照上述设计规范，按标准值组
（下转第121页）
储料大斗内,进行持续灌注作业。

灌注操作环节，要做好安全防护。

安装初灌时,保证停止循环20min内拉塞开灌，第一斗料确保导管首次埋入混凝土面以下0.8m以上。

在进行预塞操作时，导管距离孔底要不超过300-500nun,将导管沉入到孔底之后，再提400~450nnn,实现对作业质量的把控。

采取连续灌注作业方法，同时做好测量记录，保证导管埋深处于合理范围内，为保证混凝土质量,混凝土的充盈系数要大于1.1。

在混凝土浇灌至桩顶设计标高后,混凝土继续浇灌，超灌高度必须大于1500nun,且在凿去超高部分混凝土以后仍能保证桩顶混凝土强度达到设计要求,在混凝土浇灌完成后钢筋混凝土冲孔灌注桩即施工完成，空孔采用中砂回填以保证场地施工安全。

3高层建筑大直径冲孔桩施工技术的应用总结
3.1做好事前准备
采用大直径冲孔桩施工技术时，为了保障作业的质量与效率，要做好事前准备。

作业前，进行现场调查和地质勘察工作,掌握现场环境特点和土层岩层情况，分析影响技术效果的因素,提出防范和处理措施，确保大直径冲孔桩施工作业的质量。

对地质情况有着全面的掌握，设计高质量的施工图，保证各阶段的有效衔接，确保工程规范和标准得到有效执行，最大程度减少大直径冲孔桩施工问题的产生⑶。

3.2做好冲孔环节的质量把控
作为大直径冲孔桩施工作业的重要工序,冲孔操作时要做好质量的严格把关。

作业前，要做好设备的检查，保证正常使用状态;按照设计要求采购材料,严格把关采购和存储以及使用等环节的质量,为工程作业质量的把控提供保障。

(上接第119页)
合的混凝土主压应力应满足：o-cp<0.6/ck二23.1MPa。

主 梁标准组合应力验算表见表2。

表2主梁标准组合应力验算表单位:MPa 位置上缘最大值下缘最大值主压应力
边跨支点 6.009.979.97
边跨1/2处15.809.1315.80
边跨根部14.109.8614.10
中跨根部13.7010.5013.70
中跨1/2处15.909.7515.90
中跨跨中12.8010.8012.80主梁标准组合应力验算满足规范要求。

5关键技术特点
本项目主桥为(108+195+108)m预应力混凝土连续刚构,属国内同类连续刚构跨度较大情况，主要技术特点如下O
1)采用两个对称悬浇T构合龙而成的连续刚构,悬臂施工技术成熟,桥梁跨越能力较大,应用前景广泛。

2)施工时应注意控制好合龙温度、顶推力及合龙钢束张拉情况，同时控制好体外预应力施工，以获取更为有利的受力状态。

3)设计施工时应充分考虑大跨连续刚构后期可能出现的腹板开裂及跨中下挠的具体措施。

遵循施工作业的要求，完成护筒埋设作业和测量作业等。

进入到冲孔作业环节,施工作业人员必须要规范操作，防范大直径冲孔桩施工技术应用常见问题。

若发现施工问题，及时和现场管理人员或设计单位沟通,及时采取措施，保障冲孔作业的安全和质量。

3.3做好现场监督检查
高层建筑工程建设,对质量要求更高,尤其是基础部分。

基于此,大直径冲孔桩施工作业期间，要做好施工现场的动态化监督检查。

组织安全管理人员、质量管理人员以及监理人员等，对大直径冲孔桩施工作业重难点，采取现场旁站监督的方式，对作业的材料和机械设备以及施工质量，进行检验检测，把关大直径冲孔桩施工作业的效果⑷。

4结束语
在高层建筑工程中采用大直径冲孔桩施工技术,为保障技术应用价值实现,提高工程作业的效率和质量,应督促作业人员严格按照施工作业方案操作，做好大直径冲孔桩施工现场的监督检查,把关技术应用质量。

[ID：010194]参考文献：
[1]王华磊，段文文•高层建筑冲孔灌注桩常见问题及其措施[J]•
建材与装饰,2019,15(22)：26-27.
[2]肖林旺•高层建筑冲孔灌注桩施工技术的应用研究[J].低碳
世界,2018,8(5)：163-164.
[3]王振华•岩溶地区高层建筑冲孔灌注桩的施工及质量控制
[JL城市建设理论研究,2018,8(10):117-118.
[4]李锋.高层建筑冲孔灌注桩基础施工研究[J].安徽建筑,
2017,24(3)：177-178.
6结束语
对于预应力混凝土连续刚构,特别是跨度较大时应根据地形地貌等因素合理控制边中跨比,控制好施工合龙温度、顶推力及合龙钢束及体外预应力的张拉情况,充分考虑后期可能出现的腹板开裂及跨中下挠的具体措施,以获取更为有利的受力状态,以发挥连续刚构在跨越山区沟谷地形带来的经济效果。

[ID：010203]参考文献：
[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准
化管理委员会•中国地震动参数区划图:GB18306—2015[S].
北京：中国标准出版社,2015.
[2]中华人民共和国交通运输部.公路桥梁抗震设计细则:JTG/T
B02-1—2008[S].北京：人民交通出版社,2008.
[3]中华人民共和国交通运输部•城市桥梁设计规范(2019年版):
CJJ11—2011[S].北京：人民交通出版社,2011.
[4]中华人民共和国交通运输部.公路桥涵设计通用规范：JTG
D60—2015[S].北京：人民交通出版社,2015.
[5]中华人民共和国交通运输部•公路钢筋混凝土及预应力混凝
土桥涵设计规范:JTG3362—2018[S].北京：人民交通出版社,2015.。