山区连续刚构桥施工及其特点探讨.

山区连续刚构桥施工及其特点探讨

山区连续刚构桥施工及其特点探讨

2011-10-06 21:25 来源：未知浏览次数：关键字：山区公路；连续刚构施工；特点

山区连续刚构桥施工及其特点探讨

麻俊勇

摘要:本文对预应力混凝土连续刚构桥型的结构及施工技术特点及在山区高速公路的应用分析。预应力混凝土连续刚构桥适用跨径范围宽,是一种经济合理的桥型,其设计理论明确,施工工艺成熟、安全,施工场地占用不大,运营期养护费用少。该桥型在一些山区高速公路跨越深谷、江河上值得推广应用。

关键词:山区公路；连续刚构施工；特点

1 山区高速公路连续刚构桥的总体布置

1.1 总体布置

1.1.1 总体布置一般原则

(1)山区河流多为河谷深切,河床狭窄,岸坡陡峭落差大,枯水期流量较小,河水浅;汛期洪水陡涨陡落,洪峰时程短,水流急,流速大,水流夹带泥砂、落石,从而影响桥墩冲刷和基础的埋深。进行桥孔布置时,应尽量避免在河沟中间布置;难以避免时,应充分考虑冲刷,滚石对桥墩及基础的影响。

(2)山区高速公路桥梁一般不受水文控制,对少量受水文控制的桥梁,桥长及桥孔布置须满足水文要求;跨越河堤的桥孔,须满足堤防部门对孔跨布置、墩位的设置和堤防汛通道净空等方面的要求;山区河流一般通航等级较低或不通航,对通航河流应收集有关资料,满足通航净空要求。

(3)山区不良地质对桥型方案有直接的影响,如岩溶发育地段,桥梁宜选择较大跨径,减小桥墩数量,并尽量减少墩台桩基的数量;桥址处有断裂带,特别是位于活动断层地带,桥梁尽量采用大跨跨越,同一基础不置于断裂线两侧;桥梁经过泥石流地段,也应适当加大跨径。

1.1.2 桥梁孔跨的确定

(1)跨度与墩高的关系。

对于多孔高架桥,一般跨高比在0.8～1.4之间较好,桥墩高度较高时,比值可以取较低值,桥墩高度较矮时,比值可以取较高值。对于中小桥跨梁桥,一般跨高比为1.5～2.5。对于陡坡地段,以桥代路的桥梁,应进行充分的比较,避免为了缩

短桥长而采用高填方、大锥坡。一般情况下桥台高度以不于8m为宜,条件受限的台位最大高度建议不大于12m。确定桥梁全长之后城拟定一个经济跨径并分孔。一般桥梁的布孔宜尽量采用标准跨径布置。在同一合同段中的桥梁尽量采用相同跨径,并且满足结构性能的前提下尽量统一下部结构形式。

(2)主跨跨径比。

①连续刚构桥边跨与中跨比的确定首先取决于全桥的总体布置与自然条件的协调性。根据桥位处地形、地质、地貌、通航要求和水文条件等,一般进行对称布置,对于山区河流,深沟等也有结合地形和地质进行非对称布置。②边、主跨跨径比应考虑梁体内力分布的合理性与施工的方便。边、主跨的跨径比选择在

0.54～0.5之间,或再稍大一些时,有可能在边跨悬臂端以导梁支承于边墩上,合拢边跨,而取消落地支架。

(3)连续刚构桥的总体布置。

①连续刚构桥孔不宜太多,墩、梁固结的总长度不宜太长,否则桥梁刚度过大,易由于温度变化和混凝土由缩、徐变产生较大的次内力。②桥墩不宜太矮,桥墩和主梁要选择合理的刚度比。③连续刚构桥一联墩高布置不宜相差太大,最低墩高与最高墩高之比宜大于0.2～0.4。

1.2 主梁构造

在山区高速公路上建桥,往往分上、下行,修成双幅桥,单幅桥宽约12m左右,截面为两个分离单室箱。国内所建大跨预应力混凝土连续刚构桥的高跨比;支点约为0.055;跨中约为0.02～0.03。山区高速公路中小跨径桥梁宜采用先简支后结构连续或墩梁固结的连续一刚构混合体系,既满足行车舒适性,又适应桥梁受力特点。25～50m的先简支装配后连续的等高度预应力混凝土连续刚构,主梁断面大多选用T梁,因为山区桥梁一般桥墩较高,满足净空的要求,而且T梁吊装重量比小箱梁径,适用于运输吊装装困难的山区桥梁,同时T梁施工技术成熟,有利于保证工程质量。

1.3 连续刚构桥的桥墩形式和布置

连续刚构桥的桥墩一般采用单肢或双肢的实体式或空心式桥墩。在墩身高度不大时(主孔跨径小于60m),多采用单肢式实心薄壁矩形墩身截面。在大跨连续刚构桥中一般采用双肢桩薄壁墩。双肢柱式墩可减小梁的负弯矩峰值,且较单肢柱式墩有较大的抗弯、抗扭刚度,能有效减小梁高,增强横向抗风能力,提高大跨径桥梁悬臂施工的安全性。对于双肢柱薄壁墩连续刚构桥,墩柱高度与主跨之比一般应大于1/10,墩壁厚度与墩柱顶梁高之比一般为0.15～0.25。对双肢墩系梁的设置,墩高在50～110m之间宜设置1道系梁,在110m以上,设计1～2道系梁,即可满足施工阶段和成桥状态受力和稳定性的需要。对于弯桥可选择空心薄壁单柱墩;当主孔跨径在160m以上时,主墩设置为双肢空心薄壁墩,双肢间距在8m 以上,以确保桥梁纵桥向抗弯刚度和稳定性需要。

1.4 基础形式选择

山区高速公路桥梁最常用的基础形式是扩大基础和桩基础。山区一般地质情况较好,采用扩大基础的情况相对较多,且宜采用分离式扩大基础,因为分离式扩大基础适应地形横坡,承载力一般能够满足要求。斜坡上的扩大基础与桩基基础必须考虑基础扩散角和覆盖层厚度以及施工的相互影响。扩大基础在满足抗倾覆和抗滑移的前提下,须明确基底承载力和埋置深度的要求。在山区尤其应保证基础边缘距陡崖的安全距离,一般取ɑ≥5m。此外,若坡脚 β≥45°,建议对坡体稳定性进行验算。桩基础一般多为嵌岩桩和柱桩,地质情况较差时采用摩擦桩。桩基施工一般多为挖孔桩,设计中能否采用挖孔桩,应结合地质情况具体分析。当遇到软弱夹层多、卵石、漂石等容易造成塌孔的地质情况工地下水位较高、地层含有煤气、瓦斯等有害气体时不宜采用挖孔桩。桥墩较高时,为了提高桥墩或桥梁的稳定性,宜采用桩基础,因为山区即使采用桩基一般也较短;或采用扩大基础时,应与基岩锚固。嵌岩桩一般取用双控指标,嵌岩深度和基岩强度。

2 连续刚构桥的基本特点

2.1基本特点

连续刚构桥的基本体系是梁体连续、梁墩固结、既保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的特点,又保持了在悬臂法施工时不需转换体系的优点,方便施工,且有很大的顺桥向抗弯刚度和横向扭刚度,能满足在施工和运营阶段的受力要求。

2.2 连续刚构桥在结构上的特点