东南大学 江苏省高速公路建设指挥部 预应力混凝土梁桥施工技术指南
第1章 概 况
高速公路中的桥梁建设,一般由业主主导,最直接的参与者是设计、施工和监理这三个方面,在工程建设规模较大或者技术难度较高的情况下,也常常需要增加科研和咨询方面的力量。
在桥梁建设中,这六个方面的协同工作,可以推进工程的进度,保障工程质量。
图1-1 桥梁建设的参与者
桥梁施工并不是一种简单、重复和按图索骥的工作。有责任心的工程技术人员,应当去熟悉图纸,理解桥梁结构的原理,掌握重点,主动制定施工技术方案,并加以实施。只有做到“知其然,知其所以然”,才能够在具体的技术、经济和环境条件约束下,保证桥梁施工的质量。
1.1 高速公路桥梁的特征
目前我国的高速公路正处在发展的高峰时期,到2006年底,我国高速公路总里程已达4.54万公里。在江苏,截至到2007年,高速公路通车的总里程已经突破3500公里,路网密度位居全国第一,短短的十余年时间,江苏造就了“千里江苏一日还”。在我省的高速公路网中,桥梁数量众多,结构形式复杂,是高速公路的重要组成部分。
高速公路上的桥梁,有其所特有的适用条件,因此,它具有以下特征: (1)在桥位规划上,服从线路走向和地形;
(2)在荷载等级上,有自己的标准(公路-Ⅰ级、公路-Ⅱ级); (3)一般不追求大跨度;
(4)在设计上,兼顾全线的统一标准、美观协调和经济性;
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(5)在施工方法上,注重质量与工效。
另外,在确定桥梁方案及孔跨时,还需要遵循以下原则:
对于跨越河流、沟渠及通道的桥梁,应以现场调查资料及通道标准为依据,孔跨布设时满足河流顺畅排泄、灌溉之需要,满足不同通道净空需要;在此前提下,对少量沟渠及通道适当改移、归并,必要时增加线外工程以降低工程总造价,同时根据桥位地质条件确定桥头填土高度、桥型方案和基础形式的选择。
桥梁设计方案的确定,是在初步设计方案基础上,详细收集相关资料,并与沿线地方政府及交通主管部门充分协商,综合考虑沿线等级道路、航道、地方及出行要求等因素。
1.2 对桥梁设计、施工原则的认识
施工是一个实践性的环节,也是将蓝图变为实际建筑物的过程。施工技术和施工管理的水平,关系到能否准确反映设计的意图,能否保证桥梁的质量。尽管施工技术主要表现为它的程序性和工艺性。但是,只有通过理性的分析、把握结构的特点与要求,理解每一步施工方法的道理,才能够真正掌握施工要领,做到精心施工。
中国桥规(第1.0.1条)对桥梁设计准则做出如下的规定:使公路桥涵的设计符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的要求。而在AASHTO桥规(第1.3.1条)中规定如下:桥梁应该按照规定的极限状态进行设计,以实现可施工性、安全性、使用性、并恰当考虑可检修性、经济性、美观性。可见,在桥梁设计准则中,把桥梁结构的可施工性放在了第一位,毕竟,一个无法施工的桥梁设计方案,它再安全、再经济,那也只是纸上谈兵。
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第2章 江海高速公路梁桥的结构特点
2.1概述
江都至海安高速公路是《江苏省高速公路网规划》中“五纵九横五联”的三横的重要组成部分。江海高速公路起点至宁靖盐高速公路段长约49km,采用六车道标准,路基宽度34.5m;宁靖盐高速至终点段长约51km,采用四车道高速公路,路基宽度28m。全线采用平原微丘区高速公路标准,设计车速120km/h,桥涵设计荷载采用公路-Ⅰ级。
江都至海安高速公路的桥梁结构形式多样,包括 ? 空心板梁
? 装配式部分预应力混凝土连续箱梁(组合箱梁) ? 现浇预应力混凝土连续箱梁 ? 现浇钢筋混凝土连续箱梁 ? 简支系杆拱桥
? 节段悬臂灌筑的连续梁桥
本文结合江海高速公路桥梁的结构特点,主要针对新通扬运河特大桥、泰东河特大桥和卤汀河大桥三座采用节段悬臂灌筑施工的大跨度预应力混凝土连续梁桥进行施工指南的编制。
本指南内容涉及:预应力混凝土桥梁的一般施工技术和悬臂浇筑施工技术,预应力筋张拉过程和质量控制,预应力桥梁施工质量通病与防治及提高预应力混凝土桥梁耐久性的若干措施。可供其他类型的混凝土梁桥施工参考。
2.2节段悬臂灌筑施工的连续梁
2.2.1结构形式和截面尺寸
(1) 泰东河特大桥
泰东河特大桥主桥采用左幅:(67.5+105+58.5)m,右幅:(58.5+105+67.5)m错孔布臵反对称三跨变截面预应力混凝土连续箱梁。主桥每幅桥为单箱单室,双向六车道,箱梁高度按二次抛物线,从距跨中2.7m变化至主墩中心2.0m处6.2m,主桥箱梁在墩顶0号块处设臵厚度为2.5m的横隔板,在边跨端部设厚度为1.6m的横隔板。箱梁在横桥向底板保持水平,箱顶设2%的单向横坡,箱梁采用三向预应力体系。主桥箱梁顶板厚度为0.28m;底板按二次抛物线,由跨中的0.3m变化至距0号块中心线3.5m处的0.771m;腹板厚度7号块件以前为0.8m,7号块件以后为0.5m,在7号块件范围内由0.8m按直线变化到0.5m。在0号块两端附近的截面顶、底板局部加厚。
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图2-1 泰东河特大桥
图2-2 泰东河特大桥墩顶截面与跨中截面(尺寸单位:cm)
(2) 新通扬运河特大桥
新通扬运河特大桥主桥上部为(72m+110m+62m)错孔布臵三跨变截面预应力混凝土连续箱梁。每幅桥为单箱单室,双向四车道,箱梁高度按二次抛物线,从距跨中2.7m变化至距主墩中心2.0m处6.5m。主桥箱梁在墩顶0号块处设臵厚度为2.5m的横隔板,在边跨端部设厚度为1.6m的横隔板。
主桥箱梁顶板厚度为0.28m;底板厚度按二次抛物线变化,由跨中的0.3m变化至距0号块中心线3.5m处的0.772m;腹板厚度7号块件以前为0.9m,7号块件以后为0.5m,在7号块件范围内由0.9m按直线变化至0.5m。为改善箱梁根部截面受力,在0号块两端附近的截面顶、底板局部加厚。
图2-3 新通扬运河特大桥
图2-4 新通扬运河特大桥跨中截面与墩顶截面(尺寸单位:cm)
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(3) 卤汀河大桥
卤汀河大桥跨越规划Ⅲ级航道卤汀河,与规划航道中心线交叉桩号K31+362.40,与航道斜交角度为88.3?;桥梁全长981.40m。
卤汀河大桥主桥上部为(55m+90m+55m)错孔布臵三跨变截面预应力混凝土连续箱梁。每幅桥为单箱单室,箱梁高度按二次抛物线,从距跨中2.6m变化至距主墩中心2.0m处5.3m。主桥箱梁在墩顶0号块处设臵厚度为2.5m的横隔板,在边跨端部设厚度为1.6m的横隔板。
主桥箱梁顶板厚度为0.28m;底板厚度按二次抛物线变化,由跨中的0.3m变化至距0号块中心线3.5m处的0.772m;腹板厚度0.5m~0.8m。为改善箱梁根部截面受力,在0号块两端附近的截面顶、底板局部加厚。
2.3装配式部分预应力混凝土连续箱梁
装配式部分预应力混凝土连续箱梁是全线主要桥型之一,它在全线的跨径分布有20m、25m、30m和40m等,以25m的多联多跨的连续箱梁居多,梁高一般在1.4m左右。一联桥梁的跨数少则三跨、四跨,多则可达七跨。在施工工艺上,采用先简支后连续的施工方法,上部装配式组合箱梁采用预制吊装的施工方法。
2.4现浇预应力混凝土连续箱梁
现浇预应力混凝土连续梁桥在全线也占有一定的比例,其跨径组成多为一联多跨布臵,一联的跨数布臵有3跨、4跨,多则有达6跨,单跨跨径以20m、25m为标准跨径进行布臵。箱梁均采用有支架的施工方案,为全预应力混凝土结构,在跨径方向,箱梁各腹板及顶板、底板布臵纵向预应力钢束。
2.5现浇钢筋混凝土连续箱梁
也有一些现浇钢筋混凝土连续梁桥,其跨径布臵以20m、25m居多,一联桥梁常为三跨、四跨等跨布臵,也有出现不等跨布臵的情况。箱梁采用单箱单室的截面形式,在圆曲线和缓和曲线段内,为了适应线路的要求,常为变宽桥。采用多联多跨满堂支架现浇的施工方案。
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