黎雅乐(南京航空航天大学金城学院,江苏南京 211156)
·桥梁·隧道·
波形钢腹板PC组合箱梁桥的施工技术★
黎雅乐
(南京航空航天大学金城学院,江苏南京211156)
摘要:简述了波形钢腹板PC组合箱梁的构造,从满堂支架法、先简支后现浇连续法、悬臂现浇法、顶推法等方面,阐述了该箱梁桥型的施工方法,有利于推动波形钢腹板组合箱梁桥在国内的发展应用。
关键词:波形钢腹板,箱梁桥,施工方法
波形钢腹板PC组合箱梁桥中波形钢板指波折形的钢板,该桥型是20世纪80年代由法国人提出的一种新型钢混组合结构。可以简单看成在混凝土桥梁的基础上将腹板换成波折形的钢板,并在箱梁内预设体外束的一种桥梁结构形式,具体的箱梁构造见图1。波形钢腹板PC组合箱梁桥的结构受力、施工性能、经济效益都较好[1-9],所以该桥型在国内外发展迅速。
我国波形钢腹板连续梁中小部分是采用先预制后拼装的方法,如泼河大桥均采用预制梁段整跨吊装。少量采用满堂支架法施工,如卫河特大桥,但是一旦桥位水流湍急或水深较大,以及主跨的增大,则必须采用悬臂施工法。悬臂浇筑波形钢腹板桥的技术刚刚起步,经验不多。顶推法是一种较先进的施工方法,但是该方法对顶推设备、施工技术的要求较高,因此在国内尚无此类施工案例,但这种工法是未来的重要发展方向,一旦技术成熟,它的应用优势是明显的。
图1 波形钢腹板PC组合箱梁构造示意图
2.1满堂支架施工法
淮安长征人行桥(如图2所示)由东南大学设计[9],于2005年1月竣工。它是我国建成的第一座波形钢腹板PC组合箱梁桥,其跨径布置为(18. 5 +30 +18. 5)m,体外预应力配筋,支架法现浇施工。上部结构采用单箱单室等截面斜腹板三跨连续箱梁。
图2 淮安长征人行桥
长征桥采用支架上现浇的施工方法。上部结构是在支架上现浇施工,步骤为搭设施工支架→支架堆载预压→底板钢筋和转向器制作安装→波形钢腹板定位→梁底板、预应力转向块混凝土浇筑→顶板、翼板混凝土浇筑→施加预应力。为保证通航,采用支架施工,整个底模都是在贝雷架上完成的,在中跨设两个临时墩,保证施工期间的通航[10]。
卫河特大桥位于河南濮阳,于2010年竣工,全长2 289. 66 m,主桥跨径为(47 + 52 + 47)m,是等截面单箱三室波形钢腹板箱梁[11],采用支架法现浇施工,如图3所示。
图3 河南卫河特大桥
2.2先简支后现浇连续施工法
光山泼河公路桥(如图4所示)是我国建成的第一座波形钢腹板PC组合箱梁公路桥,由河南省交通规划勘察设计院设计,于2005年7月竣工[12]。泼河桥全长120 m,是一座装配式波形钢腹板PC连续箱梁桥,横向由4片小箱梁组成,纵向为4×30 m先简支后连续的连续梁桥。
泼河大桥的施工分5个阶段,阶段1:预制单跨30 m的简支梁,然后张拉预应力,阶段2:安装简支梁结构的临时支座,利用架桥机吊装各片小箱梁组成简支梁,阶段3:现浇连续段,待其强度达到90%,张拉墩顶负弯矩钢筋,阶段4:拆除临时支座,完成简支变连续的体系转换,阶段5:完成桥面铺装和附属结构[13]。
2.3悬臂现浇法
山东鄄城黄河公路大桥位于德州至商丘高速公路上一座70 m +11×120 m +70 m的波形钢腹板变截面连续箱梁桥,如图5所示。该桥采用悬臂浇筑法施工,首先搭支架浇筑0号块,强度达到设计值的80%后再对称浇筑后续号块[14]。
图5 鄄城黄河大桥施工图
2.4顶推施工法
日本岛崎川桥是11跨波形钢腹板PC组合连续箱梁桥,也是世界上第一个采用波形腹板为导梁进行顶推的案例[15]。波形腹板都是工厂预制好的构件,在实桥施工时可借助腹板的结构作为顶底板混凝土浇筑的模板。该桥的墩高基本都超过30 m,为冬季施工便利和经济性等综合因素考虑,采用顶推施工法较为适宜。
2.5Rap-Con/RW施工法
日本在悬臂施工方法的基础上做了改进,提出了Rap-Con/ RW(Rapid Construction of Ripple Web)的新方法[16-19]。在n -1节段混凝土顶板预制件吊装与n节段底板模板安装同步进行,此时n +1节段架设腹板节段。这样的施工顺序可大大节省传统悬臂施工法的周期。
2.6利用腹板先行架设顶推法
贺军,刘玉擎等[20]提出一种新方法,折形腹板先架设,利用其上下翼缘板抵抗弯矩,为稳定性考虑在两侧腹板间设置一定间距的横撑;以波形钢腹板为平台,将预制好的混凝土底板吊装到位;以波形腹板和混凝土底板为工作平台,现浇横隔梁和转向块;然后现浇混凝土顶板;再安装混凝土顶底板。张拉顶板预应力筋和体外索,完成二期荷载。
波形钢腹板组合箱梁桥在国内的研究方面起步较晚,但现在正是大发展的阶段,多座波形钢腹板大桥都在开工,而目前国内的施工并不成熟,需要国内广大桥梁建设者在实践的过程中不断摸索,积累出适合我们国情的成套波纹钢腹板施工技术。
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Construction technique of the bridge of corrugated steel webs★
Li Yale
(Jincheng College,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 211156,China)
Abstract:This paper briefly described the structure of corrugated steel web PC composite box girder,from the full framing method,simply supported-to-continuous method,cantilever cast-in-place method,pushing method and other aspects,elaborated the construction method of the box girder bridge,conducive to promote the development and application of corrugated steel web composite box girder bridge in domestic.
Key words:corrugated steel web plate,box girder bridge,construction method
中图分类号:U445
文献标识码:A
文章编号:1009-6825(2016)09-0151-03
收稿日期:2016-01-15★:江苏省高校自然科学研究面上项目资助(项目编号:15KJD580001)
作者简介:黎雅乐(1986-),女,讲师