大海線淇河大橋設(shè)計與施工技術(shù)

1、<p>　　大海線淇河大橋設(shè)計與施工技術(shù)</p><p>　　摘要：文章介紹了大海線淇河大橋的主要設(shè)計與施工技術(shù)已經(jīng)設(shè)計要點，其中重點介紹了預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的關(guān)鍵技術(shù)，這對于同類橋梁的設(shè)計與施工具有一定的參考意義。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：淇河大橋；設(shè)計技術(shù)；空心板施工 </p><p>　　中圖分類號：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A </p>

2、;<p>　　鶴壁市省道S222大海線K8+070淇河大橋，地處山嶺重丘區(qū)，橫跨淇河之上，交角1200，上部結(jié)構(gòu)為16孔20米預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，下部結(jié)構(gòu)橋臺為U型橋臺，擴大基礎(chǔ)；橋墩為雙柱式，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。全橋三聯(lián)，橋梁總長338.20米。橋梁寬度8+2×0.5米防撞護欄，總寬9米。設(shè)計荷載為汽車-超20級，掛車-120。設(shè)計洪水頻率：1/100。地震基本烈度：八度。 </p><p>

3、;<b>　　一、主要設(shè)計技術(shù) </b></p><p>　　根據(jù)安全、經(jīng)濟、適用和美觀的原則，結(jié)合橋位的地形特點、工程地質(zhì)、筑路材料、運輸、施工條件進(jìn)行經(jīng)濟比較，由于預(yù)應(yīng)力混凝土空心板建筑高度低、構(gòu)造簡單、構(gòu)件輕巧，適于工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化施工，可縮短工期，節(jié)省投資，故橋梁上部結(jié)構(gòu)多選定為預(yù)應(yīng)力混凝土空心板。 </p><p>　?。ㄒ唬?橋梁設(shè)計及采用的新技術(shù) <

4、/p><p>　　橋涵上部盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化的裝配式結(jié)構(gòu)，如預(yù)制安裝空心板等。橋梁上部空心板按部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件設(shè)計，采用高強低松弛鋼絞線預(yù)應(yīng)力筋、先張法施工工藝，以節(jié)省預(yù)應(yīng)力鋼材，改善結(jié)構(gòu)受力性能，并方便施工。橋梁伸縮縫采用新型伸縮裝置，以使行車順勢，減少橋頭跳車。 </p><p>　　（二） 主要材料：混凝土（見下表） </p><p>　　鋼材。高強度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼

5、絞線應(yīng)符合ASTMA416-97的規(guī)定。單根鋼絞線直徑Φj15.24mm，鋼絞線面積A=140mm2，鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強度Ryb=1860MPa,彈性模量Ey=1.95×105 Mpa；凡鋼筋直徑≥12mm者，均采用Ⅱ級（20MnSi）熱軋螺紋鋼；凡鋼筋直徑<12mm者，采用Ⅰ級（A3）鋼；橋臺、5號墩和11號墩采用GJZF4 180×180板式橡膠支座，其余橋墩采用GJZ 180×180板式橡膠支座；橋梁

6、防水層采用二涂HL防水涂膜。；橋臺處設(shè)置XFⅡ80C型伸縮縫，5號墩和11號墩頂設(shè)HZF-120型伸縮縫。 </p><p><b>　?。ㄈ?設(shè)計要點 </b></p><p>　　墩臺基礎(chǔ)設(shè)計：嵌巖樁嵌入微風(fēng)化巖層的深度不得少于5米。U型橋臺基底容許承載力不得低于250KPa。墩、臺設(shè)計，墩、臺蓋梁計算未考慮墩、臺身和蓋梁的固結(jié)作用。對于雙柱墩、臺近似簡化為簡支

7、結(jié)構(gòu)計算；結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算采用平面桿系有限元程序。 </p><p>　　墩頂水平力計算采用柔性墩理論中的集成剛度法，采用串聯(lián)和并聯(lián)的彈簧來模擬橋墩及其支座，考慮橋梁上、下部結(jié)構(gòu)的聯(lián)合作用，并假定梁體為剛體，將橋面汽車制動力、梁體混凝土收縮、徐變、溫度等產(chǎn)生的水平力，同時考慮一聯(lián)中設(shè)滑板支座的影響后，根據(jù)各墩剛度進(jìn)行分配。 </p><p>　　計算墩頂水平力的同時，進(jìn)行了支座的抗剪和抗滑驗算

8、。橋墩墩身和墩、臺基樁配筋設(shè)計應(yīng)根據(jù)計算的墩身和基樁最不利組合時最大內(nèi)力值，并考慮荷載效應(yīng)后，進(jìn)行配筋設(shè)計。 </p><p>　　當(dāng)墩高不大于7m時，不設(shè)置系梁；當(dāng)墩高大于7m時，設(shè)置系梁。為減弱地震對構(gòu)造物的不利影響，橋梁墩、臺擋塊內(nèi)側(cè)設(shè)有橡膠緩沖塊，在斷面變化部位加密箍筋間距，基樁螺旋筋螺距為10cm。橋面設(shè)2%的雙向橫坡，橋面橫坡通過蓋梁、臺帽調(diào)整。 </p><p>　　上部結(jié)構(gòu)

9、設(shè)計：該橋空心板采用簡支板專用程序進(jìn)行計算。運營狀態(tài)下主梁應(yīng)力考慮了預(yù)制板、鉸縫及整體化現(xiàn)澆混凝土共同受力進(jìn)行計算。為降低預(yù)制板鋼材用量及減少預(yù)應(yīng)力引起的反拱度，在荷載組合Ⅰ作用下按全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計；在其它各類荷載組合下按部分預(yù)應(yīng)力混凝土A類構(gòu)件設(shè)計。 </p><p>　　二、 空心板施工關(guān)鍵點 </p><p>　?。ㄒ唬╊A(yù)制空心板采用先張法預(yù)應(yīng)力施工工藝，預(yù)應(yīng)力筋為國產(chǎn)Φj15

10、.24高強度低松弛鋼絞線，其標(biāo)準(zhǔn)強度為1860MPa，施工時必須采用雙控（即控制張力和延伸量），按設(shè)計要求準(zhǔn)確施加預(yù)應(yīng)力并檢測上拱度，加強混凝土強度控制，混凝土澆筑后加強養(yǎng)生，混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度90%以上方可剪斷鋼絞線，且混凝土齡期冬季不少于7天、春秋季不少于6天、夏季不少于5天。為減少空心板端混凝土局部應(yīng)力及防止板端上表面應(yīng)力過大，板內(nèi)部分預(yù)應(yīng)力筋在距板端一定范圍內(nèi)加塑料套管，以免板端砼因應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂縫。 </p>

11、<p>　?。ǘ槭宫F(xiàn)澆橋面混凝土與預(yù)制空心板緊密結(jié)合成整體，預(yù)制空心板的頂面必須拉毛。采用垂直于跨徑方向劃槽，槽深0.5～1.0cm，橫貫板頂，每延米橋長不少于10～15道，嚴(yán)防板頂滯留油膩。 </p><p>　?。ㄈ?要特別注意預(yù)制空心板的振搗與養(yǎng)生，嚴(yán)格保證混凝土質(zhì)量，混凝土實際立方體強度達(dá)到設(shè)計標(biāo)號的80%以后方可起吊、運輸。堆放時應(yīng)在空心板端部兩點支撐，不得使上、下面倒置。運輸時要采

12、取措施，嚴(yán)防壓力區(qū)產(chǎn)生負(fù)彎矩使板頂產(chǎn)生拉應(yīng)力而導(dǎo)致混凝土發(fā)生裂縫。 </p><p>　?。ㄋ模?澆筑鉸縫、橋面混凝土前，必須用鋼刷清除結(jié)合面上的浮皮，用水沖洗；澆筑鉸縫用小石子混凝土并振搗密實，然后澆筑橋面現(xiàn)澆混凝土，并嚴(yán)格保持鋼筋網(wǎng)及護欄、護欄座、伸縮縫等預(yù)埋件的位置準(zhǔn)確和搗實養(yǎng)護工作。 </p><p>　?。ㄎ澹?焊接鋼筋時，要根據(jù)規(guī)范嚴(yán)格檢查焊接質(zhì)量和幾何尺寸。 </p&g

13、t;<p>　?。?預(yù)制板中空洞采用橡膠氣囊防水芯模式。振搗混凝土?xí)r，采用交頻插入式振搗棒，須從兩側(cè)同時振搗，以防止芯模左右移動，并避免振搗棒頭接觸芯模，防止芯模穿孔漏氣及上浮。 </p><p>　?。ㄆ撸?預(yù)應(yīng)力混凝土板成批生產(chǎn)前，應(yīng)做預(yù)應(yīng)力混凝土板的實驗，觀察預(yù)應(yīng)力鋼絞線截斷后的情況：預(yù)制板的上緣、端部及其它部位是否發(fā)生裂紋；板的反拱度；預(yù)應(yīng)力失效措施是否可靠；鋼絞線是否有滑動跡象。 &l

14、t;/p><p>　?。ò耍?因采用鋼絞線強度較高，其傳力錨固長度按100d考慮，如發(fā)生滑絲現(xiàn)象，須采取必要措施：如采用夾具機械錨固等。預(yù)應(yīng)力筋有效長度范圍以外部分一定要采取有效措施進(jìn)行失效處理，一般采用硬塑料管將失效范圍的預(yù)應(yīng)力筋套住，以使預(yù)應(yīng)力筋與混凝土不產(chǎn)生握裹作用。 </p><p>　　（九） 預(yù)應(yīng)力筋有效長度以板跨中心線（斜板以斜向中心線）對稱設(shè)置，使板兩端的失效長度相等。 <

15、;/p><p>　?。ㄊ?預(yù)應(yīng)力筋張拉采用張拉力和伸長值雙控制的施工工藝，張拉控制應(yīng)力采用σk=0.75Ryb=1395MPa,跨徑20米預(yù)制板每根鋼絞線張拉力為195.3KN。伸長值則根據(jù)施工時鋼絞線張拉長度另行計算。 </p><p>　　（十一）預(yù)應(yīng)力筋采用多根同時張拉時，要采用可靠的措施使各根鋼絞線受力相同。 </p><p>　　（十二）鋼筋綁扎工作應(yīng)在張拉

16、結(jié)束后8小時后進(jìn)行，以策安全。 </p><p>　?。ㄊ?放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線，應(yīng)對稱、均勻、分次完成，不得驟然放松；放松鋼絞線時混凝土實際立方體強度不低于設(shè)計標(biāo)號的80%。 </p><p>　?。ㄊ模?在預(yù)制或現(xiàn)澆板和墩臺時必須嚴(yán)格控制各部分尺寸。在架設(shè)板時應(yīng)留出板端和橋臺間的縫寬，縫內(nèi)用泡沫板嵌填，縫內(nèi)不得殘留混凝土渣、 模板、砂石等雜物。 </p><p&g

17、t;　?。ㄊ澹?為避免斜板銳角意外破損，應(yīng)設(shè)置3cm倒角。 </p><p>　?。ㄊ?跨徑20m預(yù)應(yīng)力混凝土空心板理論計算跨中上拱度值為2.5cm，施工時根據(jù)實際情況調(diào)整墩臺各部標(biāo)高。 </p><p>　　三、 其它部位施工要點 </p><p>　　（一） 橋臺填土采用先施工橋臺，后填筑路基方案。但路基填筑時應(yīng)臺前臺后對稱填筑，以免造成橋臺變位過大。橋臺

18、錐坡、護坡施工盡量減少對原狀土的擾動，砌筑時基礎(chǔ)及側(cè)墻端部與開挖面之間不留空隙，以減少回填困難。臺后及錐坡填土采用小型機械嚴(yán)格按照分層壓實的原則進(jìn)行壓實，其壓實度不小于路基壓實度。搭板采用現(xiàn)澆，在澆筑前應(yīng)將預(yù)埋件鋼筋在搭板部分加上套管，以適應(yīng)搭板沉陷。搭板下填土壓實度應(yīng)達(dá)到95%以上。 </p><p>　　（二） 橋面系施工時，應(yīng)先鋪橋面鋪裝混凝土，后澆筑防撞護欄混凝土。 </p><p&g

19、t;　?。ㄈ┥炜s縫兩型鋼之間的距離a值，根據(jù)橋梁的聯(lián)長、安裝伸縮縫時的溫度確定。 </p><p>　　（四）橡膠支座安裝時，應(yīng)通過調(diào)整砂漿墊層使支座墊石保持水平。同一墩頂兩排支座頂面因縱坡產(chǎn)生的高差，以墩頂中心高為標(biāo)準(zhǔn)，用砂漿墊層厚度調(diào)整。安裝支座上鋼板時，應(yīng)對空心板底部進(jìn)行整平處理，然后用環(huán)氧樹脂固定于設(shè)計部位。支座上、下鋼板與混凝土之間用環(huán)氧樹脂粘貼。 </p><p>　?。ㄎ澹?/p>

20、 樁基施工時為確保保護層厚度，鋼筋籠上每隔3m設(shè)置一層導(dǎo)向鼻，按圓心角1200布設(shè)，每層3個，上下兩層錯位600角度。樁基施工要求準(zhǔn)確定位，每一位孔灌注樁內(nèi)均設(shè)有三根超聲波檢測管，施工中應(yīng)防止阻塞以免影響檢測。澆筑基樁混凝土前，應(yīng)注意清孔質(zhì)量，檢查孔底沉淀土厚度。 </p><p>　　結(jié)語：S222大海線淇河大橋是我市最長的橋梁，大橋在設(shè)計過程經(jīng)過認(rèn)真地調(diào)研和分析，結(jié)構(gòu)合理，施工關(guān)鍵點在于預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁，