公路大型复杂预制箱梁预压加载三层存梁施工

・１７４・　第３９卷第３５期　２　０　１　３年１　２月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏｌ＿３９　Ｎｏ．３５　Ｄｅｅ．　２０１３　文章编号：１００９・６８２５（２０１３）３５—０１７４—０３　公路大型复杂预制箱梁预压加载三层存梁施工　高禄巍　（中铁十九局集团第五工程有限公司，辽宁大连１１６０００）　摘要：以大连南部滨海大道工程为例，对梁底宽相同的梁型采用的三层存梁设计方案进行了介绍，分析了三层存梁台座设计的　影响因素，并对其进行了设计计算，阐述了具体的施工方法，为同类工程的施工积累了经验。　关键词：设计，存梁台座，承载力，计算　中图分类号：Ｕ４４５　１　概述　城市交通堵塞现象是全国各大中城市普遍存在的难题，随着　解决措施的加强，一批快速交通用的大、特大公路桥逐渐增多，受　城市周边地形的限制，该种桥梁大多是曲线桥，大连南部滨海大　道工程星海湾大桥属于该种情况。该桥的东引桥采用曲线双层　设计，预制箱梁海运架设施工方案，在该桥箱梁预制场选址和设　计中，受寸土寸金的城市用地的影响，其场地的占地面积和临时　出海码头的组合选址极其受限，为解决该问题，我们对梁底宽相　同的梁型采用了三层存梁的设计，力争最大化的减少占地。　２三层存梁设计方案的确定　２．１　三层存梁台座设计影响因素　１）梁长变化的影响。　按照设计图纸，预制场３０７片箱梁，按照梁长分类共计３８种，　箱梁底宽为１．９５　ｍ，２．６　Ｉｎ，３．０　ｉｎ，３．３　ｍ，３．８　ｍ五种。以梁底宽　２．６　ｍ且同梁长重量最大为例（见表１），底宽２．６　ｍ的箱梁总片　数９７片，梁长有１３种，最长为４３．４７　ＩＴＩ，最短为４１．４５　ＩＴＩ，最重为　４８６．５５　ｔ，最轻为４２４．０５　ｔ。　表１　预制箱梁（底宽２．６　１１１１）梁重及梁长统计表　序号　箱梁梁长　底板宽　顶板宽　混凝土方量／ｍ０　单片箱梁重量　同长箱　梁体　齿块　ｔ　梁片数　ｌ　４１．４５　２．６　５．２　ｌ８２．４　２．４２　４６２．０５　１　２　４２．２　２．６　３．８　１６７．２　２．４２　４２４．０５　ｌ　３　４２　３　２．６　５．２　１８６．１　２．４２　４７１．３　ｌ１　４　４２．５　２．６　５．２　１８６．４　４．８４　４７８．１　２１　５　４２．７　２．６　５．２　１８７．３　４．８４　４８０．３５　１６　６　４２．７５　２．６　３．８　１６９．３　４．８４　４７８．１　６　７　４２．９　２　６　５．２　ｌ８９．７　２．４２　４８０．３　１ｌ　８　４３　２．６　５．２　ｌ８８．６　４．８４　４８３．６　６　９　４３．Ｉ　２．６　５．２　１９０．６　２．４２　４８２．５５　２　１０　４３．２　２．６　３．８　１７１　ｌ　２．４２　４３３．８　１０　ｌ１　４３　３７　２．６　３．８　１７１．８　１．９９２　４３４．４８　ｌ　１２　４３　４４　２．６　３．８　１７８．２　１．９９２　４５０．４８　１　１３　４３．４７　２．６　５．２　Ｉ９２．２　２．４２　４８６．５５　１０　２）存梁台座设计理念。　存梁台座的设计要与梁型、存梁方式、吊梁方式等结合起来，　台座设计时综合考虑不同梁底宽的尺寸，以梁长相近、底宽差值　小为设计基础，以共用为设计原则。　受多种梁底宽度的影响以及考虑存梁时的三层临时支座的　中心位于同一铅垂线位置，本梁场存梁台座采用桩基础＋承载梁　的结构形式。　２．２存梁台座设计　根据设计图纸统计数据分析，承载梁宽度需要２．５　１３３方可保　收稿日期：２０１３—０９—３０　作者简介：高禄巍（１９７４一），男，高级工程师　文献标识码：Ａ　证不同梁长的箱梁存放时的支点位置符合设计要求；受地质为杂　填土的影响，基础采用桩基。　存梁台座设汁计算（以底宽２．６　ｍ箱梁为例）：　按照表１，底宽２．６　ｍ箱梁最大重量为４８６．５５　ｔ，三层存梁总　重量为１　４５９．６５　ｔ；基础采用桩径１．２　ｍ钻孔灌注桩基础，桩长　８　ｍ，间距４　ｍ，桩底支撑在中风化基岩上。承载梁尺寸４　ｍ×　２．５　ｍ　Ｘ　１　ｍ，承载梁设计采用Ｃ３０钢筋混凝土，其受力段计算重量　为２３　ｔ。单桩重量为１９．８８８　ｔ。则上部荷载为１　４５９．６６　ｔ＋２３　ｔ＝　１　４８２．６６　ｔ。单桩承载力为７６１．２１８　ｔ。　１）单桩承载力设计计算。　单桩承载力按《公路桥涵地基与基础设计规范》选用公式　计算。　支承在基岩上或嵌入基岩内的钻（挖）孔桩、沉桩的单桩轴向　受压承载力容许值［Ｒ　］，可按下式计算：　ｍ　一　［尺。］＝ｃ，Ａ　＋　∑ｃＩ　　＋　一　“∑ｒＩ　　。　其中，［Ｒ　］为单桩轴向受压承载力容许值，ｋＮ，桩身自重与置　换土重（当自重计入浮力时，置换土重也计入浮力）的差值作为荷　载考虑；ｃ　为根据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的端阻发　挥系数，按表５．３．４采用；Ａ　为桩端截面面积，ｍ　，对于扩底桩，取　扩底截面面积　为桩端岩石饱和单轴抗压强度标准值，黏土质岩　取天然温度单轴抗压强度标准值，当　＜２　ＭＰａ时按摩擦桩计算　（　。为第ｉ层的厶值）；ｃ：　为根据清孔情况、岩石破碎程度等因素　而定的第ｉ层岩层的侧阻发挥系数，按表５．３．４采用；“为各土层　或各岩层部分的桩身周长，１１３；　为桩嵌入各岩层部分的厚度，Ｉｎ，　不包括强风化层和全风化层；ｍ为岩层的层数，不包括强风化层　和全风化层；　为覆盖层土的侧阻力发挥系数，根据桩端　确定：　当２　ＭＰａ　＜１５　ＭＰａ时，　＝０．８；当１５　ＭＰａ≤　＜３０　ＭＰａ时，　５：Ｏ．５；当　＞３０　ＭＰａ时，　５＝０．２；　ｒ　为各土层的厚度，ｍ；ｑ　为　桩侧第ｉ层土的侧阻力标准值，宜采用单桩摩阻力试验值，当无试　验条件时，对于钻挖孔桩按本规范表选用，对于沉桩按规范表　５．３．３－４选用；ｎ为土层的层数，强风化和全风化岩层按土层考虑。　单桩轴向受压承载力容许值由上式得：［Ｒ　］＝０．６　Ｘ　１．１３×　１５　０００：１０　１７３．６　ｋＮ＞１．２×７　６１２．１８　ｋＮ＝９　１３４．６１６　ｋＮ。所以，　桩基承载力满足要求。　由于桩在最不利荷载组合下的拉应力为１．３　ＭＰａ＜厶＝　１．３９　ＭＰａ，因此可用素混凝土桩。　２）临时支座设计。　临时支座采用两种形式，一层、一层和二层问采用钢制砂　箱＋定制橡胶板，三层采用定制的单片承载力３００　ｔ的橡胶板支　第３９卷第３５期　・１７６・　２　０　１　３年ｌ　２月　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　山　西　建　筑　Ｖｏｌ＿３９　Ｎｏ．３５　Ｄｅｃ．　２０１３　文章编号：１００９—６８２５（２０１３）３５—０１７６—０２　斜拉索锈蚀损伤及其检测与监测和防护　孙摘磊　２０００９２）　（同济大学桥梁工程系，上海要：结合国内及国际上斜拉桥拉索的使用现状，分析了斜拉索锈蚀的原因，对斜拉索检测及监测的技术方法作了详细介绍，总　结了斜拉索的防护措施，对确保桥梁的安全运营有着十分重要的意义。　关键词：斜拉索，锈蚀，防护，监测　中图分类号：Ｕ４４８．２７　文献标识码：Ａ　斜拉桥作为一种拉索体系桥梁，比梁式桥的跨越能力更大，　年来这种情况越来越多。如红水河桥、海印桥、济南黄河桥、恒丰　是大跨度桥梁的最主要桥型。斜拉桥是由许多直接连接到塔上　路桥、石门桥、犍为桥、广州九江桥、南昌八一桥等已换索。封闭　的钢缆吊起桥面，斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。索塔型式有　交通所引起的间接损失也很大。国内斜拉索的实际使用寿命一　Ａ形、倒Ｙ形、Ｈ形、独柱，材料主要有钢和｝昆凝土。斜拉索布置　般不超过２０年。　有单索面、平行双索面、斜索面等。在跨越峡谷、大江河、海湾等　２斜拉索锈蚀病害　不利于修筑桥墩或者由于地质原因不利于修建地锚的地方，斜拉　斜拉索是斜拉桥的重要受力构件。斜拉索在长期运营中遭　桥往往是一种不错的桥型选择。斜拉桥的受力体系主要是桥面　受活载、风雨振以及日照、腐蚀性气体侵蚀等因素的反复作用，很　体系、支承桥面体系的索体系、支承索体系的桥塔。斜拉桥充分　容易出现外包护套破损、局部钢丝锈蚀断裂、锚固系统锈蚀等病　利用了钢材的抗拉性能、混凝土材料的抗压性能，具有优良的动　害，从而降低了斜拉索体系的使用寿命。一般情况下，大桥斜拉　力特性和抗风性能。它跨越能力大、结构新颖，已经成为现代桥　索设计使用年限为３０年，但受到以上各种因素的影响，斜拉索使　梁工程中发展最快、最具有竞争力的桥型之一。１９５５年瑞典人建　成了世界第一座现代斜拉桥，从此世界各地的斜拉桥建设蓬勃发　用寿命极难达到设计要求。　在拉索制造过程中护套受到初始损伤；在卷盘运输过程中护　展，但现有斜拉桥大多是独塔双跨式和双塔三跨式，而具有连续　套由于应变过大而开裂；在施工过程中拉索护套表面磨损，甚至　主梁的三塔四跨式斜拉桥很少。伴随着内陆经济发展，三峡库区　被尖锐物体划破；在运营过程中环境、温度、交通荷载等作用甚至　蓄水工作逐渐完成，长江作为最大的黄金水道其重要性更加凸　显，这也要求桥梁必须能够保证通航，多跨连续斜拉桥正好可以　是车辆意外撞击；在拉索检测过程中沿拉索移动的检测小车摩擦　挤压拉索；由于拉索护套ＨＤＰＥ老化等因素，都可能导致护套损　完整适应这一要求。自１９７５年开始的近４０年来，我国已建成上　伤甚至破裂，水分渗入、钢丝暴露。　百座斜拉桥，特别是近１Ｏ年来，我国斜拉桥建设速度之快、数量　斜拉索是由高强抗拉材料和耐腐蚀防护材料组成的。高强　之多、跨越能力之大为世人所瞩目。然而，斜拉桥这一合理跨径　材料一般采用钢材，也就是高强钢丝。斜拉索腐蚀的主要原因是　范围广、造型美观多样的桥型，却面临着一个挑战性的问题——　高强钢丝与周围介质发生电化学作用，造成氧化还原反应。在腐　斜拉索的安全和耐久性问题，尤其是索体的锈蚀断裂问题。　蚀性介质中，钢丝会与腐蚀性介质发生广义氧化还原反应，导致　钢丝表面的镀锌和钢材变成离子形式，进而与其他物质结合成锈　１　斜拉索使用现状　最终改变钢丝的表面形态和力学性能，这一过程就是钢丝　目前，国内及国际上用于斜拉桥拉索的结构主要有两种，即　蚀产物，平行钢丝拉索和钢绞线拉索。钢绞线拉索在美洲已较普遍使用，　的锈蚀。钢丝在拉索环境下的锈蚀速度不属于通常的大气腐蚀，由　而在欧洲、亚洲、澳大利亚，两种拉索体系都应用在很多拉索结构　于护套环境的影响，拉索钢丝的锈蚀速度快于正常大气下的。　桥梁上。目前在美国镀锌钢丝作斜拉索体系已不推荐使用，国际　上著名的一些预应力公司如：ＶＳＬ，ＦＲＥＳＳＩＮＥＴ，ＤＶＷＩＤＡＧ，ＢＢＲ　镀锌的锈蚀：Ｚｎ－＊Ｚｎ　＋２ｅ　镀锌的锈蚀程度可以表示成：Ｄ＝ＡＴ。　碳钢的锈蚀：Ｆｅ—Ｆｅ“＋２ｅ　Ｆｅ。　＋２０Ｈ一－－＊ＦｅＯＨ２　４ＦｅＯＨ２＋Ｏ２＋４Ｈ　－－－，４ＦｅＯＨ２＋＋２Ｈ２Ｏ　等均有各自成熟的钢绞线、钢丝拉索体系。钢丝拉索结构体系桥　型本身具有一些特点，拉索防护体系容易受到各种损坏，这可能　会导致不得不进行换索（也包括拉索结构类似的拱桥吊杆），而近　Ｔｈｅ　ｐｒｅｌｏａｄ　ｔｈｒｅｅ　ｌａｙｅｒｓ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｂｅａｍ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｉｇｈｗａｙ　ｌａｒｇｅ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｐｒｅ－ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｂｏｘ　ｇｉｒｄｅｒ　ＧＡＯ　ＬＵ．ｗｅｉ　（Ｆｉｆｔｈ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｌｉｍｉｔｅｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｃｈｉｎａ　Ｒａｉｌｗａｙ　１９ｔｈ　Ｂｕｒｅａｕ　Ｇｒｏｕｐ，Ｄａｌｉａｎ　１　１６０００，Ｃｈｉａ）ｎ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ　ｔｈｅ　Ｂｉｎｈａｉ　ａｖｅｎｕｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｉｎ　ｓｏｕｔｈｅｒｎ　Ｄａｌｉａｎ　ａｓ　ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ｔｈｒｅｅ　ｌａｙｅｒｓ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｂｅａｍ　ｄｅｓｉｇｎ　ｓｃｈｅｍｅ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｂｅａｍ　ｔｙｐｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｂｅａｍ　ｂｏｔｔｏｍ　ｗｉｄｔｈ，ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｆ　ｔｈｒｅｅ　ｌａｙｅｒｓ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｂｅａｍ　ｐｅｄｅｓｔａｌ　ｄｅｓｉｇｎ，ａｎｄ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｄｅ—　ｓｉｇｎ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｉｔ，ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ，ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄｅｓｉｇｎ，ｓｔｏｒａｇｅ　ｂｅａｍ　ｐｅｄｅｓｔａｌ，ｂｅａｒｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ，ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　收稿日期：２０１３—０９—２６　作者简介：孙磊（１９８９一），男，在读硕士