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关于新建铁路多跨连续刚构桥设计与施工的探讨

2012-03-23王煜张茂会

城市建设理论研究 2012年4期
关键词:铁路施工设计

王煜 张茂会

摘要:對新建铁路多跨连续刚构桥梁的设计要点和施工控制展开了探索与讨论。结合工程实践总结出的设计、施工经验,在对铁路多跨连续刚构桥设计与施工进行深入研究的基础上,提出了多跨连续刚构桥设计中需要注意的要点,阐述了多跨连续刚构桥施工控制中的重难点,并结合监控量测绘制了施工控制工作流程图。其思路、结论可为同类工程所借鉴。

关键词:铁路;多跨连续;刚构桥;设计;施工

中图分类号:[U24] 文献标识码:A文章编号:

Abstract: In new railway construction more continuous rigid frame Bridges across the main points of design and construction control on the exploration and discussion. Combined with the engineering practice summed up of design and construction experience, in to the railway across more continuous rigid frame design and construction based on a thorough investigation, this paper presents span continuous rigid need to be paid attention in the design of the main points, elaborates several span continuous rigid construction control in difficulty, and combined with the amount of surveying and mapping monitoring work construction control flow chart. Its thought, conclusion for the similar projects for reference.

Key Words: railway; span continuous; bridge; design; construction

1 引言

我国桥梁工程建设势头迅猛,大跨、多跨结构日益增多,其桥型方案的选择就显得尤为重要。连续刚构在较大跨径的方案比选中较连续梁结构更为合理,特别是在遇到特高墩梁桥时,其受力、造价、外观等方面更能体现出其优势。国内不少专家学者对连续刚构桥的设计、施工进行了相关研究,如冉磊[1]对大跨径连续刚构桥的施工控制方法及内容进行了研究;赵金和等[2]结合工程实例讨论了多跨高墩连续刚构桥的设计要点,并给出了设计实例;马畔[3]结合荷麻溪特大桥工程实例,阐述了连续刚构桥方案设计中需要重点注意的方面;张璐[4]结合阳城河二号特大桥工程实例,研究了连续刚构预应力质量控制的技术措施。

本文基于作者从实践中总结出的设计、施工经验,结合对铁路多跨连续刚构桥设计与施工的深入研究,探讨了多跨连续刚构桥设计中需要注意的要点,提出了多跨连续刚构桥施工控制中的重难点,结合监控量测给出了施工控制工作流程图,以期能为提高铁路多跨连续刚构桥的设计、施工技术水平做出贡献。

2 多跨连续刚构桥的设计要点

根据桥梁结构相关理论可知,顺桥向抗推刚度与距主梁水平纵向位移零点的距离决定了桥梁墩身内力,以典型的三孔刚构桥为例,如果主墩刚度足够大,能满足较小的位移要求,则上部结构可基本延续连续梁桥的受力特征。墩身距主梁水平纵向位移零点的距离会随着联长的加大而加大,使得墩顶在温度、混凝土收缩徐变等荷载作用下将随主梁一起产生较大的顺桥向水平位移和转角位移,边墩和边主跨弯矩将迅速增大,导致墩身承载和抗裂能力无法满足要求。

因此在进行多跨连续刚构桥设计时应注意以下几个方面:

(1)应尽量减小主墩特别是边主墩的抗推刚度,使其刚度能满足释放温度和收缩徐变产生的附加弯矩到最大限度的要求;

(2)应考虑由P-△效应产生的墩身附加弯矩,特别是对于高墩;

(3)弯矩峰值的规律是中间主墩低、两端主墩高,其趋势是由中间向两端逐渐增大,故应采取一定措施减小两端主墩的弯矩峰值;

(4)合拢工艺的优劣决定了成桥的内力大小,故应在充分考虑施工条件、周边环境、结构形式等的情况下,尽可能优化合拢工艺以降低边跨和边主墩的成桥弯矩峰值。

3多跨连续刚构桥的施工控制要点

3.1施工控制的重要性

混凝土材料具有非匀质性、收缩性等特征,其材料特性不稳定,同时桥梁钢筋混凝土结构还会受到结构自重、几何尺寸、挂篮重量、施工偏差、混凝土收缩徐变、温度变化和风力等因素的影响,也就使桥梁结构具有复杂的内力并产生相应的位移。

如果前期设计与施工实际产生值不相符合,且未能通过监控量测及时识别,采取合理的纠偏措施,则会在施工中产生一定的误差。误差积累到一定程度轻则造成桥梁施工不达标,重则造成严重的质量事故。故施工中对桥梁各种项目进行监控量测,保证监测点位的密度和监测工作的频度,并在施工中根据监测数据适时调整控制参数,以纠正施工误差,这对保证桥梁建设质量和施工期间的作业安全是至关重要的。

3.2施工控制的主要内容

多跨连续刚构桥施工中的施工控制至关重要,并且应结合监控量测数据进行施工参数修正,其施工控制工作流程如图1所示,施工控制内容主要包括以下几个方面:

(1)多跨连续刚构桥结构变形的控制;

(2)多跨连续刚构桥结构的应力控制;

(3)多跨连续刚构桥结构的稳性控制。

图1 施工控制工作流程图

3.3 施工监测的主要内容

多跨连续刚构桥施工中的监控量测内容主要包括挠度观测、温度观测、应力观测和建筑材料力学指标等,在此由于篇幅限制故未能一一详述,具体监测方式可见相关标准及规范。

4 结论

连续刚构桥梁设计中值得重视与研究的方面还有很多,如:是从梁体抗剪方面考虑设置大量下弯索,以提高梁体抗剪承载力和配筋率,还是主要考虑工法简单利于施作、减少用钢降低造价这两方面,等等诸如此类的问题,还需要通过大量工程实践与研究加以解决。

连续刚构桥梁施工控制中同样也有不少问题,如施工控制中应以线型控制、结构应力控制和结构稳定性控制中的何项为主;规范中施工监测数据的容许值是否合理;桥梁施工工艺的进一步优化;等等诸如此类的问题,也需要结合大量的工程与研究加以解决。

参考文献:

冉磊. 大跨径连续刚构施工控制的内容和方法[J]. 科技资讯. 2011, 7(20):64-65.

赵金和,李瑜,张立华. 多跨高墩连续刚构的设计与探讨[J]. 公路工程. 2011,36(2):101-106.

马畔. 荷麻溪特大桥连续刚构方案的设计[J]. 铁道勘测与设计. 2003,38(133):39-41.

张璐. 阳城河二号特大桥连续刚构预应力质量控制[J]. 山西建筑. 2011,37(4):180-181.

注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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