鄭麗娜,趙曉莉
伊川縣公路管理局,河南洛陽 471300
近年來,隨著我國國民經濟的持續發展,交通運輸業的進步帶動著公路工程向縱深方向延伸。由于我國地形復雜,在山區丘陵河流地帶修建公路對橋梁施工技術無疑提出了更高的挑戰。橋梁工程是交通工程的樞紐,工程質量的好壞施工技術是關鍵。T型剛構橋是我國現代橋梁施工中常見的橋梁結構類型,由于該橋具有許多自身技術特性,相比于其它類型的橋梁,其施工工藝也更為嚴格,為圓滿完成工程施工,確保工期和質量、合理控制工程造價,在施工的過程中,我們要立足于專業化、機械化、標準化施工,重點工序重點安排,特殊部位特殊考慮,并結合工期和工程實際進行統籌,盡量做到現場布置合理,方案切合實際,施工組織科學,以便為優質高效安全的完成工程。多跨剛架橋的主梁可以做成非連續式,一般在主梁跨中懸掛簡支梁或設置剪力鉸,從而形成所謂帶鉸的T型剛構橋或帶掛孔的T型剛構橋。下面對T型剛構橋施工技術作以簡要論述。
帶鉸的T型剛構橋,屬超靜定結構。兩個大懸臂在端部借所謂“剪力鉸”相連接,剪力鉸是一種只能傳遞豎向剪力而不能傳遞水平力和彎矩的連接構造。當在一個T型剛構橋面上作用有豎向荷載時,相鄰的T型剛構結構通過剪力鉸而共同受力。因而,從結構受力和牽制懸臂端變形來看,剪力鉸起到了有利的作用。
帶掛孔的T型剛構橋,屬靜定結構。T型剛構橋兩側是懸臂梁,掛梁是簡支梁。它與連續梁相比,具有懸臂法施工階段的受力狀態與運營階段一致,無需體系轉換,省掉設置大噸位支座裝置及更換支座等優點。它與帶剪力鉸的T型剛構橋相比,對施工階段的標高控制的精度可以稍微寬些,沒有像后者為設置剪力鉸進行強迫合攏的可能,以及為更換剪力鉸處支座的麻煩。帶掛孔T型剛構橋不受混凝土的收縮徐變、溫度變化及基礎沉降所產生的次內力的影響。
帶掛梁的T型剛構橋橋型結構布置以偶數的T構單元與奇數等跨長的掛梁配合最為簡單合理,在此情況下,剛構兩側的恒載是對稱的,墩柱中不存在不平衡的恒載彎矩。但也可以采用不同的T構懸臂長度和相同的掛梁相配合,以構成中孔跨徑最大并向兩側逐孔減小的橋型布置。在此情況下,每一T構兩側的恒載對稱,墩柱中也無不平衡彎矩。因此,多跨T型剛構橋的立面布置,除應考慮一般橋型設計所遵循的共同原則外,全橋的T構單元尺寸盡可能要相同,以便簡化設計,方便施工;T構的縱向布置應盡可能對稱,以防止T型剛構橋的橋墩承受不平衡的恒載彎矩。
預應力混凝土T型剛構橋主梁在縱方向的變化一般采用變高度梁,梁底曲線可以做成很多形式,如大半徑圓弧線、拋物線、正弦曲線和折線等。從配合截面的內力和美觀來看,以拋物線或正弦曲線為佳。但從施工方便上看,則用折線和圓弧曲線為好,具體應根據主梁內力的分布情況,按等強度原則選定。
預應力混凝土T型剛構橋的懸臂梁,通常采用箱形截面,也可以做成桁架結構。根據統計,國外對于公路和城市的預應力混凝土T型剛構橋,其支點處梁高與跨徑之比、支點處腹板總厚度與行車道板寬度之比以及支點處腹板厚度與截面高度之比值要符合相應規范的要求。跨中梁高視掛梁跨徑或設鉸需要而定。帶掛梁T型剛構的梁端高度一般與掛梁同高,當掛梁跨徑在30m以下時,梁高通常取在2m以下。帶鉸T型剛構的跨中梁高一般為支點梁高的 0.2~0.4。
T型剛構橋結合了剛架橋和多孔靜定懸臂梁橋的特點,是我國20世紀70年代、80年代修建較多的一種橋型。同懸臂梁橋一樣,T型剛構橋也非常適宜于懸臂施工方法。預應力技術的發展和懸臂施工工藝的相結合以及受力簡單明確是其發展的一個主要原因。普通鋼筋混凝土T型剛構橋常用跨徑在40m~50m,預應力混凝土T型剛構橋的常用跨徑為60m~120m。
然而,幾十年來的實踐證明:帶掛梁的T型剛構橋型在混凝土的長期收縮徐變作用下和汽車荷載的沖擊作用下,T構懸臂端會發生下撓,從而導致懸臂端與掛梁之間易形成折角,增大沖擊作用,使伸縮縫的處理和養護困難,行車時給乘客帶來不平穩的感覺,且各T構之間不能共同工作,使其跨徑受到限制。而在T構帶鉸的橋型中,由于鉸的存在,使鉸的左右兩側主梁變形不一致,難以調整,引起行車不平順;施工過程中有時還需要強迫合攏;當T構的兩邊溫度變化不同時,易產生不均勻變形,引起較大次內力;加上剪力鉸的構造與計算圖示中的理想鉸尚存在差異,難以準確地計算出各種因素產生的次內力。因此,T型剛構橋目前已較少采用。
綜上所述,橋梁施工是一項系統工程,只有各部分施工質量得以保證才能使整個橋梁正常運行。T型剛構橋是現代橋梁工程中的常見類型,除文中論述的施工要點外,實踐中我們還要根據工程的實際情況,針對新問題,研究新對策,不斷的革新施工工藝,為構筑優質工程而努力。受技術發展水平的限制,在施工實踐中還有一些問題障礙亟待不斷的去探索研究。鑒于作者水平有限,文中論述不到之處望行業同仁多多指正,今后亦會加強相關理論知識的學習,爭取為T型剛構橋施工技術研究做出更大的貢獻。
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