混凝土斜拉橋塔梁臨時固結(jié)構(gòu)造設計

賀玉娥

（貴州省銅仁公路勘察設計院，貴州 銅仁 554300）

目前，有兩種常見的大跨徑橋梁結(jié)構(gòu)，即斜拉橋和懸索橋。早期斜拉橋的雛形就曾出現(xiàn)過，但是當時人們對于斜拉橋結(jié)構(gòu)體系的認識并不深刻，再加上原料的限制，導致斜拉橋的發(fā)展停滯了相當長的一段時間。早期的斜拉橋是稀索體系斜拉橋，主梁的彎矩及剪力相當大，斜索的內(nèi)力和截面也相對較大，斜索錨固點有復雜的構(gòu)造細節(jié)。而現(xiàn)在斜拉橋特點則是多樣的、適應性強和靈活的。但隨著跨徑的增加，斜拉橋的設計和施工方面存在很多問題，都需等待解決。

1 混凝土斜拉橋塔梁臨時固結(jié)構(gòu)造設計和施工措施

1.1 混凝土斜拉橋現(xiàn)狀分析

目前，建造的斜拉橋均為密索體系，混凝土斜拉橋?qū)倨渲幸环N，其最大優(yōu)點為剛度大，適宜200～500m的跨度范圍，但施工較慢。現(xiàn)今的斜拉橋施工方法大都用懸臂法，隨著跨徑的遞增，主梁和索塔中的壓應力過高、施工中標高難以控制以及拉索撓度過大等一系列問題存在于混凝土斜拉橋設計和施工的整個過程中。

1.2 臨時固結(jié)構(gòu)造設計

1.2.1 臨時固結(jié)構(gòu)造的設計原則

在進行臨時固結(jié)構(gòu)造設計時，應保證橋梁懸臂能抵抗各種的不平衡力因素，使得該結(jié)構(gòu)在施工中能夠保持整體的穩(wěn)定性。施工中常因不平衡的安裝、操作人員和施工機具的不平衡布置等導致的不平衡重量等引起不平衡力素。這些不平衡力素引起的荷載將對施工中建筑的穩(wěn)定性造成很大到威脅。施工中常見的荷載有：風力荷載、溫度變化荷載、預加力荷載等其它不平衡荷載。在這些不平衡荷載的組合下，臨時固結(jié)構(gòu)造將會產(chǎn)生豎向力、水平力和彎矩力等三個不平衡力素，而這些不平衡力素為臨時固結(jié)構(gòu)造提供反力。因此，在對混凝土斜拉橋塔梁臨時固結(jié)構(gòu)造進行設計時應注意不平衡力素產(chǎn)生的原因并積極避免不必要問題的產(chǎn)生，應保證固結(jié)構(gòu)造能夠承受不平衡力素作用，而且在剛度、強度和穩(wěn)定性上一定要保持足夠的水準。

1.2.2 傳統(tǒng)的斜拉橋臨時固結(jié)構(gòu)造

我國傳統(tǒng)的斜拉橋臨時固結(jié)構(gòu)造主要有兩種形式，一種固結(jié)構(gòu)造形式是將穿過邊主梁、混凝土墊塊的預應力鋼絞線束預埋在主塔下的橫梁中，錨固于橋面上的混凝土的現(xiàn)澆端塊中（共有八對），而且，邊主梁和在主塔下的橫梁實現(xiàn)完整且全面的固結(jié)；另一種臨時固結(jié)形式是在主塔下和橫梁上設置永久、牢固的支座，在主塔下橫梁和塔中線處的橫梁之間采用預應力粗鋼筋，在支承擋塊和主梁塔中線處橫梁之間設置鐵砂箱，塔梁實現(xiàn)部分固結(jié)，結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。

圖1 斜拉橋塔梁臨時固結(jié)構(gòu)造示意圖

1.2.3 新型臨時固結(jié)構(gòu)造

在臨時固結(jié)構(gòu)造設計時，應考慮原有支撐能夠承受住施工中不對稱壓力的前提下，盡量減少剛性區(qū)域，而且，邊主梁橫橋的水平位移能力不能由于混凝土徐變、橫梁內(nèi)預應力和收縮等因素而受約束。所以新型臨時固結(jié)構(gòu)造應在繼承傳統(tǒng)固結(jié)構(gòu)造的基礎上著重解決以上問題。

新型臨時固結(jié)構(gòu)造的設計思路是：將鐵砂箱設置在塔柱內(nèi)側(cè)和邊主梁外側(cè)之間，并取消邊主梁與擋塊間的墊塊；對靠近邊主梁的主梁塔中線橫梁的局部區(qū)域?qū)嵭屑雍裉幚恚辉黾訖M梁軸的橫向剛度。在主塔下的橫梁和主梁塔中線處的橫梁間使用預應力粗鋼筋，并沿順橋方向。如此一來，臨時固結(jié)構(gòu)造在設計和施工中滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、可靠安全期望的同時，又避免了主梁開裂的隱患。

1.3 臨時固結(jié)構(gòu)造施工措施

在我國目前的斜拉橋固結(jié)構(gòu)造施工中，常用的臨時固結(jié)構(gòu)造措施有預應力硫磺砂漿混凝土固結(jié)法、墩旁設置臨時支墩法、雙柱墩或V形墩構(gòu)造法，還有就是利用安裝梁來增加工程的穩(wěn)定性。這些措施是運用幾乎完全不同的生產(chǎn)設計工藝以及施工方式，充分運用材料的性能和構(gòu)造的獨特性來減少不平衡力素的產(chǎn)生，并在施工過程中將施工的穩(wěn)定性放于重要位置。例如預應力硫磺砂漿混凝土固結(jié)法是將預應力錨桿預埋在墩內(nèi)。考慮到便于拆除，臨時支座的混凝土墊塊間設置的是大約20mm的硫磺砂漿夾層，而其中預埋的則是電阻絲。如此一來，在拆除時，只要給電阻絲通電，硫磺砂漿夾層就會融化，此方法達到了構(gòu)造簡單、安全可靠、裝拆方便的優(yōu)良效果，并能承受住懸臂施工中不平衡的彎矩。

2 根據(jù)柳港橋建筑實例剖析斜拉橋塔梁臨時固結(jié)構(gòu)造

2.1 整體構(gòu)造

柳港橋基本結(jié)構(gòu)形式是塔梁固結(jié)的單懸臂混凝土斜拉橋，雙塔雙索面。主橋370m，塔高51m，濕接頭,主梁是預制拼裝，掛蘭懸臂拼裝的河跨，岸跨搭設的則是臨時鋼排架。橫橋厚4.73m、順橋?qū)?m的雙錐臺形鋼筋混凝土墩頂，板式氯丁橡膠支座兩側(cè)，有內(nèi)徑薄為125cm，厚為0.7mm的鐵皮管預埋于此，并一直通到鋼筋混凝土墩頂，共32根。通過32束墩頭錨具索方式，在梁墩和梁墩間的硫磺膠泥被鎖成一體，以此來抵消較大的不平衡彎矩。

2.2 塔梁臨時固結(jié)構(gòu)造的施工工藝

從墩身實體的混凝土開始澆起，接下來澆250cm×240cm×50cm、500#鋼筋混凝土下鉸座，然后擺好九塊770mm×350mm×35mm的板式氯丁橡膠支座，用鋼板框固定四周，并用橡膠伸縮帶密封。澆灌硫磺膠泥，將鋼筋混凝土上鉸座與上部結(jié)構(gòu)相接。達到設計強度后，由吊車將高強鋼絲束吊起，并置于預留管內(nèi)，接著澆灌水泥砂漿。達到一定強度后，用千斤頂進行張拉，將硫磺膠泥墊塊和梁墩鎖成一體。大橋建成，融化硫磺膠泥，切斷應力索，解除約束。

3 結(jié)語

現(xiàn)代橋梁跨度大、橫截面形式多變，橋梁結(jié)構(gòu)受力情況復雜，對于預應力混凝土橋梁，還有雙向甚至是更多向的預應力使用，這使得結(jié)構(gòu)受力更為復雜。這樣的狀況在塔梁的臨時固結(jié)構(gòu)造設計中表現(xiàn)為不平衡力素對穩(wěn)定性的影響。以上通過對混凝土斜拉橋塔梁臨時固結(jié)構(gòu)造的理論探討和柳港橋建筑實例分析，對混凝土斜拉橋塔梁臨時固結(jié)構(gòu)造設計做了闡述，指出了斜拉橋塔梁臨時構(gòu)造設計的要點，供廣大讀者參考。

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