本發(fā)明涉及一種連續(xù)剛構(gòu)橋，尤其是涉及一種無邊跨合龍段小邊主跨比連續(xù)剛構(gòu)橋及其施工方法。

背景技術(shù)：

連續(xù)剛構(gòu)橋由于具有跨越能力較大、施工方便、行車舒適、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，得到了橋梁設(shè)計(jì)師的一致青睞，并廣泛應(yīng)用于我國公路工程建設(shè)中。在已建成的變截面連續(xù)剛構(gòu)橋中，其邊主跨比值一般為0.55~0.58，且設(shè)有邊跨合攏段和邊跨支架現(xiàn)澆段。其施工流程一般為：首先完成下部結(jié)構(gòu)施工，再采用懸臂施工法施工至最大懸臂狀態(tài)；搭設(shè)邊跨支架施工邊跨現(xiàn)澆段；繼而完成邊跨合攏施工、張拉邊跨預(yù)應(yīng)力并拆除支架；再進(jìn)行主跨合攏；最后完成橋面施工和其他附屬設(shè)施施工。然而在山區(qū)高墩連續(xù)剛構(gòu)橋的施工中，搭設(shè)高墩邊跨支架施工流程復(fù)雜、工期長、不利于節(jié)約成本，而且在高支架上進(jìn)行施工存在較大的安全隱患。

目前高墩連續(xù)剛構(gòu)橋的邊跨現(xiàn)澆段和邊跨合龍段施工，均存在上述難題，缺乏一種安全、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)與施工方法。本發(fā)明正是在這一背景下提出的，其將公開一種無邊跨合龍段小邊主跨比連續(xù)剛構(gòu)橋的設(shè)計(jì)與施工方法，可為解決高墩連續(xù)剛構(gòu)橋的施工難題提供新的設(shè)計(jì)思路。該種結(jié)構(gòu)體系不僅能解決現(xiàn)有連續(xù)剛構(gòu)橋在邊跨施工中高空支架存在的安全性問題，而且能縮短工期，使施工更為方便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種無邊跨合龍段小邊主跨比連續(xù)剛構(gòu)橋及其施工方法，該剛構(gòu)橋不僅可省去現(xiàn)澆段施工的支架設(shè)計(jì)、搭設(shè)、預(yù)壓等繁瑣工序，同時(shí)省去了邊跨合攏的關(guān)鍵施工步驟，使施工趨于簡單化，可縮短工期，且更為安全經(jīng)濟(jì)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種無邊跨合龍段小邊主跨比連續(xù)剛構(gòu)橋，包括基礎(chǔ)、承臺(tái)、主墩、邊墩、主梁、邊墩拉壓支座、邊跨配重段和主跨合攏段，所述的無邊跨合龍段小邊主跨比連續(xù)剛構(gòu)橋不設(shè)置邊跨合龍段；邊主跨比為0.5~0.55，邊跨上設(shè)有邊跨配重段和通長預(yù)應(yīng)力筋。

上述的無邊跨合龍段小邊主跨比連續(xù)剛構(gòu)橋中，所述的邊跨配重段設(shè)在邊跨上靠近邊墩處。

一種上述的無邊跨合龍段小邊主跨比連續(xù)剛構(gòu)橋的施工方法，包括如下步驟：

（1）完成橋梁基礎(chǔ)、承臺(tái)、橋墩的施工；利用掛籃平臺(tái)對(duì)稱澆筑主梁達(dá)最大懸臂狀態(tài)；

（2）主跨上的掛籃不動(dòng)，移動(dòng)邊跨上的掛籃至邊墩，利用跨中臨時(shí)配重，完成邊跨鋼筋綁扎并澆筑邊跨全懸臂澆筑段；

（3）張拉邊跨的預(yù)應(yīng)力筋；在邊墩頂部設(shè)置邊墩拉壓支座，完成體系轉(zhuǎn)換；

（4）在邊跨配重段施加配重，施工主跨合攏段，卸載跨中臨時(shí)配重，張拉主跨上的預(yù)應(yīng)力筋；最后完成橋面鋪裝及其他附屬設(shè)施施工。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明無需設(shè)置邊跨現(xiàn)澆段，省去高墩邊跨支架設(shè)計(jì)、搭建和預(yù)壓等施工流程，使施工更為安全、方便、經(jīng)濟(jì)。

（2）本發(fā)明無需設(shè)置邊跨合攏段，采用全懸臂施工，無邊跨合攏施工的關(guān)鍵施工節(jié)點(diǎn)，減小了施工工作量，加快了施工進(jìn)度，節(jié)約成本。

（3）本發(fā)明采用增大截面法在邊跨箱梁中配重，一方面可增加邊梁自重，另一方面可提高支座附近箱梁截面的抗剪能力和局部承壓能力，并可作為一種安全儲(chǔ)備。

（4）本發(fā)明適用于山區(qū)高墩預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋和不便于搭設(shè)邊跨支架的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋。

本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理如下：

本發(fā)明的無邊跨合龍段小邊主跨比連續(xù)剛構(gòu)橋依據(jù)現(xiàn)有的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)理論、現(xiàn)行橋梁設(shè)計(jì)和施工技術(shù)規(guī)范并參考相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、承載力設(shè)計(jì)以及施工方案設(shè)計(jì)。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：依據(jù)現(xiàn)行《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60-2015）、《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D62-2012）以及《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T F50-2011)等相關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。本發(fā)明的無邊跨合龍段小邊主跨比連續(xù)剛構(gòu)橋采用較小的邊中跨比值（0.50~0.55），并通過計(jì)算采用合適的邊墩拉壓支座，設(shè)計(jì)合理的邊跨配重，以抵消邊跨端支座可能出現(xiàn)的負(fù)反力。使得結(jié)構(gòu)雖然取消邊跨合攏段和現(xiàn)澆段的施工工序，但其使用功能和結(jié)構(gòu)功能仍滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

承載力設(shè)計(jì)：根據(jù)現(xiàn)行公路橋梁設(shè)計(jì)和施工規(guī)范，對(duì)本發(fā)明所提出的新型結(jié)構(gòu)在施工和使用各階段的結(jié)構(gòu)應(yīng)力、變形、裂縫等指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算與驗(yàn)算。確保其在施工過程中結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性滿足要求；并保證結(jié)構(gòu)在運(yùn)營過程中的正常使用極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài)等各種工況組合作用下結(jié)構(gòu)的承載能力滿足規(guī)范要求。

與傳統(tǒng)的連續(xù)剛構(gòu)橋相比，本發(fā)明的無邊跨合龍段小邊主跨比連續(xù)剛構(gòu)橋在邊跨預(yù)應(yīng)力筋的設(shè)計(jì)中具有不同之處。由于取消邊跨支架施工現(xiàn)澆段和合攏段，采用全懸臂施工，應(yīng)在整個(gè)邊跨梁體上緣配置通長的預(yù)應(yīng)力筋，以保證邊跨全懸臂施工時(shí)，結(jié)構(gòu)受力處于安全狀態(tài)。同時(shí)，該種配筋方法應(yīng)使結(jié)構(gòu)在使用階段滿足承載力要求。

在邊跨進(jìn)行全懸臂施工時(shí)，對(duì)中跨應(yīng)予以臨時(shí)壓重，可選用水箱或者沙袋進(jìn)行。為保證施工安全，需滿足彎矩平衡：

式中：為邊跨箱梁自重和施工臨時(shí)荷載對(duì)中墩處所產(chǎn)生的力矩；

為中跨箱梁自重和施工臨時(shí)荷載對(duì)中墩處所產(chǎn)生的力矩。

在完成邊跨全懸臂施工后，由于邊跨較傳統(tǒng)剛構(gòu)橋較短，自重較輕，需對(duì)邊跨箱梁進(jìn)行配重。邊跨配重可采用增大截面法，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)不考慮其截面抗力的增強(qiáng)，僅作為配重荷載進(jìn)行計(jì)算，作為一種安全儲(chǔ)備。

對(duì)于邊墩拉壓支座的設(shè)置，除了能承受住橋梁自重作用以及其它荷載作用下的壓力，同時(shí)需考慮其在活載或其他荷載組合作用下可能在端支座處產(chǎn)生的拉力。支座選擇應(yīng)滿足抗拉和抗壓兩方面的要求，并能適應(yīng)橋梁的變形和變位。

本發(fā)明為新型預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，因此在施工和運(yùn)營階段需滿足《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D60-2015）等行業(yè)規(guī)范要求。對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土主梁需進(jìn)行承載能力驗(yàn)算、應(yīng)力驗(yàn)算、抗裂驗(yàn)算、變形計(jì)算、以及預(yù)應(yīng)力損失驗(yàn)算及端部錨固區(qū)等方面的驗(yàn)算。

對(duì)于應(yīng)力驗(yàn)算，應(yīng)分別考慮短暫狀況和持久狀況。本發(fā)明由于采用后張法施工，需滿足以下規(guī)范要求：

1、在短暫狀況下，混凝土的壓應(yīng)力應(yīng)滿足

式中：為制作、運(yùn)輸、安裝各施工階段的混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，可按強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值表內(nèi)插得到。

2、對(duì)于持久狀況

(1)預(yù)應(yīng)力混凝土受彎主梁正截面混凝土的最大壓應(yīng)力應(yīng)滿足

式中：——作用（或荷載）標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的混凝土法向壓應(yīng)力；

——預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土法向拉應(yīng)力；

——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。

(2)受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的最大拉應(yīng)力限值

對(duì)于鋼絞線、鋼絲

對(duì)于精軋螺紋鋼

式中：——受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的有效預(yù)應(yīng)力；

——作用（或荷載）產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力增量；

——預(yù)應(yīng)力鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。

(3)預(yù)應(yīng)力混凝土受彎主梁正截面混凝土的主壓應(yīng)力應(yīng)滿足。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的無邊跨合龍段小邊主跨比連續(xù)剛構(gòu)橋成橋立面圖。

圖2是本發(fā)明的無邊跨合龍段小邊主跨比連續(xù)剛構(gòu)橋預(yù)應(yīng)力筋配置圖。

圖3是本發(fā)明的無邊跨合龍段小邊主跨比連續(xù)剛構(gòu)橋邊墩端部箱梁橫截面增大截面法配重圖。

圖4是本發(fā)明的無邊跨合龍段小邊主跨比連續(xù)剛構(gòu)橋施工時(shí)采用掛籃對(duì)稱懸臂施工結(jié)構(gòu)圖。

圖5是本發(fā)明的無邊跨合龍段小邊主跨比連續(xù)剛構(gòu)橋施工時(shí)澆筑邊跨全懸臂澆筑段結(jié)構(gòu)圖。

圖6是本發(fā)明的無邊跨合龍段小邊主跨比連續(xù)剛構(gòu)橋邊跨配重施工圖。

圖7是本發(fā)明的無邊跨合龍段小邊主跨比連續(xù)剛構(gòu)橋施工時(shí)主跨合攏段施工結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

現(xiàn)以一座邊墩高達(dá)134m和150m，主墩高達(dá)163m和189m，主跨為200m，邊跨101m，邊主跨比為0.505的小邊主跨比三跨連續(xù)剛構(gòu)橋?yàn)槔?，?duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。

如圖1-3所示，本發(fā)明的無邊跨合龍段小邊主跨比連續(xù)剛構(gòu)橋，包括基礎(chǔ)1、承臺(tái)2、主墩3、邊墩4、主梁5、邊墩拉壓支座6、邊跨配重段7和主跨合攏段8。邊墩4的頂部設(shè)有邊墩拉壓支座6，邊跨上靠近邊墩4處設(shè)有邊跨配重段7。邊主跨比較小，為0.505，邊跨上均設(shè)有通長預(yù)應(yīng)力筋9，該無邊跨合龍段小邊主跨比連續(xù)剛構(gòu)橋不設(shè)置邊跨合攏段，采用合理的配筋方式滿足施工要求，邊跨配重段7采用增大截面法施工配重10。

如圖4-7所示，本發(fā)明實(shí)施例的施工方法包括如下步驟：

（1）如圖4所示，首先進(jìn)行橋梁的基礎(chǔ)1，承臺(tái)2、主墩3和邊墩4的施工，并對(duì)主梁5的對(duì)稱懸臂的進(jìn)行施工；利用掛籃平臺(tái)11對(duì)稱澆筑主梁最大懸臂節(jié)段12，施工至最大懸臂狀態(tài)；

（2）如圖5所示，主跨上的掛籃不動(dòng)，移動(dòng)邊跨上的掛籃至邊墩，開始在主跨施加臨時(shí)配重，此臨時(shí)配重應(yīng)滿足彎矩平衡要求；邊跨綁扎鋼筋，澆筑邊跨全懸臂澆筑段13，在主跨繼續(xù)施加臨時(shí)配重，此時(shí)應(yīng)密切監(jiān)測跨中合攏口附近標(biāo)高變化，同樣保證主墩3兩端滿足力矩平衡條件，邊跨全懸臂澆筑段13澆筑完畢后，跨中配重重量達(dá)主跨臨時(shí)配重14；

（3）如圖6所示，對(duì)邊跨新澆混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后；張拉邊跨上的預(yù)應(yīng)力筋9；在邊墩4的頂部設(shè)置邊墩拉壓支座6，完成體系轉(zhuǎn)換；卸載部分主跨臨時(shí)配重14至中跨臨時(shí)配重15；

（4）如圖7所示，在邊跨配重段7施加永久配重10，施工主跨合攏段8，卸載中跨臨時(shí)配重15，并張拉主跨上的預(yù)應(yīng)力筋；完成橋面鋪裝及其他附屬設(shè)施施工；最終完成小邊主跨比連續(xù)剛構(gòu)橋的施工。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施案例，并不用于限制本發(fā)明。對(duì)于本領(lǐng)域而言，本發(fā)明可有各種設(shè)計(jì)上的改變和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何局部修改、局部改進(jìn)和局部功能等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。