[發明專利]一種連續剛構橋合攏段頂推用底板頂推體系及其施工方法

有效

• 申請號: 201610351822.3
• 申請日: 2016-05-24
• 公開（公告）號: CN105970831B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 王衛山;劉永健;袁卓亞;蒲廣寧;王旭;朱偉慶;舒濤;馬印平;賈德生;郭亮
• 申請（專利權）人: 西安公路研究院
• 主分類號: E01D21/06
• 分類號: E01D21/06;E01D21/10
• 代理公司: 西安創知專利事務所61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明屬于橋梁施工技術領域，尤其是涉及一種連續剛構橋合攏段頂推用底板頂推體系及其施工方法。

背景技術

連續剛構橋是墩梁固結的連續梁橋，分主跨為連續梁的多跨剛構橋和多跨連續-剛構橋，均采用預應力混凝土結構，有兩個以上主墩，采用墩梁固結體系，具有T形剛構橋和連續梁橋的優點。合攏段是連續剛構橋施工的關鍵環節，為減小運營期由于混凝土收縮徐變及溫度變化對橋梁結構的不利影響，連續剛構橋合攏段施工時，一般在合攏段采用千斤頂頂推，對合攏段兩側(具體是合攏段兩側的懸臂梁段)分別施加水平頂推力(根據所施工連續剛構橋的跨徑與合攏前溫度，所施加水平頂推力一般在80t～150t，個別文獻記載有采用的水平頂推力為800t)，調整橋梁內力狀態，以消除施工期溫度及長期混凝土收縮徐變影響。

現如今，連續剛構橋合攏段頂推及臨時鎖定的構造設計形式多樣，一般多采用剛性支撐構造(又稱勁性骨架)結合合攏段部分鋼束臨時張拉進行鎖定的方式，在合攏段混凝土澆筑前形成剛性連接(也稱假合龍)。勁性骨架早期多采用內置式，即勁性骨架及頂推裝置位于混凝土澆筑面以內，合攏段混凝土澆筑后完全包含勁性骨架，勁性骨架作為永久性結構保留。該結構張拉后，由內置勁性骨架分擔了部分軸向壓力，有利于減小合攏段混凝土的局部壓應力，但后期由于混凝土收縮徐變的影響，勁性骨架與混凝土間壓應力將逐步重新分配，勁性骨架將吸收大部分來自預應力鋼束的壓應力，因而易導致合攏段混凝土壓應力儲備降低，增加開裂風險。

鑒于上述原因，近年來多采用外置式勁性骨架(也稱外剛性支撐構造)。外置式勁性骨架位于混凝土澆筑面以外，屬于臨時構件，合攏段混凝土澆筑完成后去掉，不參與長期受力；其特點是早期內力全部轉移至由合攏段混凝土承擔，壓應力儲備充足。

連續剛構橋合攏段兩側的T構(也稱T構懸臂梁)由于多采用掛籃懸臂澆筑施工，因而測量、監控、立模、張拉等不可避免地均會產生誤差，各種誤差積累后一般表現為以下三種情況的誤差：第一、高程差異，即合攏段兩端存在高差；第二、橫向偏差，即合攏段兩端在橫橋向上存在偏差，合攏段兩端的橋梁縱向軸線之間存在偏差；第三、扭轉偏差，即合攏段兩端的箱梁不對稱，存在以梁重心為軸的扭轉。

實際施工時，部分或全部位于平曲線上的連續剛構橋，由于兩側腹板鋼束配置及腹板長度的尺寸差異，易產生上述第二種和第三種偏差；對于分多次合攏的橋梁，越后期合攏的合攏段，產生上述第一種、第二種和第三種偏差的概率越大。

理論上講，合攏段兩端懸臂澆筑施工質量、進度及施工監控做好，一般不會出現誤差超出施工技術規范要求的情況，但實際施工中經常有尺寸偏差較大閉并超出規范要求范圍的情況，此時，會對結構造成一定的不利影響，如負彎矩束及合攏束的預應力管道偏差較大，張拉時會使得管道周圍混凝土應力狀態不可控，甚至導致局部開裂；普通鋼筋連接困難，且連接后不再同一軸線上，外力作用下也會對混凝土局部產生不利影響，增加開裂風險。因此，有必要對過大的偏差在不過分影響橋梁結構內力狀態的前提下進行糾正，也稱頂推糾偏。

其中，對于上述第一種合攏段兩端的高程差異，可通過不平衡堆載的方法進行適當調整，具體調整過程如下：合攏段混凝土澆筑施工中，一般采用水箱或沙袋等其它重物進行配重，不考慮高差調整時每端配重量為合攏段混凝土重量的一半，隨著混凝土施工逐步卸載，即通過懸臂兩端不同的配重來適當調整高程差異。但對上述第二種和第三種偏差，現如今沒有一套相應的糾正調整方法。

另外，采用外剛性支撐構造(如外置式勁性骨架)進行頂推時，頂推力施加前應先在合攏段的底板及頂板上方設置預埋構件，并在最后一個懸臂澆筑階段實施預埋。其中，連續剛構橋合攏段(也稱主梁合攏段)是指連續剛構橋的主梁中進行合攏的梁段，即連續剛構橋主梁的結合部位，包括邊跨合攏段和主跨合攏段。

目前對底板頂推底座進行設計時，由于合攏段底板厚度較小，一般在25cm～35cm左右，直接埋置鋼板螺栓等緊固件均存在深度不足的問題，故需局部增加厚度。現有的技術方案是在預先增加的混凝土塊上部預埋鋼板作為底板頂推底座，但該技術方案存在以下缺陷：第一、構造及傳力機理復雜，剛性支撐構造的縱向頂推力先傳遞至預埋鋼板，再通過預埋鋼板傳遞至混凝土塊，最后再傳遞至合攏段底板混凝土；第二、頂推點位置高度高，附加彎矩大。