[發明專利]一種全懸臂施工預應力混凝土連續剛構橋及其施工方法

在審

• 申請號: 201710088481.X
• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN106758871A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 汪建群;呂鵬;許巧;陳添樂
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: E01D21/10
• 分類號: E01D21/10
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙)43108
• 代理人: 宋向紅

技術領域

本發明屬于橋梁技術領域，尤其是涉及一種全懸臂施工預應力混凝土連續剛構橋及其施工方法。

背景技術

連續剛構橋由于具有結構受力明確、跨越能力較大、行車舒適、造價低廉、可適用于多種施工方法等優點，大量應用在我國公路橋梁設計中。

在上個世紀50年代，懸臂施工法作為一種全新的施工方法出現以后，大量應用于大跨梁式橋。因此，預應力混凝土箱梁橋的跨徑進一步做大，其應用得以大力發展。目前連續剛構橋最大主跨已突破300m，并廣泛應用于高山峽谷和跨江跨河地域。

既有大跨預應力混凝土連續剛構橋一般采用對稱懸澆施工，邊主跨比值一般為0.55~0.58，設有邊跨合攏段、邊跨支架現澆段和主跨合攏段。施工流程較為繁瑣。

目前大跨預應力混凝土連續剛構橋的施工流程為：（1）首先完成基礎和橋墩的施工；（2）利用支架（或托架）澆筑零號塊，并安裝掛籃；（3）對稱懸澆后續各梁段至最大懸臂狀態；（4）搭設邊跨支架（或托架），澆筑邊跨現澆段；（5）澆筑邊跨合攏段，張拉邊跨預應力；（6）澆筑主跨合攏段，張拉主跨預應力；（7）施工橋面系，防撞護欄等附屬設施。既有大跨預應力混凝土連續剛構橋施工時涉及邊跨合攏段、邊跨支架現澆段和跨中合攏段的施工，存在多個施工關鍵節點和施工工序轉換，合攏段和支架段施工較為繁瑣，工期長。

對于山區或者跨江跨河的深水區橋梁而言，邊跨現澆段的支架或者托架搭設難度較大，需要進行支架預壓、拆除，再加上邊跨合攏段的施工需要工序轉換，因此該種施工方法難免面臨工期長、風險大和造價高的缺點。

有鑒于此，本發明公開一種全懸臂施工預應力混凝土連續剛構橋及其施工方法，通過合理的設計措施和施工方法使高墩連續剛構橋邊跨避免上述難題，實現全懸臂施工。該種新的結構體系可為解決高墩連續剛構橋的施工難題提供新的設計思路?？傮w來說，本發明所提出的新型結構體系相對于傳統剛構橋而言，使施工更為方便，可縮短工期，具備更優的經濟性和安全性。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提出一種全懸臂施工預應力混凝土連續剛構橋及其施工方法，采用該種施工方法不僅可省去現澆段施工的支架設計、搭設、預壓和拆除等繁瑣施工步驟，同時省去了邊跨合攏的關鍵施工節點，實現全懸臂施工，使施工趨于簡單、安全、經濟。

本發明采用的技術方案是：一種全懸臂施工預應力混凝土連續剛構橋，包括基礎、橋梁承臺、橋梁主墩、邊墩、主梁和主跨合攏段；還包括邊墩拉壓支座及邊跨配重段，該全懸臂施工預應力混凝土連續剛構橋不設置邊跨合攏段；邊跨與中跨的比值小于0.5。

進一步地，所述的邊墩拉壓支座設在邊墩頂部，邊跨配重段位于邊墩附近主梁。

一種上述的全懸臂施工預應力混凝土連續剛構橋的施工方法，包括如下步驟：

1）首先完成橋梁的基礎、承臺、主墩和邊墩的施工；

2）利用托架或支架澆筑零號塊；

3）在零號塊上安裝掛籃，再利用掛籃平臺對稱澆筑1號塊，張拉1號塊預應力，移動掛籃澆筑2號塊；按照此施工方式循環施工至主梁最大懸臂節段，達到最大懸臂狀態；

4）對稱拆除掛籃，在邊跨懸臂端部施加臨時配重，完成中跨合攏段施工；

5）在邊墩的頂部設置邊墩拉壓支座，完成體系轉換，同時張拉邊跨底板束；在邊跨配重段施加配重；

6）完成橋面鋪裝、防撞護欄及其他附屬設施施工；最終完成全懸臂施工預應力混凝土連續剛構橋的施工。

本發明的設計原理如下：

與傳統的連續剛構橋相比，本發明全懸臂施工預應力混凝土連續剛構橋取消了邊跨合攏段和支架現澆段，先進行主跨合攏段施工。在主跨合攏時，應在邊跨進行配重，配重措施可選用水箱或者沙袋進行。為保證施工安全，配重應滿足彎矩平衡。

由本發明全懸臂施工預應力混凝土連續剛構橋的邊跨比較小導致的問題是，邊跨主梁有可能在運營期間上翹。因此，在邊墩頂部設置邊墩拉壓支座，支座應滿足抗拉和抗壓要求。同時應保證邊墩拉壓支座在受拉狀態時，邊墩混凝土不致開裂。

本發明全懸臂施工預應力混凝土連續剛構橋的結構體系，在施工和運營階段均應滿足《公路橋涵設計通用規范》（JTG D60-2015）、《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG D62-2012）以及《公路橋涵施工技術規范》(JTG/T F50-2011)等相關行業規范要求。施工和運營階段均應進行承載能力驗算、預應力混凝土的應力驗算、抗裂驗算、預應力損失驗算及變形計算等方面的驗算。

對于承載力驗算，對于結構設計而言，承載力驗算應使結構滿足：

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