橋梁工程師職稱論文分析橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

　　摘要：本文通過結(jié)合某市政橋梁的設(shè)計(jì)情況，對(duì)主橋采用預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)引橋采用預(yù)制小箱梁，詳細(xì)地對(duì)本橋梁工程設(shè)計(jì)全過程進(jìn)行總結(jié)，同時(shí)分析橋梁構(gòu)造措施的重要性，提出在橋梁設(shè)計(jì)中為了能有效地減輕安裝重量和增加橫向整體性，在各箱之間設(shè)橫向濕接縫等處理技術(shù)，可指向同類橋梁設(shè)計(jì)。

　　關(guān)鍵詞：橋梁設(shè)計(jì),預(yù)應(yīng)力,連續(xù)剛構(gòu),預(yù)制箱梁

　　0 前言

　　預(yù)應(yīng)力橋梁設(shè)計(jì)是目前我們必須面對(duì)的問題，本文將以某工程為例，從橋梁設(shè)計(jì)材料的選取、主橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐、引橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐、橋梁構(gòu)造處理等方面出發(fā)，分析怎樣才能做好預(yù)應(yīng)力橋梁設(shè)計(jì)。

　　1工程概況

　　某橋梁全長為1065m，其中主橋采用45m+60m+45m預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)設(shè)計(jì)，主橋的中孔跨徑為60m，兩邊孔跨徑各為45m。另外，主橋的兩側(cè)引橋各采用13m×30m預(yù)制小箱梁。橋位處的最高通航水位為26.7m，航道底寬為45m，航道底高程為23.5m，橋梁通航凈寬度不小于55m，通航凈空在最高通航水位以上不小于7m。本橋主橋跨度凈跨為55m，豎向凈空為7.132m，側(cè)高為6.906m，均滿足航道要求。公路等級(jí)取二級(jí)公路，設(shè)計(jì)汽車荷載等級(jí)為公路-I級(jí)。橋面寬為凈12m+2×0.5m防撞護(hù)欄，橋面橫坡為雙向1.5%，地震動(dòng)峰值加速度系數(shù)為0.05g，設(shè)計(jì)洪水頻率為1/100。本橋梁項(xiàng)目工程場地地震烈度為Ⅵ度。

　　2橋梁設(shè)計(jì)材料的選取

　　本橋梁設(shè)計(jì)所采用的混凝土配合比設(shè)計(jì)，其中水泥采用高品質(zhì)的強(qiáng)度等級(jí)為62.5、52.5、42.5、32.5的硅酸鹽水泥。粗集料應(yīng)采用連續(xù)級(jí)配，碎石宜采用錘擊式破碎生產(chǎn)。上部梁體所用碎石最大粒徑不宜超過20mm，以防出現(xiàn)混凝土澆筑困難或振搗不密實(shí)的現(xiàn)象。對(duì)于現(xiàn)澆箱梁、預(yù)制小箱梁、端橫梁、跨中橫隔板、中橫梁、現(xiàn)澆接頭、濕接縫、封錨、橋面現(xiàn)澆層混凝土均采用強(qiáng)度等級(jí)為C50的混凝土;而橋面混凝土鋪裝則采用C40防水混凝土;橋梁薄壁墩采取C40混凝土，薄壁墩承臺(tái)采用C30混凝土，對(duì)于本橋梁的其他橋臺(tái)、墩蓋梁、橋墩接柱、墊石、橋頭搭板、防撞護(hù)欄采用C30混凝土，橋墩系梁采用C25混凝土，橋臺(tái)、墩樁基采用C25水下混凝土?？坠軌簼{采用的水泥漿強(qiáng)度不應(yīng)當(dāng)?shù)陀?0MPa。

　　本橋梁的普通鋼筋采用R235和HRB335鋼筋，設(shè)計(jì)所用的鋼筋在施工中應(yīng)當(dāng)符合《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》(GB1499.1—2008)和《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》(GB1499.2—2007)的規(guī)定。凡鋼筋直徑≥12mm的，采用HRB335熱軋帶肋鋼;凡鋼筋直徑<12mm的，采用R235(A3)鋼。對(duì)于本預(yù)應(yīng)力橋梁所采用的預(yù)應(yīng)力鋼絞線的低松弛高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絞線應(yīng)符合《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》(GB/T5224—2003)的規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度fPK=1860MPa，彈性模量Ep=1.95×105MPa，松弛率為3.5%，公稱直徑15.2mm，鋼絞線參考面積A=140mm2。

　　本工程預(yù)制小箱梁正彎矩鋼束采用M15-4、M15-5圓形錨具及其配套的配件，預(yù)應(yīng)力管道采用圓形金屬波紋管;箱梁墩頂連續(xù)段處負(fù)彎矩鋼束采用BM15-5扁形錨具及其配套的配件，預(yù)應(yīng)力管道采用扁形金屬波紋管?，F(xiàn)澆箱梁采用M15-17、M15-19L圓形錨具及其配套的配件，預(yù)應(yīng)力管道采用圓形塑料波紋管。小箱梁采用板式橡膠支座，現(xiàn)澆箱梁采用GPZ-Ⅱ系列盆式支座，其材料和力學(xué)性能均應(yīng)符合現(xiàn)行國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。對(duì)于本橋梁的伸縮裝置，采用模數(shù)伸縮裝置，其材料和力學(xué)性能均應(yīng)符合現(xiàn)行國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

　　3主橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐

　　本工程主橋采用3孔預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)，根據(jù)部分預(yù)應(yīng)力混凝土A類構(gòu)件設(shè)計(jì)，本主橋上部結(jié)構(gòu)采用單箱雙室變截面預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁，梁底曲線為二次拋物線，支點(diǎn)處梁高為3.0m，中跨跨中高為1.5m，箱底寬為8.0m，兩側(cè)懸臂各長2.50m。對(duì)于橋墩采用雙薄壁墩，墩與梁之間剛性聯(lián)結(jié)，利用“橋梁博士3.2”對(duì)上、下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體分析。對(duì)體系形成的各受力階段進(jìn)行內(nèi)力、應(yīng)力及位移等校核。橋梁所受荷載除結(jié)構(gòu)自重、汽車荷載還考慮了預(yù)加力(按外荷載計(jì)算)、二期恒載(橋面鋪裝、防撞護(hù)欄)、溫度、不均勻沉降、混凝土收縮、徐變、汽車制動(dòng)力及船舶的撞擊等作用。

　　本主橋在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，同時(shí)考慮了施工程序，主橋采用貝雷片組裝現(xiàn)澆梁支架的施工方法，150m長分兩次澆筑，首先澆筑第一段，長度為90m，它包括60m中孔及邊孔各15m長，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，穿預(yù)應(yīng)力鋼束，進(jìn)行鋼束張拉(在錨固斷面使用帶連接器的錨具)。然后，中孔不拆除支架及模板，再澆筑兩邊剩下的60m長梁段，澆筑邊孔前應(yīng)先穿好鋼束并與連接器連接好。待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后再進(jìn)行鋼束張拉，最后拆除模板支架。箱梁施工時(shí)中跨設(shè)5.0cm向上的預(yù)拱度。從跨中向兩端成二次拋物線，邊孔跨中設(shè)2.0cm向上的預(yù)拱度。經(jīng)計(jì)算，雙薄壁墩厚度設(shè)計(jì)為80cm，承臺(tái)高度為250cm，群樁樁徑為160cm。

　　4引橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐

　　本工程中的引橋上部采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)小箱梁，采用公路橋涵通用圖，根據(jù)部分預(yù)應(yīng)力混凝土A類構(gòu)件設(shè)計(jì)，對(duì)本引橋的小箱梁內(nèi)力計(jì)算采用平面桿系有限元程序，荷載橫向分配系數(shù)采用剛接板(梁)法計(jì)算，并用梁格法進(jìn)行檢算。橋面板計(jì)算按單向板和懸臂板計(jì)算。結(jié)構(gòu)形式采用多箱單獨(dú)預(yù)制、簡支安裝，現(xiàn)澆連續(xù)接頭的先簡支后連續(xù)的結(jié)構(gòu)體系。對(duì)橋梁下部的橋墩采用柱式墩、鉆孔樁基礎(chǔ)，橋墩墩柱直徑為150cm，樁徑為160cm，橋臺(tái)樁基直徑為150cm。

　　5橋梁構(gòu)造處理

　　對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說，其構(gòu)造處理措施相當(dāng)重要。橋梁工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐表明，尤其是小跨度的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其構(gòu)件主要承受荷載不大，所以構(gòu)件的應(yīng)力較小，根據(jù)計(jì)算結(jié)果其構(gòu)件截面尺寸等也相應(yīng)較小。因此，往往橋梁的構(gòu)造設(shè)計(jì)措施起著關(guān)鍵作用。通過結(jié)合本橋梁工程的設(shè)計(jì)實(shí)踐，提出橋梁構(gòu)造處理措施的可行技術(shù)。

　　在橋梁設(shè)計(jì)過程中，為了能有效地減輕安裝重量和增加橫向整體性，在各箱之間設(shè)橫向濕接縫。每跨內(nèi)各箱之間設(shè)橫向中橫隔板每聯(lián)端部橫梁部分與箱梁同時(shí)預(yù)制，各中間墩頂橫梁采用現(xiàn)澆(箱內(nèi)堵頭板采用單獨(dú)預(yù)制)。為了能有效滿足錨具布置的需要，箱梁端部在箱內(nèi)側(cè)方向加厚，腹板內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼束除豎向彎曲外，在主梁加厚段尚有平面彎曲。與此相應(yīng)，錨固面應(yīng)在兩個(gè)平面上傾斜，以使預(yù)應(yīng)力鋼束張拉時(shí)垂直于錨固端面。同時(shí)，為了能適當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)散應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力錨具應(yīng)在梁端布置力求均勻。本設(shè)計(jì)現(xiàn)澆箱梁及預(yù)制小箱梁為部分預(yù)應(yīng)力混凝土A類構(gòu)件，故跨中底板下層鋼筋和支點(diǎn)處頂板上層鋼筋是根據(jù)承載能力極限狀態(tài)設(shè)置的。

　　對(duì)于預(yù)應(yīng)力橋梁設(shè)計(jì)的鋼絞線的彎折處適宜采用圓曲線過渡，管道必須圓順，定位鋼筋以在曲線部分間隔為50cm、直線段間隔為100cm設(shè)置一組。頂板負(fù)彎矩鋼束的定位鋼筋每間隔100cm設(shè)置一組。對(duì)于預(yù)制小箱梁頂板負(fù)彎矩鋼束的鋼波紋管，應(yīng)在預(yù)制箱梁時(shí)預(yù)埋。箱梁安裝好后，在澆筑連續(xù)接頭段前，將對(duì)應(yīng)的波紋管相接。

　　預(yù)制主梁簡支安裝時(shí)的臨時(shí)支座可采用混凝土砂筒制作，亦可采用其他可靠方法，需滿足施工階段承載力要求。為了能確保橋梁整體受力且橋面平整順暢，引橋橋面板頂面設(shè)置12cm厚的橋面現(xiàn)澆鋪裝層，主橋頂面設(shè)置8cm厚的調(diào)平層。同時(shí)為了能保證橋梁平整，結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，建議引橋小箱梁跨中向下設(shè)1.0cm的預(yù)拱度;主橋現(xiàn)澆箱梁中跨設(shè)5.0cm向上的預(yù)拱度，邊孔跨中設(shè)2.0cm向上的預(yù)拱度。預(yù)拱度可采用圓曲線或拋物線。施工時(shí)根據(jù)實(shí)際情況可進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

　　橋梁耐久性設(shè)計(jì)同樣是重要的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，對(duì)本橋梁工程情況來說，橋梁設(shè)計(jì)安全等級(jí)為一級(jí)，環(huán)境類別為I級(jí)。結(jié)構(gòu)混凝土的最大水灰比為0.55，最小水泥用量275kg/m3，最低混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25，最大氯離子含量0.30%，最大堿含量3.0kg/m3，橋梁防水混凝土抗?jié)B等級(jí)采用W4。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 封偉偉,武曉亮. 預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁先簡支后連續(xù)設(shè)計(jì)淺析[J]. 市政技術(shù). 2010(S1)

　　[2] 李增剛. 預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁施工工藝及控制[J]. 黑龍江交通科技. 2011(01)

　　[3] 張武興. 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的設(shè)計(jì)與施工[J]. 中國高新技術(shù)企業(yè). 2009(14)

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