连续刚构桥Y形墩的受力分析与施工监控.pdf

第 3 6卷 第 2 5期 2 0 1 0年 9月 山 西 建 筑 shanxi a r chn e n 瓜 e vl0 1 3 6 no 2 5 s e p 2 0 1 0 3 0 5 文章编号 ： 1 0 0 9 6 8 2 5 2 0 1 0 2 5 - 0 3 0 5 0 2 连续刚构桥 y形墩 的受力分析与施工监控 金 永妙丁键 摘要： 介绍了y形墩 的受力特点和施工工艺， 对某预应力混凝土连续刚构桥 v肢的施工进行 了受力分析， 确定 了应力 最不利截面， 并与实测监控数据对比分析， 从而确保 y形墩的安全施工。 关键词： y形墩， 施工工艺， 应力， 施工监控 中图分类号： u4 4 8 2 3 文献标识码： a 预应力混凝土 y形墩连续刚构桥， 造型新颖， 轻盈美观， 近年 来被广泛运用于市政桥梁建设。由于 y墩的 v肢结构柔薄、 受 力复杂， 因此就增加了 v肢的施工和监控难度 ， 本文结合颍河大 桥工程 ， 对 y形墩施工过程 中临时水平预应力进行受力分析， 为 同类桥梁项目的施工控制提供一些建议和参考。 1 工程概况 某颍河大桥主桥为跨径( 4 0+7 2+4 0 ) m的 y形墩变截面预 应力混凝土连续刚构桥， 主跨跨 中箱梁的高度为 1 8 m， 至距 y 形墩中心 1 3 n l 处按二次抛物线变化至 2 8 m( y形墩墩顶 0号块 端部高度) 。其中 0号块长 2 6 m， 箱梁顶宽 1 9 m， 底宽 1 1 1 t i 。下 部预应力 y形墩由内夹角为 9 o 。 的两垂直 v肢组成， 宽 1 1 m， 高 1 2 it i ， 上端与 2 6 m长的 0号块固结成倒三角形。设计荷载为公 路 i级。 2 y形墩的施工 2 1 y 形墩 的施 工工 艺 v肢斜腿混凝土重量产生的荷载竖直向下 ， 可分解出垂直模 板和平行模板两个分力。平行模板的分力通过新浇筑混凝土传 递到下部老混凝土面上 ， 新浇混凝土对两侧模板产生对称压力 ， 可通过模板内拉杆加以平衡。 v肢的浇筑方案： 1 ) 浇筑 v肢第一段( 高约 3 6 m) ， 张拉第 一 次临时水平预应力； 2 ) 浇筑 v肢第二段( 高约 2 4 m) ， 张拉第 二次临时水平预应力； 3 ) 浇筑 0号块 ， 张拉 0号块的三向预应力， 形成稳定的倒三角 v形墩结构。 2 2 y形墩临时拉杆张拉 待 v肢斜腿混凝土达到设计强度的 1 0 0 后， 拆除斜腿 内 模， 对穿预应力筋 ， 张拉临时拉杆。按两层布设预应力拉杆， 每层 布设有 4根 奶2 n 1 r i l 的精轧螺纹粗钢筋。分析工况一 ： 浇筑 v肢 墩身第一层混凝土( 标高3 8 5 8 m) ， 张拉第一道水平预应力拉杆 ( 标高： 3 8 1 3 m) 至 8 0 0 k n； 工况二： 浇筑 v肢墩身第二层混凝土 ( 标高 4 o 9 8 m) ， 张拉第二道水平预应力拉杆 ( 标高： 4 0 5 3 m) 至 1 7 0 0 k n； 工况三： 完成两次临时水平预应力的张拉后， 进行 0号 块施工。 计算采用 mi d a s c i v i l 2 0 0 6空间有限元分析程序， 模型取 v 肢单元宽 1 1 m， 高 1 2 r 1 ， 采用 c 5 0 混凝土 ， 两道预应力拉杆采用 节点荷载模拟， 0 号块混凝土采用 1 1 0 4 0 k n的线荷载模拟 ， 模 型见 图 1 。 计算结果分析如图2 -图4所示。 由图 2可知， 第一次张拉临时预应力后 ， 墩底内侧仍处于受 拉状态 一 =0 1 0 mp a 。 由图3可知， 第二层拉杆张拉， 墩底外侧混凝土的最大拉应 力 =0 9 2 mp a 。 兰 蔓 一 一 8 0 0 图 1 计算模型 图 2 v肢 单元 内侧应力 图( 工况 1 ) 圈 3 v肢单元外侧应 力图( 工况 2 ) 蔓 至 图 4 v肢单元 内侧应力图( - r 况 3 ) 由图 4可知， 0号块浇筑完成后 ， 墩底内侧混凝土的最大拉应 力 ， 一 =0 9 4 mp a 。 因此可以看出， 工况 1 工况 3中 v肢墩底截面的混凝土拉 应力均不超过 c 5 0混凝土的允许拉应力 a t =2 6 4 mp a ， 符合施 工控制要求。 3 y形墩的施工监控 本桥 v肢的施工监控主要 以应力监控为主。计算分析 已知 v肢墩底截面是最不利截面， 考虑圣文南效应对测试效果的影 响， 在各截面的内外侧分别预埋 2 个混凝土应变计 ， 应变计绑扎 在沿 v肢方向的主筋上， 见图 5 。 莹 苹 广 面 _面两1 l 。 应 变 计 应 变 计 i l l 1 0 0 0 圈 5 应 变计埋设截面示意图( 单位 ： 舢 ) 以9号墩 v肢为例 ， 监控结果见表 1 。 由表 1 可以看出， 在各个施工工况 中， 实测值与理论计算结 收稿 日期： 2 0 1 0 0 5 1 2 作者简 介： 金永妙 ( 1 9 8 4 ) ， 男 ， 合肥 工业 大学 土木 与水 利工程学 院硕 士研究生 ， 安徽 合肥2 3 0 0 0 9 丁键 ( 1 9 8 6 ) ， 男 ， 合 肥工业 大学 土木 与水利工程学 院硕 士研究生 ， 安 徽 合肥2 3 0 0 0 9 第 3 6卷 第 2 5期 2 0 1 0年 9 月 山 西 建 筑 s hanxi archi tee兀 e vl0 1 3 6 no 25 s e p 2 01 0 文章编号 ： 1 0 0 9 6 8 2 5 2 0 1 0 2 5 0 3 0 6 0 2 预应力混凝土桥梁质量控制及其耐久性研究 胡佐 平 盛瑜 晖海钧 摘要： 针对预应力混凝土桥梁建设中的质量和耐久性问题， 详细探讨了问题产生的原因并提 出了一套能够有效解决这 些问题的施工以及质量控制方法， 以推动我国桥梁建设事业稳步健康发展。 关键词： 预应力混凝土桥梁， 质量控制， 耐久性 中图分类号： u4 4 5 4 文献标识码 ： a 预应力混凝土连续梁桥 由于其跨越能力大、 施工方法灵活、 适应性强、 结构刚度大、 抗地震能力强、 通车平顺性好以及造型美 观等特点， 已经在国内外得到广泛的使用。从 1 9 7 6年以后， 我国 预应力混凝土桥梁发展很快， 无论在桥型、 跨度以及施工方法与 技术方面的发展都是十分突出的。有不少预应力混凝土桥梁的 修建技术已赶上国际水平， 获得了国际声誉。然而， 由于施工材 料、 施工工具以及施工工艺等方面的原因， 我国大部分 已建和在 建预应力混凝土桥梁都存在一定的施工质量问题， 并且， 在投入 使用之后， 由于施工质量问题、 损耗等因素的逐渐积累， 桥梁的耐 久性受到了严峻的考验。本文将就预应力混凝土施工常见问题 及其耐久性进行一些探讨。 1 预应力混凝土桥梁施工时的主要质量问题 1 ) 波纹管孔道漏浆问题。在安装和浇筑混凝土时易变形和 破损， 使砂浆漏入孔道造成预应力筋穿束困难， 并增大预应力筋 张拉时的摩阻力。2 ) 预应力筋在波纹管内的铸 固问题。现先穿 束的预应力筋， 往往由于穿筋和混凝土浇筑工艺处理不善 ， 在混 凝土浇筑作业中因波纹管漏浆而被铸固， 在对结构的预应力筋进 行张拉时， 不能自由地拉动。3 ) 钢绞线滑丝、 断丝。4 ) 桥梁裂缝。 2 预应力桥梁结构的耐久性问题 在使用过程中， 预应力混凝土桥梁受到物理化学腐蚀等自然 因素 ， 重载、 风、 地震等荷载因素， 前期施工缺陷、 超载等人为因素 的影响， 桥梁结构材料力学性能不断退化， 桥梁各部分构件不同程 度损伤和劣化， 这些桥梁的老化现象统称为桥梁的耐久性问题。 预应力混凝土结构的耐久性问题除了混凝土的碱集料反 应 、 冻融循环、 硫酸盐侵蚀和钢筋的腐蚀( 一般基于混凝土的碳化 及氯离子侵蚀) 等与普通混凝土结构类似的破坏之外 ， 还包括锚 果较吻合 ， 因此本桥 v肢 的施 工方案 没计 是合理有效 的 ， 充 分发 【 l j 李 国亮， 刘钊 v形刚构桥 施工 中倒 三角 区域 支架的拆 除 挥了临时预应力的作用， 保证了整个 y形墩的施工质量。 时机分析 j 公路交通科技 ， 2 0 0 5 ， 2 2 ( 8 ) ： 9 5 9 7 表 1 应力测量表 m p a 2 陈铭， 杨正武 千岛湖大桥主桥设计构a - j 桥梁建设， i 数 值1 堕 驾 l 。 堕 驾 一 一 2 0 0 3 ( 2 ) ： 3 5 3 7 l 罢 垒 型 粤 查 璧 攀 查 3 张 眷 芳 机 场 路 特 大 桥 v 形 墩 的 设 计 j 铁 道 标 准 设 计 ， 引 二 2 0 0 5 ( 1 ) 7 6 7 8 2 1 5 2 1 4 8 0 1 1 1 2 1 2 3 i 工况l一 1 一1 3 5 i i 1 i i i ： 一 r j 西 r 1 -_ 广 百 r 丽r了 r广 4 潘寿东 连续刚构桥v型墩“ 平衡支架法” 施工技术研究 4 结语 j 石家庄铁道学院学报， 2 0 0 5 ( 1 0 ) ： 3 9 4 1 本桥 v肢在整个施工过程中未出现过大的拉应力和可见裂 5 周永军 无平衡塔架 v形墩施工技术 j 铁道建筑技术， 纹， 施工质量得到有效控制。经验表明： 1 ) 由于 y形墩的受力复 2 0 0 7 ( 2 ) ： 4 8 5 2 杂， 应根据 y形墩的受力特点和实际模板支撑设计， 制定详细有 6 宋富荣， 吴士民 小榄特大桥 v构系梁节段支架法施工技术 效的施工方案和工艺流程 ； 2 ) 根据具体的施工方案， 确定相应的 j - 山西建筑， 2 0 0 9 ， 3 5 ( 2 ) ： 9 2 - 9 5 施工监控方案， 对于重要的部位和施工阶段进行重点的全程监 7 吴勇 桥梁v形墩施工技术研究 j 科技创新导报， 2 0 0 9 控； 3 ) 水平临时预应力的运用， 很大程度上提高了 v肢 自身的稳 ( 7 ) ： 7 0 7 2 定性， 减小了对托架的负重 ， 提高了整个施工的安全性。 8 杨玉龙， 戴显龙 薄壁 v形墩施工和监控技术 j 世界桥 参考文献： 梁， 2 0 0 4 ( 3 ) ： 9 一 i i - st r e s s a na l y s i s an d c o n s t r u c t i o n c o nt r o l f o r y s ha pe d pi e r o f t he c o n t i nu o u s r i g i d f r a m e br i d g e j i n yo n g - mi a o di ngj i a n ab s t r a c t ：i n t r o d u c e dt h ef o r c e c h a r a c t e r i s t i c so ft h ey- s ha p e dp i e r a n d c o n s t r u c t i o nt e c h n o l o g y i nt h ep a p e r ，t h e s t r e s sfort h ev- s ha p e dp i e r 0 f p r e - s t r e s s e d con c r e t e c o n t i n u o u s ri g i d f r a me b ri d g e is a l 1 a l y s e d and t h e s t r e s s of t h e mo s t we a k s e c ti o n wh i c h i s o 亡 耵1 f 叫耐 wi t h me a s u r a b l e d a t ai sf o u n di n o r d er t o e r 1 s u r et h e s a f e t y o fy- s h a p e d p i e rcon s t r u c t i o n ke ywo r l ：y- s hap e d p i e r ，c o n s t r u c t i o