全预制拼装技术在城市高架桥中的应用分析.pdf
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1、在我国,上部结构预制拼装技术已经非常成熟,然而下部结构预制拼装技术受到构件连接、抗震性能、施工精度等问题的制约,近几年才开始有了较快发展。文中对国内外高架桥全预制拼装技术进行简要概述,希望能够推动城市高架桥全预制拼装技术在国内的发展,并给广大桥梁工程师提供一定参考。关键词:预制;拼装;高架桥;应用中图分类号:TU74文献标识码:B文章编号:10 0 6-2 8 9 0(2 0 2 3)0 4-0 152-0 3Application Analysis of Fully Prefabricated Assembly Technology inUrbanElevated BridgesMa Wei
2、kangShanghai Municipal Engineering Design and Research Institute Group Xinjiang Co.Ltd.,Urumqi,Xinjiang 830000Abstract:The prefabrication and assembly technology of upper structures in China has become very mature.However,the prefabrication andassembly technology of lower structures is limited by is
3、sues such as component connection,seismic performance,and construction accuracy,and has only begun to develop rapidly in recent years.This article provides a brief overview of the full prefabrication and assembly technologyof domestic and foreign elevated bridges,hoping to promote the development of
4、 the full prefabrication and assembly technology of urbanelevated bridges in China and provide certain reference for bridge engineers.Key words:Prefabrication;Assembly;Viaduct;Application0引言桥梁的全预制拼装是指桥梁中的各部分均采用工厂预制的生产方式,然后运输至施工现场进行拼装成型的施工技术。工厂通常拥有先进的施工设备、高素质的施工人员和良好的生产条件,故桥梁的部件质量有较好的保障。其可以在基础施工过程中同时
5、进行立柱、盖梁和上部结构的预制,改变了传统方式自下而上的施工顺序,可以大幅缩短工程工期。各桥梁部件可以在现场安装,有利于减少施工期间的围蔽范围和现场施工人数,缩短混凝土养生时间,缩减支架的架设,降低施工噪声和现场扬尘等。在日益注重环保和文化建设的今天,桥梁全预制拼装技术特别适合城市快速路高架、城市轨道交通高架的建设。预制拼装上部结构当前,上部结构的预制拼装技术已经相当成熟,按照梁体结构特点可分为T梁、空心板、小箱梁、大箱梁、桁架梁等;按照梁体材料可分为钢筋混凝土梁、预应力混凝土梁、钢梁、钢砼组合梁等;按照施工方式可分为整孔预制、分片预制、分段预制等;按照受力形式可分为简支梁、连续梁、简支变连续
6、梁等。1.1T梁、小箱梁、空心板T梁、小箱梁、空心板的预制拼装技术较为成熟,多采用预应力混凝土材料,受力形式以简支为主,也可做成简支变连续形式。其特点是成本较低、设计施工工艺成熟,适合城市高架一作者简介:马维康(19 9 1-),男,新疆乌鲁木齐人,硕士,工程师,主要研究方向为桥梁设计。般地段。装配式预应力砼空心板经济跨径为13 2 2 m,板高1/161/23L(L 为计算跨径)。其造价较低,但跨径较小,下部结构立柱密集,一定程度上影响美观。小铰缝空心板相邻空心板之间的协同受力性能较低,小铰缝的耐久性较差,防水性能不佳。装配式T梁经济跨径为2 5 40 m,梁高1/12 1/2 0 L。其优
7、点是跨越能力较强,受力良好,各主梁之间协同工作能力较好。缺点是从桥面往下看,梁底纵肋与横隔板纵横交错,影响桥下景观美观。装配式预应力砼小箱梁也是常见的城市桥梁结构形式。小箱梁多以等高简支变连续梁为主,也可做成带牛腿的等高简支梁。其经济跨径为2 5 3 5m,梁高1/15 1/2 5L。小箱梁跨越能力较好,桥下景观美观。1.2钢梁及钢一砼组合梁钢梁或钢砼组合梁因其较大的跨越能力和独特的施工方法,适用于跨越一些重要的高架节点,如道路交叉口、渠道、河流、铁路、高速公路等。等高钢梁实用跨径为3 5 6 0 m,梁高1/151/25L。钢桥通常采用正交异性桥面板,环氧沥青砼铺装。制作精度、焊接技术要求较
8、高,同时,桥面铺装的疲劳开裂问题也是近几年研究的重点。钢一砼组合梁是在钢桥面板上铺设混凝土板并与顶板协同受力工作的结构形式,其用钢量比钢梁要低约10%2 0%,跨越较大。缺点在于工序较多,顶板需要焊接剪力键,钢梁完成吊1532023年4月工程技术与应用江西建材装后,还需要砼桥面板的浇筑和养生,多用于简支梁。如果做成连续梁形式,顶板需要张拉额外的负弯矩束。1.3连续预应力砼大箱梁预应力混凝土连续大箱梁是一种景观效果较佳的结构形式,按断面形式可分为直腹板、斜腹板、鱼腹式、飞燕式等。现浇箱梁按照施工方法可分为满堂支架现浇施工、悬臂浇筑施工、节段预制拼装施工等。与其他分片预制拼装施工不同,大箱梁通常采
9、用横向划分节段,每个节段断面上设置剪力键传力,预制完成后运输至现场安装,是一种比较新颖的施工方法。预制箱梁按照预制节段之间的接缝形式可分为湿接缝、干接缝、胶接缝;按照预制模板形式可分为长线法预制和短线法预制;按照安装形式可分为逐跨拼装法和平衡悬臂法。2预制拼装点连接技术桥梁下部结构包括基础(常见的为桩基础及扩大基础)、墩柱、盖梁、桥台等,其作用是将上部结构传递来的荷载分散至地基,同时,在地震作用下维持结构稳定,不至于倾覆或者倒塌。传统下部结构均为现浇结构,城市高架桥下部结构施工时间往往占总工期的6 0%以上。下部结构的预制拼装技术可以大幅缩短墩柱、盖梁的施工时间,进而缩短总工期。下部结构中,桩
10、基础和承台、扩大基础等地下部分通常采用现浇施工。具有实际效益和可操作性的预制拼装技术主要适用于墩柱、盖梁、桥台等。其中,墩柱和基础的连接、盖梁和墩柱的连接方式是近年来研究的主流方向 2 。目前,下部结构构件之间的连接方式主要有以下几种。2.1湿接缝连接这是最常用的一种连接方法,技术也较简单,即将桥墩阶段吊装就位,放置在临时支撑上,在相邻构件之间搭接或焊接钢筋,接缝采用后浇混凝土连接。该方式施工较简单,耐久性好,与现浇桥墩力学性能相近。缺点是时间较长,后浇混凝土养生时间长。2.2灌浆套筒连接灌浆套筒连接是用高强度的专用套筒,将相邻构件的主要受力钢筋进行头对头的连接,相邻构件分别伸出钢筋和预留套筒
11、。每个套筒预留灌浆管与出浆管,在钢筋与套筒缝隙中间灌注高强度无收缩水泥灌浆料。相邻的混凝土接缝采用高强砂浆或环氧胶坐浆连接 3 。该连接方式对套筒质量和施工精度有很高要求,钢筋与套筒定位误差要求不大于2 mm。故预制构件时,必须采用定制胎架与定制的钢筋定位板。套筒材料为优质结构钢,一般要求套筒强度大于母材50%以上,抗拉试验试件要求断于母材,保证节点连接效果不低于母材。根据JG/T398一2 0 19 钢筋连接用灌浆套筒要求,钢筋接头实测抗拉强度应大于钢筋抗拉强度标准值的1.15倍。然而,该连接方式不适用于束筋连接,高烈度区下的应用效果需进一步研究。2.3灌浆波纹管连接灌浆波纹管连接在预制立柱
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