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箱梁横向分析分别采用框架和简支板考虑固端影响两种结构模式进行计算,择其大者控制截面设计,并以此配置横向预应力钢束及箱梁顶板横向钢筋。
主桥上部结构施工阶段计算,按照梁段划分、施工顺序及工艺,对每一梁段均考虑挂蓝移动就位、浇注混凝土、张拉预应力等三个施工过程。分别对各梁段施工过程中的内力、应力、挠度进行计算和验算。主桥按先边跨合拢,后解除临时锚固,最后进行中跨合拢的顺序考虑,合拢温度控制在15℃左右。
对主桥施工过程中单T进行了下述几种工况的验算,并以此控制临时固结所需的预应力粗钢筋及临时支承的设计。
(1)最后一个悬臂段不同步施工,一侧施工,另一侧空载;
(2)最大悬臂时,一端承受最大风载,另一侧空载;
(3)一侧堆放材料、机具等按8.5kN/m计,悬臂端作用200kN集中力,另一端空载;
(4)一侧施工机具等动力系数1.2,另一侧0.8;
(5)考虑箱梁自重的不均匀性,一侧悬臂自重增加4%,另一侧悬臂自重减少4%;
3.3预应力体系及钢束布置
主桥箱梁设计采用纵、横、竖三向预应力体系。
箱梁顶板横向预应力采用抗拉强度标准值fpk=1860MPa的3φs15.2钢绞线,BM15-3扁锚,以50cm间距布设,交替单端张拉锚固,单根张拉力195.3kN。
箱梁竖向预应力采用JL32高强精轧螺纹粗钢筋,抗拉强度标准值fpk=785MPa,设计张拉力568.2KN,竖向预应力筋以50cm基本间距布设,腹板加厚梁段每侧腹板按双肢配置,其余各梁段每侧腹板均按单肢配置。
主桥箱梁纵向预应力设置顶板束和腹板下弯束,在顶板布置18φs15.2钢绞线,在腹板、底板布置18φs15.2钢绞线,OVM锚固体系,锚下张拉控制应力σcon=0.73fpk=1357.8MPa,为提高主桥结构的安全性及耐久性,纵向预应力管道均采用塑料波纹管,采用真空压浆成套技术。
主桥上部结构按全预应力构件设计,分别进行持久状况承载能力极限状态验算和正常使用极限状态验算以及无附加安全系数构件应力验算,各项结果均满足规范要求。
4、施工要点
主桥箱梁双幅桥两个单T分别采用对称悬臂浇注法施工,合拢后经体系转换成连续箱梁桥。
安装永久支座,浇注临时支座。利用墩顶及墩旁托(支)架浇注箱梁墩顶块件,用高强精轧螺纹粗钢筋(或施工单位成熟可行的方法)形成梁墩固结,并张拉梁段上预应力钢束。墩顶块件混凝土应一次浇注完成。箱梁墩顶块件体积大,预应力孔道及钢筋密集,施工中应确保预应力孔道定位准确,注意混凝土振捣密实,确保混凝土施工质量。浇注混凝土应采取减少水化热的有效措施,避免发生温度收缩裂缝。
安装施工挂蓝,从1号梁段至13号梁段采用挂蓝逐段悬臂对称、平衡浇注施工,张拉各阶段预应力钢束,各梁段混凝土应一次浇注完成,挂蓝应在钢束张拉完成及孔道压浆达到设计强度后方可向前移动。各悬臂单T完成后,相邻两悬臂端相对竖向挠度差不大于2cm。
为保证竖向预应力筋能充分发挥作用,竖向预应力筋必须进行复拉,复拉时间间隔为15~20天。竖向预应力张拉后,应对竖向预应力钢筋的永存应力做抽检。抽检数不得小于总钢筋根数的5%。
各单T浇注至最大悬臂,浇注边跨合拢段,解除临时固结,浇注中跨合拢段,完成体系转换,成为三跨连续梁。合拢段采用外刚接劲性骨架合拢,合拢段混凝土的浇注应在一天气温最低时进行。
5、本桥结构特点
5.1悬浇钢束设计
顶板悬浇钢束设计一般有三种方案:一是完全采用直束,该种方案施工时穿束方便,便于施工,腹板的主拉应力控制较多的依赖竖向预应力钢筋,而工程中竖向预应力钢筋施工质量较难保证,最近几年出现较多因竖向预应力钢筋施工质量控制不好而腹板出现裂缝的实例。二是完全采用下弯束;三是采用下弯钢束与直束相结合的方法,本桥设计中顶板悬