可应急使用的钢-混凝土组合桥快速施工技术 - 滑模施工|筒仓滑模|滑模公司

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	可应急使用的钢-混凝土组合桥快速施工技术

发布时间：2016.04.26 新闻来源： 浏览次数：

    可应急使用的快速施工钢-混凝土组合桥结构，不仅满足应急桥的快速施工要求，使中断的交通尽快恢复; 还满足长期使用桥梁的要求，各方面均符合国家规范。在事故发生后，选用本文提出的应急状态桥，可在较短时间内恢复交通，保障救援及时以及民众通行。在应急通车后，可在对交通不造成明显影响的情况下，通过少量工作，将应急状态桥转换为长期使用桥梁。这个过程不需要对桥梁进行维修或重建，只是将应急状态桥进行简单改造，方法简单，施工便捷。
    1· 可应急使用桥结构形式
    本文提出的可应急使用的快速施工钢-混凝土组合桥为装配式工字钢-混凝土组合梁结构。钢-混凝土组合梁结构大约出现在20 世纪20 年代，在公路桥、铁路桥上都有大量应用，具有跨越能力大、建筑高度小、抗震性能好及施工速度快等优点，在桥梁中应用较为广泛。本文所提快速施工钢-混凝土组合桥充分利用钢-混凝土组合结构桥梁结构轻盈、施工方便的特点，工字钢主梁与混凝土桥面板均采用工厂制作，现场拼装的装配化理论，在应急情况下可以快速保通; 后期在不断通的情况下，应急桥梁可方便转换为长期使用桥梁。可应急使用的快速施工钢-混凝土组合桥不仅满足灾害情况下应急桥的快速施工要求，保障救急救灾交通，同时避免了临时应急桥对资源的浪费，在不改变桥位的情况下完成永久桥梁的重建。
    本文所提桥型最大特点是实现装配式施工。在应急情况下，通过快速拼装实现通车。钢主梁可分段制作，架梁时采用焊接或螺栓连接，解决起重吨位过大问题。应急装配式组合桥实现工厂化、流水线作业，可减少野外施工时间，改善工作环境。在专业化工厂中，使用各种机械制造钢桥梁的部件，速度快而精度高。把工件运到工地拼装，工期短且不受季节限制。
    本文以临时通行荷载等级为QC-20、永久通行荷载等级为公路Ⅱ级的20m 跨简支梁桥为例，详细介绍该桥计算过程。桥面宽9m，主梁高1. 3m，工字钢高1m，上部桥面板预制层为0. 2m，现浇桥面铺装层为0. 1m。工字钢梁横向布置6 个，间距为1. 5m。在支座、1 /4 跨以及跨中处设置工字钢横向联系，钢材选用Q345，横向联系的平联采用7 号不等边角钢，斜撑采用［5。
    2 ·应急桥状态形式及计算
    应急桥的两个半幅可同时施工，也可分别施工。应急状态的装配式预制桥面板采用20cm 厚、4. 3m 宽、2m 一节段的预制板，如图1 所示。应急桥主梁为工字钢，预制桥面板直接放置在工字钢上，不参与主梁受力，因此桥面板节段间及其与钢主梁不连接。为了运输方便，工字钢采用工厂分段预制，在现场进行搭建连接。工字钢搭建完成后，铺设2m 节段的预制板，为了行人安全，应在两边设置临时栏杆。全部构件均采取工厂预制，建设速度快，构件质量高，施工要求低，可快速恢复交通。应急通车状态下的横断面如图2 所示。

    桥面板厚度由车道荷载引起的桥面板横向内力控制，工字钢截面尺寸由临时桥桥面板纵向内力控制，即纵向刚度控制。当工字钢与桥面板纵向刚度比较小时，桥面板将产生较大的纵向拉应力。经计算，工字钢与桥面板纵向刚度之比为4. 5 时，截面尺寸较为经济合理。工字钢截面尺寸如图3 所示。
    采用有限元软件MIDAS /Civil 2010 进行计算，工字钢与桥面板之间采用只受拉压的弹性连接，每一节段预制板之间采用断开的形式模拟，车道荷载模拟偏载。桥面板采用梁格法建模。结构在荷载组合“1. 0 合计+ 1. 0 车道”下，桥面板及工字钢上、下翼缘在L /4，L /2 处的应力结果如表1 所示( 正为拉，负为压) 。

工字钢的应力结果满足规范要求，桥面板受拉产生裂缝，裂缝验算应满足规范要求，裂缝宽度由公式( 1) 进行计算:

    《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62—2004 规定，在Ⅰ类和Ⅱ类环境条件下的钢筋混凝土构件，算得的裂缝宽度应≤0. 2mm; 处于Ⅲ类和Ⅳ类环境下的钢筋混凝土受弯构件，容许裂缝宽度应≤0. 15mm。由式( 1) 计算得桥面板横向受力引起的裂缝为0. 14mm ＜ 0. 15mm，纵向受力引起的裂缝为0. 12mm ＜ 0. 15mm。桥面板受拉引起的裂缝满足规范要求。
    3· 转换过程中的形式及计算
    应急作用过后，应急通车桥将转换为长期桥梁来使用。改造时选半幅即单个临时桥施工，另外半幅继续作为应急状态桥通车。先使用水泥砂浆连接每一节段预制板，使全桥纵向的预制桥面板形成一个整体; 然后焊接桥面板与工字钢之间的剪力键，最后浇筑10cm 的现浇铺装耐磨层。桥梁等级为公路Ⅱ级时的半幅单车道横截面如图4 所示。

在计算时，由于剪力键的设置，桥面板与钢主梁共同受力。结构在荷载组合“1. 0 合计+ 1. 0 车道”下，桥面板及工字钢上、下翼缘在L /4，L /2 处的应力结果如表2 所示( 正为拉，负为压) ，满足满足规范要求。

    4· 长期使用状态桥的形式及计算
    转换过后的半幅桥梁通车，采用同样的方法施工另外半幅应急通车桥。当两幅应急状态下的桥梁转换过后，施工桥梁中间的湿接缝及工字钢横向联系。为保证桥梁的整体性以及湿接缝的质量，在施工湿接缝及工字钢横向联系时，需要短时中断车辆通行。长期使用状态采用工字钢与混凝土板组成的组合结构作为承重结构，上部施工路面铺装及人行道等附属设施，长期使用桥梁的横断面如图5所示。

在计算时，二期作用换算成分布力作用到桥面板单元上。结构在荷载组合“1. 0 合计+ 1. 0 车道”下，桥面板及工字钢上、下翼缘在L /4，L /2 处的应力结果如表3 所示( 正为拉，负为压) ，满足规范要求。