Y型墩連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)與施工新技術(shù)研究①

李文飛

摘 要：建筑作為我國現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的一大重要行業(yè)，其規(guī)模正在不斷擴(kuò)大，尤其是我國交通事業(yè)的發(fā)展，橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越普遍。然而在我國當(dāng)前橋梁工程施工過程中，受多種因素的影響，橋梁施工質(zhì)量難以保證，進(jìn)而造成大量的“豆腐渣”工程存在，嚴(yán)重影響到了我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。Y型墩連續(xù)剛構(gòu)橋作為現(xiàn)代公路橋梁建設(shè)應(yīng)用最為廣泛的一種橋型之一，這種橋型不僅跨度大、受力均勻，且輕巧美觀。該文就Y型墩連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)與施工新技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)的研究。

關(guān)鍵詞：Y型墩剛構(gòu)橋 設(shè)計(jì) 施工技術(shù)

中圖分類號：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（b）-0051-01

近年來，我國城市化建設(shè)步伐不斷加快，對公路建設(shè)要求也越來越高，連續(xù)剛構(gòu)橋作為現(xiàn)代公路建設(shè)主要的橋型之一，傳統(tǒng)的連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)已經(jīng)很難滿足當(dāng)代社會(huì)發(fā)展的需求。同時(shí)在當(dāng)前的連續(xù)剛構(gòu)橋施工中，受施工技術(shù)條件的限制，造成了一系列的工程問題，進(jìn)而帶來了負(fù)面的社會(huì)影響，不利于我國現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展。伴隨著施工技術(shù)的不斷發(fā)展及新型建筑材料的使用，連續(xù)剛構(gòu)橋已經(jīng)朝著跨度大、結(jié)構(gòu)輕巧的方向發(fā)展。Y型墩連續(xù)剛構(gòu)橋有著跨度大、輕巧、造型新穎等特點(diǎn)，在當(dāng)前公路橋梁建設(shè)中有著不可替代的作用。在現(xiàn)代橋梁工程中，做好Y型墩連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)工作，注重施工新技術(shù)的應(yīng)用對保障工程建設(shè)質(zhì)量有著巨大的意義。

1 Y型墩連續(xù)剛構(gòu)橋的概述

Y型墩剛構(gòu)橋作為一種連續(xù)剛構(gòu)橋，這種橋型結(jié)構(gòu)就是將橋墩做成Y型。與以往的連續(xù)剛構(gòu)橋不同的是，Y型墩連續(xù)剛構(gòu)橋它具有連續(xù)剛構(gòu)橋和多跨斜腿剛構(gòu)橋的受力特性。Y型墩連續(xù)剛構(gòu)橋在跨度上比其他連續(xù)剛構(gòu)橋要大，同時(shí)每一個(gè)跨度間彎矩峰縮小，梁高降低，在結(jié)構(gòu)外觀上看顯得更輕巧、美觀。在現(xiàn)代公路橋梁建設(shè)中，采用Y型墩連續(xù)剛構(gòu)橋，可以縮短計(jì)算跨徑，降低梁高，同時(shí)這種橋型還縮短了橋梁長度，節(jié)省了工程材料。其次，由于Y型墩連續(xù)剛構(gòu)橋的主梁高度降低，進(jìn)而就降低了橋面的標(biāo)高，降低了路面的坡度，為車輛的通行提供更大的便利，降低了安全事故的發(fā)生。

2 Y型墩連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)

2.1 總體設(shè)計(jì)

以某座6×70 m連續(xù)剛構(gòu)橋?yàn)槔?，梁寬?4 m，墩高18 m，主梁材料為C35混凝土，改良和橋墩采用C25混凝土，橋面有C35混凝土和瀝青混凝土組成，兩邊的防護(hù)欄單側(cè)重量為15.3kN/m為例。采用有限元軟件Midas/civil進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模，主梁、橋墩、梁面均采用梁單元模擬，墩梁為剛性連接，墩底采用固結(jié)方式模擬地基作用，連梁裝置用于結(jié)構(gòu)的邊墩及主梁。

2.2 混凝度強(qiáng)度計(jì)算

在道路橋梁當(dāng)中，其主要結(jié)構(gòu)是混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土結(jié)構(gòu)的好壞對公路橋梁的穩(wěn)定性有著重大影響。在Y型墩連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)時(shí)，針對混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，可采用強(qiáng)度方位在25MPa到85MPa的混凝土構(gòu)件進(jìn)行鉆芯試驗(yàn)，利用專用鉆機(jī)，在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上用薄壁鉆頭鉆取一圓柱體芯樣，經(jīng)切割、磨平后，在實(shí)驗(yàn)機(jī)上壓制破壞，并根據(jù)芯樣的抗壓強(qiáng)度推定結(jié)構(gòu)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度。

2.3 緩沖裝置的設(shè)計(jì)

在Y型墩連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)中，緩沖裝置的應(yīng)用就是提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性能，利用緩沖裝置對余震進(jìn)行緩沖，降低余震給橋梁結(jié)構(gòu)帶來的破壞。氯化橡膠作為緩沖裝置應(yīng)用較為廣泛的材質(zhì)，這種材質(zhì)的材料具有較好的伸拉強(qiáng)度，即使在變形速度較低的時(shí)候也很大，為此，可以將此材料應(yīng)用于Y型橋墩連續(xù)剛構(gòu)橋建設(shè)中。

3 Y型墩連續(xù)剛構(gòu)橋施工新技術(shù)

為了保證施工的質(zhì)量和橋梁的安全，為了安全可靠的建好每一座橋梁，施工控制是必不可少的[1]。施工控制是橋梁建設(shè)的過程中能夠確保的一種安全保證，由于橋梁設(shè)計(jì)的著重點(diǎn)是橋梁的整體，所以就難以詳細(xì)到施工過程中各構(gòu)件的受力狀態(tài)，這樣就得對施工過程的每個(gè)階段進(jìn)行預(yù)先分析和跟蹤，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)調(diào)整解決，進(jìn)而杜絕安全隱患，保障工程質(zhì)量。

3.1 測溫技術(shù)

針對溫度應(yīng)力對連續(xù)鋼構(gòu)橋的影響，就必須對連續(xù)剛構(gòu)橋施工現(xiàn)場溫度進(jìn)行測量，只有精確的測量出連續(xù)剛構(gòu)橋的環(huán)境溫度，才能更好地進(jìn)行施工，確保施工質(zhì)量[2]。例如，在該橋梁工程施工中，施工企業(yè)在橋梁周圍取12個(gè)測溫點(diǎn)，利用測溫儀器對這12個(gè)點(diǎn)的溫度進(jìn)行測量，并通過計(jì)算機(jī)技術(shù)對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模分析，并與現(xiàn)場測溫得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，進(jìn)而為橋梁施工提供合理的數(shù)據(jù)參考。

3.2 橋梁結(jié)構(gòu)的計(jì)算

連續(xù)剛構(gòu)橋梁一般都是采用分階段逐步進(jìn)行施工的方法進(jìn)行施工的。在施工過程中的每一個(gè)階段的變形計(jì)算和進(jìn)行受力分析是橋梁結(jié)構(gòu)施工中最基本的內(nèi)容。為了達(dá)到施工控制的目的，必須對橋梁施工中的每個(gè)階段的變形和受力情況進(jìn)行預(yù)測和監(jiān)控。通過合理的運(yùn)算和理論分析來確定施工中的每個(gè)階段的變形和受力情況的理想狀態(tài)。以便控制施工過程中每個(gè)階段的結(jié)構(gòu)行為，使其最終的成橋線形和受力狀態(tài)滿足最原始的設(shè)計(jì)要求。施工過程中成橋的計(jì)算模型與變形控制的結(jié)構(gòu)計(jì)算模型是不一樣的，在施工過程中受各種客觀因素的影響，會(huì)使得橋梁的結(jié)構(gòu)體系發(fā)生變化，從而使得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型也產(chǎn)生相應(yīng)的變化。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)采用有限元法，利用先進(jìn)的有限元程序進(jìn)行計(jì)算，為了提高計(jì)算精度，要充分考慮到自然環(huán)境的影響[3]。結(jié)構(gòu)分析法是在統(tǒng)計(jì)分組的基礎(chǔ)上，計(jì)算各組成部分所占比重，進(jìn)而分析某一總體現(xiàn)象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征、總體的性質(zhì)、總體內(nèi)部結(jié)構(gòu)依時(shí)間推移而表現(xiàn)出的變化規(guī)律性的統(tǒng)計(jì)方法。

3.3 滿堂支架技術(shù)

滿堂支架技術(shù)作為現(xiàn)澆橋梁施工中一種有效的施工技術(shù)，它是采取按照一定間隔，密布搭設(shè)，起支撐作用的腳手架來進(jìn)行混凝土澆筑[4]。這種施工技術(shù)不需要大型吊裝設(shè)備，在施工過程中，施工由多點(diǎn)支撐，沉降容易控制，張拉時(shí)支架反彈量小，對主梁健康有利，橋梁整體結(jié)構(gòu)線形也同樣容易控制。在施工前，先要進(jìn)行超載預(yù)壓，得到可靠的預(yù)拱度各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)而進(jìn)行滿堂支架預(yù)拱度的調(diào)整。

4 結(jié)語

在當(dāng)前社會(huì)發(fā)展形勢下，Y型墩連續(xù)剛構(gòu)橋的應(yīng)用越來越廣泛，這種橋型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)符合了我國現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需求。在剛構(gòu)橋施工過程中，施工技術(shù)直接關(guān)系到橋梁的質(zhì)量。為了保障橋梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量，在進(jìn)行橋梁施工時(shí)，就必須充分認(rèn)識到施工控制的重要性，要看到施工控制中存在的問題，采取有效的措施，計(jì)算出各部分應(yīng)力、應(yīng)變，確保Y型墩連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)效率，進(jìn)而提高施工控制的質(zhì)量，為工程建設(shè)質(zhì)量提供保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉勇志.Y型墩預(yù)應(yīng)力剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)參數(shù)及施工方案優(yōu)化研究[D].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2010.

[2] 匡鎮(zhèn).帶Y墩預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)研究[D].長沙：湖南大學(xué)，2013.

[3] 李三珍.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計(jì)、施工新技術(shù)及施工控制研究[D].昆明：昆明理工大學(xué)，2002.

[4] 王戰(zhàn)國.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土V型墩連續(xù)剛構(gòu)橋的靜力分析與工程控制[D].杭州：浙江大學(xué)，2006.