導(dǎo)語(yǔ)：混凝土簡(jiǎn)支箱梁橋設(shè)計(jì)和施工研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁橋具有受力明確、構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便、經(jīng)濟(jì)合理等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。選取了3×35m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)小箱梁橋?yàn)檠芯繉?duì)象，分別從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工方面進(jìn)行介紹，希望為設(shè)計(jì)和施工人員提供一些參考。

關(guān)鍵詞：裝配式；預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁橋；設(shè)計(jì)；施工

1工程概述

道路紅線寬30～40m，30m寬紅線采用雙向四車道，40m寬紅線采用雙向六車道，兩側(cè)人行道各寬4m。道路在上跨毗河處設(shè)置一座3×35m的裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)小箱梁橋，橋梁全長(zhǎng)110.92m，寬30m。

2水文地質(zhì)條件

2.1地表水及地下水

上游水源起于柏條河，為排灌兩用河流。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察，河水呈無(wú)色、較為透明?？辈鞎r(shí)在河道內(nèi)發(fā)現(xiàn)有流水，測(cè)得水面寬約60.0m，水深1.0～1.5m，流速0.20m/s，流量約15m3/s。夏季洪水期河水對(duì)河床及兩岸具有較強(qiáng)的沖刷作用，河流水體與地下含水層已相通。經(jīng)調(diào)查走訪當(dāng)?shù)卮迕竦弥?，?shù)十年間橋位處河水最高洪水位高程可達(dá)494.2m（出現(xiàn)在1981年）。橋位處準(zhǔn)確最高洪水位以水利主管部門權(quán)威數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。該處河床地形起伏較小，該段河道較直，流水大小主要受上游控制，夏季洪水期間流速較快，下切作用與側(cè)蝕作用較強(qiáng)。百年一遇洪水的一般沖刷深度為1.5m，局部沖刷深度為2.5m，最大沖刷深度為4.0m。該場(chǎng)地內(nèi)所見地下水為賦存于砂卵石層中的孔隙潛水，該地下水由大氣降水及地表水補(bǔ)給，經(jīng)地下徑流和地面蒸發(fā)排泄，具有埋藏淺、含水層較厚、分布廣、補(bǔ)給源近、富水性和透水性好的特征。多年平均降水量為911.7mm。雜填土、粉土為弱透水層，砂層和卵石層屬于強(qiáng)透水層及含水層，水位隨季節(jié)性變化較大。勘察時(shí)為地下水平水期，初見水位處于砂層或卵石層上部，實(shí)測(cè)該地下水靜止水位標(biāo)高約為492.0m，該區(qū)地下水位年變幅約為2.0m。查閱該區(qū)域水文地質(zhì)資料，該地區(qū)豐水期為6—9月，枯水期為1—3月，其余月份為平水期。據(jù)了解近年處于正常條件下，最高地下水靜止水位約為494.2m。地下水與地表的河水聯(lián)系緊密，雙方呈互補(bǔ)關(guān)系。根據(jù)檢測(cè)資料顯示，該橋區(qū)內(nèi)的河水、地下水對(duì)混凝土及混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有微腐蝕性，環(huán)境水對(duì)橋梁基礎(chǔ)施工有一定影響，河水對(duì)橋基、岸坡、河床具有較強(qiáng)的沖刷作用。

2.2地形地貌

該場(chǎng)區(qū)位于成都平原東部，遠(yuǎn)離龍門山和龍泉山2大斷裂帶，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料和橋位勘察資料進(jìn)行綜合分析，場(chǎng)區(qū)內(nèi)無(wú)影響場(chǎng)地穩(wěn)定的斷裂構(gòu)造，屬無(wú)破壞性地震區(qū)。場(chǎng)地地貌單元屬成都沖積平原沱江水系毗河河床、漫灘、一級(jí)階地。階面上的堆積物由第四系的沖積物構(gòu)成，據(jù)勘察鉆探資料，堆積物厚度為13.7～21.4m?；诪榘讏紫底丶t色砂質(zhì)泥巖。橋位所處河段南高北低，其微地貌如下：0#橋臺(tái)位于毗河左岸漫灘和一級(jí)階地上，地形略有起伏；1#橋墩位于河床之上，地形平坦；2#橋墩位于毗河右側(cè)漫灘之上，地形較平坦；3#橋臺(tái)位于毗河右岸一級(jí)階地上，地形較平坦。橋區(qū)河段左右岸原為自然岸坡，數(shù)年前橋位處及其附近由于砂卵石采挖，形成巨坑，后經(jīng)人工回填和水力作用泥沙淤積，造成橋位處兩岸地貌破壞、改變。勘察測(cè)得位于不同微地貌單元上的鉆孔孔口地面高程為490.70～498.71m，相對(duì)高差8.01m，起伏較大?，F(xiàn)如今河道寬約75m（勘察時(shí)水面寬約60m），河床深約3.0m。

2.3氣象條件

該地區(qū)屬于亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，四季較分明。年平均氣溫為16℃，絕對(duì)最高氣溫為35.5℃，絕對(duì)最低氣溫為﹣5.4℃。該地區(qū)年平均相對(duì)濕度為81.5%，多年平均降水量為911.7mm。

3橋梁總體結(jié)構(gòu)分析

本橋?yàn)榭缭脚佣O(shè)置，根據(jù)規(guī)劃資料，毗河遠(yuǎn)期將進(jìn)行拓寬改造，因此毗河大橋孔跨采用3×35m布置，上部結(jié)構(gòu)采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，下部結(jié)構(gòu)采用樁柱式橋墩和肋板式橋臺(tái)，基礎(chǔ)形式為樁基礎(chǔ)，且均為嵌巖樁設(shè)計(jì)。整體靜力計(jì)算采用平面桿系理論，以主梁橋軸線為基準(zhǔn)劃分結(jié)構(gòu)離散圖，如圖1所示。總體計(jì)算根據(jù)荷載組合要求的內(nèi)容進(jìn)行內(nèi)力、應(yīng)力計(jì)算，驗(yàn)算結(jié)構(gòu)在運(yùn)營(yíng)階段內(nèi)力、應(yīng)力是否符合規(guī)范要求。

4橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，既要考慮橋梁受力特點(diǎn)及工程造價(jià)，也要結(jié)合橋梁實(shí)際情況。因此綜合考慮，該橋梁采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下。

4.1箱梁梁體結(jié)構(gòu)及主要尺寸

橋梁全寬30m，分2幅修建，每幅寬15m，每幅設(shè)2片邊梁（內(nèi)側(cè)邊梁寬度與中梁一致）和3片中梁。小箱梁采用C50混凝土，梁高1.8m，邊梁寬2.85m（內(nèi)邊梁寬2.4m），中梁寬2.4m，梁片之間采用濕接縫連接，濕接縫寬為0.635m。橋梁橫坡為雙向人字坡，橫坡度為1.5%，橋面橫坡通過(guò)小箱梁腹板不等高、頂板傾斜來(lái)實(shí)現(xiàn)，保持底板水平。

4.2預(yù)應(yīng)力體系

預(yù)應(yīng)力鋼束采用Φs15.2鋼絞線，抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度f(wàn)pk＝1860MPa，其抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度為fpd＝1260MPa?？v向預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用金屬波紋管成孔，采用相應(yīng)錨具及相應(yīng)的張拉千斤頂。

4.3計(jì)算情況及主要控制參數(shù)

簡(jiǎn)支箱梁縱向結(jié)構(gòu)按預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)，采用橋梁博士V3.5.0進(jìn)行計(jì)算。4.4構(gòu)造措施為使結(jié)構(gòu)內(nèi)力能夠順暢傳遞，避免應(yīng)力集中現(xiàn)象發(fā)生，對(duì)于異向截面相交的地方，必須做倒角處理，避免截面之間有小于90°的尖角出現(xiàn)，并順倒角設(shè)置分布鋼筋。為減少箱梁內(nèi)外溫度差的影響，防止箱梁內(nèi)施工及運(yùn)營(yíng)中可能的積水，在箱梁內(nèi)每個(gè)箱室的底板分別設(shè)置4個(gè)Φ100mm的泄水孔并兼作通氣孔使用，并在孔洞上設(shè)置鋼絲網(wǎng)，以避免雜物堵塞。

4.5普通鋼筋設(shè)置原則

箱梁截面構(gòu)造部分包括頂板、底板和腹板。均布置雙面鋼筋網(wǎng)，雙面鋼筋網(wǎng)之間設(shè)置蹬筋，使雙面鋼筋連成整體鋼筋骨架。在錨下除布設(shè)與錨具配套的螺旋筋外，必須布設(shè)不少于4層錨下鋼筋網(wǎng)，縱向鋼束錨后也應(yīng)設(shè)置不少于4層錨后鋼筋網(wǎng)，并在鋼束同向設(shè)置加強(qiáng)鋼筋，以有效地散發(fā)集中的局部應(yīng)力，即在錨具周圍設(shè)置構(gòu)造鋼筋與梁體連接，以加強(qiáng)由于錨固對(duì)截面的削弱，并分散錨后的局部集中應(yīng)力。

5橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

5.1橋墩

30m橋?qū)挋M向根據(jù)橋面布置等分為2幅橋，每幅橋橋墩均采用雙圓柱墩，柱間距取800cm，柱徑取160cm，下接Φ180cm樁基。墩身和蓋梁均采用C40混凝土，樁基采用C30混凝土，樁間系梁采用C30混凝土。

5.2橋臺(tái)

0號(hào)和3號(hào)臺(tái)均采用肋板式橋臺(tái)。臺(tái)帽厚170cm，肋板厚130cm，肋板間距570cm，承臺(tái)取5.6m×2.3m×1.8m，下接2根Φ130cm樁基，樁間距取330cm。臺(tái)帽、背墻和耳墻采用C40混凝土，肋板、承臺(tái)和樁基均采用C30混凝土。

5.3樁基

墩臺(tái)基礎(chǔ)均按嵌巖樁設(shè)計(jì)，橋臺(tái)樁基嵌入中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖，深度不小于4.5m，橋墩樁基不小于6m，樁基成孔方式采用機(jī)械成孔。要求樁底沉渣厚度不大于5cm，樁的傾斜度不超過(guò)3‰。

6橋梁抗震設(shè)計(jì)

該地區(qū)地震設(shè)計(jì)動(dòng)峰值加速度為0.10g。根據(jù)CJJ166—2011《城市橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，該橋梁抗震設(shè)防烈度為7度，抗震設(shè)防類別為丙類，按8度設(shè)防。故該橋梁采取抗震設(shè)防措施如下：布置縱、橫向限位擋塊，樁基礎(chǔ)均采用螺旋箍筋，螺旋筋的接頭采用焊接；橋墩及樁基礎(chǔ)潛在塑性鉸區(qū)域內(nèi)已按照抗震規(guī)范要求配置加密箍筋，在橋梁墩臺(tái)處防震擋塊內(nèi)側(cè)墊橡膠墊塊，起緩沖消能作用。

7橋梁耐久性設(shè)計(jì)

橋梁耐久性設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100年。上部結(jié)構(gòu)安全等級(jí)等級(jí)為I-B級(jí)，下部結(jié)構(gòu)等級(jí)為I-C級(jí)。

8施工方案及注意事項(xiàng)

橋梁總體施工方案及工序如下：①施工橋梁范圍內(nèi)的河堤至其馬道標(biāo)高；②施工橋梁下部結(jié)構(gòu)的樁基、承臺(tái)、肋板、墩柱，隨后完成橋梁范圍內(nèi)的河堤護(hù)岸施工；③工廠或現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制小箱梁；④現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)裝配式預(yù)制小箱梁；⑤現(xiàn)澆中橫梁、濕接縫，張拉頂部負(fù)彎矩區(qū)域鋼束；⑥施工橋面鋪裝及附屬工程；⑦成橋荷載試驗(yàn)，驗(yàn)收。樁基是橋梁工程的重要組成部分，承受著橋梁的整個(gè)質(zhì)量，決定著橋梁運(yùn)行的安全性。因此，在橋梁建設(shè)過(guò)程中，必須控制好樁基施工。樁基施工注意事項(xiàng)如下：①相鄰2根樁施工時(shí)不得同時(shí)成孔或同時(shí)澆筑混凝土。②施工過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)資料不符時(shí)，施工單位應(yīng)同勘察、設(shè)計(jì)和監(jiān)理三方按照單樁設(shè)計(jì)軸向力，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)情況再次確定；樁基終孔時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際鉆（挖）孔記錄資料，判斷地層分類情況及相關(guān)力學(xué)性能指標(biāo)，并確保樁基達(dá)到設(shè)計(jì)要求的巖層和深度。③為防止護(hù)壁泥漿侵入樁體而削弱斷面并影響樁基施工質(zhì)量，要求鉆孔直徑不得小于設(shè)計(jì)樁徑，禁止采用小直徑鉆機(jī)通過(guò)擴(kuò)孔方法形成樁基的方式。④樁基均預(yù)埋超聲波檢測(cè)管，設(shè)置比例100%。聲測(cè)管采用直縫鋼管，上部應(yīng)高出樁頂50cm，下部應(yīng)用鋼板封底焊接，直至樁底，灌注混凝土前在管內(nèi)灌滿水，上口處用塞子塞住。⑤聲測(cè)管設(shè)置根數(shù)為樁徑Φ1.3m埋設(shè)3根、樁徑Φ1.8m埋設(shè)4根；對(duì)樁基超聲檢測(cè)有問(wèn)題的部位均應(yīng)進(jìn)行鉆探取樣，并進(jìn)行成孔質(zhì)量檢測(cè)。承臺(tái)施工注意事項(xiàng)如下：①承臺(tái)施工前開挖必須做好防護(hù)處理，以保證邊坡的穩(wěn)定性；②承臺(tái)施工時(shí)應(yīng)提前預(yù)埋墩身鋼筋，并確保鋼筋定位準(zhǔn)確和鋼筋接頭位置相互錯(cuò)開，同時(shí)應(yīng)注意承臺(tái)和橋墩相鄰塊段施工時(shí)間間隔不宜大于30d的混凝土齡期差；③承臺(tái)澆筑混凝土施工時(shí)，應(yīng)采取有效的散熱措施（如散熱管），控制承臺(tái)大體積混凝土的內(nèi)外溫差不超過(guò)25℃，降低混凝土的水化熱，防止開裂。橋墩施工注意事項(xiàng)如下：①施工前應(yīng)根據(jù)工點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，制定詳細(xì)的橋墩施工組織方案及措施，對(duì)臨時(shí)支架、塔架等應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，并報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后方可進(jìn)行施工，確保施工工期、質(zhì)量及安全；本設(shè)計(jì)段落橋梁墩高較矮，宜采用一次性澆注，橋墩模板采用定型鋼板。②施工過(guò)程中應(yīng)保證主筋的位置準(zhǔn)確及垂度滿足施工規(guī)范要求。③墩身主筋加工時(shí)應(yīng)注意調(diào)整主筋的接頭位置，使同一截面主筋的接頭數(shù)量不超過(guò)50%[1]。④墩身主筋采用機(jī)械接頭等強(qiáng)連接，接頭應(yīng)盡量設(shè)于受力較小區(qū)段，在任一接頭中心至長(zhǎng)度為鋼筋直徑的40倍范圍內(nèi)，同一根鋼筋不得有2個(gè)接頭。⑤混凝土的澆筑直接影響著混凝土的密實(shí)度，為了確?；炷恋馁|(zhì)量，應(yīng)該從澆筑方法和振搗2方面入手。澆注混凝土?xí)r應(yīng)采用高頻振搗器進(jìn)行振搗，確?；炷恋拿軐?shí)性[2]，同時(shí)還要防止混凝土產(chǎn)生離析。當(dāng)混凝土澆筑到頂端時(shí)，還應(yīng)采用二次振搗和二次抹面，刮去表面浮漿；混凝土澆注、振搗完畢后還應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。外露部分應(yīng)立即覆蓋，防止風(fēng)干和日曬失水。整個(gè)養(yǎng)護(hù)期間，混凝土要處于有利于其硬化及強(qiáng)度增長(zhǎng)的溫度和濕度環(huán)境中進(jìn)行潮濕養(yǎng)護(hù)。在常溫下，養(yǎng)護(hù)應(yīng)至少持續(xù)15d，氣溫較低時(shí)需適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間。裝配式簡(jiǎn)支箱梁施工一般注意事項(xiàng)如下：①澆筑箱梁混凝土前應(yīng)用水濕潤(rùn)混凝土，確保梁體與現(xiàn)澆混凝土接觸良好。②嚴(yán)格檢查附屬設(shè)施的預(yù)埋件是否齊全，確保無(wú)誤后方可澆筑。③施工時(shí)，應(yīng)保證鋼筋位置和預(yù)應(yīng)力孔道的準(zhǔn)確性。④預(yù)制梁頂、底板和腹板時(shí)，施工單位應(yīng)做好配合比試驗(yàn)，正確選用骨料，且混凝土中的骨料最大粒徑不大于20mm。⑤對(duì)于C50混凝土（箱梁混凝土），最大水膠比不大于0.36，最小膠凝材料用量不小于360kg/m3，最大膠凝材料用量不得大于480kg/m3；對(duì)于C40混凝土（橋墩、蓋梁混凝土），最大水膠比不大于0.45，最小膠凝材料用量不小于320kg/m3，最大膠凝材料用量不得大于450kg/m3；對(duì)于C35混凝土（樁基、系梁），最大水膠比不大于0.50，最小膠凝材料用量不小于300kg/m3，最大膠凝材料用量不大于400kg/m3；對(duì)于C30混凝土（人行道、搭板混凝土），最大水膠比不大于0.55，最小膠凝材料用量不小于280kg/m3，最大膠凝材料用量不大于400kg/m3。

9結(jié)束語(yǔ)

箱梁具有抗扭性好、剛度大、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)[3]。該橋總體設(shè)計(jì)遵守“技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、適用耐久、經(jīng)濟(jì)合理”的橋梁設(shè)計(jì)基本原則[4]，同時(shí)根據(jù)水文氣象及地質(zhì)條件，結(jié)合全線實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工方案制定，希望為今后類似橋梁設(shè)計(jì)和施工提供一些參考。

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作者：楊迎 王裕滔 單位：四川鐵道職業(yè)學(xué)院 中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司