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1預制節段拼裝橋梁的應用

節段混凝土橋也稱箱形截面混凝土梁橋。箱形截面混凝土主梁施工時，其澆筑單元是長、寬、高三維尺寸相差不大的節段，因而其常常也被稱為節段混凝土橋。當澆筑節段集中在現場之外的異地完成，且被運輸至現場并吊裝就位時，就成為混凝土節段預拼橋。節段預拼橋各部分吊裝就位后，需采用后張法施加預應力。以主梁為預制單元的混凝土橋梁，由于受運輸條件的限制，通?？缍仍?5m至100m之間。與多片工字梁及T梁相比，箱形梁由于上部結構的封閉性和整體性，具有很好的景觀效果，見圖1。廣州市地鐵6號線西段（簡稱地鐵6號線西段）起于金沙洲潯峰崗附近，沿東南向延伸，線路全長3.11km，主要穿越城區及高速公路等，施工對交通影響較大。全線高架橋梁采用剛構體系，并采用預制節段拼裝方法施工，從而減少了施工對環境的影響。下面以該工程標準聯設計為例，對預制節段拼裝技術進行介紹。廣州市軌道交通6號線西段高架橋效果圖見圖2。

1.1工程概況地鐵6號線西段典型高架上部結構箱梁均采用單箱單室設計方案，梁高2m，標準跨度40m，3跨1聯連續剛構體系，見圖3。墩頂尺寸為2.4m×0.7m，在墩頂下4m處按1/20坡度收縮成2m×0.7m，且坡度壁厚保持不變；長度方向按1/30坡度放大。橋墩截面形狀近似為矩形，采用半徑為12m的內收圓弧，四周采用直線導角。2薄壁墩中心距為1.9m。典型中墩構造見圖4。

1.2主梁結構設計箱梁標準段頂寬9.3m，加寬段頂寬9.3～11.2m，加寬部分采用懸臂加寬形式,懸臂寬1.75～2.7m，頂板厚0.25m；底板寬2.4m，厚0.3～0.5m；腹板厚0.3～0.5m。縱向節段分為標準節段塊、漸變節段塊及墩頂塊3種類型。其中墩頂塊含端橫隔梁，為預應力索張拉端及錨固端；中墩采用現場澆筑方式施工；邊墩為預制節段。為了實現腹板及底板厚度由墩頂至標準段的逐步過渡，漸變節段塊分為2種類型，節段長度分別為2.5和2.6m；標準節段塊節段長度為2.6m。節段斷面見圖5，結構分塊見圖6。

1.3關鍵技術地鐵6號線西段典型高架橋梁采用了超靜定連續剛構體系，其受力特性如同連續梁中跨，彎距在墩頂為負彎矩，跨中為正彎矩。設計比較靈活，可用調整梁與墩柱剛度比的辦法來降低梁高；結構上部和下部作為一個整體承受荷載，受力較合理，且構件可設計得較為經濟，結構重量較輕。與簡支結構相比，采用連續剛構體系可減少工程量，較為經濟，但應重視接縫設計、節段拼裝時臨時張拉預應力、墩梁固結段處理及施工驗算等關鍵技術。

1.3.1接縫處抗剪強度計算受彎構件接縫處抗剪強度按下式計算：計算結果表明：在距離墩頂約4.6m處抗剪強度安全系數最小，最大剪力計算值為8026kN，接縫抗剪強度為16292.5kN，安全系數為2.03，滿足上式安全系數的要求。

1.3.2節段拼裝時臨時張拉預應力預制節段吊裝時，需要在主梁頂底板安置臨時張拉臺座，且安裝時需保證最小壓應力不小于0.21MPa，平均壓應力不小于0.28MPa。張拉臺座頂板采用鋼臺基座，底板采用混凝土基座。臨時預應力筋采用40精軋螺紋鋼筋，節段安裝時，采用4束頂板束，2束底板束。張拉臺座布置見圖7。式中：A為截面面積，m2；N上為頂板束長拉力，kN；N下為底板束長拉力，kN；S上為截面形心軸上截面靜矩，m3；S下為截面形心軸上截面靜矩，m3。

1.3.3墩梁固結段與標準預制節段處理由于主梁是先簡支，后采用張拉豎向預應力形式使結構連續，因此，對于聯間邊墩而言，預應力布置具有關鍵的連接作用。邊墩豎向預應力采用U型錨固形式，每個邊墩內設2根9-Φ15.2mm的U型預應力鋼絞線，其錨固于主梁頂部。邊墩墩梁連接構造見圖8。為了減少預制節段拼裝主梁的架設難度，在連續剛構中墩3.6m長度范圍內，主梁采用托架現澆法施工，在現澆墩頂段與預制節段梁段間設置20cm二次現澆濕接縫段，見圖8（b）。

1.3.4典型高架橋梁施工施工過程中，為了保證雙薄壁墩安全，在2個薄壁墩間設置了橫向連接。典型高架橋施工見圖9。在施工過程中對雙薄壁中墩、雙薄壁邊墩進行了強度驗算，驗算結果如下。1）雙薄壁中墩強度驗算。本文以架設40m跨最高的16m墩高為例，對雙薄壁墩中墩的受力進行分析。在架設節段梁自重、架橋機支腿反力及薄壁墩自身重量的最不利受力條件下，最不利荷載組合為4260kN，距離橋墩中心3m。近臨時支點薄壁墩受壓，彎矩較??；遠臨時支點薄壁墩受拉。本文對典型高架橋施工時受拉薄壁墩進行控制驗算。結果表明，受拉薄壁墩鋼筋最大應力為168MPa，最大裂縫為0.17mm。2）雙薄壁邊墩強度驗算。本文還對雙薄壁墩邊墩的受力進行了分析。在架設節段梁自重、架橋機支腿反力及薄壁墩自身重量的最不利受力條件下，近臨時支點薄壁墩受壓，彎矩較?。贿h臨時支點薄壁墩受拉。本文對典型高架橋施工時受拉薄壁墩進行控制驗算。結果表，受拉薄壁墩鋼筋最大應力為74MPa，最大裂縫為0.07mm。

2結語

隨著城市的發展，為改善城市交通狀況而新建的道路橋梁，不可避免需要上跨或下穿既有路網的干道。這些在市政建設中最常見的橋梁，其設計本身并不復雜，但是其施工會不同程度影響原有的交通秩序。預制構件拼裝施工可以在很大程度上降低這一影響。另外，在某些特定的環境，如生態濕地需要保護原生態，預制拼裝工藝可以占用較少的工地作業面積，因而也是一個很有競爭力的選擇。

作者：劉安雙馬振棟單位：林同棪國際工程咨詢(中國)有限公司