|
摘要：为解决桥隧相连路段箱梁运输无法通过隧道的问题，提出现浇箱梁翼缘的方案。并对其使用可靠性和安全性进行分析论证。
关键词：高速铁路桥梁架设桥隧相连预制现浇翼缘收缩徐变
中图分类号:U445文献标识码:A
1.前言
目前我国高速铁路中小跨度桥梁一般采用24、32m双线整孔简支箱梁，梁部施工采用集中预制，分段架设，由于箱梁顶板较宽，在桥隧集中路段，箱梁在运输途中无法通过隧道。针对这一问题，提出了几种解决方案：1-加大隧道断面2-设运梁通道绕开隧道3-增加桥梁预制场4-采用满堂支架或造桥机施工箱梁5-采用并置小箱梁或T梁6-整孔箱梁两翼在架梁后制作从技术经济比较和施工组织方面考虑,推荐箱梁两侧翼缘板部分在现场浇筑或安装的方案，预制的箱梁顶宽以满足能运输通过隧道为限。对于现浇翼缘与预制梁体能否可靠连接，其使用安全性如何，以下对其展开论证：
2.翼缘板切割宽度确定
根据研究拟定的隧道断面，考虑目前推出的900t运梁车高度,并考虑一定的安全距离，箱梁翼缘板约需截取1.25～1.50m，以下以截取翼缘宽度1.25m进行论证。
3.现场制作翼缘板施工方法讨论
3.1全部现浇
需要确保新旧混凝土之间连接强度足够，抗剪、抗弯强度和裂缝控制在允许范围，存在由于浇筑时间差异引起的收缩、徐变不一致的问题。
3.2预制拼装
翼缘全部预制，预制翼缘与梁体对缝粘结，上下表面粘贴纤维布增强。翼缘和梁体同时预制，可消除现浇方案收缩、徐变差异的影响，但此方案实践不多，耐久性、连接可靠性能否保证难以定论，而且费用较高。
部分翼缘预制，预制翼缘与梁体之间采用湿接缝连接。此方案能够较全部现浇节省时间，但依然存在收缩、徐变差异问题,另外由于湿接缝长度大，连接可靠性将受到影响。综合比较，为了确保安全，并考虑结构耐久性问题，决定采用全部现浇的方案。
4.现浇翼缘检算
4.1计算模型
采用全桥结构实体有限单元模型对32m简支箱梁进行计算分析，分析模型的主要部分见图3。
4.2计算参数
对于桥梁两翼与主梁的施工时间差，计算中考虑了收缩徐变的影响，同时检算现浇翼缘自重、二期恒载及移动检查车对新老混凝土交接处的影响。新老混凝土分别考虑了60天,90天，120天和180天时间差徐变对结构的影响；新老混凝土收缩时间差异按温度差15摄氏度考虑。实体模型中考虑两翼二期恒载及移动检查车荷载最不利位置对结构的影响；接触网锚柱按设于跨中考虑，按竖向力100kN作用于0.8×0.8m2范围计算；翼缘上二期恒载的取值:人行道遮板和声屏障按15KN/m进行计算;盖板及电缆槽按均布荷载施加：根据工程数量表，将盖板及电缆槽重折算为均布荷载：q=7.815KN/m2;二期铺装计算:两翼的二期铺装分布荷载为：
q=2.198KN/m2；4.2.6梁体混凝土按标准图为C50高性能混凝土。
4.3计算结果
4.3.1主梁与两翼徐变差对结构的影响
60天以后,徐变的影响几乎没有变化，这里不再列出。由分析结果看,结构的徐变时间差对主梁与翼缘交接处的影响很小。
4.3.2主梁与两翼收缩不同对结构的影响
4.3.3主梁与两翼收缩徐变差＋两翼自重＋二期恒载＋检查车对结构的影响
计算中需说明的问题，移动检查车计算三种工况：检查车位于梁端；检查车位于四分一跨度处；检查车位于跨中处；检查车位于梁端检查车位于跨中处计算结果分析
检查车位于四分一跨度处该处各种应力均小于上述位置，故不再详述。
4.3.4交界面强度检算
梁端：梁端部新老混凝土交界面上下缘应力分别为-2.7MPa和+2.7MPa。取梁端影响范围3m宽换算出截面内力，力矩M=121.5kN-m，即在3m宽，0.3m高的截面上，内力矩为121.5kN-m。以此内力对该处翼缘按钢筋混凝土进行检算：
梁体设计该部分翼缘配置直径25mm的II级钢筋，布置间距10cm，检算结果如下；
受拉钢筋重心处应力为:σg=36.7860MPa<=[σs]=180.0000MPa【通过】
受压钢筋重心处应力为:σg’=13.6493MPa<=[σs]=180.0000MPa【通过】
混凝土最大压应力为:σh=2.2819MPa<=[σb]=18.2000MPa【通过】
计算裂缝宽度ωf=0.04009mm跨中：跨中新老混凝土交界面上下缘应力分别为-2.4MPa和+2.4MPa。取影响范围5m宽换算出截面内力，力矩M=180kN-m，即在5m宽，0.3m高的截面上，内力矩为180kN-m。以此内力对该处翼缘按钢筋混凝土进行检算，该部分翼缘配置直径16mm的II级钢筋，布置间距10cm，检算结果如下；
受拉钢筋重心处应力为:σg=77.3356MPa<=[σs]=180.0000MPa【通过】
受压钢筋重心处应力为:σg’=15.5104MPa<=[σs]=180.0000MPa【通过】
混凝土最大压应力为:σh=3.2391MPa<=[σb]=18.2000MPa【通过】
计算裂缝宽度ωf=0.10420mm剪切应力:接缝处纵向水平剪切应力分析计算的最大纵向水平剪切应力为新老混凝土收缩差异引起的，1.21MPa。在考虑了翼缘荷载后，该应力有所降低。为减小收缩应力，按每6m现浇翼缘设一条断缝，剪切应力大幅减小，0.24MPa<[σtp-2]=1.03MPa【抗剪强度满足】。交接面的竖向剪切应力：竖向最大剪切应力0.27MPa<[σtp-2]=1.03MPa【抗剪强度满足】。
5.构造措施
为了加强新旧混凝土之间的连接，拟采用以下构造措施：平面上对缝采用齿块连接，以加强接缝的水平抗剪能力，如图8。
为消除混凝土收缩引起的水平剪应力，现浇翼缘板每6m设制一道断缝，同时加强断缝两侧的钢筋布置，使其和梁端钢筋布置一致。预制梁体时应将翼缘接触面凿毛。加强接缝钢筋布置。
6.结论
通过以上分析论证，采取适当的构造措施后，采用现浇翼缘方案，结构的安全可靠性是能够得到保证的。
|
