【摘要】隨著科學技術(shù)的不斷進步,我國建筑施工類企業(yè)的施工技術(shù)和施工工藝都取得了長足的發(fā)展。例如在橋梁工程中,工程師們對橋梁受到的壓力的特點和橋臺的完整性上進行了大量研究和實踐,之后又對整體式橋臺和搭板的構(gòu)造結(jié)構(gòu)進行了詳細論證,使橋梁工程術(shù)有了極大的提高。當前,整體式橋臺設(shè)計的一般工作是對臺、柱身進行高壓聚乙烯塑料的包裝,以及對臺帽等部位進行特殊設(shè)計。使用這種設(shè)計的優(yōu)點是能夠避免臺后土體由于橋臺位移發(fā)生變形,有利于對臺溫度升高等情況進行預判,能夠?qū)⒄w式橋臺的重量予以減輕,保證橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;同時有利于在降溫時盡可能地避免出現(xiàn)質(zhì)量問題。
【關(guān)鍵詞】整體式橋臺;橋梁設(shè)計;設(shè)計要點
1、整體結(jié)構(gòu)
我國在整體式橋臺的壓力和變形異常等問題上進行了大量的研究,并積累了很多豐富的經(jīng)驗。依照現(xiàn)有的標準,我國的整體式橋臺橋梁建設(shè)還處在初級階段。因此相關(guān)企業(yè)應當根據(jù)整體式橋臺橋梁的受力特點,針對其特別的構(gòu)造專門進行設(shè)計、施工,以提升橋梁整體施工質(zhì)量和施工效率。
某工程采用了整體式橋臺,分離立交橋的施工,在施工中橋面寬度設(shè)置為7.6米,橋梁全長80米,橋梁高度為9.29米,在橋面上鋪設(shè)有抗?jié)B混凝土,臺量較為堅固,結(jié)構(gòu)中的主梁和鋼筋混凝土以及矩形蓋梁,均采用三柱式臺身,雙柱式橋墩(直徑為1.2米),采用了單排鉆孔灌注樁的施工工藝,將鋼筋混凝土進行承托和過渡受力,特點如下:整體式橋臺各部分受力在相互作用下構(gòu)成了整體,包括了主梁、臺、樁等按照上下兩部分進行抵抗力作用的施工,在溫度提升、負荷加大以及水平壓力綜合作用下,實現(xiàn)了抵抗力與橋梁整體變形狀態(tài)下各項壓力指標大小和諧的狀態(tài)[1]。
在相同的約束力狀態(tài)下,使用搭板設(shè)計,使得搭板底面以及側(cè)面土體約束作用力不斷升高,實現(xiàn)后臺搭板和翼墻結(jié)構(gòu)的整體性,對結(jié)構(gòu)的整體受力產(chǎn)生影響。同時為了提高橋梁對臺后土壓力的承受能力,在縱向上實現(xiàn)柔性和超靜定結(jié)構(gòu)的結(jié)合,施工單位應當做到整體適應橋臺,對橋梁結(jié)構(gòu)進行再設(shè)計,實現(xiàn)橋梁的超靜定結(jié)構(gòu)。溫度變化時,后臺土體會被壓縮,因此會產(chǎn)生較大的抵抗力,為了避免這種情況的發(fā)生,要對剛性的結(jié)構(gòu)和內(nèi)力進行改造,實現(xiàn)對橋臺和臺后土的合理設(shè)計,經(jīng)過進行具體建造、特殊設(shè)計之后,減少二次離合臺后土壓力等不利情況的發(fā)生。
2、設(shè)計構(gòu)造概要
由于整體式橋臺主梁連接必須進行特定的設(shè)計,為了適應整座橋的受力,強化變形,因此在整體式橋臺橋梁上面的構(gòu)造和下面的構(gòu)造方面進行整體連接之后,應當重點設(shè)計整體式橋臺橋梁等重要組成部分,再結(jié)合該工程分離立交橋構(gòu)造,對整體式橋臺橋梁的設(shè)計要素進行簡單分析。整體式橋臺橋梁與普通結(jié)構(gòu)橋梁橋臺相比,在較大的水平推力和臺后水平土抗力的作用下,前者能夠有效防止梁體和臺體變形等問題出現(xiàn),顯示出巨大的優(yōu)點。
2.1經(jīng)過特殊設(shè)計,實現(xiàn)橋臺蓋梁與臺柱連接的地方剛度變化范圍的設(shè)置,將作用力集中在剛度承托,橋臺蓋梁下方4米范圍內(nèi)的節(jié)點,作用力的減少,預防混凝土裂開。為了減輕臺后土的作用力,采用了具有相當韌性和彈性的高壓聚乙烯泡沫塑料,使用鍍鋅鋼絲網(wǎng)進行臺身的環(huán)繞工藝,容易發(fā)生橋臺和臺后土體之間“硬碰硬”的問題。為了限制臺后土體中水分腐蝕橋臺,在外包裝上采用低密度泡沫塑料橋臺的方式,增強了材料的抗老化性富于彈性,同時提高了抗壓強度,保證了橋臺和臺后土體之間不會發(fā)生“硬碰硬”問題。
具有相當?shù)捻g性和彈性的高壓聚乙烯泡沫塑料,能夠預防臺后土體中水分對橋臺的腐蝕,同時還可以增強外包裝低密度泡沫塑料的抵抗力,提高施工效率,減少施工周期。
2.2搭板的處理,在搭板分段點和鋼筋混凝土枕梁上,連接位置設(shè)置了變形縫,高度為25厘米,深度為十厘米[2]。
這樣做的方式是為了適應上面結(jié)構(gòu)傳遞的水平變形,保證在溫度變化的狀態(tài)下,能夠預防臺后涂料不均勻,導致搭板、臺帽出現(xiàn)破損,使用填充式伸縮混合料進行填埋。在改性瀝青束縛的狀態(tài)下鋪設(shè)土工布,在底部實行了連接解封,同時將橋臺臺帽和搭板進行連接。
2.3 為了解決橋臺周圍的排水問題,在原來地面處橫橋方向設(shè)置橫向排水盲溝,在施工臺后填土時逐層夯實,填筑材料,采取摩擦角度,大透水性較好強度高的沙粒,保證排水暢通。
采用斜樁基礎(chǔ),合理安排伸縮縫位置。可在相鄰橋臺的一跨采用伸縮縫,適當加大所謂的斜樁基礎(chǔ),對于多跨(一般>8跨)橋梁,在臺前加設(shè)一定傾斜角度的斜樁,實則為豎直樁與斜樁的混合樁基以豎直樁承擔橋臺的設(shè)計荷載,并設(shè)置四氟板支座,斜樁較豎直樁在施工上有一定的難度,對于薄壁橋臺的壁厚取值須比標準圖,避免臺壁出現(xiàn)裂縫,由于橋頭填土和軟基下沉變形而產(chǎn)生的水平推力,以利橋臺及上部位稱變形。
加大錐體護坡范圍,以大錐體填土來平衡臺背引道填土壓力,臺后填土采用輕質(zhì)材料,或在重力式擋墻填土內(nèi)埋設(shè)鋼筋混凝土圓管、波紋鐵管等,作錐體護坡的坡腳基礎(chǔ),既減輕臺背填土重量,又增強臺背填土的穩(wěn)定,起到支持臺前臺后軟基均勻下沉的作用,達到保護橋臺整體結(jié)構(gòu)的目的[3]。
填筑材料的選擇,能夠很好地解決排水問題,保證橋臺周圍原有的橫橋方向能夠有設(shè)置有排水盲溝,使得夯實度不斷增強。對于臺梁接點的設(shè)計,采用主梁的伸縮向后移動和向前移動的方式,這種方式能夠?qū)嵭辛⒔粯蛄汉椭髁旱慕Y(jié)合點,采取梁板和橫梁整體澆筑的固結(jié)方式,防止主梁內(nèi)力不斷變化,通過橋臺反作用用于主梁,實行臺后土壓力作用的改變。此時臺梁節(jié)點內(nèi)部較為復雜,應從節(jié)點的構(gòu)造角度進行設(shè)計方面的考慮。
結(jié)語:
通過對受力特點的分析,結(jié)合該工程整體性橋臺橋梁的施工實際,將分離立交橋的設(shè)計進行實際的細部的改造,最后得出結(jié)論如下,橋頭上面的搭板,利用高粘彈性的橡膠改性瀝青作為變形縫的填充材料,縮短了工期,實現(xiàn)了施工的便利,保證接縫施工的質(zhì)量,使得接縫施工后,行車更加舒適和更加平滑。臺后土體在結(jié)構(gòu)的不利影響下,能夠有效解決橋臺移動發(fā)生的變形問題,同時降溫后臺與臺后填土之間出現(xiàn)的縫隙不再增大,發(fā)揮了高壓聚乙烯泡沫塑料的優(yōu)勢,使得臺帽和臺柱能夠在不斷升溫的作用下,不增強承壓,削弱了臺后土壓力對結(jié)構(gòu)的不利影響。經(jīng)過一年的運營之后,該工程內(nèi)整體式橋臺橋梁結(jié)構(gòu)沒有出現(xiàn)破損,說明采取的構(gòu)造設(shè)計舉措是合理和有效的,使得行車更加舒適。
參考文獻:
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[2]趙云鵬.整體式橋臺橋梁設(shè)計要點探討[J].北方交通,2016,(1):19-22,28.
[3]王超,黃旭.整體式橋梁的設(shè)計理念和實踐關(guān)鍵問題[J].黑龍江交通科技,2018,41(5):91-92.
作者簡介:
楊小東,北京特希達交通勘察設(shè)計院有限公司杭州分公司,浙江杭州。