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淺析節(jié)段橋梁的設計與施工論文
摘要：節(jié)段橋梁已廣泛應用于PC連續(xù)梁、剛架、斜拉橋及拱橋的建設，我國在設計和施工方面也取得了不少經驗。本文就節(jié)段橋梁在設計方面存在的問題及具體施工方法進行了簡要的探討。
關鍵詞：節(jié)段橋梁；設計；問題；施工
1、節(jié)段橋梁預制拼裝法
首先，可以大幅度的縮短工期。與現(xiàn)澆箱梁相比，在進行下部結構施工的同時即可進行節(jié)段的預制。如果采用工廠化預制與混凝土低溫蒸汽養(yǎng)護技術，每一節(jié)段的生產周期可縮短到1天。另外，由于采用了新型的特種架橋機設備進行節(jié)段的逐跨拼裝，一跨箱梁的架設時間約為7天，大大縮短了施工周期。
其次，減小對環(huán)境的影響。節(jié)段拼裝時占用的地面道路較少，施工過程中對地面交通與行人的干擾也較小，特別適合城市范圍內的高架橋梁施工，除采取必要的安全措施外，可保持原有的交通運行，提高了文明施工程度。
再次，節(jié)段預制拼裝工藝可保證橋梁的線型美觀。由于預制時采用密貼鑲合匹配澆筑法，而且整根梁的每個節(jié)段由同一套模板澆筑而成，保證了梁體的線型一致。
節(jié)段預制拼裝工藝目前還存在一些局限性，減少這些局限因素應是今后改進和提高的目標。
設備一次性投入大。施工中涉及的主要設備包括預制模板、小平車、架橋機等，工廠化的預制模板包括能夠自動脫模的內、側模和自動找平的底模，這些都需要由專業(yè)的制造工廠進行設計、制造。
另外，通用性較差。在節(jié)段預制拼裝施工中，模板系統(tǒng)和架橋機是一筆極大的投資，只有達到一定的工程量，才能達到一次攤銷的目的。因為，每套模板是針對本次施工節(jié)段的長度和橫斷面，如果在以后的施工中運用該項工藝，就需對模板和架橋機進行重新改造。
其次，架橋機對縱坡、線性都有一定的限制條件，當橋梁的設計參數(shù)不滿足要求時，將不能采用此項施工工藝。
2、節(jié)段橋梁懸拼拼裝法
節(jié)段橋梁的施工方法很多，但就城市橋梁而言，懸臂拼裝法是具競爭力的方案，即主梁在預制場地分段預制，留好預應力孔道，下部結構施工完成后，把梁段運到工地拼裝，同時張拉所需的鋼束。整個過程的結構體系為先是懸臂結構，合龍后形成連續(xù)體系。節(jié)段橋梁的分段長度可根據(jù)結構的受力要求及施工機具靈活劃分。
設計方面，可采用高標號混凝土，預應力體系可多種多樣，計算機的使用已使橋梁的結構分析及撓度控制十分簡便。與滿堂支架法相比，結構由簡支到連續(xù)，存在結構體系轉換問題，預應力及徐變引起的次內力已不容忽視。鋼束既可布置在腹板內，也可布置在頂?shù)装鍍�，結構自重大大降低，跨越能力增強。
施工方面，可以節(jié)省大量的支架、型鋼和模板，混凝土質量可以得到保證。對城市橋梁而言，不必用掛籃進行張拉鋼束等作業(yè)，只需簡單的移動支架即可。節(jié)段的預制可與下部構造同時進行，一方面大大加快了施工進度，另一方面可減少徐變帶來的負面影響，充分發(fā)揮力筋的高強性能。節(jié)段的安裝可充分利用機械化設備，安排在車流量較小的時段進行，對交通影響較小。
但是，節(jié)段式橋梁的技術要求較高，影響結構的因素較多，施工控制也很嚴格，對小跨度橋梁由于梁高較低，無工作面張拉連續(xù)力筋，不適宜采用節(jié)段橋梁。
3、節(jié)段橋梁設計和施工的關鍵問題
3.1次內力影響節(jié)段橋梁設計和施工的關鍵因素是次內力、節(jié)段間的連接、體系轉換及高程控制等。節(jié)段橋梁的預應力筋可分懸臂力筋和連續(xù)力筋。結構的次內力主要為預應力產生的次內力和徐變次內力。懸臂力筋只是產生徐變次內力，而不產生彈性次內力，連續(xù)力筋則產生彈性次內力，當有多次體系轉換時，也會產生徐變次內力。在懸臂拼裝階段，支點處的負彎矩隨懸臂長度增加逐漸增大，剛合龍時跨中正彎矩很小。正是徐變次內力引起內力重分配使支點負彎矩減小，而跨中正彎矩增加，隨著時間的增長及其它荷載的加入，結構整體受力趨向合理。預應力產生的次內力可用力法或等效荷載法計算。精確計算徐變次內力比較困難，與計算過程中的有關假設與實際出入較大有關，但不管采用什么方法，即使計算結果偏差較大，也不會對結構產生重大影響。設計中，只要優(yōu)化跨度及鋼束布置，合理安排合龍程序，就可充分利用次內力的有利方面。
3.2預應力鋼束布置節(jié)段橋梁的配束由懸臂力筋和連續(xù)力筋兩部分組成，懸臂力筋布置在頂板、腹板及上梗肋內。頂板內鋼束常布置成直線形，直接錨固在節(jié)段拼裝面上，腹板內鋼束一般為曲線形狀，使鋼束承擔部分剪力。但有的大跨度橋梁只在頂板布束而不彎入腹腔板內，這給施工帶來極大便利。連續(xù)力筋布置在底板內，在箱內底板上留鋸齒塊張拉錨固鋼束。懸臂拼裝的節(jié)段橋梁，鋼束一般布成短束，彎起力筋只有2個彎折點，節(jié)段從預制到安裝，大部分徐變已發(fā)生，因此，預應力損失大大減少，可有效地增大永存預應力，使鋼束的高強性能充分發(fā)揮。
懸臂拼裝階段，梁體需布置大量懸臂束，而體系完成后并不需要那么多鋼束，為避免浪費，往往需設臨時束。體外預應力體系是一種有效嘗試。由于鋼束布置在箱內(箱形梁)可以將截面做得更薄，通過控制張拉力，有效地控制及調整施工中的撓度和預拱度。但體外預應力結構極限承載能力稍低，如何合理地使用，尚需進一步研究。
3.3安裝定位及撓度控制節(jié)段的拼裝常做成企口縫。腹板企口縫用于調整高程，頂板企口縫可控制節(jié)段的水平位置，使拼裝迅速就位，并能提高結構的抗剪能力。有的在預制節(jié)段的底板處設預埋件，用以固定拼裝時的臨時筋；也有的在腹板拼裝面設連續(xù)的凹凸榫，頂板上僅留有2個水平半圓形和2個垂直梯形槽口的接榫供安裝定位用。
安裝就位時，宜在拼裝面涂環(huán)氧樹脂，使拼裝面粘接較好。撓度控制往往是設計和施工的關鍵問題，所設的預拱度必須根據(jù)施工情況及徐變情況作精確分析和計算，并及時調整，一般可通過張拉力筋或控制力筋張拉力調整，必要時可用千斤頂調整，接觸面的接縫間可嵌入較軟金屬（如銅）。城市橋梁由于搭移支架方便，也可在局部布置臨時支架進行調整。撓度控制不好，不僅影響線形，而且合龍難度較大，必須精心設計和施工。
3.4合龍段的設計和施工懸臂拼裝的節(jié)段橋梁常在跨中留有1.5～2.0m的合龍段，在主梁標高調整后將梁連成整體。一般采用現(xiàn)澆或節(jié)段拼裝合龍，現(xiàn)澆比拼裝施工工期長，工序復雜，但便于調整，而拼裝對節(jié)段預制和拼裝的精度要求較高。
采用懸臂拼裝的PC連續(xù)梁，在技術上可行、經濟上合理，機械化程度應用高，有利于工廠化生產，可滿足業(yè)主對工期和質量的要求及日新月異的城市發(fā)展需要，具有較大的優(yōu)越性，而且在同等造價條件下可以增大跨度，節(jié)省下部工程量。懸臂拼裝法也適用于曲線梁。
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