装配式箱梁与桥台施工偏差及处理方案

2022-07-07王锡志

工程与建设 2022年3期

关键词：端部桥台现浇

王锡志

(安徽省公路工程检测中心，安徽合肥 230051)

1 工程概况

某一级公路改建工程项目拆除重建原有桥梁，新建桥梁上部构造采用3×20 m预制预应力混凝土小箱梁，该项目路基宽度24.5 m，半幅桥宽12 m，桥梁斜交角30°，横向采用4片梁，梁高1.2 m，湿接缝宽50 cm[4-7]。

2 问题概述与现状(引用现场调查结论)

2.1 箱梁未按设计角度预制

预制箱梁角度按照斜交角20°左右预制，导致端部尺寸有偏差、现浇中横梁及端横梁呈锯齿形分布。

2.2 端部伸缩缝预留槽偏差

因箱梁预制角度与桥台背墙不一致，导致端部伸缩缝预留槽口偏差，伸缩缝无法安装，同时部分梁体翼缘板抵住桥台背墙，梁体无法伸缩，如图1所示。

图1 预制梁存在的问题

3 方案解决原则与思路

3.1 方案设计原则

由于本项目中的预制箱梁的预制角度、长度与原设计有出入，需重新根据实际情况对桥梁整体受力情况进行计算分析。确定桥梁实际的受力状态是否还能满足使用要求。选取最不利的状况的箱梁作为通用情况，由于箱梁已经预制完成，根据施工记录等资料，梁高、板厚等受力构件尺寸与预应力布置仍然依据原设计建立有限元模型。计算表明，按照翼缘板横向连接良好的情况下，目前的情况经过改造与维护处理后，对结构安全性并不至于产生太大的影响。

但如果按照原设计继续进行施工，目前情况下箱梁局部区域，尤其是横梁位置受力较为复杂，箱梁的纵横向联系与力流传递路径不明确，在长期运营状态下，经过活载的反复作用加上环境的劣化影响，结构受力将趋于不利，结构长期的耐久性与服务质量将难以保证。因此，必须对目前出现的施工偏差进行纠正与处理，以加强结构的安全性与稳定性，保证桥梁的建设质量与服务水平。

方案设计原则如下

(1)保证结构安全性及耐久性：通过合理手段保证结构的整体性受力，加强横梁结构强度与刚度。

(2)不破坏现有预制结构：目前预制箱梁已经架设完毕，本次设计原则上不在预制箱梁梁体上开洞、开槽，避免对梁体造成损失。

(3)施工措施环保：加固处理措施不造成当地河流与土地的污染。

3.2 现浇中横梁横向连接重建方案

目前现浇中横梁呈锯齿形分布，此种情况下，现浇中横梁难以贯通连接4片预制箱梁，横梁整体性难以保证。为解决此问题，采用钢结构作为现浇横梁骨架，加强相邻2片箱梁间的横向联系，同时提高横梁高度至1.2 m，以保证横梁在使用荷载作用下的受力安全。

4 折线形现浇中横梁横向受力计算

4.1 结构验算方法

采用MIDAS Civil对折线形现浇中横梁进行横向受力分析计算，并以《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2015)和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)为标准进行验算，车道荷载按《公路工程技术标准》(JTG B01—2014)中的新车道荷载考虑，结构按普通钢筋混凝土结构进行验算[1-4]。

4.2 验算模型

现浇中横梁横向受力分析模型为3跨带双悬臂的连续梁，由于各片箱梁顺桥向出现错位，因此模型轴线为一空间折线。

梁单元截面高度为1.2 m，截面宽度取4道中横梁宽度实测值中最不利的一组，且考虑横梁两侧腔内的现浇混凝土对支点附近梁单元截面宽度的增加作用。

截面纵向钢筋包括：距现浇中横梁底部85 mm平均间距100 mmφ25的横桥向束筋；距现浇中横梁顶板顶面270 mm平均间距100 mmφ25的横桥向钢筋；翼缘板内距顶面47 mm间距100 mmφ12的17(或17′、18、18′)横桥向钢筋。

截面抗剪钢筋：双肢φ16截面抗剪箍筋，支点附近及箱梁间横梁两端附近箍筋间距100 mm，其他间距150 mm。

型钢焊接而成的钢骨架作为安全储备，模型中不考虑其强度和刚度贡献。

4.3 验算荷载选取

(1)自重：钢筋混凝土构件重度为26 kN/m3。

(2)横梁两侧结构的自重及二期恒载产生的剪力效应：建立3×20 m连续小箱梁边梁纵向模型，自重及二期恒载产生的中支点支反力标准值为1 128.7 kN。考虑到现浇中横梁两侧箱梁箱室内约0.3 m厚混凝土的传递剪力作用，且每片箱梁范围内中横梁长度约1.3 m，因此每个支点两侧各0.65 m范围内承受1 128.7/1.3=868.2 kN/m的均布恒荷载。

(3)汽车活荷载：公路-Ⅰ级，模型中将0～3辆标准车，基于各单元横向影响线，按照最不利位置进行加载计算，并考虑汽车冲击系数和车辆荷载有效荷载分布范围影响。