小半徑鋼箱梁設計與頂推施工技術

魏強

摘 要：曲率半徑對懸臂鋼箱位縱向逆反傾覆的穩定性幾乎沒有影響。當鋼板箱位半徑超過400 m時，橫向翻倒的穩定性系數幾乎沒有發生任何改變。然而，在一個直徑小于400 m的較低半徑時，隨著鋼板位半徑的縮短和減小，橫向逆傾覆的穩定性系數明顯降低，半徑越小，減速速度也就越快。推力是伴隨橋縱向梯度增加和線性降低，推力的下降范圍很廣。垂直梯度對千斤頂力的影響是明顯的。當光束縱向傾斜較大且摩擦阻力系數相對較小時，波束很有可能不需要施加千斤頂力而自動往下滑動，因此必須采取相應安全保護措施。

關鍵詞：曲線橋;鋼箱梁;施工工藝;變截面;現狀分析

0 引言

在中國運輸產業的快速發展和公路網格開發中，如時代所要求，所有類型的立交工程都會出現。其中很多匝道橋，其大部分具有小半徑曲線和斜面的特性，又由于跨越現狀道路的保通要求，就需要對其進行頂推施工。從這樣的施工建設的角度來看，千斤頂頂推施工建設技術有其獨特的優勢：對現有道路交通產生了小的影響;對建設現場的要求很低，簡單的機械裝置，省力化。因此，曲線橋和傾斜位數橋的工程變得繁盛。因此，有必要研究推進彎道的施工技術。

1 施工技術方案及設施

1.1 曲率對頂推過程中鋼箱梁的抗傾覆穩定性的影響

在啟動過程中，當鋼箱位處于懸臂狀態時，由于位數曲率的影響，位的懸臂部分逐漸偏離跌倒軸，影響位的跌倒穩定性。因此，有必要研究曲率對鋼箱位啟動時反翻倒穩定性的影響。結果，對梁體反翻覆穩定性的研究沒有考慮到車線負荷的影響，只考慮光束重量對翻倒的影響。在這個計算中，梁的自重載荷簡化為桌面上的均勻負載。由于箱位部分的中間部分的負載密度大于兩個法蘭部分的負載密度，所以這種簡化是保守的，有助于計算跌倒穩定性。當按壓懸臂梁下的鋼箱位曲率半徑超過400 m時，在按壓懸臂梁下的鋼板箱位橫向穩定系數隨著其半徑增加略微減少，而當接近垂直梁時略微減少。當半徑小于400 m時，鋼箱位的減速和橫向穩定系數就會大大地減少，半徑越小則減速率變快，其中橫向穩定系數減少范圍就越大。在其它條件下，壓懸臂下鋼板箱位垂直方向反傾覆的穩定性系數相對穩定。半徑超過 300 m 的系數幾乎與其是一條水平的直線相等。在小直徑的情況下，縱向穩定性系數雖然減小，但增加值減少得很多。小半徑的狀態下，彎曲在按壓懸臂時狀態下可能對橋面反翻覆的穩定性產生重要影響，這主要是反映了對于橫向反翻覆穩定性的影響上，對穩定性幾乎沒有影響。而且，大于400 m半徑對鋼梁橫向反傾覆穩定性的影響會大大減少。

1.2 主要橋梁設計

C匝道大橋位于R=125 m的圓曲線上，跨徑為35+35 m鋼箱梁（頂推施工），上部結構采用全焊單箱雙室截面鋼箱梁，鋼箱梁全寬11.75 m，梁高1.65 m，一聯箱梁全長（沿路中心線）70 m。箱內普通橫隔板標準間距為2 m。橫隔板間距不小于2 m的區間，腹板在相鄰橫隔板中心處設置豎向加勁肋，橫隔板對應位置均設置挑臂隔板;支點處設支點橫隔板，并設豎向支承加勁肋。箱梁支座按徑向布置，其約束方向沿著路線中心線的法向和切線。

結果：考慮有效寬度修正后正應力組合值最大為257 MPa，滿足容許值。

2 頂推方案設計

2.1 頂推方案設計難點

當將整個橋接器推入預定位置時，其荷載的內部力與連續支撐的連續梁的內部力相同。擴建工程的主應力特性反映在施工過程中。通過主位推動前側的截面，“整個橋的各部分的內部力從負彎曲力矩變為負彎曲矩”。因此，導桿的參數、導桿的長度、剛度對于箱位的應力狀態和結構安全性非常重要。該橋接器的引導光束的長度為20 m，段長為10 m。都是在工廠制造、制造的，由高強度螺栓連接起來的。在設計中，需要容易地分解導向梁與箱位端部的連接。中心線與導引光束的底板的寬度之間的距離與在箱梁的導引光束結構的安全控制中導引光束的端部的偏轉控制一致。局部強化兩個鋼箱位的箱位局部強化是滿足擴建工程中的結構應力和結構需求的強化措施。為了確保鋼箱位底板的應力，采取了以下對策。在鋼箱位的原始結構圖中，距離外緣（相當于中心線）350 mm的底板上的兩個T字縱向增強材料（120 mm高度）增加到800 mm，腰板厚度12 mm，翼板寬度200 mm，厚度12 mm。在縱向的苯乙烯中，沿著橋方向每高600 mm設置一個橫向的苯乙烯，橫向增強材料的底部與底板緊密相連。

2.2 線形及溫度監測

鋼梁是一條復雜的設計線，一條小的曲線半徑和一條曲線。影響推入過程中線性變化的因素很多。在啟動時，每個波束段的坐標位置的偏差在一定程度上給予整個橋的線性誤差，并且引起鋼梁的內部力的變化。為了確保橋接對準最終滿足設計要求并且在發射過程中波束主體不偏離預定路線，在主光束的建設期間必須執行對準監測。為了降低溫度和日照對線性測量結果的影響，在氣溫稍微變化，溫度相對恒定的情況下進行線性測量。通常在日出之前。線性監測主要是鋼箱位中心線測量，鋼箱位標高測量，臨時棧橋沉降觀測，高精度總站，高精度自動水平。曲線鋼板位的應力狀態和形狀與鋼板箱位的每個板的溫度密切相關。鋼箱位的溫度場測試是測量箱位結構各部分的溫度狀態。在箱位板的溫度測試中，使用了一定精度的溫度傳感器?？梢允褂盟y溫度計或高精度溫度傳感器來測量箱位的大氣溫度。

3 小結

（1）根據推進力公式，當梁的重力系數和摩擦系數恒定時，推力隨著橋的縱向梯度的增加而線性下降，推力的減小范圍大，垂直傾斜的影響顯著。（2）在啟動時，如果光束的縱向傾斜較大，摩擦系數較小，則垂直傾斜下的鋼箱位重力的水平分量大于摩擦力，即在沒有千斤頂力的情況下自動滑落。因此，有必要采取增大摩擦系數、焊接剎車裝置、將剎車鏈塊裝置設定在梁體尾部等安全對策。（3）根據千斤頂公式計算，當推力為0（即滑梯的臨界狀態）時，制作摩擦系數和垂直梯度的對應關系表，對于相關人員來說是方便的。（4）研究了鋼箱位彎曲半徑對懸臂梁跌倒穩定性的影響。彎曲半徑對鋼材箱位的縱向穩定系數幾乎沒有影響。當半徑小于300 m時，垂直方向上的穩定性系數略微降低。當半徑在400 m以上時，鋼箱位的橫向跌倒穩定系數幾乎沒有變化，半徑在400 m以下，鋼箱位的橫向穩定系數大大減少，半徑越小，減速速度越快，橫向穩定系數的減小范圍也越大。半徑100 m的橫向穩定系數小于半徑300 m的橫向穩定系數的一半。

參考文獻：

[1]李慧敏.鋼箱梁頂推施工安全性分析[D].北京：北京交通大學，2014.

[2]徐金華.大縱坡豎曲線混凝土斜連續梁橋頂推受力分析及關鍵技術研究[D].長沙：長沙理工大學，2012.

[3]楊春來.斜連續梁橋橋墩高度和剛度對頂推施工的影響分析[J].交通標準化，2009（4）：36-38.

[4]巫正偉.淺析等高梁預拱度的設置對其頂推力的影響[J].建筑工程技術與設計，2015（6）：1479.

[5]曹景，劉志才，馮希訓.箱形截面直線橋及曲線橋抗傾覆穩定性分析[J].橋梁建設，2014（3）：69-74.