橋面標高
橋面標高
橋面標高是按照施工規範加密引測臨時水準點,測量結果必須符合±20√L/mm。
以某斜拉橋為例,橋樑中心樁號為K4+300,主橋採用主跨130m無背索斜拉橋,單柱式索塔,鑽孔群樁基礎;橋面寬度為:0.5m(防撞護欄)+0.75m(路緣帶)+11.25m(機動車道)+0.5m(路緣帶)+3.5m(中央分隔帶)+0.5m(路緣帶)+11.25m(機動車道)+0.75m(路緣帶)+0.5m(防撞護欄)。斜拉索採用環氧塗層鋼絞線,抗拉強度1860MPa,公稱直徑Φ15.2mm,拉索規格分別為73Φs15.2、61Φs15.2、55Φs15.2,每種規格6根,共計18根。鋼絞線外為HDPE外套,HDPE要對鋼絞線包裹嚴密。大橋設計荷載為公路-級。
(1)索塔
索塔採用單柱式混凝土斜塔,水平傾角55°、后傾角35°,索塔全高104.6m,下索塔為變截面箱形截面,尺寸為26.594m×5.142m~16.319m×3.5m,上索塔為變截面矩形截面,尺寸為10.681m×4.5m~5.0m×4.5m。
(2)主梁
主梁採用鋼混組合箱梁,中心梁高3.0m,箱梁底板及腹板採用鋼箱梁,頂板採用C50聚丙烯纖維混凝土,鋼混組合梁頂寬30.5m,底寬10.0m,橫斷面,採用三箱結構,外側設置懸臂橫樑,其縱橋向間距為4.0m,箱梁頂板頂面橫坡同路線橫坡。鋼樑製作梁段長度分別為4m、5m、6m,鋼樑工廠製作現場拼裝,箱內設橫隔板、縱向加徑肋等。鋼樑底板厚24mm,翼板厚20mm,內腹板厚30mm,橫隔板20mm。
(3)斜拉索
拉索採用豎琴型布置,樑上拉索錨固點橫向間距1.6m,斜拉索在主樑上的標準索距為12.0m,第一對拉索至塔梁交叉點為22.0m。拉索規格分別為三種,每種規格6根,共18根。斜拉索在索塔處採用固定端錨具,在主梁內採用張拉端錨具。索塔上設置錨固齒塊,預埋拉索預埋管及墊板,在主樑上採用鋼錨箱的形式與主梁連接。
該橋施工完成後對索力進行了局部調整,橋麵線形與設計值存在較大差異,竣工後進行監控,對該橋索力、線形進行測量。測量結果表明:
(1)斜拉橋主梁線形實測:與設計的橋面豎曲線相比,目前結構的橋麵線形有較大差別,尤其是C5、C6索區,橋面在索區下撓近28cm,且翼緣處和箱中心處數值基本相當,雙幅兩側數值亦基本相當,表明其是全斷面整體下撓。
(2)斜拉索恆載索力測定(單位kN):與設計的索力相比,目前實際成橋索力普遍比最初設計索力偏大(這裡有防撞牆加厚帶來恆載增加的影響),增大的幅度3%~11%;通過以上測量,可以看到結構當前狀態已經偏離設計要求,有必要對該橋橋面標高進行調整,使其滿足安全、舒適的要求。
以下調整方案計算結果,均是以監控所給報告索力為目前橋樑實際索力為基礎上的計算,建議實際方案操作前應進行索力測量,以便能更好地更貼近實際情況地對該橋進行安全調整。
3.1遵循的原則
對於斜拉橋,“合理”的內力狀態除滿足一般斜拉橋合理狀態的要求外,還要根據橋樑的實際情況,具體問題具體分析。為此,該橋橋面標高調整應滿足以下原則:
(1)主梁、主塔內應力較小,且比較均勻;
(2)應力峰值應得到控制:應力組合情況下,主梁C50混凝土最小應力不應超過1.325MPa,最大應力不得超過16.2MPa(壓應力為正,拉應力為負),鋼主梁最小應力不宜超過-200MPa,最大應力不宜超過200MPa;
(3)以當前實測索力變化較小為原則,盡量減小當前拉索內索力調整的工作量,以達到結構內力合理為目標;
(4)調整后結構內力在承載能力範圍內;
(5)保證索力合理狀態下,盡量減小與理論橋樑線形的誤差;
(6)關鍵結構部位如不能滿足受力或耐久性的要求,應考慮進行加固處理。
3.2解決方案
根據以上原則,通過反覆優化計算,特提出如下解決方案:
(1)增加鋪裝厚度至設計高程在現有橋樑狀況的基礎上,鑿除K4+160~K4+210m範圍內現有9cm厚瀝青混凝土鋪裝,漸變增鋪輕骨料鋪裝,厚度為4~36cm漸變,然後頂層均勻增鋪5cm厚瀝青混凝土鋪裝,扣除變形后達到原設計標高,鋪裝範圍為K4+150~K4+220m,不進行調索。
(2)直接調索提升標高至設計高程在現有橋樑狀況的基礎上,不改變現有鋪裝厚度,僅依靠索力調整提升橋樑標高至設計高程,調索範圍為C4~C8索。
(3)增加5cm鋪裝,不調整索力
在現有橋樑狀況的基礎上,鑿除K4+160~K4+210m範圍內現有9cm厚瀝青混凝土鋪裝,鋪設輕骨料混凝土鋪裝,厚度為4~9cm漸變,最後頂層均勻鋪設5cm厚瀝青混凝土鋪裝。橋面標高相差較大區域(即K4+160區域)增高約5cm。為方便施工不調整索力。
(4)增加5cm鋪裝,調整索力
在現有橋樑狀況的基礎上,鑿除K4+160~K4+210m範圍內現有9cm厚瀝青混凝土鋪裝,鋪設輕骨料混凝土鋪裝,厚度為4~9cm漸變,最後頂層均勻鋪設5cm厚瀝青混凝土鋪裝。橋面標高相差較大區域(即K4+160區域)增高約5cm。加鋪的同時調整索力。
(5)增加10cm鋪裝,不調整索力
在現有橋樑狀況的基礎上,鑿除K4+160~K4+210m範圍內現有9cm厚瀝青混凝土鋪裝,鋪設輕骨料混凝土鋪裝,厚度為4~14cm漸變,最後頂層均勻鋪設5cm厚瀝青混凝土鋪裝。橋面標高相差較大區域(即K4+160區域)增高約10cm。為方便施工不調整索力。
(6)增加10cm鋪裝,調整索力
在現有橋樑狀況的基礎上,鑿除K4+160~K4+210m範圍內現有9cm厚瀝青混凝土鋪裝,鋪設輕骨料混凝土鋪裝,厚度為4~14cm漸變,最後頂層均勻鋪設5cm厚瀝青混凝土鋪裝。橋面標高相差較大區域(即K4+160區域)增高約10cm。加鋪的同時調整索力。
(7)增加15cm鋪裝,不調整索力
在現有橋樑狀況的基礎上,鑿除K4+160~K4+210m範圍內現有9cm厚瀝青混凝土鋪裝,鋪設輕骨料混凝土鋪裝,厚度為4~19cm漸變,最後頂層均勻鋪設5cm厚瀝青混凝土鋪裝。橋面標高相差較大區域(即K4+160區域)增高約15cm。為方便施工不調整索力。
(8)增加15cm鋪裝,調整索力
在現有橋樑狀況的基礎上,鑿除K4+160~K4+210m範圍內現有9cm厚瀝青混凝土鋪裝,鋪設輕骨料混凝土鋪裝,厚度為4~19cm漸變,最後頂層均勻鋪設5cm厚瀝青混凝土鋪裝。橋面標高相差較大區域(即K4+160區域)增高約15cm。加鋪的同時調整索力。
為了盡量減少對橋樑結構的影響,最終採用方案四,在現有橋樑狀況的基礎上,鑿除K4+160~K4+210m範圍內現有9cm厚瀝青混凝土鋪裝,鋪設輕骨料混凝土鋪裝(容重15kN/m),厚度為4~9cm漸變,最後頂層均勻鋪設5cm厚瀝青混凝土鋪裝(容重24kN/m)。橋面標高相差較大區域(即K4+160區域)增高約5cm,加鋪的同時調整索力。對主塔塔梁交接區域進行黏貼碳纖維布方案加固處理。