預制節(jié)段拼裝橋墩研究進展

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1、282科技研究城市道橋與防洪2014年6月第6期預制節(jié)段拼裝橋墩研究進展宋凱，張劍英(上海市政工程設(shè)計研究總院(集團)有限公司，上海市200092)摘要：對于橋墩數(shù)量較多的橋梁，相比于傳統(tǒng)現(xiàn)澆工藝，預制節(jié)段拼裝橋墩的優(yōu)點非常明顯：在預制場預制構(gòu)件，受外界干擾少；工廠化預制構(gòu)件的質(zhì)量容易控制；施工時對周邊環(huán)境影響小，對交通影響??；現(xiàn)場拼裝施工效率高，建設(shè)工期短。預制節(jié)段拼裝橋墩已成為橋梁建設(shè)的一種趨勢。該文綜述了各國對于預制節(jié)段拼裝橋墩的研究進展，綜合來看采用預應(yīng)力筋連接預制橋墩節(jié)段是較為合理的方式。關(guān)鍵詞：預制節(jié)段；拼裝橋墩；橋梁設(shè)計；快速施工中圖分類號：U443．22文獻標識碼：E文

2、章編號：1009—7716(2014)06—0282—04可能的解決方法進行展望，以促進該技術(shù)在國內(nèi)1概述的應(yīng)用。節(jié)能、環(huán)保、低碳正日益成為我國經(jīng)濟發(fā)展的2美國研究進展主題，這也促進了工業(yè)化節(jié)段拼裝施工技術(shù)在橋1996年，紐約的哈爾馬建筑公司開始建設(shè)克梁建設(shè)領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用。相對于傳統(tǒng)現(xiàn)澆施工，羅斯一韋斯特切斯特高速公路(州際287道)上的預制節(jié)段拼裝施工的優(yōu)點主要有：(1)對周邊環(huán)境兩座高架橋——索米爾河(SawMillRiver)高架橋、影響?。?2)對交通影響??；(3)預制工廠化，便于布朗克斯河(BronxRiver)高架橋【1l。橋墩采用預制節(jié)質(zhì)量控制；(4)預制混凝土收縮、徐

3、變變形??；(5)段施工方法建造，工程于1999年完成。施工效率高。無論是在施工場地有限，交通壓力大節(jié)段拼裝橋墩高6．10～16．76m，外形為花瓶的城市高架建設(shè)中，還是在混凝土運輸條件復雜，型，下部采用單箱三室構(gòu)造。每個預制節(jié)段高度超有效施工時間短的跨海橋梁建設(shè)中，預制節(jié)段拼過2．44m，采用匹配法澆筑。預制節(jié)段通過后張預裝工藝都具有明顯優(yōu)勢，在美國等發(fā)達國家，以及應(yīng)力筋連接，預應(yīng)力筋材料ASTMA一722Grade150東南亞地區(qū)均有較高的熱度。高強鋼，直徑為35mm，在所有節(jié)段裝配完畢后，目前國內(nèi)已經(jīng)在一些工程中成功應(yīng)用了預制在墩頂進行張拉。橋墩預應(yīng)力筋布置示意圖和橋節(jié)段拼裝工藝，

4、但是這些應(yīng)用和研究基本集中在墩橫斷面圖分別見圖1和圖2所示。橋梁上部結(jié)構(gòu)建設(shè)。對于橋墩來說，預制節(jié)段拼裝工藝的應(yīng)用和研究相對較少。預制節(jié)段拼裝橋墩是將橋墩沿垂直方向、按一定模數(shù)分成若干塊件，如承臺、柱、蓋梁(墩帽)等，在橋址周圍的預制場地上進行澆筑，通過運輸工具運到施工場地，現(xiàn)場拼裝。施工工序主要為預制構(gòu)件、安裝連接與混凝土填縫。預制節(jié)段拼裝橋墩的主要特點是：拼裝施工工期短，可以在預制場預制構(gòu)件，受周圍外界干擾少，但相對來說運輸、起重機械設(shè)備要求較高。節(jié)段拼裝橋墩技術(shù)比較適用于橋梁長度較長，橋墩圖1后張預應(yīng)力筋布置圖數(shù)量較多的工程，預制構(gòu)件相對容易標準化，能更剪力鍵后張管道加發(fā)揮預制工

5、藝的優(yōu)點。鑒于以上這些特點，預制節(jié)段拼裝橋墩技術(shù)．u．：·：。：0U：0：?0：0LJ．．正越來越引起橋梁建設(shè)者的重視。本文擬對國外、的應(yīng)用和研究進行綜述，并對亟待研究的問題和邑[收稿日期：2014—03—10I．‘項目基金：上海市科學技術(shù)委員會科研計劃項目(11DZ0511400)。d。h：··：·一·：o·：·一·．‘L^，’，L—^一-作者簡介：宋凱(1981一)，男，湖北仙桃人，碩士，高級工程師，從事道路橋梁工程設(shè)計工作。圖2預制節(jié)段墩截面示意圖284科技研究城市道橋與防洪2014年6月第6期采用改進Takeda模型、理想彈塑性模型、Ramberg—Posada模型等模型(見圖

6、6)。6lJElm~tieBeamElement●M(n)普通鋼筋連接的預制框架橋墩系統(tǒng)圖6節(jié)段拼裝單柱橋墩滯回曲線特性該分析方法被新西蘭混凝土設(shè)計規(guī)范(NZS3101：2006．StandardsNewZealand，DesignofconcreteStructures>)所采用_l11。4中國研究進展國內(nèi)對于預制橋墩施工的應(yīng)用主要集中在跨海橋梁或跨江橋梁中，例如東海大橋，上海長江大(}1)混合方式連接預制框架橋墩系統(tǒng)橋，金塘大橋等[12-14】。這幾個工程有一個共同特點：混凝土運輸難度大，有效施工時間短。在建設(shè)中都圖5Hieber推薦的快速建造節(jié)段拼裝雙柱墩方案圖采用了現(xiàn)澆濕接縫接

7、頭連接預制墩身的做法，分3新西蘭研究進展別在承臺頂部、預制墩身底部預留連接鋼筋，墩身吊裝就位后完成鋼筋的現(xiàn)場焊接，澆注連接段混2006年，新西蘭坎特伯雷大學(Universityof凝土。橋墩構(gòu)造示意圖和節(jié)段間濕接縫構(gòu)造圖分Canterbury)的Pampanin和Palermo等對采用預應(yīng)別見圖7和圖8所示。實踐證明，采用預制橋墩工力筋連接并帶有耗能鋼筋的干接縫節(jié)段拼裝橋墩藝能有效地減少海上作業(yè)時間，保證海上施工的進行了擬靜力試驗研究，包括驗