墩底顶推合龙的新型V型刚构桥设计要点.pdf

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1、◎墩底顶推合龙的新型V型刚构桥设计要点邓玮琳，朱敏(上海市城市建设设计研究总院，上海200125)摘要：介绍了在上海轨交16号线泐马河大桥工程中首次采用的墩底顶推合龙的新型V型刚构桥设计要点，在跨中合龙时通过在V型墩底施加顶推力并将墩底先铰支后固结完成体系转换，解决了大跨V型刚构桥常规跨中合龙时预加力无法有效施加给跨中梁段的困难，为V型刚构桥向大跨发展提拱了技术支持。关键词：V型刚构；墩底顶推；跨中合龙；体系转换0项目背景但大跨V型刚构桥中，混凝土收缩与常年温差可上海市轨道交通16号线工程是上海轨道

2、网络中能在跨中引起较大的轴向拉应力，因此需要在跨中设的一条连接市中心与南汇临港新城的市域快线。l6置吊梁允许纵向自由位移，或在跨中梁段预留较大的号线跨越泐马河采用(87．5m+145m+87．5m)的三预压应力。跨中设置吊梁方案会影响轨道交通的行车跨预应力混凝土V型刚构桥，布置在临港大道两侧地舒适性，不适合本桥采用。面桥之间的中央分隔带5m宽度内，形成三座桥成本桥的创新点是首次采用墩底顶推合龙的新型V“品”字形并列。两侧已建的临港大道地面桥为型刚构桥设计，在跨中合龙时通过在V型墩底施加顶(70．8m

3、+120m+70．8m)三跨变截面预应力混凝土推力并将墩底先铰支后固结完成体系转换，解决了大连续梁桥(总体布置关系参见图1和图2)。跨V型刚构桥常规跨中合龙时预加力无法有效施加给跨中梁段的困难。1V型墩底固结后跨中合龙预应力作用效应分析图1本工程与两侧地面桥的立面关系单位：m大跨V型刚构桥一般可采用类似变截面连续梁或T构的悬臂挂篮节段施工，并在跨中设置合龙段，张拉布置在跨中底板上的正弯矩预应力钢束，完成体系转换形成连续刚构体系。该跨中合龙预应力的数量应足以抵抗悬臂梁自重在徐变以后的正弯矩、二次恒载与

4、活载引起的正弯矩，以及混凝土收缩与常年温差在跨中引起的轴向拉应力。由于每个V型墩与主梁均形成一个倒三角形部件，整体刚度较大，又与群桩基础和大体积承台固结，形成一个整体受力的超静定刚构体系，张拉上述跨中合龙预应力束时，所有的预加力几乎全部传递到墩底和基础，并由此产生相反作用的图2本桥与两侧地面桥的断面关系(单位：m)主梁二次轴向拉力和二次正弯矩，效果适得其反。本受两侧地面桥之间净距5．0m的限制，本桥主墩工程主梁箱梁底宽只有4．5m，通过多次反复试算，常和主梁箱体宽度只有4．5m。采用预应力混凝土V型

5、规合龙方式的跨中正弯矩预应力钢束始终无法满足刚构桥方案，可以利用V型墩与基础及主梁固结，保要求。证大跨轨道交通狭小梁体的整体刚度和稳定性，并通图3～图8是V型墩底固结条件下张拉跨中合龙过V形墩形式降低主墩处的负弯矩峰值和梁高。预应力钢束的作用效应。收稿日期：2O13一O6—1424上踢么堍No．12014◎2V型墩先铰支后固结、墩底顶推合龙的作用效应——3分析本桥特别}殳计了V型墩底构造，设置了可锁定的图3V形墩底向外的水平反力单向活动球钢支座作为跨中合龙时的临时活动铰支承．并通过墩底顶推作为主梁预

6、压应力的补充措施，实现跨中合龙。合龙后再完成墩底同结。9所示为跨巾合龙顶推施1_示意图。V图4主梁轴力效应图9V型墩底顶推施工示意图_L述跨中合龙及成桥体系转换的关键之处在于：V孵V歹(1)特别设计的V型墩底构造。墩底设临时支座，锁定后作为固定支座可与施锁定柱共同保证悬图5主梁弯矩效应臂施T阶段的体系稳定；临时支座解锁后为单向活动支座，使V形墩底在跨中合龙过程为单向滑动铰支承，实现上述设计意图；墩底设计了布置顶推和限位千斤顶等的相应构造。通过球钢支座提供较大的竖向承载力、良好的转动性能和滑动性能(滑

7、动摩擦因数只有O．3～0．8)，使施工状态符合设计假设条件(墩顶滑动铰支承)．解决了张拉跨中合龙钢束的不利二次力图G截面上缘应力效应，使施丁各阶段的受力、位移变形等都可精确计算；．139m77e+000和控制。醺富。01~1e+0002．]7212e+0(2)通过墩底顶推辅助措施，为主跨主梁截面提供。～~535926e+O0642i“e+0额外的预压应力，起到与跨中合龙预应力钢束相同的簟：：器效果。一一⋯(3)通过高精度的液压同步控制系统进行墩底顶簟一一推，严格监控顶推力、墩底位移和结构变形。图7截

8、面下缘应力V型墩底采用滑动铰支承，可以很好地改善张拉跨中合龙预应力钢束的作用效应。(1)图1O～图14是V型墩底滑动铰支承条件下的跨中合龙预应力钢束作用效应：很明显，墩底为滑动铰支承时，跨中合龙预应力钢束的作用有效地提供给了主梁，跨

9、}I主梁截面下缘得图8主梁位移变形可以看出，墩底为固结时，张拉跨中合龙预应力钢墓束的作用将转化为墩底向外的水平反力并产生主梁轴向拉力和正弯矩等超静定不利二次力作用，大大抵消了主跨合龙钢束施加给主梁的预压应力。图10主梁轴力效应№】201,