兴郭路跨苏嘉杭高速转体桥梁的设计与施工分析

1、 bridge & tunnel engineering 桥隧工程兴郭路跨苏嘉杭高速转体桥梁的宁卫强 ， 许俊德（苏州市交通设计院研究院有限责任公司 ， 江 苏 苏 州 215007）摘 要 ： 兴 郭 路 跨 苏 嘉 杭 高 速 公 路 桥 梁 使 用 预 应 力 混 凝 土 连 续 箱 梁 ， 采 用 转 体 施 工 ， 大 大 减 少 了 对 高 速 公 路 交 通 的 影 响 ，本文 主 要 介 绍 该 桥 的 设 计 与施 工 要 点 。关 键 词 ： 连 续 梁 ； 水 平 转 体 ； 设 计 ； 施工中 图 分 类 号 ： u445文 献 标 识 码 ： b文 章 编 号 ： 1

2、002-4786（2013）01-0073-03design and construction of twist bridge in xingguo roadcross sujiahang expresswayning wieqiang， xu junde(suzhou city traffic design institute research institute co., ltd., suzhou 215007, china)abstract: xingguo road cross the sujiahang bridge prestressed concrete box girder,

3、swivel erection, greatlyreducing the impact on highway traffic， mainly introduces the design and construction of the bridge.key words: continuous beam; horizontal swivel; design; construction0引言跨越有高速 公路桥梁时 常用的施工 方案有顶推箱 底 宽 12.0m， 外 侧 翼 缘 板 长 4.0m， 支 点 处 梁 高5.2m， 跨 中 梁 高2.2m，梁 底 缘 按 二 次 抛 物 线 变 化 。钢箱

4、梁 、 水平 转体 、 悬浇施 工 、 预制拼装 等 。 水平转体施工法 可以通过在 高速公路两 侧支架现浇 桥梁 结构， 利用转 盘 、 滑道、 牵引 设备将桥梁 结构转体 就位， 对交通 繁忙的高速 公路来说 ， 施 工期间对高 速公路的运 营影响小 ， 通 常为第一选 择 。苏嘉杭高速 公路是江苏 省 “四纵四横 四联 ”高速公路网的重 要组成部分 ， 也是苏州市 南北向唯一 的 快速通道 ， 不 但沟通着苏 北与苏南的 经济联系 ， 也 促进了江苏 省与浙江省 的往来 ， 交通 运输压力一 直很大。 兴郭路 跨苏嘉杭高 速公路的桥 梁方案经过 前 期比选 ， 为最 大限度的减 少对苏嘉

5、杭 高速公路的 交 通影响 ， 最终 确定为水平 转体施工 法 。 以 下 结 合该 桥的设计、 施工情况， 介绍连续梁水平转体技术 。1 设计要点腹 板 厚 5080cm， 底 板 厚 度 2570cm。 为 减 少 施 工期间对高速公路交通的影响， 采用水平转体施工 。1.2主墩设计主墩采用薄 璧墩 身 ，墩 身 厚3m， 宽12m，墩 高约 为8m， 上 承 台 纵 向 宽7m， 横 向 宽14.2m， 上 承 台厚 2m， 下 承 台 纵 向 宽 11.2m， 横 向 宽 14.2m， 下 承 台 厚2.5m， 群 桩 基 础 。 上 下 承 台 之 间 留 20cm空 隙 ，待 转

6、体 完 成 后 用c50微 膨 胀 混 凝 土 填 充 。如图1所 示。主 墩 构 造1.1上部结构兴 郭 路 跨 苏 嘉 杭 高 速 公 路 大 桥 主 桥 采 用 55 +85+55m预 应 力 混 凝 土 连 续 箱 梁 结 构 。 上 部 构 造 为变 截 面 单 箱 双 室 ， 垂 直 腹 板 ，单 箱 顶 宽 20.0m， 单图1主墩一般构造图 2013年1月 第1期73设计与施工分析桥隧工程 bridge & tunnel engineering1.3 转动体系构造本桥采用以 中心支承为 主 ， 结合滑道 支承的转动 体 系 。 磨 心 设 计 在 下 承 台 上 ， 高 出 承

7、 台 26.6cm， 磨心直径为3m， 为半径10m的曲面， 球面矢高11.3cm， 磨 心 中 心 设 计 为 直 径 20cm， 高 度 70cm 钢 柱 ， 钢 柱 表面镀 铬与磨盖 中的钢套筒 相 结 合 形 成 转体的中心 转动轴。 滑道、 环道平面布置如图2所示。图4滑道构造大样图 1.4磨心平均应力的计算假设全部转 体重量由磨 心支承 ， 则磨 心平均压应力， 经简化 计算 ：=g/s=g/（r12-r22）kpa（1）式 中 ： g转 体 总 重 量 ， kn， 为 箱 梁 、 墩 身 、 上承台重量=65 138kn；s磨心水 平投影面积 ， m2； 磨心与 磨盖接触系 数

8、， 一般取0.7； r1磨心水 平投影半径 ， m； r2磨心中 心钢轴半径 ， m。1.5顶推力的计算在 转 体 时 ， 要 求2台 千 斤 顶 对 称 布 置 在 下 承 台 的反 力座上同时 等速施加 顶推力 。 根据 全部转体重量由磨心支 承的假定 ， 以 磨心的钢轴 为中心 ， 建立 力学平衡方 程 ：图2滑 道 、 环道平面布置图 磨盖为上承 台与磨心的 接触部分 ， 为 了方便磨合减小起吊 重量 ， 上承台 分两次浇筑 ， 先浇筑磨盖 部 分 ， 磨 盖 尺 寸 为3.53.51.0m， 其 重 量 为32t。 磨心、 磨盖 构造如图3所 示。由 于 箱 梁t构 的 前 后 左

9、右 重 量 相 对 磨 心 很 难 保 证 平 衡 ， 箱 梁 转 体 稳 定 由 滑 道 来 控 制 ， 滑 道 下 层为 宽度50cm， 半径为5.3m， 下部设 置 厚 度1cm的a3 钢 板 和5mm厚 的f4钢 板 ， 上 部 为 厚 度1cm的a3钢 板 和厚 度5mm的不锈钢 板和组成 ， 在 浇 筑 上 承 台 时 预 埋道 上承台支腿 下侧 。 滑道构 造如图4所 示。环 道 是 桥 梁 转 体 过 程 中 千 斤 顶 的 反 力 支 座 系统 ， 环 道 与 下 承 台 一 次 浇 筑 成 型 。 环 道 半 径 为7m，上面预 留3030cm槽口， 槽口 深50cm。m顶

10、 推 m摩 擦（2）式中： m顶 推 顶推力 产生的顶推 力矩 ， kn/m；m摩 擦 磨 心 和 磨 盖 之 间 摩 擦 产 生 的 摩 擦 力 矩， kn/m。m顶 推 fl（3）式 中 ： f2台 千 斤 顶 的 顶 推 力 合 力 ， 若 2台 千 斤顶出 力相同 ， 则每 台千斤顶 的顶推力0.5f/kn；l千 斤 顶 作 用 点 距 离 磨 心 的 钢 轴 中 心 的 水平距离 ， m。m摩 擦 2g（r13-r23）/3（r12-r22）（4）式 中 ： 磨 心 与 磨 盖 之 间 的 摩 阻 系 数 ， 静 摩 阻系 数取0.15， 动摩阻 系数取0.08。上 转 盘钢 套 管

11、dw=23cm， t=1.0cm内 表 面 镀 铬1.6合拢段长度 计算如 果 两 个t构 同 步 转 体 ， 不 考 虑 预 埋 钢 筋 的 问 经 分 析 可 知 最 不 利 的 情 况 应 该 是 两 个 t构 角 点r=10.1m302题 ，zg45钢 柱dw=20cm钢 柱 头 倒 角 、 光 滑 ， 表 面 镀 铬相互触碰在 一起 ， 可得到 下列公式 ：（l-x）/2）2+b2/4=（l/2）2计算得 ： x=l-（l2-b2）0.5式中： l主 跨跨径 ；b桥梁全 宽 。r=10m（5）r=2cm302下 承 台如 果 两 个t构 不 同 步 转 体 时 ， 不 考 虑 预 埋

12、 钢 筋图3磨 心 、 磨 盖 构 造 图交 通 标 准 化741811.437.911.326.6234822 bridge & tunnel engineering 桥隧工程的 问 题 ， 经 分 析 可 知 最 不 利 的 情 况 应 该 是 一 个 t构常。 如果两侧 梁端标高偏 差较大 ， 应停 止转体 ， 在标高较高的 一侧加载平 衡配重 。转 体 就 位 ，另 外 一 个t构 的 一 个 角 点 与 已 就 位 箱 梁中心相互碰 触 ， 可得到下 列公式 ：（l-x）/2+（b/2）2+（l-x）/2）20.5=l计算得 ： x=b2/4l结论兴 郭 路 跨 苏 嘉 杭 高 速

13、公 路 大 桥 顺 利 完 成 施 工 ，结 合设计与施 工工程中 出现的问题 有以下体会 。3（6）一般合拢段 最小长度应 该由上述计 算数值加上预留钢筋的 长度之和求 的 。2施工要点2.1磨心施工3.1转 体 施 工 法 和 挂 篮 施 工 法 相 比 较 ， 由 于 挂 篮施工 阶段较小而 且主要是 高空作业危 险性较大 ， 施工需设置防 护栅 ； 而转体 施工箱梁采 用满堂支架 施 工分段可以 增长 ， 可以节 省大量锚具 ， 加快施工进度， 施工简单 容易控制 。 相 对挂篮施工 来说对桥梁所跨河道 、 公 路、 铁路的影 响也较小 ， 设 计桥面标 高也较挂篮 施工低 。磨心模板

14、根 据磨心直径 制作定型钢 模 ，钢模安装固定在下 承台顶面 ， 磨 心的球面通 过按照设计 的球型直径定 做的母线器 来形成 。 在安 装磨心钢模 过 程中要严格 控制模板顶 面高程 。2.2 磨盖施工把磨心做为 底模进行磨 盖的浇筑 ， 磨 心的外底模为砌砖然 后中间填砂 ， 顶层为砂浆 抹面 ， 隔水层 为sbs防 水 油 毡 层 。 磨 盖 施 工 完 毕 并 达 到 设 计 强 度的90%后用 千 斤 顶 将 磨 盖 与 磨 心 分 离 ， 搭 建 贝 雷 梁 桁 架 于 下 承 台 上 ， 然 后 吊 起 磨 盖 之 后 ， 由 工 人 清除磨心处垃圾杂物， 清理完毕后放下磨盖开始

15、磨合 。2.3 磨心磨盖的磨合磨心和磨盖 的磨合方法 参考以往经 验 ， 采用水磨 法 。 即 在 磨 盖 周 围 砌 筑 水 池 ， 使 水 面 高 于 磨 合 面 ， 这 样 水 可 以 浸 入 磨 合 面 起 到 润 滑 和 降 温 的 作 用， 再磨合过程 中要不断从 磨盖顶注水 ， 这样磨合产生的磨渣 可以通过水 流带出 。 采用 水磨法大大 节 省磨合时间 ， 并且磨合效 果也明显较 好 。 磨心和磨盖 磨 合 完 毕 ， 验 收 合 格 后 在 磨 心 涂 上 1cm 厚 的 黄3.2通 过 监 测 转 体 顶 推 力 数 据 ， 转 体 结 构 初 始 起动 力 约 为 规 范

16、 计 算 值 的 2倍 左 右 。结 构 转 动 后 ， 实测 顶 推 力 约 为 按 规 范 计 算 值 的 0.71倍 ， 主 要 是 因为理论 简化受力状 态与实际复 杂情况不符 ， 可进一 步进行研究 。磨 心 、 磨 盖 要 保 证 平 稳 坚 固 ， 在 磨 合 的 过 程3.3中采用 水磨法工艺 磨合 ， 不仅 节省了工期 ， 同时磨渣可随水流 出 ， 磨合面平 整 。 避免了由 于干磨法施 工造成转体 驱动力较大 ， 转体不稳 ， 甚 至会出现箱 梁转体段无 法转动等不 利情况 。3.4转 体 合 拢 段 施 工 时 最 理 想 的 状 态 为 在 既 有 高速 公路中分带 内

17、支架现 浇或挂模施 工 ， 对通行能 力影响最小 。 桥 梁宽度越大 、 跨线桥与高 速公路的交 角越大 ， 合拢 段施工时对 高速公路的 通行影响就 会 越大。3.5转 体 施 工 技 术 应 用 将 会 越 来 越 广 泛 。 兴 郭 路油，2.4然 后将磨盖放 下 ， 继续进 行上承台施 工 。滑道施工在 以 往 转 体 桥 梁 施 工 过 程 中 滑 道 f4 钢 板 容 易跨苏 嘉杭高速公 路大桥的 设计 、 施工技 术资料 ， 对该类桥型今 后的设计 、 施 工及进一步 发展提供了 有 益经验 。参考文献被挤 压变形 ， 为了 防止此类 问题的再次 发生 ， 本工程 采 用 a3钢 板 和 f4钢 板 在 厂 家 加 工 黏 结 ，合拼 装 。2.5箱梁转 体现 场 组张联燕 ，等 桥 梁转体施工m 北京：人民交 通1出版社 ， 2003.2 陈 宝 春 ， 孙 潮 ， 陈 友 杰 桥 梁 转 体 施 工 方 法 在 我 国 的 应 用 与 发 展 j 公 路 交 通 科 技 ， 2001， （2）：56-57.3 周 文 胜 ， 朱 根 云 ， 许 柏 民 g312跨 沪 宁 高 速 公 路跨线桥转体施工j 桥梁建设， 2004， （1）： 68-69.根据箱梁浇 筑过程中对