連續(xù)箱梁橋的發(fā)展

連續(xù)箱梁橋的發(fā)展預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋是預(yù)應(yīng)力橋梁的一種，它具有整體性能好、結(jié)構(gòu)剛度大、變形小、抗震性能好的優(yōu)點(diǎn)，又加上預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋橋型的設(shè)計(jì)施工均較成熟，施工質(zhì)量和施工工期能得到控制，成橋后養(yǎng)護(hù)工作量小，使得這種橋型在公路和鐵路橋梁工程中得到廣泛采用。我國(guó)自上世紀(jì)50年代中期開(kāi)始修建預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋，至今已有50多年的歷史，比歐洲起步晚，但近年來(lái)發(fā)展迅速，在預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、試驗(yàn)研究、預(yù)應(yīng)力材料及工藝設(shè)備、施工工藝等方面日新月異，預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的設(shè)計(jì)技術(shù)與施工技術(shù)都已達(dá)到相當(dāng)高的水平。箱形截面能適應(yīng)多種使用條件，特別適合于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋、變寬度橋。箱梁有較大的抗扭剛度，應(yīng)力值較低，徐變變形較小，箱梁截面有單箱單室、單箱雙室或多室，早期為矩形箱，逐漸發(fā)展成斜腰板的梯形箱。連續(xù)箱梁具有橋面接縫少、剛度大、整體性強(qiáng)，外形美觀，便于養(yǎng)護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)上世紀(jì)70年代公路上開(kāi)始修建連續(xù)箱梁橋，到目前為止已建成了多座絕續(xù)箱梁橋。進(jìn)入二十一世紀(jì)，中國(guó)高速鐵路實(shí)現(xiàn)了跨越式的發(fā)展，根據(jù)國(guó)家中書(shū)期路網(wǎng)規(guī)劃，到2020年，全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程將達(dá)到12萬(wàn)公里以上，客運(yùn)專線1.。萬(wàn)公里以上。在客運(yùn)專線上，橋梁占了較大的比例，比如京滬高鐵全線橋梁占8濺京津城際橋梁比例更是達(dá)到8踐。其中，連續(xù)箱梁得到了大量的應(yīng)用。連續(xù)箱梁橋的施工方法多種多樣，只能因時(shí)因地，根據(jù)安全經(jīng)濟(jì)、保證質(zhì)量.降低造價(jià)、縮短工期等因素綜合考慮選擇.一般常用的方法有:立支架就地現(xiàn)澆.預(yù)制拼裝、懸臂澆筑、頂推、用移動(dòng)模架逐跨現(xiàn)澆施工等團(tuán)，1.2問(wèn)題的提出及意義1.2.1選題的背景橋梁的壽命周期分為施工階段和使用階段，結(jié)構(gòu)工程師通常比較重視橋梁的使用年限期間的安全問(wèn)題，容易忽視橋梁在施工階段所面臨的結(jié)構(gòu)安全、強(qiáng)度和穩(wěn)定等方面的問(wèn)題.20世紀(jì)60年代以前，傳統(tǒng)的搭材為方木、圓木、萬(wàn)能桿等重型鋼木材料。用這些材料不做計(jì)算和設(shè)計(jì)一般也可以滿足穩(wěn)定性等要求，但是會(huì)用掉大量木材和鋼材，耗資和工作量都很大。上世紀(jì)60年代以后，隨著各種新型鋼管腳手架的出現(xiàn)，支架現(xiàn)澆施工中逐漸采用了鋼管支架，如碗扣式腳手架已經(jīng)在各種橋梁現(xiàn)澆施工中得到了廣泛的應(yīng)用。鑰管支架具有彈性變形和非彈性變形量小，剛度和強(qiáng)度大的優(yōu)點(diǎn)，因而能保證現(xiàn)澆混凝土梁的質(zhì)量。但對(duì)于大型超高的工程建設(shè)，鋼管腳手架由于屬于細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，由于豎向偏心距和結(jié)構(gòu)初始缺陷等因素的存在，很可能使支架發(fā)生失穩(wěn)破壞。近些年來(lái)，工程施工中出現(xiàn)了用組合支架施工方法來(lái)代替單一的滿堂支架施工，傳統(tǒng)的滿堂支架地基處理一次性投入處理費(fèi)用高，當(dāng)添加施工荷載時(shí)地基可能出現(xiàn)不均勻沉降，從而造成混凝土質(zhì)量不同程度的損傷。同時(shí)滿堂支架也無(wú)法滿足橋跨以下交通需要。所謂的組合支架，是指在施工中使用碗扣式腳手架，貝雷梁，大直徑鋼管柱等構(gòu)件來(lái)搭建施工的支撐體系。組合支架改善了支架現(xiàn)澆施工的穩(wěn)定性，也使得施工更加地便捷[ll.碗扣支架、大直徑鋼管柱配合貝雷架搭設(shè)的組合支架較其它方法施工簡(jiǎn)單、速度較快，其結(jié)構(gòu)受力也較合理.由于組合支架的優(yōu)越性，組合支架在工程施工尤其在跨越交通線路的橋梁施工中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。支架的節(jié)點(diǎn)和桿件成千上萬(wàn)，計(jì)算復(fù)雜，至今沒(méi)有準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)和計(jì)算支架支撐系統(tǒng)的計(jì)算模型，計(jì)算方法和計(jì)算程序，在橋梁施工中，施工技術(shù)人員和監(jiān)理工程師也只能憑經(jīng)驗(yàn)和局部驗(yàn)算支撐強(qiáng)度來(lái)搭設(shè)支架，因而在施工過(guò)程中存在較大的施工安全隱患。同時(shí)，支架現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工中，在張拉前后，梁體受力有很大的變化，張拉導(dǎo)致梁體上拱，部分梁體段與支架脫離，梁體重量由其余支架承擔(dān)，使得部分支架受力突然增大，而支架設(shè)計(jì)與驗(yàn)算是按照梁體線密度計(jì)算梁體重量，未考慮張拉導(dǎo)致的支架內(nèi)力重分布。隨著我國(guó)大跨度橋梁的高速發(fā)展，大型、超高的支架在工程建設(shè)中的應(yīng)用也日益廣泛，支架的穩(wěn)定問(wèn)題更顯得尤其重要。支架在橋梁結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程中要承受模板以及上部結(jié)構(gòu)傳遞下來(lái)的荷載，由于豎向偏心距和結(jié)構(gòu)初始缺陷等因素的存在，很可能使支架發(fā)生失穩(wěn)破壞，經(jīng)常發(fā)生支架倒塌事故。因此，對(duì)支架現(xiàn)澆施工中大直徑鋼管柱和碗扣式腳手架鋼管進(jìn)行穩(wěn)定性分析就顯得十分必要和有意義.1i2t支架倒塌施工工程實(shí)例由于支架設(shè)計(jì)和施工中存在的種種問(wèn)題，支架施工事故也層出不窮，給國(guó)家和人民生命財(cái)產(chǎn)造成很大損失1996年12月，廣東韶關(guān)坪乳公路白橋坑特大型橋施工過(guò)程中，由于貝雷梁組成的組合支架發(fā)生大彎曲變形，失穩(wěn)倒塌，造成32人死亡，59人受傷的重大事故。1998年9月，青海省橋頭電廠某冷卻塔施工中，模板支撐失穩(wěn)，全部倒塌，造成4人死亡，10人重傷，38人輕傷的重大事故。2000年11月27日，深圳鹽壩高速公路起點(diǎn)高架橋模板支架倒塌，造成19人受傷，5人重傷。2002年6月8號(hào)，即將竣工的湖南株洲石峰大橋施工現(xiàn)場(chǎng)主橋和河?xùn)|引橋連接處龐大的支模鋼管轟然倒塌，正在上方施工的工人隨著幾百噸重的現(xiàn)澆箱梁，自18米的高空墜下，造成1人死亡，至少10人受傷。2003年6月24日，山東青島市某橋梁施工工地正在綁扎的墩柱鋼筋籠及腳手架突然傾倒，造成4人死亡、4人重傷。2004年1月15日，南京雙橋門(mén)高架雨花鐵路站附近一跨模板支架倒塌，造成4人重傷，20人輕傷。2004年12月13日，廣清高速公路連接線主線工程正在施工的一段高架橋支架發(fā)生坍塌事故，造成1人死亡，1人失蹤，7人受傷。2007年6月13日，在建珠江黃埔大橋支架倒塌，被埋4人，2死2傷，數(shù)名施工工人被埋在水泥漿和鋼管中.2010年l月3日，昆明在建新機(jī)場(chǎng)配套引橋工程立交橋在澆筑過(guò)程中發(fā)生支模架垮塌事故，該起事故導(dǎo)致41人死傷，其中7人死亡，8人重傷，26人輕傷，現(xiàn)場(chǎng)一片狼藉，如圖1一1。2010年1月12日，蕪湖市華強(qiáng)文化科技產(chǎn)業(yè)園配送中心工地在混凝土澆筑過(guò)程中發(fā)生腳手架倒塌事故，造成15名工人被埋，共造成8人死亡。2010年l月12日，貴州福泉市利森水泥廠一處工地腳手架發(fā)生倒塌，事故造成8人死亡，2人受傷。2010年l月21日，滬杭高鐵嘉興大橋段工地發(fā)生腳手架倒塌事故造成現(xiàn)場(chǎng)工作的3名施工人員被壓，如圖l一2。扣式支架節(jié)點(diǎn)在荷載作用下都會(huì)傳遞一些彎矩而同時(shí)又會(huì)產(chǎn)生一定的變形，節(jié)點(diǎn)性能介于剛性連接和鉸接連接兩個(gè)極限狀態(tài)之間，屬于半剛性的連接。cloy通過(guò)理論分析，可以看出，步距，縱橫距和剪刀撐都會(huì)影響碗扣支架的穩(wěn)定性，步距為1.。時(shí)屈曲荷載為73.}1，當(dāng)步距增大至1tsr}}屈曲荷載只有39，82曰，減少了}i。隨著剪刀撐的較少，碗扣支架的屈曲荷載不斷減少，可以看出完全在有剪刀撐的情況下，支架的屈曲荷載從57f增加到}*kN，增加了26f。隨著縱橫距的增大，碗扣支架的理論屈曲承載力也不斷減小。7.2展望由于本人學(xué)識(shí)和能力有限，論文還有待進(jìn)一步深入。在今后的工作中應(yīng)該在一下方面做進(jìn)一步的研究。(1)預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁在施工過(guò)程中溫度和收縮徐變等因素在箱梁內(nèi)力變化中影響大小還需要進(jìn)一步的分析和研究，總結(jié)出各種因素的在箱梁內(nèi)力變化中的作用大小。(2)在對(duì)支架進(jìn)行穩(wěn)定性分析時(shí)，需