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高速公路改扩建互通立交桥快速修建关键技术研究

高速公路改扩建互通立交桥快速修建关键技术研究

  • 分类:课题研究
  • 作者:
  • 来源:
  • 发布时间:2015-10-01
  • 访问量:0

【概要描述】

高速公路改扩建互通立交桥快速修建关键技术研究

【概要描述】

  • 分类:课题研究
  • 作者:
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  • 发布时间:2015-10-01
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一、课题来源
    河北省交通运输厅科学技术计划项目
二、适用范围
    适用于要求“充分利用原有交通设施”、“减少对既有交通流影响”要求的桥梁工程。
三、国内外相关技术现状
    上部结构预制拼装始于上世纪60年代,法国在塞纳河上修建第一座节段预制梁装配桥。之后法国于1986年修建了世界首座波折腹板组合结构桥梁,日本于法国之后对其进行了较为详细的研究与应用,奠定了装配式钢箱叠合梁的基础。
    内陆地区从90年代开始引入快速装配桥梁施工技术,当时国内快速装配式桥梁的研究主要集中在混凝土节段拼接技术的和组合结构桥梁上面。2003年起,同济大学等高等院校纷纷加大了对组合结构桥梁的研究,深入的研究了组合钢板梁,波形钢腹板组合箱梁,组合桁架桥,组合刚构桥等技术特点,为我们组合结构的快速发展奠定了基础。
四、研究内容
1、研究成果
    经过研究确定的快速修建技术方案如下:
上部结构一般采用装配式组合钢箱梁结构形式,
盖梁采用外包钢内填充混凝土结构形式,
桥墩采用钢管混凝土柱结构形式,
基础采用钻孔灌注桩基础形式,
盖梁与钢管混凝土柱的连接采用焊接方式,
钢管柱与桩采用法兰盘加承台的方式进行连接。
    通过互通立交改扩建快速修建技术研究,结合现场试验数据,编制《快速修建技术装配式组合钢箱梁通用设计图》和《互通立交快速修建设计与施工技术指南》。
2、关键技术
1)装配式组合钢箱梁在工厂采用自动化流水线预制生产。其结构形式是在波形钢腹板上端焊接一块整平钢板,平钢板上焊接弯筋连接件。波形钢腹板下不安焊接钢套箱,钢套箱内填混凝土,通过新型桁架式连接件形成组合构件。箱室之间通过横隔板加强横向联系,确保其共同参与受力。预制好的装配式组合钢箱梁运输至桥位,现场拼装钢上翼板及梁体间横隔板,现浇桥面混凝土形成组合桥面板,形成桥梁整体结构。
2)先简支后连续的桥梁结构可大大减少桥梁接缝,提高行车平稳性和舒适性,且经济性高,施工速度快,适用范围广。混凝土梁桥主要通过在墩顶主梁上翼缘布置普通钢筋或预应力筋实现简支变连续,但装配式组合钢箱梁采用了组合桥面板、组合钢套箱等组合构件,分析混凝土及剪力连接件受力分配问题及结合部传力机理问题,实现了负弯矩区组合构件的钢构件和混凝土构件的连续化。
3)本研究又一重要关键技术问题在于,需要开发一种既能满足结构可靠性,同时又能快速拼装的盖梁—承台—桥墩三者者间连接方法。目前盖梁、桥墩、承台三者连接形式往往为钢筋湿接缝法和预应力筋干接缝法,本研究在原有两种传统方法基础上,研发便于快速定位拼装、连接可靠的装配式桥墩盖梁连接方法,并分析了不同连接方式及多种荷载作用下的受力性能。
4)装配式组合钢箱梁中,组合桥面板支撑在波形钢腹板上,直接承受活载。本研究提出了多种创新形式的组合桥面板,并对其承载性能、长期力学性能、剪力连接件比选等进行研究,提出合理的组合桥面板结构形式,并对其计算方法进行深入研究。
3、主要技术指标

适用范围:
 跨径20m、25m、30m,钢箱高度分别为1.3m、1.5m、1.7m;
 上部结构形式分为:预应力简支桥面连续、预应力先简支后连续结构;
 伸缩装置型号不宜大于80型,单联长度小于100米并不超过5孔,
 适宜采用圆形橡胶板式支座,
 下部结构采用柱式或薄壁+盖梁墩台。
五、技术应用情况
    根据依托工程实际施工记录,考虑一联三孔桥梁,上部结构36片梁,6个盖梁,6个桥墩共18个钢管混凝土柱、18个桩柱连接承台。完成一联桥梁各工序共需要时间31天,考虑流水作业、平行施工等合理组织施工方法,实际施工时间大约20天左右,基本可以实现快速施工的科研目标。
六、推广前景
    以完成一处匝道桥为例,使用快速修建方案施工,比现浇混凝土梁可节约1050万、比预制安装混凝土梁节约110万、比钢箱梁节约2800万,经济效益十分显著,而且施工工期短,仅从时间成本考虑就有明显优势。
快速修建技术方案的研究,可用于指导今后组合结构桥梁设计、施工、运输、安装等工作,提高工程的经济效益和技术水平,同时还可以推广环境保护的理念。由于本方案具有运输要求低、跨度大、承载能力高、适用性强等特点,适用于特殊要求的施工环境,具有巨大的社会意义。

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