一种非对称施工连续刚构桥及施工方法与流程

本发明涉及连续刚构桥梁施工建设，具体涉及一种非对称施工连续刚构桥及施工方法。

背景技术：

1、桥梁根据经济指标，相同跨径下，造价比较如下，混凝土桥＜钢桥＜混合梁桥。鉴于山区地方，如四川、云南和贵州等西南地区经济相对落后，地方交通投资能力和桥梁服役期管养技术能力薄弱，混凝土桥将是很好的一种桥梁方案。在桥梁主跨在50m～300m范围内时连续梁桥和拱桥是优选桥型方案，拱桥对桥址地质要求较高，施工风险也相对较高，造价相对较高。而连续刚构桥凭借其跨越能力、优越的静动力受力性能，造价优势等突出优点而在相对长的时间内成为该跨度范围内跨越水道航道和深沟峡谷的首选桥型，但其工程实践也表明，在山区跨越深沟缓岸地形或库区时，受地形地势、行洪通航、风景名胜区、珍惜鱼类保护区和既有交通状况等因素影响时，导致桥梁主跨无法调整，无法保证合理的跨径搭配，常产生边中跨比小于0.5的情况，此时常规连续刚构桥已不适用，为了继续发挥连续刚构桥的优势，对常规连续刚构桥进行改进。

2、申请公布号为cn112900274a的专利申请，利用单箱多室断面边跨段和多箱多室断面主跨悬浇梁段的不同的箱梁竖向腹板(边跨箱梁竖向腹板和中跨箱梁竖向腹板)高度和厚度，来解决桥梁边跨与中跨主梁节段自重关于桥墩的不平衡情况，维持施工过程中桥墩“零”弯矩状态。该申请利用改变边跨箱梁和中跨箱梁的高度和厚度实现桥墩两侧施工平衡，这种为了平衡去改变边跨箱梁结构形状，在建设完成后，会导致边跨一侧产生巨大的施工浪费。并且该申请通过改变顶板或腹板厚度实现零弯矩，在结构上采用变厚度是会大大增加钢筋绑扎难度和施工难度的。

3、公开(公告)号：cn108867393a一种大跨连续刚构桥体外预应力加载体系；公开了桥体包括箱梁顶板、箱梁底板，以及左侧中支点隔板、右侧中支点隔板。所述桥体于跨中位置在箱梁底板底面上固定设置外置转向支架，该外置转向支架的下端安装转向器。体外预应力束布置在主跨跨度范围内，经转向器转向形成折线状，两侧分别穿过预埋在箱梁底板内的无缝钢管进入桥体内，且分别锚固于左侧中支点隔板、右侧中支点隔板上。该文献公开了体外预应力束(20)布置在主跨跨度(l)范围内，由于刚构桥桥梁主跨距离长，结构不对称，支撑点少，相对于常规桥梁，对桥体的结构强度要求高，单一的钢束设置形式无法满足连续刚构桥的结构强度。

技术实现思路

1、本发明的目的即在于克服现有技术不足，提供一种非对称施工连续刚构桥及施工方法，解决针对常规连续刚构桥在特殊项目中应用的局限，以及现有连续刚构桥需维持施工过程中桥墩“零”弯矩状态，导致施工浪费，以及现有连续刚构桥钢束设置形式无法满足大跨度桥体结构强度的问题。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种非对称施工连续刚构桥，包括桩柱式桥台、边跨通长腹板束、节段腹板束、节段顶板束和主墩桩结构，连续刚构桥一侧由外向内分别设置桩柱式桥台和主墩桩结构，浇筑桩柱式桥台和主墩桩结构之间架设的边跨整体支架现浇段采用整体支架现浇而成，所述边跨整体支架现浇段的平交口段采用“大变宽喇叭形”箱梁结构，在边跨整体支架现浇段内张拉边跨通长腹板束，所述边跨通长腹板束两侧分别锚固在边跨整体支架现浇段两端，所述边跨整体支架现浇段向桥体中部连接处依次采用挂篮悬臂浇筑有多段主跨悬浇梁段，每段主跨悬浇梁段与边跨整体支架现浇段对应位置之间张拉节段腹板束和节段顶板束，连续刚构桥两侧的主跨悬浇梁段通过一段跨中合龙段共同组成连续刚构桥箱梁，在跨中合龙段的两侧对称主跨悬浇梁段之间张拉中跨底板束。

4、进一步的，所述主墩桩结构包括主墩桩基础和排架双圆墩，主墩桩基础和排架双圆墩都双桩柱墩结构，排架双圆墩设置在主墩桩基础上构成桩柱式桥墩，根据墩高设置中系梁，排架双圆墩顶部与边跨整体支架现浇段连接；所述排架双圆墩顶部延申至箱梁翼缘板底部。

5、进一步的，在边跨整体支架现浇段的平交口段底部设有边跨短底板束，所述边跨短底板束外端锚固在边跨整体支架现浇段外端上，所述边跨短底板束内端通过齿板锚固在边跨整体支架现浇段底部。

6、进一步的，在主墩桩结构外侧的边跨整体支架现浇段底部设有边跨通长底板束，所述边跨通长底板束外端锚固在边跨整体支架现浇段外端上，所述边跨通长底板束内端通过齿板锚固在靠近主墩桩结构的边跨整体支架现浇段底部。

7、进一步的，在边跨整体支架现浇段内一个纵向面设有至少三束边跨通长腹板束；一个纵向面的每根边跨通长腹板束在边跨整体支架现浇段外端面分层设置，每根边跨通长腹板束从边跨整体支架现浇段底部铺设穿过，每根边跨通长腹板束内端分层穿过主墩桩结构上的箱梁，端部再锚固在边跨整体支架现浇段内端面。

8、进一步的，所述节段腹板束呈拱形状布置在桥体内两侧，节段腹板束端部采用边跨节段腹板束齿板进行张拉锚固；所述节段顶板束呈水平状布置在桥体顶部内两侧，节段顶板束端部采用边跨节段顶板束齿板进行张拉锚固。

9、进一步的，所述桩柱式桥台顶部台帽通过支座与边跨整体支架现浇段连接；所述桩柱式桥台根据地基承载力和地形选用轻型桥台、重力式桥台、埋置式桥台或组合式桥台，当主桥接引桥时，所述桩柱式桥台替换为交接墩。

10、进一步的，所述边跨整体支架现浇段箱梁截面由标准截面增加箱室，形成变箱室箱梁，在变箱处设置横隔板；

11、边跨整体支架现浇段覆盖在排架双圆墩上，施工时采用钢管桩支架整体一次浇筑完成。

12、进一步的，所述边跨整体支架现浇段与相邻联桥梁间或台后路基间采用聚氨酯无缝伸缩缝连接。

13、本发明通过下述另一技术方案实现：

14、一种非对称施工连续刚构桥施工方法，包括步骤：

15、步骤1、根据主跨长度和施工设备条件，将上部结构箱梁主跨侧划分为2n+1段，包含2n个主跨悬浇梁段和1个跨中合龙段，边跨侧和0#块箱梁组成边跨整体支架现浇段，共计1段；

16、步骤2、施工下部主墩桩结构以及施工桩柱式桥台；

17、步骤3、采用钢管桩支架或满堂支架施工边跨整体支架现浇段，待混凝土强度达到设计要求后，张拉边跨通长腹板束，该钢束采用两侧张拉，一侧锚固在边跨端部，一侧锚固在主跨侧0#块与1#块界面；张拉边跨通长底板束和边跨短底板束；

18、步骤4、拆除边跨钢管桩支架或满堂支架；

19、步骤5、在主跨侧拼装挂篮并进行预压，绑扎钢筋，然后浇筑1#节段，待混凝土强度达到设计要求后，张拉1#节段对应的节段腹板束和节段顶板束，节段腹板束采用边跨节段腹板束齿板进行张拉锚固，节段顶板束采用边跨节段顶板束齿板进行张拉锚固；

20、步骤6、移动挂篮，绑扎钢筋，浇筑2#节段，待混凝土强度达到设计要求后，张拉2#节段对应的节段腹板束和节段顶板束，主跨侧两种钢束按照常规做法进行张拉锚固，节段腹板束采用边跨节段腹板束齿板进行张拉锚固，节段顶板束采用边跨节段顶板束齿板进行张拉锚固；

21、步骤7、按照以上步骤循环：在主跨第n#节段施工完成后，在悬臂两端匀速同步施加水平顶推力，具体顶推力应结合合龙温度和墩身刚度进行计算得到；安装中跨合龙段的劲性骨架；立模，绑扎钢筋，浇筑跨中合拢段；待混凝土强度达到设计要求后张拉对应预应力钢束，包括中跨底板束；

22、步骤8、拆除挂篮，浇注桥面混凝土铺装；安装桥面附属设施，成桥运营。

23、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

24、1、本发明一种非对称施工连续刚构桥及施工方法，本发明边跨整体支架现浇段采用钢管桩支架或满堂支架整体现浇施工，相比常规连续刚构桥边跨采用挂篮悬臂浇筑施工工期更短，具有更好的经济效益；先整体现浇施工完边跨后，其边跨整体支架现浇段可以为主跨挂篮悬臂浇筑施工提供压重，杜绝了常规连续刚构桥对称悬臂浇筑施工时的不对称力倾覆问题；非对称施工方法有效降低了异形刚构因结构不对称导致的施工风险，边跨采用变宽变箱“大变宽喇叭形”箱梁，为平衡主跨自重和将路基上无条件布置的平交口移动到桥上提供了解决方案，同时解决了小边中跨比桥梁过渡墩出现负反力的问题；

25、2、本发明一种非对称施工连续刚构桥及施工方法，本发明的桥墩采用排架墩，圆柱桥墩接圆形桩基，不设置承台，大大降低了承台施工水下开挖难度，可以大大提高施工进度，同时排架墩比常规连续刚构桥空心薄壁墩接承台再接群桩更经济，受汛期影响也更小，充分考虑到了经济欠发达地区项目建设投资有限、施工单位技术能力有限、交通运输条件差、大型设备进场难等因素；

26、3、本发明一种非对称施工连续刚构桥及施工方法，对常规连续刚构桥进行特殊化设计，增加了连续刚构桥的适用范围，解决了小边中跨比连续刚构桥受力不对称、施工风险大等问题，可避免小边中跨比连续刚构桥墩附加弯矩超限和施工挂篮倾覆的问题；

27、4、本发明一种非对称施工连续刚构桥及施工方法，先整体现浇施工完成的边跨可以作为施工平台使用，可以为山区桥梁建设提供更多工作平台，同时浇筑主跨时，混凝土罐车可以上到边跨，为主跨悬臂浇筑施工时提供更短的混凝土运输距离，增大了施工的方便性。

28、5、本发明一种非对称施工连续刚构桥及施工方法，提供了非对称连续刚构桥钢绞线设计的思路，结合了常规现浇箱梁和常规连续刚构桥的钢束设计特点，边跨整体现浇施工结束后，张拉边跨通长腹板束，保证只有边跨时依旧能正常承受荷载；对于主跨悬臂浇筑时节段顶板束采用齿块锚固在边跨腹板与顶板倒角处；对于主跨悬臂浇筑时节段腹板束采用齿块锚固在边跨腹板与底板倒角处，解决了连续刚构桥非对称时候钢束设置困难的问题。

29、6、本发明一种非对称施工连续刚构桥及施工方法，产生了小边中跨比连续刚构，该刚构桥适用于边跨具备搭设钢管桩支架或满堂支架的条件，全桥只投入一对挂篮施工主跨悬臂浇筑段，实现非对称施工小边中跨比的连续刚构桥。