空心板桥加宽预压施工工艺分析及应用
邓苗毅，李广慧
（郑州航空工业管理学院土水建筑工程季院，河南郑州450015）
[摘票】分析了在对新加宽部分桥架施加预压作用力条件下，谈筑新旧结构迹接处混凝土的公路空心板桥加宽演压施工工艺，提出了该预压施工工艺结构计算分析的基本原理、方法和实现步疆，井在基工程实例桥加宽改留施工 中进行了成功应用.
[关键司]装配式空心板桥：加宽：预压：结构计算
[中图分类号]U445 [文献标识码]A [文章编号]1002-8498（2010）07-0070-03
Analysisand Applicationfor thePreloadingTechnology in Widening Construction of Cellular Slab Bridge
Deng Miaoyi Li Guanghul
(Clilge e Ciil Eaginriag Zhnghou ltinr of Aerontieal Indutry Manee Zhgheu Be* nan 450015 Chisa)
Abstract ; The preloading technology is analysed in which concrete is poured into the joint ef mew andformer structure with preloading on the new structure for the widening construction of highwayprefabricated cellular slab bridge. The basic principle method and realization approach of strueturelpo dpdodo d putation method are succeasfully spplied to the actual bridge widening projeet.
Key words ;assembled cellular slab bridge; widening: preloading;structural putation
桥梁的加宽改造是公路扩宽工程中的重要内容和连为一体.该方案将加宽桥、原桥之间联系成整体，拼车的舒适性与安全性.大多数公路扩建工程中桥梁横向拼接加宽采用了这种拼接形式.
关键环节.装配式预应力混凝土空心板桥是一般公接后桥梁整体性较好.有利于减小各种荷载（包括基路和高速公路申小跨径应用较为广泛的桥型，对其始不均匀沉降、汽车荷载、温度荷载等）作用下新老桥加宽改造相关技术进行系统研究分析具有重要的工程连接处产生过大的变形，有利于保证桥面的平整和行 实际应用价值.
针对公路装置式空心板桥，分析了在新旧结构间设置后浇带、在对新加宽部分桥梁施加预压作用力条 件下、浇筑新旧结构（含整架和空心板）连接处混凝土的新施工工艺，提出了该预压施工工艺结构计算分析的基本原理、方法和步骤，并在工程实例桥加宽改造施工中进行的应用验证.
地基基础的不均匀沉降是影响桥梁加宽效果的关健因 对于加宽拼接的装配式空心板桥，新旧桥梁结构素之一”.桥梁新旧结构地基基础的不均匀沉降将导致上部湿截土结构的变形和内力量分布，面内力和变 形的变化将影响结构的正常使用性能和结构安全性能.
1装配式空心板桥加宽关键因素分析及预压施工工艺
空心板桥紫加宽预压施工工艺是指在施工中，事先在新旧结构连接处预留施工缝（混发土后绕带）： 新增部分桥梁结构全部安装施工后（桥面水泥混土
公路装配式预应力空心板桥拼接加宽新旧结构间接；上部构造与下部构造均连接：上部构造相互连接、 的连接可分为3种方案：上部构造与下部构造均不连下部构造不连接.上部构造与下部构造均连接的加宽方案，将新加宽桥梁的上部结构与原桥对应部位横向 通过植筋、浇筑湿接缝等方式连接起来，原桥下部结构的桥墩、桥台帽梁和系繁也通过植筋技术和新加宽部分相应部位的钢连接，然后浇筑土，将新老桥梁
万方数据
完成.
受压的地基基础会向上回弹，由此对新加宽桥聚结构部分形成一个向上的作用力，部分抵消新旧桥梁结构基础不均匀沉降对结构的作用力，减小车辆荷载作用 下新旧结构连接处的控应力.
预压施工步骤：①在新旧结构盖梁、空心板间设置桥面堆载砂袋：③保持堆载作用，晓筑盖梁、空心板连装层达到设计强度后，缴除砂袋堆载，进行后续施工.
2空心板连接处应力模拟计算原理
在新加宽桥面上实施预压作用力的条件下，烧筑新旧盖梁、空心板结构间连接处混凝土，实现新旧结构连接.桥面预压作用力撒除后，由于地基基磁向上回 弹，将对新加宽部分结构产生向上的预加力，由此在新旧盖架、空心板连接处形成与由新加宽结构向下沉降产生拉应力相反的压应力储备.
根据预压施工工艺流程及新旧空心板连接处受力作用产生机理，将承受新加宽部分地基基础向上回弹力的结构体系拆分为3个子结构：横向新旧空心板结 构，盖果、墩身及其地基基始（不含预压一侧的增身及其地基基础）组成的刚架结构，新加宽预压侧玻身及其地基基础结构.同时引人以下假定.
1）新加宽桥面预压力产生的增身变形及其地基基确变形均为可完全恢复的弹性变形，墩身及其地基基向上，横向作用位置与桥面预压力合力作用位置相同. 础向上的弹性恢复力合力大小等于桥面预压力，方向
2）预压产生的弹性恢复力全部作用在3个子结构上.
上具有一致的位移. 3）3个子结构在恢复力合力作用点、在合力方向
铺装层浇筑并形成强度、护栏浇筑完成），在新增桥墩用点和方向上的结构刚度.
在桥面预压力作用下，浇筑盖梁及空心板薪旧结3工程应用实例
构连接处程凝土，达到设计强度后，撤除重物预压力，3.1工程概况
3.2预压施工工艺计算分析
3.2.13个子结构刚度计算
处桥面上一定范围内利用砂袋或其它重物堆载，形成根据以上计算假定可知：向上恢复力同桥面预压 预加向下的作用力：在保持此预压力的情况下，浇筑盖力大小相等、方向相反、作用点相同；3个子结构按其紫新旧连接处和空心板新旧结构连接处混凝土：当盖结构刚度占总刚度的比例分担恢复力：子结构的刚度梁及空心板新旧结构连接处握数土达到设计强度后，可根据在恢复力作用点上和其方向上作用力与对应位除桥面重物预压力，销筑衡青桥面铺装层，加宽改造移的比值得到：新旧空心板间连接处的应力根据横向 新旧空心板结构分担的恢复力计算得到.
河南省省道S339公路新县至东双河段公路改建项目，是河南省红色旅游精品公路重点建设项目和交通网规划的重要组成部分.该项目对原有线路进行扩 宽升级改造，达到二级公路技术标准.该线路上杜河桥于1998年建成通车，上部结构为5孔20.0m简支桥后浇带的问时，在新旧空心板连接饮健两侧预留50cm面连续装配式预应力混凝土空心板，钻孔鉴注社双柱宽桥面水泥混土后浇带：②新加宽桥面销装混裂土式墩、台身，桥面全宽10.0m（0.5m防撞护栏9.0m 达到设计强度后，在每个桥增两侧各1.5m葱围内新加机动车道0.5m防擅护栏），原设计荷载为汽-20级、宽桥图上堆藏砂袋.同时在桥台处跨中侧1.5m范围内挂-100级（《公路桥额设计通用规范）JTJ021-89）.根按处混凝土及预留的桥面水泥混发土铺装层：④当盖加宽方案，每侧新增3块空心板（两侧共6m宽）.加 据所在线路的加宽方式，社河桥采用双侧对称整体式聚、空心板连接处混土及预留的桥面水泥混裂土铺宽后桥面全宽16m，行车道净宽15m，桥乘加宽改造后采用公路-Ⅱ级汽车荷载.社河桥加宽后的横截面如 图1所示.
图1社河桥加宽后横截面结构示宣Fig. 1Structure of cros sectlon of thewildeand Duhe Bridge
采用三维空间有限元方法，按加宽预压施工工艺空心板连楼处应力模报计算原理，计算新旧空心板间连接处应力.
1）横向新旧空心板结构横向新旧空心板结构中，在新加宽部分空心板中央位置施加向上的作用力， 计算结构的变形，得到作用力位置的竖向位移.根据作用力与对应位移的比值得到横向新旧空心板结构的削度K =37.7kN/mm.
2）盖骤、增身及其地基基础组成的刚架结构空
位置的竖向位移.根据作用力与对应位移的比值得到跨中测试截面处测得各荷载工况的提度值都小于其计别架结构的别度K =53.1kN/mm.
图2盖梁、增身及其地基基硼组成刚架结Fig 2 The three dimeaslons felte elemest model 构的空间三维有限元模型ef the rigid structure frame
桥墩灌注桩嵌人地下岩层，墩身及其地基基础结构的 3）新加宽预压侧墩身及其地基基础结构新加宽竖向别度近似取为K =2666.7k%/mm.
3.2.2新旧空心板间连楼处应力计算
压力产生的向上恢复力中有3.954kN由横向薪旧空心板结构承担，作用点同预压力的合力，方向与合力方向相反.由此计算得到连接处的储备压应力（与由新加 宽地基基础沉降产生的拉应力相反）为0.03MPa
由于新加宽桥面预压恢复力，在新旧空心板间违接处产生的压应力储备较小.原因在于：新加宽部分灌注桩因嵌人地下岩层具有较大的刚度，进面分担了 较多的恢复力.当然，新加宽部分覆注桩嵌人地下岩层，产生的新旧桥梁基础不均匀沉降也会更小，由此对新旧空心板间连接处的不利影响也会更小.另一方面 也说明，当新加宽部分桥梁塞注桩嵌人地下岩层时，预压施工加宽工艺效果不显著：反过来讲，当新加宽部分桥梁地基基础竖向刚度较小时，新旧桥梁基础不均匀 沉降魅大，对新旧空心板结构连接越不利，此时预压施工加宽工艺效果就越显著.
3.3加宽改造效果
面、新旧空心板连接、新旧签梁连接等部位进行了检【5]叶生，旧桥整体加宽中若干网题的研宽[D].合肥：合肥工业 社河桥加宽改造完成并开放交通两周后，对其桥查.桥梁外观检查结裂：桥面平整、新旧空心板连接处无任何裂缝征亮：桥面板底面新旧空心板连接处及新 旧盖乘连接处无任何发缝征兆.社河桥加宽改造结构外观良好，无任何结构病害征兆.
承载能力，对社河桥进行了桥梁静载试验检测.结果 网时，为了检验加宽改造效果和加宽后桥梁结构显示：在试验有载作用下，测试应力均小于计算应力值，空心板跨中截面没有产生相对较大的应力：空心板
万方数据
4结语
根据3个子结构别度的比例关系，新加宽桥面预参考文献：
算值，空心板跨中截面没有产生相对较大的变形：抗弯 承藏能力满足安全使用要求.荷藏试验过程中，新旧桥梁结构连接处来发现任何开裂征兆.
对于采用上、下结构均连接方案的装配式空心板桥加宽拼接，新旧桥紧结构地基基础的不均匀沉降是影响桥梁加宽效果的关键因素，决定了桥梁加宽改造的成力作用下，绕筑董梁及空心板新旧结构连楼处混获土， 败.公路装配式空心板加宽采用预压工艺，在桥面携压达到设计强度后，撒除重物预压力，受压的地基基础会向上回佛，由此对新加宽桥聚结构形成一个向上的作用 力，部分抵消新旧桥果结构基础不均匀沉降对结构的作用力，减小车辆荷载作用下新旧结构连接处的拉应力.从面有助于减少新旧空心板连接处桥面开裂病害的发 生.该加宽预压施工新技术具有施工萄便、节约建筑材料、工程造价低、效果可靠等优点，可用于公路装配式空心板析、T形梁桥等类似桥架加宽改造.
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