摘要:桥梁市公路交通中的基础设施建设项目之一,近几年,梁桥结构得到了广泛应用。本文详细分析了连续刚构桥梁的施工工艺和施工方案,并且针对增福特大桥的施工方案进行分析,针对0#段托架及施工、连续梁悬浇段施工、边跨现浇段施工、合拢段施工这四个施工环节,提出具体的注意事项。
关键词:连续刚构桥梁;桥跨布置;合理截面;施工方案
引言:
随着科学技术的不断发展,桥梁作为基础交通设施,修建项目数量不断增加,但是桥梁结构的安全问题始终是一项隐患。如果想要保证桥面行车的安全平稳,就要尽可能的减少的伸缩缝数量,最好的方式就是连续梁桥形式,尤其是高墩大跨结构,采用这种连续刚构结构,可以有效提高结构受力性能。
一、连续刚构桥梁施工工艺
连续刚构桥梁在施工过程中可以采用的工艺技术有两种,分别为:支架施工法、悬臂施工法。支架施工法是常用于中小跨径的连续刚构桥梁结构中,一般采用满堂现浇的方式进行施工。支架施工方法的优点在于结构状态一次成型,但是在施工过程中,需要保证支架的刚度、强度,只有保证支架的结构安全、稳定,不会发生变形,支架施工的特点就能够得到满足。悬臂施工方法,常见于高墩大跨桥梁,悬臂施工是一种按照对称状态完成悬拼或者悬浇的方式,最终扩展结构形成最大双悬臂,在结构合拢后,就会形成一个完整的整体体系。这种施工工艺的优点在于,充分提高了桥梁的跨越能力,而且施工工序较为简单,工艺也比较成熟,工程造价较低。但是悬臂施工对挂篮施工安全、悬臂浇筑工艺、施工挠度和模板立模标高控制等问题引起重视,才能够真正的保证施工质量[1]。
二、常见的连续刚构桥梁设计方法
设计主要包括三个部分,分别为:桥跨布置、合理截面、温度内力。
(一)桥梁布置
桥跨布置是连续刚构桥梁设计中的首要问题,在设计过程中主要针对边中跨比例、布控方式进行设计。在实际应用的过程中,如果想要让边跨和中跨之间的最大正弯矩达到同一个水平,就要将比例控制在0.55-0.58;如果是主梁结构采用变截面构造,那么比例要控制在0.7-0.8范围内。最佳连续刚构桥梁的边跨和主跨跨径比值为0.54-0.56。
(二)合理截面
连续刚构桥梁的合理截面指的是桥梁高度和板件厚度两个方面,在选择截面形式时,需要选择抗弯效率、抗扭性能较强的箱形断面型,从结构受力特性的角度考虑,主要可以采用变截面箱型断面格式。梁高的确定包括主梁、跨中梁,根据设计经验和具体的公式进行计算,通过时考虑到梁高需要满足的性能条件。目前,科学技术发展,轻质高强混凝土的材料在工程中得到了广泛应用,桥梁结构也逐渐朝着轻型方向发展[2]。比如,在中间部分采用轻质混凝土的,就可以改变结构设计高度,尽可能减小桥梁的梁高。在这个状态下,可以采用变截面型适应恒载作用下的特性,从而对箱梁应力状态进行设计,板厚的设计除了要慢抗弯要求之外,还要满足局部受力要求、结构抗剪要求。根据设计经验来看,底板最小厚度为32cm,少数会采用25cm、28cm,顶板厚度可以应用25-28cm。腹板厚度可以取用40cm。板厚和使用材料之间也有着密切的联系,如果选择的是高强轻质材料,那么板厚同样能够满足受力要求。
(三)温度内力
连续刚构桥梁结构是一种较为特殊的超静定结构体系,这种结构体系在实际应用的过程中,会受到环境温度的影响,产生次内力,对桥梁结构的设计产生显著影响。因此,在对连续刚构桥梁进行设计的过程中,要尽可能降低温度次内力,可以采用的方法有以下几种:第一,减小桥墩抗推刚度;第二,控制连续刚构的总长度;第三,控制施工合拢温度。以桥墩抗推刚度为例,桥墩抗推刚度和温度次内力之间属于正比例关系,减小抗推刚度就能够减小温度次内力,一般情况下,连续刚构更常用于高墩大跨结构,因此可以通过提高桥墩的高度,达到降低纵深的目的,进而就可以降低抗推刚度。或者可以采用柔性桩基,也可以降低抗推刚度。
三、增福特大桥主桥连续刚构施工方案
(一)连续刚构施工概况
为了全面验证连续刚构桥梁施工工艺和施工设计的可行性,本文以增福特大桥主桥施工项目为例展开详细的分析。首先简单了解凰山隧道工程项目的基本情况,为了更好的分析为连续刚构桥梁施工,本文选择了TJ-01合同段进行研究。根据合同内容来看,该项目位于广州市萝岗区黄陂村,起点位置是增福特0号桥台侧墙,左右两幅桩号分别为:YK4+992、ZK4+923,终点位置在增福特28号左幅30号桥台侧墙,左右两幅桩号分别为:YK6+098.8、ZK6+094.8。项目左右线路路线全长为:1.172km、1.107Km。
增福特采用的是悬臂浇注法完成的连续刚构箱梁,具体设计参数如表1增福特连续刚构设计参数情况所示[3]。
表1 增福特连续刚构设计参数情况
(二)连续刚构施工方案
根据上文中所给出的参数展开实际的施工项目工作,考虑到本身采用的是悬臂施工方法,因此裁员工年三角挂篮逐段浇筑的方式,按照具体的施工工艺顺序,在完成0#施工梁段整体施工后,就可以安装拼装挂篮,保证的两边施工可以对称完成,完成悬臂端浇筑作业,其中过渡墩高度为39.45-47.3m,其中边跨现浇段也采用了墩顶托架支撑体系,作为支撑结构存在。从图1中可以看出来施工阀内四个部分,分别为:0#段托架及施工、连续梁悬浇段施工、边跨现浇段施工、合拢段施工。
1.托架施工中涉及到的内容较多,包括:托架安装、托架预压、模板安装、钢筋安装四个环节。以模板安装为例,在实际安装过程中,首先要保证标高调整正确,然后才能够安装底模板,安装时还要考虑到支架的弹性变形、方木的压缩变形、铺板的压缩变形,从预留出一定的预拱度。在进行内模和横膈膜安装时,要将模板清理干净,涂刷脱模剂,确安装尺寸准确,避免漏浆。然后将端模安装到位既可。挂篮模板的安装极为重要,0#段托架施工中,将挂篮模板安装在三角托架之上,并且采用定钢架进行支撑。最终检查尺寸位置的误差,保证尺寸准确、联结件牢固、支撑和固定拉杆数量都满足设计要求。
图1 连续梁悬臂浇筑施工工艺图
2.连续悬梁浇筑施工的施工顺序如图2所示,主要包括:挂篮结构设计、挂篮试压、挂篮拼装以及挂篮施工。以挂篮拼装为例,首先要做好万全的准备工作,确认工具、安全设施等内容,然后按照拼装步骤,从测量放样、安装轨道垫梁、主架构、挂篮横联系杆件、顶横梁、悬吊系、底前后横梁、底模桁架,铺底模、外侧模和外模吊耳及走行梁、内模架、吊耳及走行梁、拼装内模等。
3.边跨现浇段施工中涉及到的内容较多,包括边跨现浇段预压、模板立设、钢筋及预应力管道安装、混凝土浇筑等环节,以混凝土浇筑为例,在混凝土运输到现场后,要采用高频振捣器完成振捣,浇筑工艺需要和0#块相同。
4.合拢段施工,案例中的增福特的实际情况显示,该大桥的连续刚构有6个合拢段,而连续桥梁采用了悬臂灌注施工,为保证施工阶段的稳定性,合拢顺序采用了先边跨合拢、然后跨中合拢。通过这种方式有效保证合拢段的质量问题。
图2 连续悬梁浇筑施工的施工顺序
(三)施工效果分析
以挂篮施工为例,挂篮是该施工梁段中的重要承重结构,又是施工梁段的作业现场,挂篮设计应能承受最大梁段重量及施工荷载,并按最不利荷载设计加工。在增福特主桥连续刚构施工方案中采用三角挂篮这种形式,和传统的挂篮方式不同,该形式的挂篮具有杆件受力明确,承载能力大,弹性变形小,安装与拆卸方便,移动灵活,定位准确,调整方便等优点,并且提高施工效果和施工质量,具有着传统连续刚构桥梁设计方法所不具有的特点。
总结:
综上所述,连续刚构连续体系在桥梁施工中应用可以让桥梁受力更加明确,同时保证桥梁结构优美特点,也因为这种特性,连续刚构在国家桥梁建设中得到了广泛应用,本文详细分析了增福特的实际情况,针对施工方案进行了详细的分析,对促进连续刚构连续体系在桥梁中的设计应用有着一定的参考价值。
参考文献:
[1]钦会宾. 无边跨现浇段连续刚构桥设计与施工技术研究[D].重庆交通大学,2017.
[2]黄斌. 高墩大跨曲线连续刚构桥施工控制研究[D].中南林业科技大学,2016.
[3]刘辉. 装配式钢桁—砼组合连续刚构桥施工阶段结构性能研究[D].重庆交通大学,2016.
论文作者:王斐度
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/4
标签:挂篮论文; 桥梁论文; 福特论文; 结构论文; 悬臂论文; 托架论文; 截面论文; 《基层建设》2019年第10期论文;