摘要:钢管拱采用钢筋混凝土复合材料,具有承载力高、延性好、抗震性能优越、、经济效益显著、施工速度快等优点。因此,钢筋混凝土复合材料和无钢筋混凝土复合材料在我国桥梁建设中得到了广泛的应用。本文主要以跨广从公路特大桥为例,来介绍了桥梁施工技术和钢管的更换技术。
关键词:系杆拱钢管 混凝土 桥梁施工
1.工程概况
跨广从公路特大桥位于广州市白云区太和镇境内,共有38个墩台,其中22#~23#墩以1-96m系杆拱,上跨G105国道、高、中压天然气管道、海军光缆,移动联通光缆,交通监控系统光缆,采用了混凝土系杆拱作为梁拱组合结构,系杆拱为下承式钢管混凝土平行式结构。
2.系梁制作和施工工艺
系梁为整体箱型梁布置,采用单箱三室预应力混凝土箱型截面,梁体为C50钢筋混凝土。桥面箱宽17.1m,梁高2.5m,底板厚度为30cm,顶板厚度为30cm,边腹板厚度为35cm,中腹板厚度为30cm。拱脚顺桥向8m范围内设成实体段,横桥向宽度为17.1m,截面渐变处设倒角或过渡段。系梁拱脚实体段内设置12-7φ5的横向预应力筋,分上下两排布置分批张拉完成。梁全长100m,计算跨长为96m,矢跨比为f/1=1/5,拱肋平面内矢高为19.2m,拱肋采用悬链线线型。
3.钢管拱肋加工制作
钢的质量是销钉质量的基础。大桥拱肋横截面采用竖向哑铃型钢管混凝土截面,截面高度为3m,沿程等高布置。钢管直径为1200mm,由18mm的钢板卷制而成,每根拱肋的两钢管之间用δ=16mm的腹板连接,钢板均采用Q345q-D钢材。每隔一段距离,在圆形钢管内设置Q235型加劲钢箍和加劲钢板。在腹板腹腔内沿拱轴线50cm设置加劲角钢、钢筋。拱肋管内采用C55无收缩混凝土填充。
3.1原材料加工及检验
进料钢板必须有生产单位的工厂资质证书,并对每批钢材进行质量检验。化学试验室和机械性检测应按同一厂家、同一材料、相同板厚试样进行测试,根据出厂质量检查证书,进入工厂后重新检查化学组成是否符合标准。
3.2横撑制作
两拱肋之间共设五道横撑,拱顶处设X型撑,拱顶至两拱脚间设4道K型横撑,横撑由φ500,φ400和φ360mm的圆形钢管组成,钢管内部不填混凝土,其内外表面均需做防腐处理。
3.3吊杆
吊杆布置采用尼尔森体系,在吊杆平面内,吊杆水平夹角在50.978°~65.384°之间,横桥向水平夹角为90°,吊杆间距为8米,两交叉吊杆之间的横向中心距为340mm,吊杆均采用127根φ7高强度低松弛镀锌平行钢丝束,冷铸镦头锚,索体采用PES(FD)低于应力防腐索体,并外包不锈钢防护。
4.焊接工艺要求
在装配或焊接之前,必须清洁路面结构的焊接接头。接头的清洁范围是两侧连接50毫米宽的表面。角焊缝为单面连续焊接,只能焊接一个端面和接头。在焊接之前,还应该清洗底部的焊缝,但是焊缝的端面必须在主焊缝的前面清理。在绕组清洗时,具有腐蚀速率的氧化物必须移除。如果涂上了影响焊接质量的涂层,也应该清洗干净。
气隙斜率、碳频气体处理槽线和深度必须符合有关规定。避免出现影响焊接操作的严重误差,应注意焊接质量。焊接前,要注意连接尺寸及焊接质量。单独焊接和焊接绕组应安装在线路两端,焊接和电弧焊不得超过80x80毫米。原则上,应在装配中根据焊接工艺,通过连接工艺检查来进行焊接过程。
对焊侧不应超过薄件厚度的10%,对焊缝应进行100%的超声波和射线检查。进行等级和质量要求的缺陷检测,焊接结果应符合国家标准11345-89的要求。
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5.混凝土要求
5.1广从桥系杆拱拱肋两侧钢管混凝土设计共计628方,采用C55无收缩混凝土泵送,EC=3.06×104MPa,混凝土容许应力:σc=14.8Mpa,σb=18.5Mpa、σtp-1=2.97Mpa。
5.2工艺要求
设计要求四台输送泵同时从四个拱脚泵送,拱顶弦管内以隔舱板隔开;管内混凝土的泵送采用由拱脚向拱顶的“连续顶升”施工,采用一级泵送一次到顶(隔舱板位置),要求初凝时间大于本次浇筑时间,每节段泵送控制时间在2小时内。
6.总体要求
跨广从公路特大桥1-96m系杆拱为刚架系杆拱-混凝土连续梁组合桥,主桥采用“先梁后拱”的施工方法,主梁采用“支架法”施工,然后在混凝土梁上搭设钢管支架吊装拱肋。
在原地面设置条形基础,条形基础上架立钢管柱,用双拼H600型钢作为横梁,用贝雷梁和H600型钢上作为纵梁,然后安装箱梁底模,预压后绑扎钢筋、预应力、各种预埋件、安装外模和内模、然后现浇梁体混凝土,混凝土强度基弹性模量达设计要求后,张拉一期梁体预应力。
系梁浇筑完成进行一期预应力张拉后,在系梁顶面搭设拱肋安装支架,汽车吊辅助,进行拱肋安装;拱肋混凝土泵送采用4台混凝土地泵自拱脚向拱顶一次压注成型;拱肋混凝土压注完成后,拆除拱肋辅助支架,开始安装吊杆,按照设计要求张拉吊杆。
吊杆安装张拉完毕后,张拉系梁剩余预应力索(系梁二期张拉),最后拆除系梁支架成桥。
6.1系杆拱的施工方案
系杆拱施工主要分为支架体系施工、系梁施工、拱肋施工。
6.2工艺流程
跨线安全防护及临时支撑体系施工→支座及预埋件安装→支架预压→预拱度设置→系梁模板施工→钢筋、预应力件及预埋件制安(系梁底板及腹板、隔板钢筋绑扎完成,预应力管道安装完成后进行内模安装)→系梁混凝土浇筑→系梁一期张拉及压浆→拱肋及横撑安装→系梁二期张拉及压浆→系梁支架拆除。
7.总结
系杆拱钢管混凝土是一种常用的桥梁建筑材料。该材料的施工方法较为成熟。本文除了对跨广从公路特大桥的施工经验进行了分析,对同类型的项目施工也进行了总结,本文浅谈了这种系杆拱钢管混凝土泵送的施工经验及施工技术。
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论文作者:李友坤
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第6期
论文发表时间:2019/10/14
标签:混凝土论文; 钢管论文; 吊杆论文; 预应力论文; 拱顶论文; 腹板论文; 支架论文; 《建筑细部》2019年第6期论文;