连续梁桥边跨现浇段新型支架施工技术论文_崔凯

中交路桥建设有限公司 北京 100027

摘要:此篇对兰渝铁路全线控制性工程大坝口嘉陵江双线特大桥的连续梁桥边跨现浇段的施工措施进行了分析,重点阐述施工中的关键技术,通过采取有效控制措施顺利完成施工,为同类工程提供可借鉴的施工经验。

关键词:连续梁;现浇段;新型;工程技术

引言

大坝口嘉陵江双线特大桥跨度较大,其施工措施属于连续梁桥边跨现浇。对这种方案进行简要分析和说明,得出支架的受载情况以及支架的相关运算,得出此种方案的准确性,同时可以借鉴于类似的情况中。

1工程概况

目标桥梁结构为单箱单室变高度并且其剖面存在改变的箱梁,梁段梁底下缘曲线为二次抛物线,其高度值由跨中的5.25m,均匀增加到根部的9m。箱式梁设为2%的横坡,顶宽为11.56m,底部宽为7m。边跨现浇段为3.75m长,采用C55混凝土浇筑,总方量约99.3m3。

2边跨现浇段施工工艺

施工准备→支架搭设→铺设底模、支座安装→绑扎底、腹板钢筋、安装底、腹板预应力管道→支立内、外模→搭设架子,支立顶板、翼缘和端头模板→绑扎顶板钢筋、安装顶板预应力管道→预设合拢段施工预埋件及预留设施→混凝土浇筑→拆除侧模和内模

3支架设计及计算复核

3.1支架设计

嘉陵江特大桥边跨现浇段部分长度为3.75m,节段体积99.3m2,节段重量263t,顶部截面宽度为11.56m,底部截面宽7m。现浇段分别位于9#墩、12#墩上,混凝土标号为C55。根据施工现场情况,准备在墩顶设置预埋件,利用预埋件焊接桁架结构作为边跨现浇段支撑。

现浇段支架由4根长度为3.7m的工字钢I45a沿着纵向分配梁和2根10.5m的工字钢I45a横向分配梁及2根2.6m的工字钢I28a斜连组成。底部的纵向分配梁接在墩顶预埋件的钢板上。

3.2支架的计算复核

3.2.1计算参数

㈠ 恒载

①支架系统自重

包括支架横梁、纵梁及支架斜联,程序自动考虑,钢材容重7850kg/m³。

②模板自重

外侧模重量200KN,内模按2KN/㎡,底模按0.7KN/㎡。

③节段混凝土重量

模型计算仅考虑梁体悬出段混凝土重量,即悬出顶帽边缘0.8m的混凝土重量,混凝土容重按2.6t/m³,悬出部分重量为34.4t。

㈡ 活载

①施工人员及施工设备荷载:1KN/㎡

②振捣混凝土产生的荷载:2KN/㎡

㈢ 荷载组合

设计工况:1.2×恒载+1.4×活载,用于验算强度和稳定性。

标准工况:1.0×恒载+1.0×活载,用于验算变形。

㈣ 荷载施加

支架主要承担边跨现浇段梁体悬出段重量。梁体悬出段重量通过下层方木传至支架横梁上,考虑到下层方木等间距布置,计算模型简化为在横梁上施加节点荷载,节点荷载大小根据悬出段梁体实际情况进行分配。底模支架受载图示如图3-2,数据见表3-1。

图3-2底模支架承受荷载示意图

表3-1 底模支架承受荷载数据表

3.2.2支架整体验算

边跨现浇段支架计算主要成果表见表3-2。

表3-2 边跨现浇段支架主要计算成果一览表

根据表3-2的计算结果,得知设计的边跨现浇段支架能够满足受力及施工要求,但在支架搭设过程中应严格控制施工质量,保证支架整体性和稳定性。

4边跨现浇段支架施工及操作要点

4.1支架搭设

支架的预埋钢板埋设在墩顶现浇段箱梁的两侧,采用60×30cm的钢板,板间距为55cm,每侧各6块,通过锚筋与墩顶焊接固定。

现浇段支架由4根长度为3.7m的工字钢I45a纵向分配梁和2根10.5m的工字钢I45a横向分配梁及2根2.6m的工字钢I28a斜连组成。底部纵向分配梁接在墩顶预埋件的钢板上。

支架纵、横梁及斜撑杆均在加工场加工制作,先将2根2I45a型钢纵梁按设计位置焊接在横梁两侧,接头处加焊加劲板,然后在纵梁与横梁间焊接2.8m长的I28a作为斜撑杆,可以增强支架的稳固性,两根横梁之间再加焊20×20cm的钢板。将三者焊接成一个整体后,利用塔吊整体吊装至现场,并将两侧的纵梁按设计位置焊接在墩帽的预埋钢板上。

现浇段底模支撑系统采用在墩顶砌砖垫高的方法进行铺设,砌筑高度约60cm,采用横桥向布置,布置间距为70cm。砌砖顶面为10×10cm方木进行铺垫,纵桥向排列,间隔为40cm。

图4-1 墩顶支架施工平面图

4.2支架预压

在边跨现浇段支架搭设完成后需要提前预压测试,确保支架的使用安全。

加载方法采用土袋进行堆载,采用编织袋装土,土源就近取材,主要使用粉质粘土,土方密度按1.4g/cm³ 估算,装沙后每个土袋重约40kg,相关尺寸为50cm×35cm×13cm。

4.2.1加载区域

预压加载区域主要是边跨现浇段支架的箱梁悬臂端的设置范围,其具体加载区域示意图见图4-2。

图4-2 边跨现浇段支架预压区域平面图

4.2.2加载重量

现浇段梁体悬臂端按1m计,悬出部分重量为34.4t,模板重量和人员机械荷载按0.4t/m2考虑,加载为:34.4+0.4×1×6.8=37.12t,根据砂的试验值1.4t/m³,可得出加载高度为3.899m。

以施工荷载的最大值作为加载重量,然后根据实际的荷载和安全系数得出数值,边跨现浇段悬臂端砼重量的1.2倍为加载量。通过分级加载预压力。压重顺序和浇筑混凝土的顺序一致,荷载分别按设计荷载的60%、80%、100%、120%进行。

表4-1 边跨现浇段支架加载数据表

4.2.3加载顺序

从外侧向中间依次进行加载,每级时间不少于6小时,达到设计荷载的60%、80%、100%时观测实验点,当压至总重量的120%时停止,并保持二天。预压及施工中,要保持对称,同时对观测点进行连续观测。然后再逐级卸载,并测量变形量。

4.2.4变形量测

在边跨现浇段支架上布置多个观测点,利用全站仪进行测量读数。对每个观测点的观察和记录分别在加载前,每级荷载加载后、卸载后的标高。测量时避开强烈光线,为了避免温度带来的误差,对压重至60%、80%、100%、120%时段观测频率为每半小时一次,连续12次以上。

4.2.5 量测结果处理

预压完成后,分析处理数据,按表4-2计算预拱度。

表4-2 箱梁支架压重后预拱度设置计算表

4.2.6注意事项

①设底模板后要检查支架,保证支架在加载作用下无变形;

②对支架的变形情况要细致观测,出现变形,要立即停止加载,安排防护措施后再继续。

③整个测试过程要加强安全保卫工作,保证安全最重要;

④ 预压结束后,局部加强较弱的部位,避免出现事故。

5结束语

嘉陵江特大桥的施工,采取悬臂支架法施工预应力连续箱梁边跨现浇段,减短了施工期,减低了施工成本,整个工艺成熟简单,从而防止施工中出现事故,其性能也很好的满足施工及规范要求,具有良好的借鉴意义。

参考文献:

[1]朱建军.连续梁悬臂施工边跨现浇段支架设计[J].铁道建筑,2011,05.

[2] 李廉锟主编.结构力学(上册)[M].北京:高等教育出版社,1979.

论文作者:崔凯

论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期

论文发表时间:2018/5/22

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