高铁特大桥连续梁悬臂浇筑施工技术探讨
【摘 要】本文主要结合淮凤立交特大桥的施工案例,对该工程中连续梁的悬臂浇筑施工技术做了分析,主要从挂篮施工、混凝土施工、合拢段及体系转换施工等方面做了阐述和探讨。 【关键词】连续梁;悬臂浇筑;施工技术 1 工程概况
淮凤立交特大桥中心里程dk852+141.87,全桥孔跨布置34-32m简支梁+(32m+48m+32m)连续梁+53-32m简支梁,全桥长2972.18m;桩基796根共19423m,桩径分两种:d=1.0m,共18838m;d=1.25m,共585m,最大桩长34m,最小桩长11m;简支梁桥墩采用双线双柱墩和矩形空心墩,最大墩高17.5m,最小墩高2.8m;桥台为矩形空心桥台;全桥混凝土合计55006.2m3,其中:c15=7.6m3、c30=35346.3m3、c40=5960.4m3、c50=13691.9m3;全桥钢筋合计2120535.06kg,其中:q235=779329.5kg、hrb335=1403660.4kg;全桥钢管186931.6kg。
梁体为单箱室等高度等截面结构。箱梁顶宽12m,底宽6.7m。顶板厚度30cm,隔墙处加厚,按折线变化,底板厚40-80cm,按直线变化,腹板厚48-80cm,隔墙处加厚,按折线变化。全联在端支点、中跨中处共设3个隔板,隔板设有孔洞,供检查人员通过。 桥面宽度:防护墙内侧净宽8.8m,桥上人行道栏杆内侧净宽11.9m,桥面顶宽12m,桥梁建筑宽度12.28m。
该连续梁位于直线段,全长113.2m,采用三跨布置,计算跨度
32+48 +32m,中截面梁高为3.05m,边支座中心至梁端0.75m。 该连续梁采用单向预应力体系。纵向预应力束:12-7?覫5有58束,底板12束,顶板32束;腹板16束。 2 连续梁悬臂浇筑施工技术
连续梁悬臂浇筑主要工作步骤有:挂篮安装→加载预压→挂篮调正→绑扎底板、腹板钢筋→安装竖向预应力钢筋→安装芯模板装纵向预应力筋孔道→安装端模板→浇筑混凝土→养生→施加纵向预应力、孔道压浆→挂篮走行、锚固→绑扎底板钢筋→进入下一循环。
2.1 挂篮施工 2.1.1 挂篮安装
当墩顶o号箱梁段纵向预应力筋张拉完毕以后就可以安装挂篮。在挂篮安装之前必须全面验收、检查挂篮构件的制造质量,避免把不合格杆件安装上桥。主要检查焊接质量、杆件规格、构件几何尺寸、栓接和轴销的抗拉和抗剪切部位等质量。挂篮安装前先按设计结构预先将单片型钢“杆件”组装成单元“构件”如钢桁梁、桁架等并进行整体试拼,检查各部尺寸及构件偏差,以便于预先处理较大的偏差。试拼合格后,逐件拆卸并逐件编号,以便于顺序安装。挂篮上桁架杆件一般采用吊车直接吊装到桥面上,底平台及侧模板先在地面上组装成形,然后利用卷扬机垂直吊装到位——挂上吊杆、吊带,安装后将两挂篮尾端锚固于箱梁上。 2.1.2 挂篮预压
挂篮安装完毕后将底平台调正到位,然后进行挂篮预压工作。挂篮预压方法与一般支架预压法工艺相同。预压前应编制挂篮预压专项技术方案,预压的重物摆放应模拟箱梁横断面荷载效应。试压后重新调正挂篮、底平台,按试压弹性变形量预留沉降量进行下步悬浇作业。 2.1.3 挂篮前移
走行、锚固,纵向预应力钢筋张拉后就可以进行挂篮前移。挂篮前移前先松开外侧钢模板解开所有底平台的后锚点,松动所有悬吊杆使底平台与箱梁底板脱离100-200mm高,再将上桁架后锚点换成走行锚固结构、安装走行结构。挂篮走行结构为支腿下走行轮和尾部反吊走行轮。在走行前,中间支腿下插入导轨、后反吊锚杆解开换成反吊轮轨受力。一个悬浇t构的两套挂篮相对同步走行,一套挂篮左右支腿同步前行,推动速度应同步、缓慢、平稳,由专人统一指挥,保持箱梁始终处于平衡对称受力状态。
挂篮走行采用杆式液压千斤顶作推动力,千斤顶安装在挂篮支腿的走行轨上,或安装在支腿的后齿部。或采用5-10t导链拉扯挂篮走行。挂篮前移到下一节段悬浇位置后先锚固上桁架后锚系统,调正挂篮位置,固定中支腿,松开反吊走行结构。再利用悬吊系统调正挂篮底平台至设计标高。全部找正后,固定、锚固底平台。 2.1.4 挂篮拆除
合拢段全部完成后拆除挂篮。在拆除前一般先将挂篮退回到o块梁段附近,以满足吊车作业需要。拆除工作按照安装时的逆顺序
进行。先拆除底平台,后拆除上桁架。拆除底平台使用卷扬机牵动钢丝绳慢慢放到地面上,平台整体一次放下,放到地面后再拆解杆件。上桁架拆除使用汽车吊或者塔吊配合将杆件逐一吊到地面上。当桥下河流能够通航时,也可以将船舶停到桥下,底平台直接落到船上,也可以利用船舶吊车将挂篮上桁架拆下。 2.2 混凝土施工
每个梁段悬浇时,与前段混凝土结合面应凿毛并清理干净,纵向非预应力筋采用搭接。接头处波纹管施工注意保护,保证伸入前段梁内不小于5cm。并采用胶带包裹严密,防止进入水泥浆。 混凝土的悬臂浇筑一般用泵送,塌落度一般控制在14-18cm,并应随温度变化及运输和浇注速度作适当调整。箱梁各阶段混凝土在灌注前,必须严格检查挂篮中线,挂篮底模标高;预应力束管道;钢筋、锚头、人行道及其它预埋件的位置,认真核对无误后方可灌注混凝土;箱梁各阶段立模标高=设计标高+预拱度+挂篮满载后自身变形;后灌注的梁段应在已施工梁段有关实测结果的基础上作适当调整,已逐渐消除误差,保证结构线性匀顺。
混凝土的灌注宜先从挂篮前端开始,以使挂篮的微小变形大部分实现,从而避免新、旧混凝土间产生裂缝;各阶段预应力束管道在灌混凝土前,宜在波纹管内插入硬塑管作衬填,以防管道被压扁,管道的定位钢筋应用短钢筋做成井字形,并与箱梁钢筋网固定,定位钢筋网架间距应保持在0.2-0.8m左右,以防混凝土振捣过程中波纹管道上浮,引起预应力张拉时产生沿管道法相的分力,轻则产
生梁体的内力分布不合理,重则产生混凝土崩裂,酿成严重事故;施工时应在挂篮上设风雨蓬,避免混凝土因日晒雨淋而严重影响质量;冬季施工应备保温设施,有条件时,挂篮可以配备能保证全天候作业的设备,以提高作业效率和保证质量;箱梁混凝土灌注完毕后,立即用通孔器检查管道,处理因万一漏浆等情况出现的堵管现象。
2.3 合拢段及体系转换施工
连续梁的分段悬浇施工,常采用对称施工,但在一定条件下也可用不对称施工。全梁施工过程是从各墩顶0号段开始至该t构的完成,再将各t构拼接而形成整体连续梁,这种t构的拼接就是合拢。合拢是连续梁施工和体系转换的重要环节,合拢施工必须满足受力状态的设计要求和保持梁体线形,控制合拢段的施工误差。 利用连续梁成桥设计的负弯矩预应力筋为支承,是连续梁分段悬浇施工的受力特点。悬程中各t构的梁体处于负弯矩受力状态,随着各t构的依次合拢,梁体也依次转化为成桥状态的正负弯矩交替分布形式,这一转化就是连续梁的体系转换,因此,连续梁悬浇施工的过程就是其应力体系转换的过程,也就是悬浇时实行支座临时固结、各t构的合拢、固结的适时解除、预应力的分配以及分批依次张拉的过程。通常多跨连续梁合拢段施工的顺序为先各边跨,再各次边跨,最后为中跨。次边跨和中跨合拢段施工的原则和要求类似边跨合拢施工,中跨合拢段因温差引起的变形变位大,由此产生的应力也大,对合拢临时连续约束的设施亦有更高要求。
3 结语
挂篮是实施悬臂灌注施工的主要设备。它是一个能够沿轨道行走的活动模架,并悬臂挂在已完成悬臂施工的悬臂梁段上,用以进行下一梁段施工,如此循环直至梁段浇筑完成。挂篮悬臂浇筑施工使用少量施工机具设备,避免大量支架,可以方便地建造跨越深谷、流量大的河道和交通量大的立交桥,而且施工不受跨度,跨度越大,其经济效益越高,所以大跨度连续梁桥常采用挂篮悬浇施工。 【参考文献】
[1]雷宏运,陈康见.连续刚构桥挂篮施工常见问题的预防与控制[j].大众科技,2009(4).
[2]褚立军.紫洞大桥挂篮设计与施工[j].山西建筑,2009(15). [责任编辑:王洪泽]
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