大节段快速现浇混凝土连续箱梁施工技术
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大节段快速现浇混凝土连续箱梁施工技术摘要:结合津秦铁路客运专线跨高速公路(60+100+60)m大跨度连续梁施工实例,详细介绍了采用大节段支架法现浇施工预应力混凝土连续梁桥的技术、主要施工步骤和施工注意事项,指出其最大特点是改传统的利用挂篮进行悬壁浇注施工为支架现浇法施工,是一种快速、经济安全的施工方法。
关键词:客运专线大节段连续梁支架施工the construction methods of passenger dedicated railway long span continuous girder bridge above expressway abstract:it based on the construction method oftianjin-qinghuangdao passenger dedicated railway(60+100+60)m span continuous girder,introduced the technique of construction prestressed concrete continuous girder long segment on lifting equipment in detail,it also introduced the construction steps and the aspect need to pay more attention,it indicated a better feature is construct the continuous box girder on the lifting equipment instead of the hanging basket sometimes,it is a quick、economical and safe construction method。
key words:passenger dedicated railway long segmentcontinuous girder lifting equipment construction 1、概述津秦铁路客运专线350km/h高速铁路在dk110+120处跨越8车道高速公路,高速铁路因斜交角度较小采用(60+100+60)m大跨度预应力混凝土连续箱梁。
由于津秦铁路施工工期调整压缩,若采用传统的挂篮节段悬臂浇注周期长,不能保证预制简支箱梁运、架设备不能按工期要求通过,需要调整施工技术方案,即将原“挂篮法”节段悬浇改为大节段支架现浇,既能保证工程质量,又可加快工程进度,保证运、架梁工期。
2、连续梁节段参数(60+100+60)m支架现浇连续梁为单箱单室、变高度、变截面结构,箱梁顶宽12.0m,箱梁底宽6.7m,防撞墙内侧净宽8.8m,桥上人行道栏杆内侧净宽11.9m,桥面板宽12.0m,桥梁建筑总宽12.28m。
2.1 连续梁截面尺寸1、梁体顶板厚度0.4至0.5m,按折线变化,底板厚度0.4m至1.0m,按直线线形变化,腹板厚0.5至0.7、0.7至0.9m,按折线变化。
全联在端支点、中跨中及中支点处共设5个横隔板,横隔板设有空洞,供检查人员通过。
2、梁全长为221.5m,计算跨度为(60+100+60)m,中支点处梁高7.85m,跨中10m直线段及边跨15.75m,直线段梁高为4.85m,梁底下缘按二次抛物线变化。
主墩处及中跨跨中、边跨梁端截面尺寸如图1所示。
图1(60+100+60)m箱梁横断面图2.2连续梁节段划分(60+100+60)m支架法现浇施工的连续梁共分为9个节段,中跨设2个合拢段,边跨不设合拢段,各节段划分如图2所示。
图2(60+100+60)m连续梁节段划分墩顶a0节段最大梁高为7.85m,最大节段为中跨a2节段,全长64.5m,总重约为2800t,各节段相关参数如下表所示。
表连续梁节段参数3、现浇支架及模板3.1支架设计总体要求支架工程设计分为:基础工程、支架、纵横梁三个部分,要进行基底承载力、强度、刚度、挠度和稳定性检算,从而确定基础的形式、杆件的间距、数量和预留起拱度。
支架强度安全系数大于1.4,稳定性安全系数大于1.5,支架搭设完成后预压按节段重量120%进行。
3.2支架地基处理支架搭设施工前,先对施工现场进行场地平整,对搭设支架的场地进行加固处理,地基软弱处采取宕碴土换填,压实后浇注20cm厚混凝土地坪。
高速公路上条形扩大基础采用钢筋混凝土结构,直接布置在沥青路面上。
确保地基承载力达到满布荷载的要求,使梁体混凝土浇筑后不产生沉降。
对处理好的施工场地进行放线,同时须做好地面的排水处理,周边设置排水沟。
3.3支架3.3.1门洞支架连续梁中跨跨高速公路处,因施工期间桥下有通行要求,所以支架搭设时需留出车辆通行门洞,其净空高度和通行宽度需满足车流量要求,不能造成车辆堵塞。
根据高速公路通行标准和管理要求,门洞支架净空高度不小于5.5m,单行通行宽度按2车道要求设置,门洞净宽为7.5m。
3.3.2边坡混合支架本连续梁所跨高速公路处为填土路基,路基高度约3米,路基边坡为骨架护坡,坡比为1:1,由于路基边坡为斜坡面,且无法进行地基处理,因此,采用在路肩上浇注条形基础,在坡脚处插打钢管柱,柱顶设置横向分配梁后搭设贝雷梁平台。
边坡混合支架和门洞支架立面布置如图3所示。
图3跨高速公路路基处支架布置路肩上条形基础、坡脚处钢管柱基础均平行高速公路方向布置,纵向贝雷梁顺客运专线桥梁纵向布置。
然后在贝雷梁上布设横向分配梁,横向分配梁为工14型钢,分配梁上搭设碗扣式支架到顶。
3.3.3碗扣式支架除上述部位外,因桥下无通行要求,经地基换填、压实处理和场地平整后,均采用搭设落地满堂支架,支架为碗扣式支架,支架均采用外径φ48mm标准杆件进行组装,每根立杆下端均设定型圆盘支座,立杆顶端安装可调式u形支托,先在支托内安装横向方木,再按设计间距和标高安装纵向方木及楔木垫块。
钢管的整体稳定性是由基础的不均匀沉降、支架结构的稳定性控制。
横桥向按照支架的拼装要求,严格控制竖杆的垂直度以及扫地杆和剪力撑的数量和间距。
顺桥向支架和墩身连接,以承受顺桥向的水平力。
同时碗扣式支架通过钢管与钢管桩支架连成一体,确保混合支架的强度和整体稳定性。
碗扣式钢管支架搭设的基本要求:顺桥向间距为60cm,在墩顶位置的间距是30cm;横桥向间距为60cm、90cm,但在有腹板位置的间距为30cm,支架高度按照设计要求布置,层高按1.2m布置,横桥向剪刀撑每4.8m设置一排,顺桥向剪刀撑布置在腹板两侧,共布置4排,水平剪刀撑按不大于4.5m/层布置。
3.4劲性支架中跨a2节段长度64.5m,包括模板及施工总重约3000t,全部位于支架上,且a2节段浇注完成后,在与a0节段合拢前需张拉6束腹板束和2束底板束。
因支架主要支承现浇竖向力,由于预应力的施加,导致a2节段按简支梁受力起拱使唤竖向力重新分布,因此,需在a2节段两端设置劲性支架,以承担a2节段预应力束张拉造成的梁端应力分布增加,劲性支架每端采用4根φ80cm钢管柱,钢管柱与腹板对应布置,并设置联结系将钢管柱连成整体,以增加稳定性并抵抗预应力束张拉后产生的水平力。
,劲性支架及预应力束布置如图4所示。
图4a2节段劲性支架布置3.5箱梁模板根据箱梁变截面尺寸,腹板与底板、翼缘处圆弧采用定型钢模,其余部位及底板利用15mm厚竹胶板,内模利用5cm×8cm方木制作骨架,表面用竹胶板覆盖,内模支架采用扣件式钢管支架。
4、施工步骤及注意事项4.1主要施工步骤第一步:承台、墩身基础施工;a0节段支架搭设,铺设底模,安装主墩上连续梁球形支座,绑扎钢筋,安装侧模和绑扎桥面钢筋。
第二步:搭设路面上门洞和边坡上混合支架,现浇两个主墩箱梁的a0节段;张拉相应梁段顶板和腹板纵向预应力钢束。
第三步:支架现浇两个主墩之间的a2号节段,因桥下有通车要求,施工支架必须预留既有道路行车通道,并注意交通疏导和安全防护。
第四步:支架现浇两个主墩箱梁的a0节段与a2节段间合拢段(a1节段),以及与a1节段对称的b1节段。
本桥的合拢温度为6 ℃~11 ℃,合拢混凝土的浇注选择在夜间较低温度变化平缓时进行。
第五步:搭设边跨现浇段满堂支架,安装边孔墩支座;现浇边跨直线段;张拉边孔箱梁底板的纵向预应力钢束及跨中顶板束、全桥合拢通长束。
第六步:拆除边孔满堂支架,拆除中跨支架和劲性支架,完成连续梁施工和体系转换。
第七步:桥面系施工;恢复原有设施及高速公路路面。
4.2、施工注意事项⑴、在施工准备阶段及施工过程中,除按施工技术规范要求进行施工测量外,正式施工前,依据桥梁中线、桥墩位置现场放样,保证本桥孔跨布置、支架基础位置准确。
⑵、本桥横跨高速公路,且高速公路为高填土路基,门洞支架搭设、拆除需上路占道施工,正式施工前,与高速公路管理单位联系做好交通引导和防护,各类临时设置交通标志要规范,并做好各种应急准备工作。
⑶、本桥施工中,跨既有公路连续梁现浇支架对地面交通产生一定干扰,为确保有序施工,并使交通的影响减少到最低程度,确定具体施工方案后与公路主管部门协商意见。
⑷、由于本桥为大跨度连续箱梁,箱梁施工过程中要加强监控、观测,及时反馈施工荷载实际发生的箱梁变形,正确控制徐变产生的竖向位移,以便对理论计算值进行修正,确保箱梁合拢精度、桥面高程和平整度满足要求。
⑸、为保证施工时支架的安全,部分支架下需设置劲性支架,以确保节段预应力束张拉前后支架承载力变化时支架安全。
5、结束语现在公路、铁路交通网日益发达,新开工建设的铁路客运专线在跨越既有道路时大跨度连续梁也相应频繁,因客运专线总工期和运、架梁工期需要,有些位于梁场附近连续梁需在较短时间内完工,以保证运、架梁设备通过,因此,因地制宜,对于部分连续梁采用支架法现浇施工,可缩短施工周期,实现快速完工,可适用以下条件:⑴、该施工方法适用于桥下有一定净空,桥位处无地表水,地基容易处理的现浇施工桥梁,尤其是为跨规划道路桥下无建筑物更为适用。
⑵、施工方法及技术含量相对挂篮法悬灌施工要简单实用,特别对线型控制更容易保证。
⑶、对工期紧迫性要求高的连续箱梁由原先每个节段不大于4m的几十个节现浇节段减到几个较大节段,可大大加快工程进度,(60+100+60)连续梁采用挂篮施工分共57个节段31次现浇混凝土,而采用支架现浇仅有9个节段4次现浇混凝土即可完成,可节约工期3~4个月。
⑷、本工程支架类型较多,包括了路面行车门洞支架、落地碗扣式满堂支架和边坡处墩梁上搭设碗扣的混合支架,可以适应几种不同地形、地势,具有一定代表性。
参考文献:[1]tz213-2005,客运专线桥涵工程施工技术指南[s][2] 铁建设[2005]160号文,客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准[r] 北京:中国铁道出版社2006[3] jgj79-2002,建筑地基处理技术规范[s][4] jgj130-2001,建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[s] 作者简介:孟晓明男,湖北荆州人, 1974年12月出生,1996年毕业于武汉交通科技大学土木工程系(现武汉理工大学交通学院),本科学历。