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重庆双碑嘉陵江大桥28#墩岸跨主梁现浇梁及岸跨合拢段施工技术
2017-06-19  中国桥梁网 分享到:
关键词:现浇梁 合拢段 

   一、工程概况

   根据设计施工图,主桥P27#墩边跨现浇段主梁(SSB16)及合拢段为支架现浇方式完成。

   该边跨现浇段主梁为三箱变截面预应力结构,顺桥向长度3.1米,中心高度3.6米,箱顶板宽度32.5米,箱底板宽度9米,设置800吨支座2个,混凝土数量163.7立方米,混凝土强度C50。

   在现浇段主梁(SSB16)与边跨标准段主梁(SSB15)之间为合拢段,该合拢段断面与标准段相同,顺桥向长度为1米,混凝土数量 24立方米,强度C50。

   现浇段与合拢段均设置有纵横向预应力结构,当合拢段混凝土完成并符合要求后,才可实施纵向预应力张拉,其它横向预应力结构随当前节段届时完成。

   P27#墩岸跨现浇段梁及岸跨合拢步骤为:P28#墩柱→搭设现浇梁段部分支架→岸、河跨挂蓝对称施工主梁15#块→拆除岸、河跨挂蓝→完成现浇梁段支架及模架体系→SSB15#块上第一次配重→岸跨支架现浇主梁SSB16#块并卸除相应配重→拆除部分模板→调整合拢段两端梁标高→劲性骨架合拢→调整平台模架到位→钢筋、预应力束及内模安装→检查处理→浇筑合拢段混凝土并卸除剩余所有配重→养护→张拉预应力束→完成岸跨主梁永久配重混凝土→拆除现梁支架→与河跨同步拆除劲性骨架及吊平台。

   二、现浇段施工

   (一)现浇段施工支架

   1、现浇段主梁(SSB16)位于P28#墩旁,顺桥向长度4.1米。模架支撑系统采用大钢管立柱与吊杆悬吊相结合的方式组合而成,通过布置纵横分配梁和三角桁架片,以支撑模板并完成混凝土浇筑。

   2、对现浇段主梁混凝土浇筑为一次完成,即全长3.1米、全宽32.5米、全高3.6米。

   3、现浇主梁段施工支架设计与合拢段施工一并考虑,包括与合拢吊平结构含接,工序转换等。

   4、现浇主梁段施工支架布置高度30米,宽度32.5米,最大纵向长度4.1米,支架下端放置在墩柱承台上,顺高度而上与墩柱实施连接,以加强支架承力稳定。

   5、应用MIDAS-Civil.6.71.(中文版)计算软件,对纵横向分配梁等按布置要求进行整体建模后加载计算。模型建立做如下假设,假设SSB15节段,28#墩柱和大钢管支撑系统为不变形刚体,通过对纵横分配梁的反复计算分析,不断调整优化,最后结果是,平台各力学指标均控制在容许范围内,该支架满足使用要求。同时,对支架系统,吊杆进行了计算分析,其结果符合相关规范要求。

   6、支架基础由P28#墩承台形成,并设置有预埋件将支架柱脚进行焊接连接。

   7、大钢管支撑体系采用D700*10大钢管,并用双肢C16槽钢与桥墩连接。

   (二)模架系统

   1、在大钢管立柱顶部设置主分配梁,由2I56a工字钢组成,作横桥向布置,并设置加强肋板和支承板。在主分配梁2I56a工字钢上设置顺桥向分配梁,由单肢I20a工钢组成,作顺桥向布置,实心段按30cm布置,空心段按60cm布置,详见施工设计图,并设置加强肋板和支承板。

   2、对现浇梁底9米宽范围内,因底板体外劲性骨架,需设置横桥向分配梁,并在骨架处断开,此分配梁由单肢[14a槽钢组成以支承模板,并支承在I20a工钢上,布置间距见施工设计图,并设置加强肋板和支承板。

   3、对现浇梁斜腹板及翼板处,将采用三角桁架片进行支承,并放置在I20a工钢上,顺桥向布置间距见施工设计图,并对三角桁架片进行稳定连接支撑处理。当三角桁架片安装符合要求后,在上弦需布置[8槽钢以支承模板,布置间距见施工设计图,并设置加强肋板稳定板。

   4、分配梁之间以及对三角桁架片的支承点连接均采取焊接连接完成。为防止浇筑时的横向水平力影响,应采取措施对底9米宽范围的横向分配梁需与三角桁架片进行焊接连接。

   5、现浇梁底模板均采用10mm钢板,并固定在分配梁上。端模板按常规方式完成。

   6、斜腹板、竖腹板及横隔板的模板安装稳定,将采用φ16精轧对拉杆,间距75~90cm,外部支撑配合进行。

   (三)、混凝土工程

   1、现浇段梁混凝土数量163.7立方米,混凝土强度C50,据实作好混凝土配合比选用,满足施工作业符合要求,确保混凝土浇筑质量。

   2、采用商品混凝土,车运现场,泵送入模。在P28#墩旁设置混凝土泵送场地,通过墩旁搭设专用脚手钢管支架直上引桥桥面,再将泵管接入下料点。采用普通脚手钢管,用扣件联接,每6米高度作附墩支撑,可支附在万能杆件支架上或墩柱上,支架层高2米,设置梯道、布置泵管,并作好相关安全防护措施。

   3、现浇段梁采用单泵泵送混凝土进行运输,若泵送浇筑总能力按15m3/h计,浇筑所需时间为163.7/15=11小时可完成,但考虑到不利因素的影响,对混凝土的浇筑时间可能会延长,为保证浇筑质量,控制混凝土初凝时间以20小时为宜。在双泵双送浇筑混凝土的同时还必须备用一套完整的泵送系统,以保证该段混凝土浇筑的正常进行。

   4、混凝土浇注原则上由底向上,由前向后进行对称平衡浇筑,过程中加强控制分层下料、均质良好、振捣密实,确保浇筑质量。

   三、合拢段施工

   (一)吊平台及模架

   合拢段混凝土采用吊平台模架方式进行合拢,由平台、吊杆、模架(内模架)等组成。所用材料均为钢质材料,型钢和钢板材料强度为Q235,吊杆采用精轧螺纹钢筋,强度为JL785。

   吊平台主分配梁采用2[32a槽钢组焊而成,设置加强肋板和支承板,主分配为横桥向布置,并用吊杆锚固于合拢段两端主梁上。  采用Φ32精轧螺纹粗钢筋作为吊平台的锚固吊杆,横桥向布置计8根,一个合拢段共计16根,吊杆最大间距为4.8m。

   当吊平台及模架到位而不在调整时,可对每根吊杆实施预紧力,预紧力可按计算力值的50%进行控制。在预紧力之前,只需对现浇段梁最前端处的主分配(2[32a])与杆件支架的螺栓连接进行拆除,即放松锁板的连接螺栓。

   吊平台次分配梁采用I20a型钢组焊而成,设置加强肋板和支承板,作顺桥向布置并放置在主分配梁上。

   平台布置完成,其上布置模架系统。对主梁底板9m宽范围内采用 [14a槽钢作分配梁,布置为横桥向,顺桥向按一定间距布置,并且避让劲性骨架,面板采用[]10mm厚钢板铺设。对主梁斜腹板及翼板处布置三角桁架片,作顺桥向布置2片,并放置在次分配梁上,并按要求作好必要的稳定支撑等。三角桁架片采用[14、[12.6槽钢组焊而成,上弦杆上布置[8槽钢分配梁作顺桥向布置,间距按图布置,再铺设面板[]10mm厚钢板。

   箱内模板采用普通组合钢模板拼装,部分地方采用木模板,以普通钢管为背楞,设置必要的圆钢对拉杆进行固定,如立墙侧模及底压模和斜腹板压模等。对于顶板承重模板的支撑,则以型钢桁架片进行支承,每片作横桥向布置,顺桥向间距约0.9米左右,顺桥布置桁架片计2片,并按要求作好必要的稳定支撑等。

   岸跨吊平台及底模架重约27吨,底钢板重量16T,内模架重约12吨。

   吊平台及模架系统的安装,可借助挂蓝和现浇梁支架设施,以塔吊为吊装手段完成。

   (二)SSB-15节段配重

   岸跨主梁现浇段及核垄断。拟定采取等效配重替换方式完成,即边浇筑混凝土边拆除配重设施,配重位置在SSB-15节段上,在SSB-15节段上采用一次配重,浇注SSB-16节段时进行第一次等效配重卸载,浇注边跨合拢段时进行第二次等效配重卸载。

   配重设施均设置在主梁SSB15块件上,位置在主梁Φ32精轧螺纹粗钢筋处,配重重量与SSB-16节段和合拢段浇注后Φ32螺纹粗钢筋所增加的轴向力相同。

   采用钢筋为配重材料或辅助加入其它型钢材料等,安装拆除将利用现有塔吊完成。

   实施等效替换配重材料在骨架焊接合拢前布置完成。

   (三)合拢骨架

   岸跨合拢段设置有体外型钢劲性骨架,主要布置在顶板、底板处,材料采用槽钢[36c,每2[36c为一组,通过与主梁上的预埋件进行焊接固定。在原设计图总体基础上,并结合合拢段结构和骨架构造需要,为确保合拢顺利完成,将原设计图采用槽钢2[36c调整为槽钢2[40a,由原工字型断面调整为箱型断面,其骨架横向位置不变。

   因主梁原有纵横竖预应力结构的存在,对劲性骨架及预埋件的形成有较大的影响,经过分析比较,需对主梁SSB15块件的部分横向、竖向预应力束位置进行适当调整,对预埋件的尺寸大小及骨架长度也作适当调整,以满足各项作业要求。

   骨架预埋件采用钢板厚3厘米,锚脚采用Φ32钢筋,根数16根,与原设计相同,只是平面尺寸及锚脚位置有一定的变化。

   骨架采用箱型结构,需设置加强肋板,连接板等。骨架与预埋件全贴角焊接方式,焊缝长度和高度均应满足受力要求。

   主梁底板骨架共计2组,其合拢对接接头设在合拢段中心处,对接预留缝宽3厘米,采用帮贴钢板进行焊接,焊缝长度和高度均应满足受力要求。

   主梁顶板骨架共计4组,原则上不设置合拢对接接头,制作单件整体后,视情况可先将骨架一端主梁预埋件实施焊接,待合适的时候将骨架另一端与主梁实施焊接,以实现骨架合拢。

   (四)混凝土工程

   1、主梁合拢段混凝土强度等级C50,采用微膨胀混凝土。

   2、根据合拢时期温度进行混凝土配合比试配试验,并满足相关作业要求。

   3、采用商品混凝土供应、现场泵送运输浇筑方式,由下而上分层浇筑完成。

   4、对岸跨合拢段混凝土浇筑,泵送管道沿P28#墩直上至尾梁段至岸跨合拢段位置。

   5、边浇筑合拢段混凝土边进行配重钢筋拆除实现等效替换,保持原有无应力状态。

   6、达到预应力束张拉条件需及时进行张拉,以利下步作业。

   7、针对合拢段作业条件,采取相应的浇筑、振捣、养护等措施,确保合拢质量。

   四、施工计算

   (一)基本数据

   现浇段梁长度3.1米,混凝土总量163.7立方米,容重取2.6吨/立方米,自重426t。

   根据内箱模架重量,在相对应混凝土结构重量取系数1.1和1.2进入计算,支架及模架材料单位容重在相应材料中取系数进入计算。

   合拢段梁24立方米,容重取2.6吨/立方米,自重62.4t。

   现浇段梁及合拢段材料为普通钢材,强度等级Q235,容许应力取170Mpa(临时结构Q235钢容许应力);吊杆材料采用Φ32精轧螺纹钢筋,强度等级JL785,容许应力取490Mpa;

   (二)基本计算

   1、边跨支架现浇及边跨合拢

   按照模架结构,建立空间模型,加入相对位置荷载,模型假设,大钢管立柱为不变刚体,SSB15节段为不变刚体,大钢管立柱体系为不变刚体,大钢管立柱根据模型的支点反力进行稳定验算,模架结构采用MIDAS程序电算完成。其计算结果如下:

   吊杆最大支点反力11t,最小支点反力7t;

   最大应力≤490Mpa;

   分配梁2[32a,最大应力69 Mpa<170Mpa;

   分配梁I20a,最大应力36Mp<145Mpa;

   分配梁[14a,最大应力180 Mpa>170Mpa,出现在底板尾部横向分配梁,做双肢分配处理;其余165 Mpa<170Mpa

   吊平台最大竖向位移5mm,发生在实心段底板处。

   大钢管立柱:承受模架传递轴向力87T,大钢管立柱自重5.25T,大钢管立柱承受最大轴向压力92.25T,计算长度8米,按一端铰接,一端固定,长度系数0.7,根据,22,按C类截面

   最大应力:

   C12.6:根据MADIS模型计算,C12.6承受最大轴向力7T,按两端固定建立计算,长度系数0.5,计算长度2.81米,按弱轴计算稳定性,90,按C类截面

   最大应力:

   五、结论

   通过以上现浇段梁和合拢段的施工计算,总体上各结构的技术指标符合相关规范要求。只有个别部分约有超标现象,但超标值不太大,采取的处理措施如下:

   对于个别分配梁C14a,最大应力180Mpa≥170Mpa的超标情况,已在超标梁旁增加了一根分配进行处理。

   综上所述,通过对不足的构件调整和加强处理,采取本项施工方案完成主桥P28#墩边跨现浇梁及边跨合拢段是安全可行的,可以使用。
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