大跨度现浇连续箱梁支架施工技术
2010-08-09
1 工程概况
芝山特大桥位于既有京广铁路银盏坳车站地段，中心里程DK2119+365，全桥共35跨，长1 163．5 121。主桥所处17号～20号墩跨越既有京广铁路，起讫里程为DK2119+308．38～DK2119+421．70，其结构类型为(32+48+32)m无渣轨道现浇预应力混凝土连续粱，与线路成60。夹角。根据箱梁上部荷载及京广铁路界限要求等情况，本段箱梁共设临时支墩1l处：1号，5号，11号为受力最小部位，采用碗扣式钢管支架；2号～4号，8号～10号采用混凝土立柱(盖梁)支墩；铁路两侧因支架跨度较大(33 m)，采用挖孔桩基础、八三式军用支墩。上部支撑纵梁采用贝雷桁架进行拼装，横向宽度12．6 m(共5组)：[180}(90)+I57．5+(90)+225+(90)+157．5+(90)+180]cnl。
2 工程特点
芝山特大桥的主要特点是大跨度横跨(既有)京广铁路，施工难度大。支架方案的选取及操作是该工程的难点，而如何将粱顶线型控制在允许范围内，保证粱体处于最佳受力状态，以满足设计要求，则成为其中的关键。
3 优选支架方案
结合芝山特大桥的地理位置和结构形式，拟定出3种支架方案进行比选：1)钢管墩+贝雷纵梁；2)八三式军用墩+混凝土立柱(盖梁)+碗扣式支架+贝雷纵梁；3)八 三式军用墩+满堂碗扣式支架+贝雷纵梁。为减少因外购或租赁而挤占流动资金，在工期影响不大的前提下，选取八三式军用墩+混凝土立柱(盖梁)+碗扣式支架+贝雷纵梁方案。
4 支架的细部处理
4．1 支架各支点处的设计
按位置不同分为3种形式：1)主跨部分，此处荷载最大，且地处京广线两侧，基础采用桩承台式基础，并适当布设钢筋，最大桩长20 m，桩径1．25 Ill，承台顶面预埋钢板，八三式军用杆件的各支点支承在钢板上，并用型钢将临时墩与永久墩连接在一起，防止其倾覆。2)边跨部分，在桥墩内侧浇筑混凝土立柱(盖梁)作为临时支墩，由于跨中位置土质为砂性土，基底承载打不大于600 kPa，因此做级配碎石掺砂碾压处理，待再次检测满足要求后，浇筑混凝土扩大基础。3)端头部分，为搭设张拉和施工平台，采用布局为(90×60×60)cm3碗扣式支架。
4．2 贝雷纵梁
贝雷纵梁共5组，组合形式为(5+6+6+6十5)片，贝雷梁纵向用钢销连接，每组横向由支撑架连接，组与组之问用l0号丁字钢进行加固。为确保支点位置贝雷片的稳定性，支点在贝雷片端头竖杆的，使用18槽钢对该竖杆进行加强，而支点在贝雷片中间竖杆的，使用10槽钢对该竖杆加强，并在下弦杆及加强弦杆上设
3道加强竖肋(钢板)。两侧边跨采用单层贝雷梁，主跨采用双层贝雷粱。
5 预压
5．1 沉降变形的范围
赝架法施工的梁体支架变形包括两部分：1)非弹性变形，具体来说，又分为基础沉降、支架自身空隙以及结合部不紧密等所产生的变形，这部分变形是不可逆的；2)弹性变形，主要为钢构件在荷载作用下产生的应变，而它是可逆的。
5．2 支架预压措施
5．2．1 预压目的
为确保箱梁现浇施工安全，需对贝雷粱进行重载试验以检验贝雷架的承载能力和挠度值。通过模拟贝雷梁在箱粱施工时的加载过程来分析、验证贝雷架及其附属结构(模板、横梁、钢管支架等)的弹性变形，消除其非弹性变形。通过其规律来指导贝雷架施工中模板的预拱度值及其混凝土分层浇筑的顺序，并据此基本评判施工的安全性。
5．2．2 预压数据分析
高墩支架结点十分繁多，每个结点之间难保全部紧密，而因结点不紧密所产生的非弹性变形是可以预先克服的，预压能使结点变得紧密，最大限度地消除这部分非弹性变形。
考虑梁体自重、地基沉降等因素影响，粗略调整好底模标高后进行配载预压，用胶合板搭设预压平台，荷载单元采用砂袋，加载重量不小于梁体自重。预压时问根据地质情况、梁体重量、支架类型等进行现场预压试验后确定，以支架不再出现沉降为度，预压之前，在支点、1／4跨中、跨中处设置观测点，并测定贝雷梁的初始挠度，在施加荷载的几个不同时期，测量沉降观测点的标高。由于贝雷粱的初始挠度为一个徐变过程，从开始到完成需要一定的时间，贝雷梁架设完成后，应有一段观测期，待其变形趋近于0时，测量其初始挠度为5 LTn，将最大跨的预压作为特例进行分析。
可以看出，临时支墩以非弹性变形为主，在多次预压后即可基本消除，而贝雷梁由支点位置向跨中方向加载后挠度逐渐增加，且绝对值远大于其非弹性变形，因此，以贝雷梁挠度作为预拱度设置的主要参数。
初始挠度计算公式为：fm =0．05(n2一1)。其中，fm 为支架初始挠度，cm；，n为贝雷片组数，片。经计算，33m跨计算挠度：fm =0．05×(112 一1)=6 cm；而实测跨中初始挠度：fm初 =5 cm<fm初=6 cm，满足要求；根据预压结果，可得出：fm终=10．8 ClTI。其中，fm初为支架加载前的挠度，cm；fm终为支架加载完成后的挠度，cm。由此可以看出，预压成果对预拱度设置具有指向性作用，它所得出的结论直接影响到线型控制的成败。
6 预拱度的设置
影响预拱度的因素很多，有地基沉降、支架压密变形和弹性变形、张拉应力、支架卸落后混凝土的收缩和徐变等，主要考虑以下因素：支架弹性变形 。；支架内部、支架与方木、方木与模板、支架与枕木之间的非弹性变形占z；支架基础的弹性变形83；支架基础地基的非弹性变形 4；贝雷梁各位置加载后所产生的挠度85 ；张拉应力所产生的拱度86。
通过反复预压施工后，可以基本消除 2， 的影响，则在底模安装时，其预拱度的设置按A= l+a3+85一a6计算，在模板的高程控制时加入预拱度数值。为提高效率，加大准确性，先在几个典型断面(跨中、1／4跨、粱端)按计算数据控制高程，再在中间拉线加密调整，直至线型初控达到目标。为避免外部原因产生影响，在浇筑前进行复测，在没有变化的情况下，方可进行下道工序。
7 梁体混凝土施工
钢筋模板安装完成，检查合格后即可浇筑混凝土。本桥混凝土采用拌和楼集中拌制，混凝土运输搅拌车运输到现场泵站，泵送人模，用插入式振捣器振捣。混凝土浇筑顺序为：底板、腹板一次浇筑完成后，安装顶模及顶板钢筋，浇筑第2次混凝土。纵向由低坡向高坡处推进浇筑，底板一次性浇筑到位。腹板浇筑采用斜向分层、一次性浇筑到位的方式进行；平均每小时浇筑混凝土36．5 rn3，底板及腹板的浇筑时间为20 h。为了保证底板与腹板之间混凝土的连接，浇筑过程中，底板与腹板的浇筑距离控制在2 m左右。底板混凝土主要从腹模内斜插振捣灌入，为避免导角部位出现空洞，内模底导角模板，每隔1 m留一30 cm×30 cm洞孔排气，同时作为底板混凝土的补充输入口。
8 支架拆除
支架与梁体混凝土之间有很大的挤压力，拆除支架时，要先卸中间，再分别逐渐向两头推进，避免因突然卸载，导致梁体应力集中而出现损害。拆除支架要自上而下，通过梁体预先留好的吊孔逐步进行。
9 结语
梁桥就地现浇施工是一种较为普遍的施工方法，其支架结构形式十分丰富，施工时一定要因地制宜，严格筛选，选取合理的支架结构和合理的支架安装及拆卸方式，保证施工安全和施工质量。通过对上述因素的综合考虑，芝山特大桥连续现浇箱梁施工取得了良好效果。最终线型观测结果也表明，预拱度设置达到了预期的效果，为同类桥梁施工提供了成功的范例。
参考文献：
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