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六屋郁江特大连续梁桥施工技术方案研究

2022-08-20王天翔中铁十四局集团电气化工程有限公司山东济南250014

中国房地产业 2022年23期
关键词:工字钢挂篮悬臂

文/王天翔 中铁十四局集团电气化工程有限公司 山东济南 250014

引言:

桂林至钦州港高速公路(南宁六景至宾阳段)六屋郁江特大桥主桥结构为(129+238+129)m 预应力混凝土连续刚构桥,分左右幅设计,主桥平面处于直线段范围内,桥梁总宽30m,全长为1352m,共分266 个节段。桥梁设计基准期为100年,设计行车速度120km/h,桥面横坡2.0%、最大纵坡1.4%,设计基本风速26.8m/s,抗震设防措施等级为7 度。在整个桥梁结构中,桥梁的主梁采用纵、横、竖三向预应力混凝土结构,在其支点处梁高为15m,跨中位置处梁高为5m。

论文基于六屋郁江特大连续梁桥,对工程项目施工方案、技术措施、施工工艺及方法等进行研究,以期为同类型大跨连续梁桥的施工建设提供借鉴。

1、施工组织安排

1.1 组织机构

在控制本桥建设投资的同时,还要确保整个工程的建设工期、建造质量及建造过程中工人的人身安全。为全面完成本桥的建设任务,需要按照项目法施工原则组建项目经理部,承担本桥的施工任务。

1.2 施工总体安排

施工总体安排为:主墩0#块施工→挂篮普通块施工→边跨合龙段施工→中跨合龙段施工→桥面系施工。具体为:

(1)14、15#主墩完成后,在承台安装落地钢管支架,形成0#块施工平台。

(2)铺设0#块底模、侧模,进行预压。

(3)预设0#块底模超高,浇筑0#块混凝土,张拉竖向、纵向、横向预应力,完成0#块的施。

(4)0#块支架落架。

(5)挂篮拼装、预压、模板调整、钢筋和预应筋安装、对称悬臂浇注1#~31#节段,浇注边跨直线段。

(6)边跨合龙、中跨合龙,完成整体连续梁主体施工。

2、施工方案

六屋郁江特大桥中的连续梁结构是通过挂篮悬臂现浇的方法进行施工,此外,连续梁0#块、边跨直线段通过支架法进行现浇。在模板的选择方面,悬浇段、0#块、边跨现浇段外均采用定型钢模板;0#块、边跨现浇段的底模采用钢板,悬浇段的底模采用定型钢模板。桥梁施工投入挂篮4 套(2 个/套),在14#和15#墩同时展开4个T 构的悬臂挂篮施工,在施工到边跨合龙段前7d 完成边跨现浇段的施工。

2.1 0#梁段施工

连续梁施工主要包括0#块施工、挂篮预压安装、悬臂现浇段施工、边跨直线段现浇施工、边跨合龙段施工、中跨合龙段施工后完成结构体系转换和施工监测等几部分内容。如图1所示。

图1 连续梁施工流程图

2.1.1 0#块施工工艺

0#段作为箱梁与墩身连接的隅节点,其截面内力最大且受力复杂。0#梁段的施工是桥梁施工中的关键工序,具有块段长、梁高、壁薄、管道密集的特点。

(1)分两次对0#段进行浇筑,每次浇筑7.5m。

(2)0#段采用落地钢管支架施工,在承台顶预埋钢板支立钢管支架,外侧模直接采用定型钢模板借助墩顶及钢管架进行施工,块段内箱顶板采用搭建盘扣架浇筑。

2.1.2 0#块支架设计

正面(顺桥向)悬臂端、墩间钢管架设两排5 根630钢管作为承重结构。钢管上采用I45b 双拼工字作为承重梁,承重梁上设I45b 工字钢,间距60cm,I45b 工字钢上设I18b 工字钢作分配梁。端部底模顶采用2I18b 工字钢加工成调坡支架其上搭设钢底模板形成正面底模系统。正面支架示意见图2。

图2 钢管支架立面图

墩身空心之间底板部分布置12 根3 排630 钢管+承重梁I45b 双拼工字钢组合成的刚度梁为承重结构。刚度梁上方布置间距40mm、60mm 的I45 工字钢分配梁,然后铺设I18 工字钢,I18 工字钢上铺设钢模板底模。钢管架和分配梁的平面布置如图3所示。

图3 0#块支架平面布置图

2.1.3 0#块支架预压

支架预压采用预应力张拉方式进行,张拉力荷载为支架承受全部荷载的1.1 倍进行。具体方法为根据支架结构和需要的吨位情况布置预应力位置,预压荷载的分布模拟需承受的结构荷载及施工荷载。底模铺设前进行分级张拉。

(1)0#块悬臂端支架上方混凝土为199m,分两次浇筑第一次浇筑100m(重260t),按第一次浇筑的110%加载,预压重量为286t。墩身空心支架上方混凝土为324m,分两次浇筑第一次浇筑162m(重421.2t),按第一次浇筑的110%加载,预压重量为463t。预压采用精轧螺纹钢进行张拉预压。

(2)悬臂端预压分60%(165t),80%(208t),110%(286t)三级张拉。两墩间预压分60%(253t),80%(337t),110%(463t)三级张拉。对0#段大小里程分配梁9 个点进行观测,以分配梁中心为准,纵向间距为1.2m,横向间距为2.5m,在预压前对底模标高观测一次,每级荷载加载完成后,先停止下一级加载,并每隔12h 对支架沉降量进行一次监测。0#段预压测点布置如图4、图5所示。

图4 0#段预压测点横向布置图

图5 0#段预压测点纵向布置图

2.1.4 0#块模板布置

0#块的外模为定型钢模板,该模板采用面板厚度为6mm 的钢板,肋板厚度10cm、间距1m 的槽钢制成;模板外部利用模架加固,模架间距为0.9m 左右,模架之间采用∠80 的角钢进行连接。0#块长16m,0#块浇筑时外侧模长度为16.4m,挂篮悬浇时外模配置为2 个4.2m。

2.1.5 预应力钢束施工

钢绞线下料需前检查有无脱丝现象,在进行现场穿束时应采用冷切割的方式进行。下好料的钢绞线用铁丝每隔50cm 捆在一起,形成预应力钢筋束,下好料的钢绞线之间不得缠绕。

2.1.6 0#块混凝土浇筑

0#段混凝土浇筑分两次浇筑,每次浇筑高度为7.5m,各悬臂节段一次浇筑成型。0#块第一次混凝土浇筑与第二次浇筑龄期尽量缩短(10d 内)。

(1)第一次浇筑:先浇筑底板,再浇筑腹板,利用布料机从四周推进浇筑。混凝土初凝后,底板顶采用土工布覆盖,保持洒水浸湿,腹板内外模不拆除。

(2)第二次浇筑:先浇腹板,再浇顶板,利用布料机从四周推进浇筑。两次浇筑层间结合面做施工缝处理。混凝土初凝后,顶板采用土工布覆盖,保持洒水浸湿。

2.1.7 张拉、压浆施工

0#块混凝土强度需达到设计强度的100%,且混凝土的龄期不小于7d,对钢束进行张拉时采用控制力与伸长量双控的原则,并采用真空辅助压浆工艺。在预应力穿束及张拉的作业过程中应严格遵守操作规程,保证工具锚夹片处于清洁和润滑状态。在预应力钢束张拉完毕后,严禁撞击锚头和钢束,且多余钢绞线长度应采用切割机作业。

2.2 悬臂浇筑段施工

1#~31# 梁段采用挂篮悬臂浇筑,梁段顶宽14.75m,底宽7.5m,梁体为单箱单室、变截面、变高度结构,跨中梁高5m,最大悬臂浇筑重量327.6t。

2.2.1 挂篮施工

挂篮安装总体顺序:行走及轨道锚固系统→主构架下弦杆→主构架立柱→主构架后斜拉杆→后锚系统→主构架前斜拉杆→门架、横联→前横梁→提吊系统(吊带、吊杆)→底托系统后横梁→底托系统前横梁→底托系统分配梁→底模→外滑梁→外侧模→内滑梁→内模系统。菱形挂篮结构示意如图6所示。

图6 菱形挂篮结构示意图

2.2.2 挂篮行走

行走前对挂篮的结构状态和各部位连接情况应进行详细检查,对发现的缺陷应及时整改、纠正,并清理挂篮前进方向梁面上的障碍物。挂篮行走时要缓慢进行,同一T 构上的两套挂篮必须同步对称进行,移动速度控制在10cm/min 之内。挂篮行走到预定位置后,将挂篮尾部进行锚固,安装各提吊位置的吊杆,将底模及侧模高程调整到位。

2.2.3 悬浇段钢筋、混凝土、预应力施工

对悬臂段进行浇筑时,应保证完全对称浇筑,如混凝土泵存在运输困难时,至少应将左右两端混凝土重量差异控制在20t 以内。1~31、1′~31′节段为悬臂浇筑段,施工工艺与0#段施工方法相同,不再赘述。

2.3 边跨现浇段施工

33#段为边跨现浇段,梁长9m,高5m,底板宽7.5m,底板厚35cm,腹板厚55cm,顶板厚30cm,重量520.1t,采用钢管柱+型钢梁为主体结构的支架进行现浇施工。支架预压与0#支架预压方法相同,不再赘述。

2.4 合龙段施工

2.4.1 合龙段施工工艺

梁体合龙的主要施工顺序:边跨现浇段及最后一个悬浇段施工完成→安装边跨合龙段临时锁定支撑→施工边跨合龙段→安装中跨合龙段临时锁撑→施工中跨合龙段→拆除边跨现浇段支架→成桥清理。

2.4.2 合龙段锁定

劲性钢支撑设置:边跨现浇段及31 号块梁段顶部及其底板顶部各预埋4 块300×500×20mm 钢板,钢板下方采用12#工字钢焊接后埋入混凝土以作锚固之用,如图7所示。劲性钢支撑采用双拼I20b 工字在混凝土浇筑前一天气温最低时焊接于梁体两侧预埋钢板上。

图7 边跨合龙段劲性支撑安装图

2.4.3 合龙段混凝土浇筑

采用C60 微膨胀混凝土,选择在一天气温最低时浇,两端的混凝土连接面要充分凿毛、湿润,浇筑过程中分级卸掉T 构两端的平衡配重。

3、施工保证措施

3.1 质量保证措施

为确保工程质量始终处于监控状态,在施工过程中,应严格执行事前控制、事中控制、事后控制。

(1)地基处理质量要求

边跨现浇段地基处理后地质承载力不得低于100kPa。防排水要严格按照方案进行施工,确保雨季地表水不进入地基,不影响地基承载力。

(2)预应力管道质量要求

预应力管道需无破损,且管道与管道之间连接性较好,锚固端的预埋钢板要垂直于孔道中心线。

(3)混凝土浇筑质量要求

每次浇筑完混凝土须保证每层混凝土水平且每层混凝土厚度不应超过30cm,应在下层混凝土初凝或能重塑前进行上层混凝土的浇筑;在浇筑过程中,需要采用插入式振捣器对混凝土进行振捣,振捣混凝土时,振捣器每次移动的距离不应超过振捣器作用半径的1.5 倍,且振捣器应与侧模保持5 ~10cm 的距离。振捣时需插入混凝土下5 ~10cm,并遵循“快插慢拔”的原则,振捣过程中应避免振动棒碰撞模板、钢筋及其它预埋件。

(4)预应力张拉质量要求

在对钢束施加预应力前,应检查混凝土构件的外观尺寸是否符合质量标准要求、张拉时强度和弹性模量是否能够达到设计要求。

3.2 安全保证措施

为保证项目的顺利进行,应严格落实项目施工时的安全,在项目的安全管理方面,应严格落实安全责任制,建立以岗位责任制为中心的安全逐级负责制,明确各职能部门和有关人员的安全工作职责。

3.3 环境保护措施

施工过程中造成的主要污染为水污染、大气污染、水土流失等。

(1)水污染的防治。施工现场应修建废水储蓄池,将每次产生的污水排入储蓄池中,最后通过车辆将其运输至废水处理厂进行处理。

(2)大气污染的防治。为防止粉尘及有害气体的污染,应每天对施工现场进行洒水工作,从而达到减少扬尘的效果,此外,还应选择低污染的设备,从而减少对大气环境的污染。

(3)水土流失的防治。进行施工时,应确保水源、植被不被污染和破坏。开挖的砂石,土体等应统一堆放,并且做好围挡措施,防止人员靠近时发生危险。

结语:

根据桂林至钦州港高速公路六屋郁江特连续梁桥结构特点及工程概况,制定了详细施工方案,并明确规定了施工中的要点。为确保线路施工质量及进度,提出了大跨连续梁桥施工技术措施、施工工艺、方法及质量保证措施的。施工方案合理高效,可指导线路施工安全顺利进行。

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