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青田塔山大桥承台及V形墩施工技术

2010-04-14曾建湖

山西建筑 2010年13期
关键词:劲性钢绞线桁架

曾建湖

1 工程概况

青田塔山大桥横跨瓯江,江面宽370 m,主河道宽60 m,具有山区河流特点,河水暴涨暴落,洪水期水位剧增、枯水期水位剧降。桥位处水流流速较快,冲刷作用明显。存在潮汐现象,平均潮差约4.5 m。

桥梁基础采用D220 cm桩基。主桥采用预应力混凝土V形墩连续刚构桥,跨径组合为 80 m+120 m+80 m,长280 m;本桥7号,8号墩为V形墩。V形墩结构由两个斜腿和其顶部主梁0号段组成倒三角结构。V形墩斜腿为内置型钢劲性骨架板式预应力钢筋混凝土结构,墩身厚度1.5 m,横桥向宽度11 m,两斜撑间夹角为75°,斜撑长分别为20.55 m(跨中),20.10 m(边跨),V 形墩两斜撑C50混凝土数量为700 m3;V形墩顶0号块梁高4.5 m,单箱双室,腹板宽80 cm,顶板、底板厚度均为60 cm,墩梁结合处梁体设250 cm横梁,为减少应力集中结合处设弧形过渡。桥面宽18 m,底板宽11 m,翼缘板宽 3.5 m,0号块梁体长 37 m,C50混凝土数量为1 116 m3。

2 施工方案

2.1 承台施工

2.1.1 套箱施工

河床为卵石(含少量砂),渗水量大,为了防止基坑侧壁及底面渗水对承台施工的影响,保证涨落潮时均能进行施工,故采用钢套箱进行承台施工。钢套箱结构见图1。

1)钢套箱组拼。在低潮时利用挖掘机将承台基坑开挖至封底混凝土以下,用吊车配合人工进行钢套箱组拼,并加设内支撑。

2)钢套箱水下混凝土封底。采用能在水中沉凝的特种混凝土封底。混凝土配比:水泥∶砂∶卵石∶水∶絮凝剂=1∶1.77∶2.85∶0.58∶0.008。

施工时只要将混凝土灌入套箱内河水中控制达到计算封底厚度的浇筑标高即可。当水下混凝土强度达到80%以上时排出套箱内的积水,将封底混凝土表面的浮浆及高出承台设计标高的混凝土除掉,再浇筑一次混凝土将封底混凝土找平。

2.1.2 承台内预埋钢绞线、钢筋及劲性骨架施工

当封底混凝土达到强度时在套箱内即可进行施工。V形墩预应力采用单端张拉,故需在承台内预埋钢绞线固定端锚具,并固定钢绞线。考虑劲性骨架、预应力钢绞线及斜腿预埋钢筋的稳定,将承台分两次浇筑。第一次混凝土浇筑完毕后再安装承台墩座内V形斜腿预埋劲性骨架、钢筋。

2.1.3 承台混凝土施工

承台混凝土数量为624 m3,混凝土施工分两次浇筑完成,第一次混凝土浇筑高度为2.5 m,第二次浇筑承台剩余部分混凝土和承台墩座顶面以下斜腿混凝土。由于混凝土体积大、混凝土标号高,水泥凝固时产生水化热大,故采取冷却措施。

具体做法是在承台内预埋冷却水管,在混凝土初凝时开始通水将热量导出混凝土体外。有效的降低了承台混凝土内外温差,防止混凝土开裂。

2.2 V形墩施工方案

2.2.1 V形墩总体施工方案

根据V形墩结构特点及现场实际施工条件,V形墩斜腿分两次浇筑,每次均采用水平分层法施工。支架具体布置见图2。

V形墩斜腿混凝土浇筑分两次施工,第一次沿斜腿底部向上浇筑斜腿10 m,第二次浇筑混凝土至内侧圆弧处。为抵消V形墩斜腿在自重作用下及浇筑0号段梁体荷载作用下对斜腿底部截面形成的弯曲应力,在0号块梁体施工前,在两斜腿顶部采用施加预应力的方式进行对拉,控制V形墩斜腿应力,防止混凝土因产生过大拉应力而开裂。预应力形式采用5束9φj15.24钢绞线横向均匀设置。临时预应力结构见图3。

2.2.2 具体施工方法

1)预埋件施工。在浇筑承台混凝土时根据设计万能杆件平衡架及桁架梁位置在承台墩座上预埋铁件,便于后续施工。

2)万能杆件平衡架及外侧桁架梁施工。本桥支架结构设计完成后利用SAP84软件进行验算,计算结果满足要求,可以用于施工。

按支撑设计图安装万能杆件T形平衡架,地面组装斜腿外侧万能杆件桁架梁,当中间T形支架安装完毕后吊装单片桁架梁,设置内外侧槽钢背梁及精轧螺纹钢拉杆;连接预埋墩座内预埋件、斜腿根部拉杆固定斜腿外侧桁架梁上下端。将所有桁架梁吊装完毕后连接每片之间的横向联系。

3)斜腿第一层劲性骨架、钢筋施工。由于劲性骨架斜向布置,故安装劲性骨架时要严格控制安装精度,保证钢筋保护层厚度。劲性骨架安装焊接完毕后,钢筋及钢绞线依靠劲性骨架定位并固定。

4)斜腿第一层混凝土施工。安装第一节斜腿内外侧模板;安装第一节斜腿所有拉杆,调整模板、清除杂物;对称浇筑第一节斜腿混凝土,两斜腿混凝土浇筑高度差不得超过1 m。

5)斜腿第二层钢筋劲性骨架施工。待混凝土达到一定强度(70%)后,重复3)工作内容。

6)斜腿第二层模板及混凝土施工。安装第二节斜腿内所有拉杆,调整模板,清除杂物;对称浇筑第二节斜腿混凝土,两斜腿混凝土浇筑高度差不得超过1 m。浇筑时密切注意支架及精轧螺纹钢拉杆及桁架梁是否变形,并在浇筑过程中预留出临时预应力钢绞线孔道。

7)V形墩临时预应力施工。临时预应力施工采用5束9φj15.24预应力钢绞线距0号段底部2.6 m处安装,横向均匀对称布置。待混凝土强度达到设计强度90%后即可进行预应力的张拉施工。待混凝土达到设计强度后,将两斜腿临时预应力束进行张拉,张拉力大小按抵消斜腿自重在根部产生弯矩并乘以1.1倍系数计算。张拉前认真检查外置式锚垫板加工及安装质量情况;张拉设备安装时,做到孔道、钢绞线束、锚环及千斤顶的轴线一致。张拉时5束钢绞线采用单端分级同步张拉,第一级张拉至10 t/束;第二级张拉至30 t/束;第三级张拉至60 t/束。张拉时认真观测斜腿及劲性骨架线形变化情况,并测量混凝土内部应力。通过临时预应力张拉施工,观测斜腿顶水平位移为5 mm~7 mm,斜腿根部截面混凝土未产生拉应力。

8)拆除V形墩斜腿模板及支架。临时预应力张拉完毕后拆除斜腿模板、外侧桁架梁。

3 结语

青田塔山大桥V形墩0号段规模在国内同类型桥梁中较大,施工难度大;根据以往的施工经验和多方部门的审查认为支架方案是切实可行的,使用这套施工技术施工达到了预期的设计要求,在今后的同类型施工中具有很大的参考和借鉴作用。

[1] 王志忠.海河开启桥的施工工艺[J].山西建筑,2008,34(5):316-317.

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