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大跨度钢筋砼拱桥复合支架现浇施工技术分析

2017-09-09刘敏

中国科技纵横 2017年15期

刘敏

摘 要:钢筋混凝土拱桥能够将钢筋砼材料的抗压能力、美观性及成本低等优点充分发挥出来。但近年来,相比其他桥型,钢筋混凝土拱桥应用及研究较为滞后,仅为对此类桥梁发展造成了严重制约,为更好地提升工程质量。本文结合具体工程案例,选取钢筋混凝土-钢结构-木结构复合支架法现浇施工,以此提高我国大跨度钢筋砼拱桥支架施工技术水平,推动我国拱桥事业更快更好地发展。

关键词:大跨度钢筋砼拱桥;复合支架现浇;施工案例

中图分类号:U445.4 文獻标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)15-0081-01

随着社会经济发展速度的不断提升,我国桥梁工程建设事业也得到了极大的发展。支架现浇技术在大跨度钢筋砼拱桥复合施工中的合理应用,可全面提升工程建设质量,推动桥梁工程事业的可持续发展。

1 工程案例

某桥梁工程主桥为中承式钢筋砼箱型双肋拱桥,133m为其净跨径。本桥上部结构为四孔13m简支空心板,柱式墩与重力式U型台为其下部结构。本桥总长度为195.88m,9m为其桥面行车宽度。悬链线为两条主拱肋轴线类型,10.6m为两轴线中心间距,1.347为拱轴系数,净矢跨比为2.3:1,126m为起拱线标高,149.40m为拱顶中心标高。各条拱肋纵向箱数为28个,且将横隔板设置于箱间,285m3为混凝土量。

2 主拱肋复合支架设计

因本桥梁跨越河流,可选取复合支架现浇施工方法。需将拱肋支架安设到水上,支架基础与其下部可承受水流冲击。通过分析研究得出,可将满堂式木拱架设置到两端拱脚位置,且选取复合支架用于跨中120m拱肋。钢结构、门式桁架等为构成复合支架的主要构件,其中选取贝雷桁架片与型钢搭设支架两端1#、6#支墩。

2.1 支墩

(1)两端1#、6#贝雷支墩。为达到主桥头拱桥脚段抛石回填工作量减少的目的,可按照拱肋底板标高,在与拱脚起拱6.5m位置设置1#、6#贝雷支墩,向标高124.2m位置填筑河卵石等材料,随后将C15片石混凝土浇筑到上下游和拱脚起拱6.5m位置,以此当做支墩底座,同时,选取贝雷片组进行以上2个支墩拼装,各个支墩所需量均为12片。且将I25工字钢(2根)设置到各个支墩贝雷片上,以此当做横梁,126.5m为I字钢横梁顶标高。

(2)跨中2#—5#支墩。河内跨中支墩共设置4个,为2#、3#、4#、5#支墩。顺着拱轴方向由上到下河床结构层为砂砾石覆盖层—粉砂岩。根据试验分析得出,选取C25钢筋混凝土钻孔灌注桩(2根)作为各个支墩基础,桩基础向岩层内深入2.5m,10.6m为2根桩中心距离,一般可在双拱肋拱轴线正下方设置各个桩位。

2.2 复合支架搭设

为便于支架作业,可将一组最大吊重18t工作索设置到桥梁两岸间,160m为索跨,36m为索塔高度,选取直径47.5钢丝绳2组作为主索。在引桥3#墩空心板上方安设南岸塔架,北岸塔架在右侧地面平台架设。工作索应与快速卷扬机合理配置,有利于万能杆件桁架、混凝土运送。或在浇筑拱肋后,为主桥桥面纵横梁等安装提供便利。

支架作业中,需先抛填、整平桥头片石,再进行支架两端贝雷片支墩搭设拼装。除此之外,选取方舟组进行水上钻机工作平台拼装,且对4个支墩钻孔灌注桩施工。随后施工上方钢筋混凝土接柱、墩帽等。

3 钢筋混凝土主拱肋现浇施工要点

3.1 主拱肋混凝土现浇施工

133m为拱肋净跨长度,285m3为各个肋混凝土量,为降低混凝土收缩应力及避免拱架变形,可选取分环、分段对称浇筑等方式施工。

(1)主拱肋分段长度的准确确定。在对施工能力充分考虑的基础上,可按照施工企业单位混凝土生产能力确定各段主拱圈浇筑时间,一般可设定为15到20小时。混凝土初凝前,应完成该段混凝土浇筑作业。避免浇筑时出现支架变形现象,导致混凝土裂缝产生。其次,在对混凝土浇筑环节受力、变形情况综合分析的前提下,可按7段划分各条主拱肋,且将间隔槽设置到中间位置,100cm为各个间隔槽宽度。

(2)主拱肋混凝土浇筑顺序的确定。支架施工是大跨度钢筋混凝土拱桥施工的主要内容,要求支架施工具有较高强度、刚度及整体稳定性。基于此,在主拱肋混凝土浇筑顺序确定过程中,必须对主拱肋混凝土浇筑和支架变形之间的关系进行综合考虑,避免出现支架变形问题,对主拱轴线造成严重损坏。按照本工程浇筑施工原则,模拟加载拱肋各个浇注顺序。在各类混凝土浇筑顺序下,各个杆件与节点应力差异极小,因此,可先浇筑拱脚1号、1号段,随后对拱顶4号段进行浇筑,紧接着浇筑中间3号、3号段,最后进行中间2号、2号段浇筑。

(3)钢筋混凝土主拱肋现浇施工。浇筑主拱肋混凝土过程中,向下倒角位置分段浇筑拱肋底板混凝土,随后向上倒角位置一段一段进行拱肋腹板混凝土浇筑施工,要求整体浇筑横隔板混凝土和腹板混凝土,最后进行顶板混凝土浇筑。完成拱肋板混凝土浇筑作业后需先合拢底板,当结束顶板混凝土浇筑作业后,可分段浇筑腹板混凝土,随后合拢腹板。浇筑混凝土需对称拱肋两端,安装拱肋顶板模板之后,可将一个孔洞(50x100cm)留设到两条横隔板中间,为拆除内模提供便利,最后吊模封洞。为提高拱架横向稳定性及安全性,需交叉浇筑上下游两条拱肋混凝土。

3.2 拱架卸落与拆除

作为主拱肋现浇施工主要环节,拱架卸落、拆除极为重要。完成主拱肋混凝土浇筑及养生作业后,可根据指定工序实施拱架卸落施工。本文选取螺栓组合硬木楔作为桥梁拱架卸落装置,便于对其标高、落架进行适当调整。同时因本桥木楔数量为400多个,那么也有400多个拱架卸落点。 因具有大量卸落点,无法实现几个点一起均匀卸落。通过分析计算可对拱架卸落加以准确确定,要求在横桥向拱架必须均匀、同时卸落;要求纵桥向由拱顶一排一排向拱脚位置卸落,且保证同步对称卸落上下游两条拱肋拱架。

(1)确定所有卸落点卸落总量。按照本桥拱架设计中施工预拱度计算结果显示,可由主拱圈脱架产生弹性变形量与拱架弹性变形量构成拱架所有卸落点的卸落量,由此得出,9cm为本工程拱顶最大卸落量。

(2)拱架卸落程序。为保证供体下落具备均匀性,且受力状态良好。可通过3次循环各个点卸落量,机各个环节降落量为h/3,每次间歇需合理。一般可在白天高温下进行卸架作业。具体可分为3步:

第一,先卸落的拱架范围为第3-4号支墩间的拱顶段,3cm为卸落量;随后将第2-3号支墩、第4-5号支墩间的拱架卸落,2cm为此环节卸落量;最后将第1-2号支墩、第5-6号支墩间的拱架卸落,1cm为其卸落量。

第二,重复上述过程,保证卸落顺序、量相同。

第三,重复第一阶段卸落顺序及卸落量,拱肋底模板可完全脱离主拱圈。

按照落架环节测量结果得出,理论分析值基本等同于实测值,表明落架方案合理、有效。

(3)拱架拆除。由拱顶对称卸落拱架,严格遵循“后安装先拆除”的原则一层一层拆除,且通过工作索吊运,缩短拆除时间。拆除万能杆件下导梁、门型桁架等构件后,即可将两岸贝雷支墩、抛石围堰体等拆除,最后进行河道清理。

4 结语

综上所述,随着国民经济发展水平的不断提高,桥梁建设规模也在逐渐扩大,其面临的施工环境也更加的复杂,在施工过程中为了尽量减少桥梁施工对周边自然环境的影响,需要修建大跨度桥梁。其中支架现浇施工是工程建设中的重要组成部分,对施工质量有着重要的影响。因此,施工单位必须根据施工现场的地势地形、自然条件等各项因素,掌握其中的技术要点,严格按照相应的流程施工,加强施工过程中的质量控制措施,保证桥梁工程的行车安全性能。

参考文献

[1]杨勃,马炎国.梁柱式钢管桩支架在连续梁现浇施工中的应用[J].广东交通职业技术学院学报,2010,(02):41-44.

[2]吴志华,王锦云,刘建镳,陈世九.大跨度钢筋砼拱桥复合支架现浇施工技术研究[J].长春工程学院学报(自然科学版).2014,(01):18-23.

[3]孟祥勇.大跨度上承式钢筋混凝土拱桥施工控制与仿真分析[D].西南交通大学,2010.endprint