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连续刚构边跨合拢施工方案

2020-04-20陈辉煌

价值工程 2020年9期
关键词:安全成本

摘要:连续钢构桥箱梁预应力混凝土的合拢段施工,结构复杂,受墩高、地形影响施工方案比较复杂。受混凝土的收缩徐变影响较大。合拢方案的选择对施工成本及安全影响较大。本工程通过对合拢段方案的设计,取得了良好的施工效果。

Abstract: The construction of the closed section of the prestressed concrete of the box girder of the continuous steel bridge is complicated in structure, and the construction scheme is affected by the pier height and terrain. It is greatly affected by the shrinkage and creep of concrete. The choice of closing scheme has a greater impact on construction costs and safety. The project has achieved good construction results through the design of the closing section scheme.

关键词:合拢段;成本;安全

Key words: closing section;cost;security

中图分类号:U445                                        文献标识码:A                                  文章编号:1006-4311(2020)09-0176-04

0  引言

我国基础设施建设正处于高速发展阶段,随着公路网的不断完善和发展,一大批高墩大跨度连续钢构孕育而生。连续钢构合拢段施工质量成为连续钢构的一个重难点。常规的边跨施工方案存在安全系数低、成本高等缺点。

1  边跨合拢施工方案

1.1 边跨现浇段支座安装

支座安装工艺细则:

①在支座安装前,应检查支座连接状况是否正常,但不得任意松动上、下座板连接螺栓。

②仔细检查支座中心位置及标高后,用无收缩高强度灌注材料灌浆。

③采用重力灌浆方式,灌注支座下部及锚栓孔间隙处,灌浆过程应从支座中心部位向四周注浆,直至从模板与支座底板周边间隙观察到灌浆材料全部灌满为止。

④灌浆前,应初步计算所需的浆体体积,灌注实用浆体数量不应与计算值产生过大误差,应防止中间缺浆。

⑤拧紧下座板地脚螺栓,安装完毕应后对支座进行检查,并及时涂装预埋板及锚栓外露部分表面,防止其生锈。

⑥根据线控单位提供的支座预偏量设置支座的预偏量。

1.2 边跨现浇段与合拢段施工步骤

①采用挂篮系统安装18、18号块模板、绑扎钢筋、仔细调整挂篮标高,悬臂浇筑18、18号块混凝土,待混凝土强度达到设计强度值的90%且龄期不小于7天后,张拉2*T18钢束并锚固,真空辅助压浆。

②缓慢向前移动挂篮,待挂篮外模端头离18号块前进方向梁端距离为1m时停止前移,临时固定后锚及其他悬吊吊杆,拆除第3、4、5、6节模板(模板节数依次由上往下进行编号),消除墩顶段模板冲突。

继续前移挂篮,安排人员在边墩顶仔细观察,待挂篮底模系统的前下横梁及底模架离盖梁边15~20cm時停止移动挂篮,对挂篮后锚进行锁定,检查挂篮各锚固部位的稳固性;同步后移中跨端挂篮系统1m,并在中跨端采用水箱设置配重。

③挂篮底模放低至盖梁顶,在原挂篮底模系统上直接铺设双拼[16槽钢。双拼[16槽钢作为边跨现浇段(除墩顶外的悬挑部分)及合拢段混凝土受力纵向分配梁计算如下(槽钢铺设数量及间距详见图1)。

④在墩顶与槽钢之间铺设?准32mm圆钢作为滚钢,滚钢与双拼[16槽钢之间设钢支墩作为脱模垫块(设置钢支墩按现场实际测量高度设置。钢支墩作为脱模垫块的同时也起到因盖梁不平整调节标高的作用)。在双拼[16槽钢之间空隙处铺设10*10方木用于固定底模竹胶板。铺设1.2cm厚竹胶板作为底模板。

⑤边墩墩顶设25号工字钢立柱,挂篮主桁上、下纵梁均应接长与立柱相连,并设斜撑联接。立柱下设?准32圆钢滚轴。两根立柱之间采用焊接16号工字钢横向联接。(详见图2、图3)

利用18'梁段腹板精轧螺纹钢,锁定抗剪限位板,以防挂篮主桁后锚精轧螺纹钢因温度升降而剪断。

⑥调整校正模板标高并加固,安装绑扎边跨直线段和合拢段钢筋及预应力管道。

边跨垫石和支座组合高度为30cm,边跨直线段墩顶部分底模采用“槽钢+竹胶板”的方式,在双拼16号槽钢顶面纵桥向铺设1.2cm竹胶板作为底模板,调整标高并固定。墩顶现浇段模板加固采用拉杆对拉,侧模利用原0号块中部模板进行改装。

原边跨现浇段(20'段)和边跨合拢段(19'段)一次性浇筑。

⑦在边跨端采用水箱配重,浇筑混凝土,混凝土浇筑过程中同步卸载水箱内配重用水,保证配重用水重量卸载速度与混凝土浇筑重量加载速度同步;混凝土浇筑完成后,检查底模处接长纵梁下边和墩顶支撑立柱底端支撑情况,做适当调整。

⑧待混凝土强度达到设计强度值的90%且龄期不小于7天后,;对称张拉边跨底板合拢束2*SB1~2*SB5和顶板合拢束2*ST1~2*ST3(按先长束后短束的顺序张拉钢束),真空辅助压浆。

⑨挂篮拆除。

将底模处前下横梁下放1~1.2m(视现场实际情况而定),施作操作平台,施工人员在平台上切除底纵梁接长的双拼槽钢,采用“卷扬机+钢丝绳”或“千斤顶+钢绞线”,前后各悬吊前、后两根横梁,解除前后吊带对前后横梁的悬吊,将挂篮底模系统下移至地面平台;侧模可选用吊车或同底模相同的方法进行拆除。(详见图4)

2  底模架受力计算

2.1 荷载计算

银川至北海高速公路建始(陇里)至恩施(罗针田)段K57+948两溪河大桥与K61+223广润河大桥均为(80+150+80)m三跨预应力混凝土连续刚构箱梁三角挂篮底模架采用槽钢桁架结构,共7组桁架,每组两片桁架。由于桁架在腹板和底板处横向间距不同,因此对底板和腹板处的单片桁架所承受荷载分别计算,即:

q腹=206.927*0.25=51.732kN/m

q底=56.133*0.73=40.977kN/m

由于底板和腹板处的底模桁架的结构及跨度一致,故仅对腹板处的纵向底模桁架按简支梁进行验算。

2.2 底模架桁架验算

底模桁架有限元计算模型如图5,计算得出的弯矩图、剪力图、弯曲应力图、剪力应力图和位移图结果如图6-图13。

由以上计算可知:

梁单元弯曲正应力:σ=102.399MPa<170MPa=【σ】

因此,底模桁架弯曲强度满足要求。

梁单元剪应力:τ=27.100MPa<100MPa=【τ】

因此,底模桁架抗剪强度满足要求。

桁架单元拉应力:σ=54.928MPa<170MPa=【σ】

因此,底模桁架抗拉强度满足要求。

挠度:ωmax=3.029mm

因此,底模桁架刚度满足要求。

由上述计算结果可知,底模桁架强度、刚度均满足要求。

上述计算是按1#块重量计算,1#块砼重量为192.04t,边跨直线段砼及槽钢合计重量为101t+22*2*6*17.23/1000=105.5t<192.04t,故边跨直线段底模桁架强度、刚度均满足要求。

3  总结

80+150+80连续钢构现浇箱梁边跨直线段及合拢段一次性澆筑与原设计分开浇筑优点。①安全系数高:本方案在挂篮前移、底模铺设、侧面安装、绑扎钢筋、混凝土浇筑等施工过程均无较大安全风险。原设计在墩顶设置三角牛腿在安装及拆除过程均存在安全风险;在混凝土浇筑过程中预制梁侧配重存在由于配重不平衡(由于墩顶混凝土不计入配重,故在浇筑过程中很难准确计算悬挑部分混凝土实际重量容易造成墩身两侧不平衡)造成墩身移位及折断安全风险。②施工成本低:原设计采用三角牛腿作为边跨直线段支撑需加工三角牛腿,三角牛腿使用后不能回收利用;合拢段需设置钢管内支撑及地板、顶板型钢外支撑等一次性材料。本方案只需要消耗[16槽钢及竹胶板,其中[16槽钢还可循环使用并回收成本相对低。

参考文献:

[1]交通部.公路桥涵施工技术规范[S].北京:人民交通出版社, 2011.

[2]建设部.GB50017-2017,钢结构设计标准规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2018.

[3]陈晓.预应力混凝土连续钢构桥梁施工质量控制探析.

作者简介:陈辉煌(1984-),男,四川遂宁人,毕业于吉林建筑工程学院建筑装饰学院,研究方向为桥梁。

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