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    大桥现浇连续箱梁支架设计及施工技术

    2019-04-01    作者:admin  阅读:24次

     前 言 


    ebwin   预应力混凝土现浇连续箱梁由于具有整体性好、刚度大、行车舒适、技术先进,易于做成复杂形状等优点,而被我国桥梁界广泛接纳,已被应用于跨线桥、立交桥以及曲线桥等中小跨径桥梁。下面结合工程案例分析大桥现浇连续箱梁支架设计要点及施工技术. 


    ebwin   1 工程概况 


    ebwin   本大桥桥梁由左右两幅桥组成,左线桥起点桩号为ZK2+153.925,终点桩号为ZK2+833.925,桥跨布置为(5×45)+(5×46)m两联预应力混凝土连续箱梁,全长680.06m,梁高为2.2m,单幅宽13.5m,其中梁底宽8.5m。右线桥起桩号为YK2+219.335,终点桩号为YK2+826.435,桥跨布置为1联40m+4×45m+35m的预应力混凝土连续梁全长607.10m,梁高为2.2m,单幅宽13.5m,其中梁底宽8.5m。 


    ebwin   2 支架设计 


    ebwin   支架采用碗扣式钢管架,立杆主要采用3.0m、2.4m、1.8m、几种,立杆接长错开布置,顶杆长度为1.5m、1.2m、0.9m,横杆采用0.9m、0.6m、0.3m三种组成,顶底托采用可调托撑。支架设计见图1,箱梁普通段纵向立杆间距0.9m,腹板处立杆间距0.6m,翼缘板位置立杆间距0.9m和1.2m,竖向横杆间距0.9m。对于地托和顶托位置横杆间距0.6m.中横梁位置:纵向立杆间距设为0.6m。支架顶部安装可调承托,用以调节模板标高,承托上安装纵横分配梁。根据荷载的重量,确定立柱的分布和加强杆的布置。支架所受荷载包括钢筋混凝土、内外模板、上承方木自重荷载,施工人员、施工料具运输、堆放荷载以及浇注、倾倒混凝土产生的荷载等。混凝土自重:荷载分项系数r1.2,桥梁跨中的截面面积S1[(0.15+0.35)/2×2.5+0.5×2.2+0.25×3.5+0.22×3.5+0.25×2.2+0.2×0.6÷2×4]×28.32m2,桥梁支点处截面积S2[(0.15+0.35)/2×2.5+0.8×2.2+0.4×2.2+3.05×0.45+3.05×0.42+0.2×0.6÷2×4]×212.32m2,翼沿的截面积S3[(0.15+0.35)/2×2.5]×21.25m2,考虑钢筋重量后砼自重取26kn/m3;模板、支架自重:分项系数r1.2,外模面积17.34m2/m,内模面积19.56m2/m,采用10cm×10cm方木、竹胶板的组合木模板,木材容重为7.5kn/m3,木支架顺桥向每0.4067m一榀,模板图见图2。 


        


    ebwin   外模重量顺桥向每延米木支架重量为(即顺桥向每0.4067延米):0.1×0.1×(0.15+2.52+1.75+4.25)×2/0.4067×7.5kn/m33.2kn,外模竹胶板重量为(顺桥向每延米):1×17.34×0.012×7.5kn1.56kn,内模考虑用组合钢摸板拼接,碗扣式脚手架支撑,重量为(顺桥向每延米):1×(19.56×0.52+((2.0×5×2+7.8×3)×3+15)×0.0384)15.75kn(组合钢摸板取52kg/m2),方木重量为(顺桥向每延米):1×0.12×0.10×8.50×7.5kn/0.90.85kn,每延米模板的总荷载为:3.2+1.56+15.75+0.8521.36kn/m;脚手架重量计算:碗扣式脚手架重量仅计算箱体段(宽以8.5m计)下重量,全桥均保守考虑为10×0.6m6m高(顺桥向每延米)为:1.2×1/0.9×10×(10.67×2+17.31+(3.97+2.82)×11+7.5×2)×9.816.77kn;施工人员和施工材料、机具堆放荷载r1.4,取1.0KP;倾倒砼产生的冲击荷载r1.4,取4.0KPa;振捣砼时产生的荷载r1.4,取2.0KPa;支架内力计算:由于箱梁翼沿的荷载值远小于箱体段的荷载,因此仅考虑箱体段的荷载及其下的支架计算,则q(12.32-1.25)×26+21.36+16.77+1.4×(2.0+4.0+1.0)×8.5409.25kn/m;支架顶方木计算:在上可调托撑上部,横桥向布置高度0.14m,宽度0.12m的方木,材质为马尾松。查相关资料,其顺纹弯应力为12.0KPa,按简支梁计算:由于横桥向立杆间距为0.6m,顺桥向为0.9m则作用于方木上的均布荷载为:q409.25/8.5×0.943.33kn/m, 


    ebwin   Mql2/843.33×0.62/81.95KN*M, 


    ebwin   Wbh2/120.142×0.12/121.96×10-4m3, 


    ebwin   则σM/W1.95×103/1.96×10-49.94MPa<12.0MPa, 


    ebwin   强度满足要求;立杆验算:横杆步距为0.6m,即立杆计算长度为0.6m,立杆外径48mm,壁厚3.5mm,一根立杆所承受的上部荷载为:N409.25/8.5×0.9×0.626KN,截面积为:489mm2,长细比为:λL/I600/15.7838.02<[λ]150稳定性满足要求。 


       3 支架施工 


       (1)地基处理。用16T振动压路机碾压6~8遍,压实度≥90%,碾压密实,压实度满足要求后上铺20cm~50cm碎石土进行硬化,再在其上铺设防水塑料布,测试地基承载力,局部不满足要求,用C15混凝土铺设5~10cm进行硬化,原地面起伏太大的地方,采取设置台阶方式,便于底托支垫平整。 


       (2)支架安装。碗扣支架为定型支架,安装采取先测量所安装节段地面标高,根据所测数据计算出立杆底面标高,先用可调底托将四个角标立杆高调平后挂线安装其它底托,后安装立杆。杆件组装顺序是:立杆底座、立杆、横杆、斜杆、接头锁紧、脚手板上层立杆、立杆连接锁、横杆。立杆的接长缝应错开,即第一层立杆应用长2.4m和3.0m的立杆错开布置,往上则均采用3.0m的立杆,至顶层再用1.5m和0.9m两种长度的顶杆找平;立杆的垂直度应严格加以控制:30m以下架子按1/200控制,且全高的垂直偏差应不大于10cm;脚手架拼装到3~5层高时,用经纬仪检查横杆的水平度和立杆的垂直度。并在无荷载情况下逐个检查立杆底座有否松动或空浮情况,并及时旋紧可调座和薄钢板调整垫实;斜撑杆的布置密度,当脚手架高度低于30m时,为整架面积的1/2~1/4,斜撑杆必须对称布置,且应分布均匀。组装时,先将上碗扣搁置在限位销上,将横杆、斜杆等接头插入下碗扣,使接头弧面与立杆密贴,待全部接头插入后,将上碗扣凸头扣紧,直至上碗扣被限位销卡紧不再转动为止。碗扣式脚手架构件主要是焊接而成,要求焊缝饱满,没有咬肉、夹碴、裂纹等缺陷。 


    ebwin   (3)支架预压。用编织袋装砂对支架进行预压,预压荷载为梁体自重的110%,选取试验段为箱梁10m长范围。支架拼装时按设计纵距及横距布置立杆,支架顶利用顶托调平,铺设横向方木和纵向木板,拼装组合钢模板,安装水箱或用吊车吊放砂袋对支架进行预压;每一节段在每一段的中心、横向左右侧布3个点进行观测,在预压前对底模的标高观测一次,在预压的过程中平均每2小时观测一次,观测至沉降稳定为止,将预压荷载卸载后再对底模标高观测一次,从以上的观测资料中计算出支架的弹性变形及地基的下沉;预压过程中进行精确的测量,可测出梁段荷载作用下支架将产生的弹性变形值及地基下沉值,将此弹性变形值、地基下沉值与施工控制中提出的因其它因素需要设置的预拱度叠加,算出施工时应当采用的预拱度,按算出的预拱度调整底模标高。同时要注意在支架外侧2m处设置临时防护设施,防止流水和雨水流入支架区,引起支架下沉;预压完成移除水箱或砂袋,拆除模板,根据箱梁线型重新放样,调整立杆高度。 


       (4)施工预拱度。影响徐变的主要因素是应力的大小和受荷时砼的龄期。当应力小于0.5~o.55Ra时,徐变变形与应力成正比,为线性徐变;当砼应力大于0.55Ra时,徐变变形与应力不成正比例,为非线性徐变;在高应力的作用下还可能发生徐变造成的破坏,长期应力过高时,徐变变形急剧增加不再收敛,呈现非稳定徐变的现象。因此,应控制永存压应力值不能太大,避免砼结构长期持续地处于高的预压应力状态。砼徐变与加载时砼的龄期T有关,龄期T愈小,徐变变形愈大,反之愈小。因此要避免使砼结构过早地施加预应力,并要考虑不同龄期预加力产生徐变差异的影响。砼徐变与砼的级配组成也有密切关系,水灰比愈大,徐变也愈大;骨料的弹性模量越大,徐变越小;水泥用量大,徐变也大。此外,结构所处的环境,也有重大影响,湿度大的地区徐变小,而干燥地区的徐变大。小尺寸构件的徐变变形要相对大一些。这些因素,在计算徐变变形时都需加以考虑。因此,将采取下列减小徐变的措施:严格控制水灰比和水泥用量;选用质地坚硬、耐磨性能好的骨料;加强构件的养护,延长洒水养护时间;选用适当的外加剂。根据梁的挠度和支架的变形所计算出来的预拱度之和,为预拱度的最高值,设置在梁的跨径中点。其他各点的预拱度以中点为最高值,以梁的两端部为5mm,按二次抛物线进行分配。 


       4 结语 


    ebwin   连续箱梁为超静结构,其受力特点与简支梁不同,所以采取正确的施工方法,对保证连续梁的质量尤为重要,施工中一般都采用满堂支架浇筑施工。因此,支架的设计与施工是施工中的关键。采用该支架顺利的完成了该特大桥现浇连续箱梁的施工,确保了该特大桥连续梁的施工质量和施工安全.