某桥梁悬浇连续箱梁施工技术研究
本文以工程项目实践为依托,描述了三角形挂篮用于无竖向预应力悬浇箱梁的设计及连续箱梁的施工流程与工艺,对类似结构桥梁施工技术的研究具有较为现实的指导意义。
1 工程概况
全桥左右幅分离设计,孔跨布置为左幅14×30+23.5+(39.5+63+46)+4×30m,右幅14×30+23.5+(46+63+39.5)+4×30m,全桥长712m。上部结构采用装配式预应力砼连续箱梁及节段悬浇预应力砼连续箱梁。悬浇段跨暨有城市道路,其孔跨布置为左幅(39.5+63+46)m,右幅(46+63+39.5)m,共计挂篮悬浇6孔。悬浇段上部结构设计为直腹板变高度连续箱梁,单箱双室断面,单幅桥宽19.85m,0#块长9m,悬臂浇筑节段长度有3m、3.5m两种,中跨合拢段长2m,边跨合拢段分别长9m、15m。单墩每侧共计8个节段,1#～8#节段采用挂篮悬臂施工,节段重量111.3t～140.5t。箱梁设计为双向预应力体系,C50砼,无竖向预应力筋,箱梁底板宽12.85m,翼板宽3.5m,梁高采用2次抛物线变化,支点位置最大高度3.5m,跨中最小梁高2m,腹板厚度为45cm～65cm。箱梁底板横向保持水平,顶板斜置设置单向2％横坡。
2 临时固结及0#块施工
2.1 设计基本情况
0#块长9m,桥宽19.85m,中横梁宽2.2m,箱形梁段长3.4m,腹板厚65cm,顶板厚28cm,底板厚28cm～56cm,支点位置梁高3.5m,截面处梁高3.1m,横坡2%,为单箱双室箱梁断面。
箱梁临时固结采用在墩身顺桥向两侧设8根Φ60cm(壁厚6mm)的钢管砼柱(管内灌C40砼),钢管砼顶面与箱梁结合部位设15cm厚40号硫磺砂浆隔离层,以便施工完成后拆除临时支撑墩,临时固结顶部设预埋钢筋伸入箱梁底板40cm,并在箱梁底部增设三层Φ12加强钢筋网,为增强钢管砼结构横向稳定性,单排钢管之间采用2-[25b型槽钢压杆作为纵横向联系。
2.2 施工方案
0#块施工方案利用临时固结钢管砼柱及定制的落地钢管托架分别作为梁体支撑系统,设置横桥向贝雷桁架主梁,箱梁底板以下各部分构件分别为:8cm厚钢模板、三角形槽钢底模托架、I25b工字钢分配梁、7cm厚铁尖脱模楔块、横向单层双排贝雷主梁(与墩柱顶面平齐)、支点位置槽钢支垫、纵向贝雷梁支点、托架横梁、托架立柱。箱梁翼板以下则为:整体钢模板、[10槽钢纵梁、支架顶托、钢管脚手架、4mm厚钢板平台、2-[14b槽钢分配梁、单层双排贝雷主梁、支点位置槽钢支垫、纵向贝雷梁支点、托架横梁、托架斜立柱。箱梁0#块砼分两次完成浇筑,首次浇至腹板外下倒角以下2cm,第二次浇筑顶板余下部分。
3 挂篮设计及悬浇箱梁节段施工
3.1 挂篮设计
根据施工图设计对挂篮及模板设计重量不大于60t的要求,考虑单箱双室的结构特点,拟定采用三塔式三角形结构挂篮,全桥双幅共有4个主墩,相应有4个T,根据总体工期要求,计划投入两对(4只)挂篮对称施工,按悬浇段最重节段140.5t、最大长度3.5m、0号块最大长度9m进行控制设计。
3.2 临时锚固设计
为解决连续箱梁无永久竖向预应力无法利用竖向筋直接设置临时后锚及轨道锚的问题,挂篮的锚固系统采用在腹板两侧预埋孔道穿入锚杆与扁担梁压主桁架及轨道的方式锚固,腹板的倒角部位接触面采用穿孔后的枕木楔块与砼面贴合,保证锚杆竖直,锚杆使用完成后从预留孔道中拆出循环使用。
3.3 节段悬浇施工方案
悬浇节段为1#～8#块,施工时分为两种工况,1#块施工时由于已浇0#节段箱梁长度受限,挂篮主桁预留尾节,直接对称拼装,两只挂篮共用后锚。2#～8#块施工时,两只挂篮解体,安装尾节,在尾节部位单独配备后锚逐节前移悬臂浇筑施工。悬浇节段箱梁砼的施工采用全断面一次性浇筑成型。
4 合拢段施工
(1)挂篮就位。
根据设计要求,悬浇段采用先中跨合拢,再进行边跨合拢的方式。中跨合拢段利用挂篮作为模板及支撑,在所有悬浇节块均完成施工后,将其中一套挂篮前移至另一端悬浇节段8#块上,另一套挂篮退出合拢段施工区域,将内模导梁通过吊杆挂在已浇8#块箱梁顶板上,外侧模导梁挂在已浇梁体翼板上,底板下横梁利用手拉葫芦调整水平位置并通过已浇梁体底板吊杆挂住并张紧。
(2)标高就位。
8#块梁体施工前,在8#块箱梁每个箱室的顶板及底板靠梁肋部位对临时固结预埋钢板进行预埋,中跨合拢段模板安装前,在已浇梁体的合适节段利用水箱配重,将两侧已浇节段的顶、底板标高程调至设计标高(规范允许范围内)。
(3)临时固结。
采用双排I40a型工字钢与两侧已浇梁体每个箱室角点上的预埋钢板焊接作为临时固结,每个中跨合拢段共8道。
(4)张拉部分合拢束。
复测、模板安装完成后,可进行钢筋绑扎及管道埋设施工。在砼浇筑前,根据设计要求,对称选择4对合拢束事先穿入管道,张拉至设计应力。
(5)砼浇筑施工。
合拢段砼浇筑施工时间选在当天气温较低的凌晨,以保证合拢温度17℃～21℃。梁体砼采用砼天泵车泵送入模、全断面一次浇筑成型,砼经养生达到要求后,解除临时固结刚性连接,张拉余下合拢束,其余钢束随后张拉(张拉顺序以先下后上,由内向外对称进行)。节段钢束张拉完成后,卸除水箱配重物,拆除中跨位置一对挂篮,完成体系第一次转换。
5 临时固结拆除
依据设计要求完成边跨合拢段施工后,逐套拆除挂篮,可进行临时固结钢管的拆除,首先搭设脚手架工作平台,采用氧割对钢管与箱梁接合部位进行切除后,接通电源使结合面硫磺砂浆熔解,并使用风镐人工凿除接合面未熔解的残余砼,锚固钢筋采用手动砂轮机切割,逐根吊除钢管砼柱,完成箱梁第三次体系转换后达到成桥状态。
参考文献
[1] 雷俊卿.桥梁悬臂施工与设计[M].北京:人民交通出版社,2005.
[2] 交通部第一公路工程总公司主编.公路施工手册.桥涵.下册[S].人民交通出版社.
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