懸空支架在高墩斜拉橋邊跨合龍中的應用

胡 娟,王文貞

(1.陜西鐵路工程職業(yè)技術學院道橋工程系,陜西渭南 714000;2.河南理工大學,河南焦作 454003)

懸空支架在高墩斜拉橋邊跨合龍中的應用

胡 娟1,王文貞2

(1.陜西鐵路工程職業(yè)技術學院道橋工程系,陜西渭南 714000;2.河南理工大學,河南焦作 454003)

為了解決跨越長江某高墩斜拉橋邊跨段及邊跨合龍段的現(xiàn)澆施工,根據(jù)工程特點提出使用懸空支架進行現(xiàn)澆的施工方法。支架利用墩身預埋件作為支點,拼裝三角形牛腿,牛腿由斜桿和平桿組成,在牛腿上再拼裝普通型貝雷梁,墩頂部分的主梁外懸部分,采用工字鋼,使之形成現(xiàn)澆懸空支架。該支架結構具有受力明確、安全性高、施工方便的特點。通過采用懸空支架的施工,解決了高墩邊跨現(xiàn)澆的施工難題,保證了施工的安全與整體穩(wěn)定。

斜拉橋;合龍段;支架法;施工

鋼筋混凝土斜拉橋主梁的邊跨及合龍段的施工關系到結構體系的轉換,選擇何種施工方法應根據(jù)工期要求、場地情況、施工機具等因素綜合考慮[1]。對于一般高度的橋墩,采用落地支架現(xiàn)澆技術較好,這樣可以很好地調整施工及各方面產生的誤差,又能保證施工的安全及穩(wěn)定。但對于橋墩較高時采用落地支架是不現(xiàn)實的,這就需要根據(jù)工程特點來選擇正確的施工方法。

1 工程概況

本工程為跨越長江的某斜拉橋的邊跨現(xiàn)澆段施工,D29號段為邊跨支架現(xiàn)澆段,梁長 9.21m,梁中心高 2.965m,見圖1。

圖1 邊跨現(xiàn)澆段、合龍段縱向布置圖(單位：cm)

該梁段共有 3種截面形式(圖2),分別是實體截面(長 2.7m)、箱形截面(長 5.51m)和開口梁板式 Π形截面(長 1m)。其中箱形截面設一道橫隔板,整個梁段 C60混凝土方量為 474m3。在主橋合龍后,箱室內需要壓重 125m3C20混凝土,壓重混凝土采用多次澆筑,每次澆筑高度不超過 0.5m。邊跨合龍段為 D28段,梁段長 2m,斷面為“Π”形,肋板寬 5m,方量66.7m3。

2 邊跨現(xiàn)澆段施工

2.1 支架布置

支架利用 12號墩身設置的預埋件作為支點,拼裝牛腿支架,支架正面布置見圖3。

圖3 邊跨現(xiàn)澆段支架正面布置

牛腿支架為三角形,斜桿為 φ720mm×8mm鋼管(肋板下鋼管為雙肢),平桿為 4I56a型鋼桁架[2],共 4個牛腿。工字鋼上沿橫橋向擺放普通型貝雷梁[3],梁長 30m,間距 0.65m。墩頂部分的主梁外懸部分,采用 I28型鋼,布置間距 0.35m。支架側面布置見圖4。墩身預埋件采用預埋鍵盒的構造,該結構具有受力明確,安全性高,施工方便的特點,鍵盒在 12號墩墩身施工時埋入。

圖4 邊跨現(xiàn)澆段支架側面布置(單位：cm)

工字鋼桁架與上鍵盒采取銷軸連接;工字鋼桁架與鋼管斜撐采用焊接連接;鋼管斜撐與下鍵盒采取焊接連接。

為保證整體穩(wěn)定性,φ720mm×8mm鋼管間設置斜撐,工字鋼桁架間設置平聯(lián);貝雷梁間設置配套的平聯(lián)及斜撐。為保證施工安全,在施工區(qū)域四周均設置鋼管護欄。

2.2 模板配置

底模采用塔柱施工的液壓自爬模[4]模板,整修后使用。外側模及內模采用組合鋼模板,為滿足外觀要求,在外側模的鋼模面上,粘貼一層寶麗板。內腔支架采用普通鋼管支架搭設,頂板模板采用組合鋼模板[5],局部倒角部位用木模組拼。為滿足箱形部分的澆筑需要,箱室底板需要設置壓板。

2.3 預應力管道及預埋件施工[6]

嚴格按照設計尺寸及要求施工預應力管道,確保管道牢固、密封性,同時做好與 D27段的管道接口處理。錨盒及封錨預埋筋按照設計要求認真完成。

設計圖紙中的各項預埋件以及臨時施工用的各項預埋件、預埋孔按照圖紙設置完成,包括掛籃下放的預埋設施等。

2.4 測量控制

在鋪設完成的底模上,測放結構輪廓線以及結構尺寸線,確定立模位置及檢查線,同時,根據(jù)設計高程對底模的高程進行仔細控制。

2.5 混凝土施工[6]

(1)采取全斷面一次澆筑完成的方式。

(2)配合比與懸臂段相同,初凝時間按 30h設計。

(3)坍落度控制在 18～20 cm。

(4)混凝土供應通過在 12號墩接設泵管,泵送入模。

(5)澆筑中采用水平分層,分層厚度 40 cm。

(6)澆筑方向由過渡墩向主墩方向進行。

(7)澆筑中加強振搗及各項預埋管道等的檢查。

3 邊跨合龍段施工

3.1 支架布置

支架利用邊跨掛籃進行改制,先將掛籃沿前橫梁邊緣將弧形首切除,將改制后的掛籃滑移到位,拆掉掛腿及多出的拱架及相應模板。掛籃前端支撐在現(xiàn)澆段支架上,后端用前錨桿組錨固在 D27段上,形成簡支狀態(tài)。側面布置見圖5,正面布置見圖6。

圖5 邊跨合龍段支架側面布置(單位：cm)

圖6 邊跨合龍段支架正面布置

3.2 模板配置

如圖7所示,側模采用原有掛籃模板,頂板模板一部分利用原有掛籃拱架做支撐,一部分在前橫梁上搭設可調撐桿,完成合龍段模板的布置。

圖7 邊跨合龍段模板布置

3.3 配重及合龍高程控制

根據(jù)圖紙要求,邊跨合龍段的壓重設置在 D27段上,包括施工荷載、臨時配重、吊架及模板共計1 773.6kN,其中臨時配重采用水箱法,水箱分為 2個,對稱加在 D27段的 2個主肋上,水箱合計重力計算值 867 kN。

合龍段的施工高程采用水箱配重控制。計算出合龍段混凝土的重力在兩邊梁段上的分配,按撓度等效原則在合龍段兩邊梁體上設置水箱并注入計算出的加水量。

在合龍段兩端高程調整前,注水配重,調整梁端高程,使合龍段高程狀況與混凝土澆筑完畢后一致。

在合龍段澆筑的同時,按一定的等量關系泄水,使合龍段澆筑混凝土時,梁體始終保持荷載基本不變,從而保證合龍段各處高程達到預期值。

3.4 合龍段梁體鎖定

水箱壓載后,進行鎖定工作,鎖定采用勁性骨架法。鎖定工作在一晝夜中溫度最低時(零晨 2∶00～5∶00)進行,使合龍段混凝土只受壓而不受拉。鎖定后,按設計高程支立模板,底模應預留預拱度。

3.5 鋼筋及預應力管道的安裝

確保預應力管道牢固、密封性,做好與相鄰梁段的管道接口處理。做好預埋件安裝及定位工作。

3.6 混凝土施工

(1)混凝土配合比單獨設計：摻緩凝早強微膨脹劑,初凝時間 8 h,混凝土 1 d強度達到設計強度的20%,坍落度入模控制在 16～18 cm。

(2)采取保濕養(yǎng)護 14 d等措施克服混凝土凝結后的收縮和徐變影響。

(3)混凝土澆筑選擇溫度變化在 ±5℃以內的天氣,澆筑工作必須在初凝前完成。

(4)混凝土養(yǎng)護：為防止溫度變化影響產生裂紋,在頂板上覆蓋土工布,蓄水養(yǎng)護,其余部分延遲拆模時間,拆模后涂刷養(yǎng)護劑養(yǎng)護,氣溫較低時采用覆蓋保溫養(yǎng)護。

3.7 預應力施工

混凝土的強度達到設計強度的 90%,且齡期大于5 d后,張拉所有邊跨施工預應力束,實現(xiàn)邊跨合龍。

4 結語

采用懸空支架的方法施工高墩斜拉橋的邊跨及中跨合龍,既克服了墩高深水的困難,又保證了施工安全,經濟、高效、高質量地完成施工任務,為同類橋梁工程在同等條件下施工提供了寶貴的經驗及有益的參考。

[1]周孟波.斜拉橋手冊[M].北京：人民交通出版社,2004.

[2]本書編委會.鋼結構設計手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,1989.

[3]黃紹金.裝配式公路鋼橋多用途使用手冊[M].北京：人民交通出版社,2002.

[4]胡文俊,林 強,江 海.液壓自爬模在忠縣長江大橋 B19標主塔中的運用[J].世界橋梁,2009(2)：34-36.

[5]《組合鋼模板施工手冊》編寫組.組合鋼模板施工手冊[M].北京：中國鐵道出版社,1984.

[6]交通部第一公路工程總公司.公路橋涵施工手冊[M].北京：人民交通出版社,1995.

[7]JTJ041—89,公路橋涵施工技術規(guī)范[S].

U 448.27;U445

B

1004-2954(2010)07-0089-02

2010-01-08;

2010-03-23

胡 娟(1976— ),女,講師,E-mail：hujuane_816@163.com。