拱式連續(xù)梁橋V形墩施工技術(shù)

吳婷婷,孫 勇,張振偉

（1.天津市濱海市政建設(shè)發(fā)展有限公司；2.東北林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院）

1 工程概況

大黑河島蝶形拱式連續(xù)梁橋位于黑龍江省黑河市,連接主城區(qū)和大黑河島,在老橋兩側(cè)進行加寬新建車行橋。主橋為蝶形拱式連續(xù)梁橋,其中主橋跨徑為（50.21+53.02+53.02）m,一個主橋中墩立面呈V字形布置,與拱肋曲線相結(jié)合。其他主橋橋墩及引橋橋墩橫向均呈V字形布置,橫向外側(cè)面為曲線造型,內(nèi)側(cè)面為直線。

2 V形墩橋梁的主要特點

（1）V形墩與豎直墩相比,由于V形墩的斜腿減小了主梁的跨度,縮短了計算跨徑,使梁的最大正負彎矩峰值明顯降低,從而使梁的建筑高度顯著減小,節(jié)省了上部工程材料用量。

（2）由于主梁的建筑高度減少,從而降低了橋面標(biāo)高,使得縱坡平緩,對于城市橋梁來說,便于行人和非機動車輛通行。

（3）從橋型的外觀上看,V形墩橋梁上部結(jié)構(gòu)新穎,輕巧,線條流暢,橋型較美觀。

（4）V形墩橋梁的施工關(guān)鍵在于V形墩斜腿,其施工一般要比豎直墩復(fù)雜,V形墩斜腿可以整體現(xiàn)澆,也可以整體預(yù)制、整片起吊安裝,其關(guān)鍵在于控制V形墩斜腿在施工過程中的疊加內(nèi)力。

3 V形墩施工中的技術(shù)難點

（1）V形墩的兩個斜腿在混凝土施工過程中,沒有與頂梁形成倒三角形之前,如何保證其混凝土結(jié)構(gòu)抵抗及承受的自身水平力,并確?；炷翝仓^程中斜腿內(nèi)側(cè)在施工荷載作用下混凝土不開裂。

（2）V形墩斜腿為變高度變寬度的實體矩形截面,如何保證其傾斜角度和截面尺寸以及預(yù)應(yīng)力管道精確定位。

（3）選用何種支撐體系,以保證經(jīng)濟、合理、安全進行施工。

（4）頂梁混凝土澆筑采用何種施工方法。

4 大黑河島車行橋V形墩結(jié)構(gòu)有以下三大特點

（1）V形墩斜腿夾角為115.6°,在已建、在建工程項目中較為少見。

（2）雙向V墩,即無論從橋梁縱向還是橫向投影,都呈現(xiàn) V形結(jié)構(gòu),橫橋向斜腿夾角為27.6°。

（3）上部結(jié)構(gòu)有一個外傾8°的蝶形拱,在其作用下,V形墩應(yīng)力分布在橫縱橋向皆不均勻,受力復(fù)雜程度較高。

大黑河島車行橋V形墩這三大特點,使得斜腿在整個施工過程當(dāng)中受力十分復(fù)雜,不確定因素也比較多,每道工序和施工措施都影響著結(jié)構(gòu)安全,給施工帶來很大的困難。因此,采用何種施工方案至關(guān)重要。

5 大黑河島車行橋V形墩斜腿施工方法

主橋上部結(jié)構(gòu)均為三跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁,其中斜腿與箱梁形成剛性結(jié)構(gòu),受力較復(fù)雜。根據(jù)斜腿施工的季節(jié),避開了豐水期,且在上游筑有攔水壩,現(xiàn)場施工條件比較好,因此確定采用滿堂紅碗扣式鋼腳手,斜腿頂部用貝雷梁跨越。

（1）施工工藝流程。

平整夯實地基→搭設(shè)支架及施工平臺→安裝底座鋼筋→安裝底座模板及V墩斜腿外側(cè)模板→安裝骨架主筋→安裝斜腿內(nèi)側(cè)模板→混凝土澆筑。

（2）斜腿墩柱施工順序。

斜腿墩柱施工自V墩起分二個部分進行。第一部分為斜腿混凝土施工,混凝土分二次澆筑。根據(jù)計算,V腿中根部和頂部受力最不利,故斜腿分段澆筑時,原則上應(yīng)避開受力最不利截面,第一次澆筑斜腿墩直線段,回填到與斜腿外兩端其他部位支架底高程一致。第二次澆筑斜腿墩曲線段；第二部分為斜腿頂梁混凝土施工,對于主梁部分,根據(jù)混凝土的澆筑量及減少對斜腿的影響,將主梁為二步澆筑。第一步澆筑墩箱梁底板。第二步澆筑墩箱梁頂板。如圖1所示。

圖1 V形墩施工順序

（3）V墩支架搭設(shè)方案。

為減少斜腿中施工附加應(yīng)力的產(chǎn)生,采用滿堂腳手架,在斜腿下部和外部分別架設(shè)鋼管支柱,分配梁架設(shè)主梁模板（見圖2）。立桿間距0.6m（翼緣板位置可0.9m）,橫桿步距1.2m。大龍骨木方10×10 cm,小龍骨木方6×8 cm,間距15 cm。上鋪1.2 cm以上厚模板。

（4）混凝土澆筑施工。

混凝土澆筑和振搗從下而上進行,在墩座以上的斜腿部分對稱分層同時澆筑混凝土?；炷寥肽：蠹皶r振搗,避免欠振、過振、漏振?；炷翝仓B續(xù)進行不設(shè)施工縫。V形墩身混凝土強度達到設(shè)計強度后,保留斜肢模板和支架,進行V墩頂梁混凝土施工,待V墩頂梁混凝土強度達到設(shè)計強度,方可進行模板和支架拆卸。

圖2 斜腿部位支架搭設(shè)示意圖

6 施工監(jiān)測

（1）在V形墩澆筑過程中,為了避免斜腿產(chǎn)生附加應(yīng)力,采用滿堂腳手架支撐模板,使斜腿處于無應(yīng)力狀態(tài)澆筑完成。

（2）斜腿施工過程中,以應(yīng)力監(jiān)控為主,在主要截面處埋設(shè)混凝土應(yīng)變儀,進行應(yīng)力監(jiān)控,同時還要對斜腿的變形進行監(jiān)控,以防異常情況發(fā)生。結(jié)果表明,監(jiān)控部位受力比較穩(wěn)定,沒有出現(xiàn)過大的應(yīng)力變化。

（3）為防止施工過程中其根部內(nèi)側(cè)混凝土開裂,澆筑混凝土?xí)r用水準(zhǔn)儀采集數(shù)據(jù),對其豎向變位進行跟蹤量測。

（4）觀測鋼腳手架縱橫向穩(wěn)定和變位。

7 結(jié)束語

大黑河島車行橋V形墩斜腿的施工完成后,經(jīng)認(rèn)真檢查,在整個V形墩斜腿未出現(xiàn)裂紋等質(zhì)量問題,成型V墩外觀線形取得了較好的效果,施工質(zhì)量符合設(shè)計要求。由于采用滿堂紅碗扣式鋼腳手施工方法,有效地解決了由于下部構(gòu)造采用V形墩結(jié)構(gòu)對施工構(gòu)成的難題,達到了設(shè)計的預(yù)期目的。經(jīng)過連續(xù)周密的觀測及有關(guān)部門的監(jiān)控,大黑河島車行橋在施工過程中老橋正常通車沒有受到任何影響。經(jīng)濟效益、社會效益顯著。并有如下體會。

（1）對V形墩的施工,特別是當(dāng)V形墩斜腿夾角比較大時,應(yīng)根據(jù)V形墩的受力特點和施工單位的實力,科學(xué)分析,選擇經(jīng)濟、適用的方案。

（2）混凝土澆筑時兩斜腿必須對稱施工。根據(jù)該橋施工觀測成果,混凝土澆筑時兩斜腿混凝土面高差不宜大于10 cm。

（3）斜腿混凝土分段澆筑時,一定要避開受力最不利截面。

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