預(yù)制T梁翼緣板模板調(diào)弧計算分析及應(yīng)用

肖全 王敏強(qiáng) 宗繼春 李斌 楊雨

(中國建筑第六工程局有限公司,天津 300000)

預(yù)制T梁翼緣板模板調(diào)弧計算分析及應(yīng)用

肖全 王敏強(qiáng) 宗繼春 李斌 楊雨

(中國建筑第六工程局有限公司,天津 300000)

隨著高速公路的發(fā)展,曲線橋應(yīng)用日趨廣泛,已成為現(xiàn)代交通工程中重要橋型。如何避免預(yù)制梁橋邊緣輪廓折線,完美展現(xiàn)曲線橋線型呢？為保證橋梁曲線線型,在T梁預(yù)制的時候需要對其翼緣板進(jìn)行調(diào)弧。本文通過對預(yù)制T梁翼緣板的調(diào)弧值計算分析,并結(jié)合實例進(jìn)行驗證。

預(yù)制T梁 翼緣板 調(diào)弧 曲線橋

1 引言

隨著高等級公路迅速發(fā)展,公路中曲線部分占線路總長度的比例逐漸增大,一些橋梁也就不可避免地處于曲線線型上,那么如何保證曲線橋的圓弧線型呢？針對目前國內(nèi)外施工技術(shù)現(xiàn)狀,參照河南省三門峽至淅川高速公路盧氏至西坪段LXTJ-7標(biāo)施工技術(shù)經(jīng)驗,通過對預(yù)制T梁翼緣板模板進(jìn)行圓弧調(diào)節(jié),可保證橋梁其所在的曲線上的線型美觀、圓滑。該技術(shù)操作簡單、方便可行,可為同類工程施工提供借鑒。

2 工藝原理

將邊梁翼緣板模板加工寬度按照曲線設(shè)計參數(shù)最大寬度考慮,再配上可調(diào)式翼緣板活動擋塊,通過對翼緣板寬度的計算,確定活動擋塊調(diào)節(jié)值,預(yù)制出曲線邊梁,從而達(dá)到曲線橋線型美觀的效果。

3 翼緣板調(diào)弧值的確定

3.1 建立橋梁平面坐標(biāo)系

無論橋梁平面位置如何布置,都需要用平面坐標(biāo)系的形式控制橋梁施工放樣,這個坐標(biāo)系統(tǒng)可以是整個路線的大地坐標(biāo)系統(tǒng),也可以是建立于大地坐標(biāo)系統(tǒng)基礎(chǔ)上的局部坐標(biāo)系統(tǒng)。為了計算簡單,一般采用局部坐標(biāo)系統(tǒng),可以使數(shù)據(jù)概念更明確。由于預(yù)制T梁在臺座上預(yù)制生產(chǎn),建立局部坐標(biāo)系統(tǒng),即假設(shè)預(yù)制T梁位于以(0,0)點(diǎn)為圓心,半徑為R的圓弧上,并且垂直于Y軸,布置參見“2-1外邊梁弦弧差C值布置圖”。預(yù)制梁以直線型式布置,通過調(diào)節(jié)邊梁翼緣板寬度使得預(yù)制梁總體線型適應(yīng)設(shè)計線型。

3.2 調(diào)弧值公式推導(dǎo)

曲線橋一般是一條緩和曲線和圓曲線組合的平面曲線,通過“2-1外邊梁弦弧差C值布置圖”顯示,翼板調(diào)節(jié)后橋梁邊梁邊線與半徑為R的圓弧線重合,引起預(yù)制梁T體翼板邊線所需調(diào)節(jié)值各不相同。結(jié)合現(xiàn)場實際情況,當(dāng)然我們不可能對邊梁預(yù)制梁體翼板外邊線所對應(yīng)的各個點(diǎn)逐一進(jìn)行調(diào)節(jié)。但是我們可以通過以下公式計算梁體任意一點(diǎn)的調(diào)弧值C,以指導(dǎo)施工。

R:表示平面圓曲線或緩和曲線半徑。

A:為固定值,表示梁中心L/2在坐標(biāo)系中Χ=0位置處所對應(yīng)最大調(diào)弧值。

B:為圓曲線上任意點(diǎn)所對應(yīng)的y方向的值。

梁體沿Y軸方向垂直對稱布置,x表示調(diào)弧前梁體翼板外邊緣上任意一點(diǎn)距Y軸長度,其取值范圍為-L/2≤x≤L/2,L為梁長。

C:為預(yù)制T梁翼緣板調(diào)弧值。

通過①、②、③式子計算出預(yù)制梁翼緣板調(diào)弧值。

3.3 調(diào)弧值計算

例如:我標(biāo)段承建的黃耀溝大橋,其下部構(gòu)造采用雙柱墩、U型橋臺、擴(kuò)大基礎(chǔ)及樁基礎(chǔ);上部結(jié)構(gòu)采用4*40m先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土T梁;該橋位于R=1500m左偏圓曲線上。為徑向式墩臺布置的曲線梁橋,除邊梁的翼緣板懸臂長度不同外,其余梁的預(yù)制尺寸均相同,只需調(diào)節(jié)兩側(cè)邊梁的翼緣板懸臂長度,其懸臂長度變化可采用“分段直線”方式來實現(xiàn)。分段長度一般取1m為宜,通過調(diào)整梁體翼緣板懸臂寬度以適應(yīng)線型變化。該橋位于x2+y2=R2的圓曲線上,R=1500,相應(yīng)預(yù)制T梁L=40m位于該圓上且垂于y軸上半軸。如“2-1外邊梁弦弧差C值布置圖”所示;分別確定C(0/8、1/8、2/8、3/8、4/8)即對應(yīng)4/8L、3/8L、2/8L、1/8L、0/8L梁長處所需調(diào)整的弧差值為0cm、5．8cm、10．0cm、12．5cm、13．3cm。

4 翼緣板調(diào)弧的應(yīng)用

依據(jù)河南省三門峽至淅川高速公路盧氏至西坪段工程LXTJ-7標(biāo),上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力T梁,橋梁在平面位置最小半徑1400m,通過上式計算,40mT梁翼緣板在跨中調(diào)節(jié)值最大,其值為14．28cm;30mT梁翼緣板在跨中調(diào)節(jié)值最大,其值為8．04cm?！稑蚝┕ぜ夹g(shù)規(guī)范》(JTG/TF50-2011)要求模板相鄰兩板表面高低差允許偏差為2mm,模板表面平整度允許偏差為5mm。為了減少翼緣板調(diào)弧模板拼裝接縫,降低模板拼裝工作量,并能保證梁體線型圓滑、美觀,綜合現(xiàn)場實際情況,確定翼緣板活動擋塊每1米進(jìn)行一次調(diào)節(jié)。

4-1預(yù)制T梁摸板拼裝圖

我標(biāo)段預(yù)制T梁模板由入圍的專業(yè)模板生產(chǎn)廠家加工制作,模板內(nèi)、外側(cè)支架采用10#、12#槽鋼,側(cè)模面板采用6mm厚Q235鋼板,拉桿采用φ30圓鋼,模板的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性經(jīng)驗算均滿足要求。T梁模板在使用前按照“4-1預(yù)制T梁模板拼裝圖”進(jìn)行拼裝,模板采用側(cè)模包底模(側(cè)模下包50mm),側(cè)模包端模,端模座在底模上的結(jié)構(gòu)。梁長按照標(biāo)準(zhǔn)梁長制作,通過不同尺寸的調(diào)整節(jié)來調(diào)整梁長,以適應(yīng)不同預(yù)制T梁長度的變化。

T梁邊梁翼板寬度沿曲線變化,邊梁翼板模板采用6mm厚Q235鋼板,寬度按照最寬尺寸制作。翼緣板活動擋塊與翼板模板分體安裝,通過調(diào)節(jié)活動擋塊在翼板模板上的左右移動來控制預(yù)制梁體翼板寬度(如右圖“4-2 A點(diǎn)大樣圖”所示),實現(xiàn)橋梁達(dá)到設(shè)計線型。綜合現(xiàn)場實際情況,預(yù)制T梁翼緣板活動擋塊按1m/塊加工,邊梁模板翼緣處開設(shè)長孔與活動擋塊后方預(yù)留錨固孔對齊,梁體預(yù)制前應(yīng)對各跨左右側(cè)邊梁翼板寬度按照計算出的弧差值進(jìn)行調(diào)整,并按所計算的調(diào)整值通過螺栓固定。相鄰擋塊拼縫處加彈性嵌縫條,防止?jié)仓炷習(xí)r漏漿。待混凝土澆筑完成后,及時清理殘留在翼緣板活動擋塊附近的混凝土,防止堵塞錨固孔為下次模板安裝帶來不便。

5 應(yīng)用效果

預(yù)制梁體時,應(yīng)對各跨左右側(cè)邊梁翼板寬度按照計算出的弧差值進(jìn)行調(diào)整,以使橋梁能夠達(dá)到設(shè)計曲線線型。通過調(diào)整活動擋塊來實現(xiàn)翼緣板寬度變化在T梁模板加固前計算出每塊活動擋板調(diào)整值,防撞護(hù)欄始終與邊梁翼板對齊,從而保證護(hù)欄也能達(dá)到橋梁設(shè)計線型。

6 注意事項

(1)活動擋塊模板上使用的高強(qiáng)錨固螺栓、螺母應(yīng)符合要求,用過的螺栓必須嚴(yán)格檢查,變形和損壞的要堅決不用,避免漏上、不上等情況,活動擋板組拼完成后應(yīng)對每個螺栓進(jìn)行檢查是否緊固完成。

(2)混凝土搗固時,應(yīng)避免振動棒直接觸碰模板,以防活動擋塊模板變形破壞,混凝土澆注過程中應(yīng)隨時嚴(yán)密監(jiān)察,發(fā)現(xiàn)錨固螺栓松動應(yīng)及時處理。

(3)混凝土澆筑完成后,應(yīng)及時清理活動擋塊及后方錨口上的混凝土存留物,防止堵塞錨固螺栓孔洞,并在活動擋塊模板拆除后,在面板涂刷防護(hù)油,防止模板生銹。

(4)梁體跨中位置翼緣板寬度調(diào)弧值最大,沿跨中對稱左右調(diào)弧值一樣。

7 結(jié)語

在簡支轉(zhuǎn)連續(xù)曲線橋施工過程中,預(yù)制梁線型的控制是一項非常重要的工作,直接影響著橋梁整體線型和美觀。通過精確計算對預(yù)制梁翼緣板模板進(jìn)行調(diào)弧,可方便快捷地解決公路曲線梁橋線型順適的問題,計算簡單,本文所述實例亦適用于預(yù)制箱梁的線型控制,可為同類工程施工提供借鑒依據(jù)。

[1]張雪松,李博,孫淑紅,朱慈祥.優(yōu)質(zhì)曲線T粱施工工藝與質(zhì)量控制手冊[M].重慶交通大學(xué),2007.

[2]朱慈祥,向中富,張新志,黃檢.“彎橋直做”預(yù)應(yīng)力混凝土曲線T粱的預(yù)制及質(zhì)量控制研究[J].公路,2008,(5)．