洛塘河雙層高架特大橋蓋梁施工方案分析

摘 要：本文以洛塘河雙層高架特大橋為研究對象，針對高速公路首個雙層橋中蓋梁施工方案進(jìn)行設(shè)計與分析，并且根據(jù)特殊的地形條件以及施工要求對蓋梁施工中支架以及預(yù)應(yīng)力鋼筋拉伸量進(jìn)行了計算，依此設(shè)計了合理的、安全的施工方案。

關(guān)鍵詞：雙層橋； 特大橋； 蓋梁； 施工； 方案

The study of the covered beam construction plan about the LUOTANG river double viaduct especially big bridge

Zhou xianfeng

（Beijing Hailong Highway Engineering Corporation Beijing 102206）

Abstract： This article takes the LUOTANG river double viaduct especially big bridge as the object study .It is the first double viaduct used in highway . The paper plans and studies the covered beam construction plan .also calculates the covered beam holder and prestressed rebar elongation according to special topographic condition. As the result ， this paper gives the reasonable and safety construction plan.

Key words： double viaduct ； especially big bridge； covered beam ； construction plan

1.工程概況

洛塘河雙層高架特大橋是首次用于高速公路建設(shè)的雙層橋。洛塘河雙層高架特大橋是蘭州至?？趪腋咚俟肺涠贾凉拮訙隙我黄谕两üこ痰闹匾刂乒こ?。橋址區(qū)位于武都區(qū)楓相鄉(xiāng)院子村，橋址區(qū)路線順洛塘河展布，為“V”型河谷，地勢相對較狹窄，局部較寬，為“U”型谷，兩岸不對稱分布河漫灘，兩岸坡度較陡。由于該段路線基本順洛塘河河道內(nèi)布設(shè)，河道狹窄，蜿蜒曲折，如采用左右幅橋布設(shè)較為困難，且橋墩阻水嚴(yán)重，對溝岸開挖較大，為了少占河道，保護(hù)自然環(huán)境，設(shè)計時充分考慮利用空間，本橋為左、右線雙層并行高架橋梁，右線YK96+211.034～YK97+154.421段、左線ZK96+155～ZK97+154.003段為上下雙層橋梁，左線在頂層，右線在底層，兩線設(shè)計標(biāo)高之差9.50m，其余部分為左、右分離式橋梁。本橋上部構(gòu)造為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，先簡支后連續(xù)施工，下部構(gòu)造X13～X45號為雙層框架式橋墩（最大墩高26.8m），X12.X46號為獨柱式橋墩，其余均為雙柱式橋墩，橋墩基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，橋臺為一字型重力式橋臺，擴(kuò)大基礎(chǔ)。

2.橋梁蓋梁施工基本方案

本雙層橋共計墩柱188根，蓋梁95個，箱梁392片。其中蓋梁施工時是在墩柱施工時在頂部以下的適當(dāng)位置預(yù)留孔洞，施工時采用柱頂搭設(shè)牛腿支架方案，用特制鋼牛腿架設(shè)兩根工字鋼作承力結(jié)構(gòu)，焊接牛腿的鋼箍固定在墩柱上，兩根工字鋼間用拉桿聯(lián)接在工字鋼上，再在其上鋪設(shè)底模。底模上測量放出鋼筋的位置，用吊車吊到底模上綁扎安裝，安裝側(cè)模，將其支撐牢固，灌筑蓋梁砼。

2.1蓋梁支架

對雙柱式墩的蓋梁，由于柱間距為6.5米和8.0米，蓋梁支架采用兩根I63b工字鋼做主梁，上面用I14工字鋼做橫梁，I14工字鋼間距為1.0米。具體布置圖見圖1。

對框架式墩蓋梁，由于框架墩間距為14.5米，且由于框架墩上下蓋梁混凝土方量大，蓋梁支架采用兩根I63b工字鋼做主梁，在正中位置增加一個支撐。上面用I14工字鋼做橫梁，I14工字鋼間距為1.0米。具體布置圖見圖2。

圖2 框架墩蓋梁施工

2.2 蓋梁鋼筋

蓋梁骨架鋼筋采用鋼筋加工場按照每片蓋梁尺寸加工好，由平車運至現(xiàn)場，吊車配合，按圖紙和規(guī)范要求在支架上安裝。施工中認(rèn)真按有關(guān)圖紙埋設(shè)預(yù)埋件。

2.3 蓋梁混凝土

洛塘河特大橋框架式橋墩上下蓋梁均采用C40鋼纖維混凝土，拌合站按照配合比拌合混凝土，由罐車運至現(xiàn)場，混凝土泵車泵送入模，人工插入式振搗。

2.4 蓋梁預(yù)應(yīng)力施工

上下蓋梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到90%后，對蓋梁預(yù)應(yīng)力鋼束進(jìn)行張拉，控制張拉應(yīng)力為1395MPa。張力預(yù)應(yīng)力鋼束時采用引伸量與張拉噸位雙控，以引伸量為主。鋼束分兩批采用兩端對稱張拉，蓋梁混凝土達(dá)到強(qiáng)度的90%后，先張拉第一批鋼束；待箱梁架設(shè)完成后，張拉第二批鋼束。

3.施工方案中控制計算

3.1 框架墩蓋梁支架驗算

受河道地勢限制，且洛塘河特大橋蓋梁離地面位置的距離較高，采用滿堂支架會有較大的彈性變形，同時也不經(jīng)濟(jì)。

（1）重量計算

第一部分：下蓋梁混凝土荷載，下蓋梁混凝土方量為63.48m3，蓋梁長16.3m。

所以：

第二部分：模板及施工人員機(jī)具重量（含主梁上的工字鋼）230KN

所以：

第三部分：工字鋼自重（I63b工字鋼，每根18米長） 200kg/ m2

所以： ，其中1.3125為I63b工字鋼每延米重量，1.2為系數(shù)。

所以：

（2）彎矩計算

KN·m

彎矩正應(yīng)力驗算：

因為：I63b工字鋼為A3鋼，彎曲應(yīng)力值為145 Mpa

所以：119.01MPa﹤145MPa

（3）剪力計算：

由于在工字鋼中間加設(shè)支撐，所以最大剪力為：

=467.08KN

τ= =

因為：最大剪力為85MPa

所以：29.10 MPa﹤85MPa

（4）撓度驗算：

f=

=

=0.21mm﹤l/600=12mm

因為：按照計算，標(biāo)準(zhǔn)撓度l/600=12mm

所以：0.21mm﹤12mm

（5）結(jié)論：支架滿足要求。

3.2 蓋梁鋼絞線

（1）計算公式

蓋梁鋼絞線計算

平均張拉力計算： = （式1）

PP——預(yù)應(yīng)力筋平均張拉力（N）

P——預(yù)應(yīng)力筋張拉端的張拉力（N）

X——從張拉端至計算截面的孔道長度（m）

θ——從張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和（rad）

k——孔道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)，根據(jù)本標(biāo)段的實際情況，取值為0.0015

u——預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁的摩擦系數(shù)，根據(jù)本標(biāo)段的實際情況，取值為0.25

其中P的計算：

每根鋼鉸線設(shè)計

張拉噸位： 設(shè)計為

1395×140=195300N=195.3KN

9Φs15.24鋼絞線

張拉噸位： P=9×195.3= 1757.7KN

（2）理論伸長量計算：

公式：△L = （式2）

A——預(yù)應(yīng)力筋的截面面積，已知一根Φj15.24鋼鉸線的截面面積為140mm2

E——預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量，已知Φj15.24鋼鉸線的彈性模量為1.95×105MPa。

L——預(yù)應(yīng)力筋的受力長度

ΔL為計算得出的張拉完成后預(yù)應(yīng)力鋼束實際伸長量。

（3）計算蓋梁鋼絞線理論伸長量

以X14-X28、X30-X44蓋梁為例，計算N1-0、N1-1伸長量。

鋼束錨下控制應(yīng)力為0.75 =0.75×1860=1395MPa，N1-0、N1-1鋼束共有9根 鋼鉸線，則：

；

鋼鉸線在蓋梁內(nèi)的直線長度：=（18.74-1.8-6.98） =9.96m

鋼鉸線工作長度1.03m

X直=9.96+1.03=10.99m；X曲=6.98m

角度θ計算

豎彎：θ1=20°，換算成弧度=20×3.1415926/180=0.3490658rad。

曲線段平均張拉力計算，根據(jù)式1得：

PP = =1674.54KN

根據(jù)式2，ΔL曲=

= =4.76cm=47.57mm

ΔL直=

=

N1-0、N1-1預(yù)應(yīng)力鋼束張拉理論伸長量：ΔL=ΔL曲+ΔL直=126.19mm

4.結(jié)論

由于洛塘河雙層高架特大橋的特殊結(jié)構(gòu)形式以及獨特的地理位置決定了大橋的施工方法需要進(jìn)行特別的設(shè)計。其中蓋梁部分的施工以及施工中的計算控制都有著重要的作用。蓋梁施工包括支架、鋼筋、預(yù)應(yīng)力張拉等具體的工作要求及施工中的注意事項，特別是在支架形式、支架的受力計算及預(yù)應(yīng)力的張拉伸長量等控制性工序上，應(yīng)定量計算保障施工安全。

參考文獻(xiàn)

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[2] 徐光輝、胡明義.公路橋涵設(shè)計手冊.梁橋（ 上、下冊） 北京：人民交通出版社，2000

[3] 徐偉.施工結(jié)構(gòu)計算方法與設(shè)計手冊.中國建筑工業(yè)出版社，1999

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【作者簡介】周先奉（1979-），男，寧夏鹽池人，工程師，現(xiàn)任北京市海龍公路工程公司武罐十六標(biāo)項目部總工。

【文章編號】1006-2688（2016）09-0052-03