大跨度系桿拱橋現(xiàn)澆梁支架施工

鑒 偉

(鐵道戰(zhàn)備舟橋處，山東 德州 251100)

大跨度系桿拱橋現(xiàn)澆梁支架施工

鑒 偉

(鐵道戰(zhàn)備舟橋處，山東 德州 251100)

結(jié)合西安市東風(fēng)路灞河橋的支架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，介紹了支架的施工方法，并從預(yù)壓方式、沉降變形觀測點(diǎn)布設(shè)、預(yù)壓程序等方面，闡述了該大跨度系桿拱橋現(xiàn)澆梁支架的預(yù)壓方案，為同類工程施工積累了經(jīng)驗(yàn)。

系桿拱橋，支架，預(yù)壓方案，鋼管柱

1 工程概況

東風(fēng)路灞河橋主橋采用兩跨半中承式連續(xù)系桿拱橋，跨徑布置為：2×89=178 m，施工方式為墩柱形成后，搭建鋼支架，鋪設(shè)模板，預(yù)壓后現(xiàn)澆混凝土。混凝土應(yīng)力達(dá)到設(shè)計要求時，張拉系梁應(yīng)力束，最后在橋上用120 t汽車吊吊裝鋼拱肋、吊桿。

2 支架結(jié)構(gòu)

現(xiàn)澆支架基礎(chǔ)采用φ630鋼管樁(系梁下)和φ529鋼管樁(其他)，凈跨距10.5 m，雙排樁間距6 m，樁間采用Ⅰ20工字鋼、[10槽鋼焊接成桁架聯(lián)接系。

樁頂接φ609×16柱子，柱頂為雙拼2Ⅰ56b橫向工字鋼，縱向主梁為貝雷梁，橋?qū)?4 m范圍內(nèi)分布50片貝雷片，其中4個系梁下各分布5組雙拼，橋中2組3拼，兩側(cè)各1組雙拼。橫向?yàn)?4組吊桿橫梁下各分布2組雙拼54 m長貝雷片，中墩處橫向?yàn)楣ぷ咒摗?/p>

3 現(xiàn)澆支架結(jié)構(gòu)

現(xiàn)澆支架結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。

4 施工方法

4.1 支架施工工藝流程

支架施工工藝流程見圖2。

4.2 鋼管樁定位插打

施工采用履帶吊配合振動錘插打鋼管樁，先初測鋼管樁位置，安裝定位導(dǎo)向裝置，吊裝管樁就位，利用全站儀定位測量，使振動錘的中心線和定位樁點(diǎn)成一直線，利用履帶吊提升振動錘，用振動錘將鋼管樁夾緊，慢慢下沉至設(shè)計深度，精確測量，需要時將鋼管樁慢慢提升、移動調(diào)整，測量人員用全站儀觀察樁的傾斜度是否符合規(guī)范要求，確保位置偏差在20 mm內(nèi)，傾斜度不大于0.8%，根據(jù)入土深度和貫入度雙控保證承載力和穩(wěn)定性。水中部分可逐跨打設(shè)鋪裝，履帶吊“釣魚法”向前推進(jìn)。

4.3 焊接樁間連接系及樁頂墊板、墊梁

用[20槽鋼焊接樁間連接系、增加管樁立柱的穩(wěn)定性，測量找平后焊接樁頂墊板。在加工場地焊接工字鋼墊梁，運(yùn)至現(xiàn)場后在樁頂墊板上焊接2Ⅰ56a工字鋼墊梁。

4.4 安裝縱橫向貝雷梁、工字鋼

在墊梁上放線，畫出縱向貝雷梁的位置。在預(yù)拼場將貝雷梁預(yù)拼好，吊裝至設(shè)計位置，對貝雷梁進(jìn)行固定。在縱向貝雷梁上安裝橫向貝雷梁(每組吊桿橫梁處2組)，墩頂附近Ⅰ40a工字鋼做簡支分配梁，間距為60 cm。每根工字鋼、橫貝雷梁應(yīng)與縱向貝雷梁用U形螺栓固定。

5 2×89 m系桿拱現(xiàn)澆縱、橫梁支架預(yù)壓方案

5.1 預(yù)壓目的和意義

為確?，F(xiàn)澆梁支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計承載力和結(jié)構(gòu)安全性，2×89 m系桿拱主橋現(xiàn)澆縱向系梁、吊桿橫梁、拱肋橫梁及墩頂橫梁施工前要對梁底鋼管樁貝雷梁支架系統(tǒng)進(jìn)行分區(qū)分級加載預(yù)壓。通過加載預(yù)壓方式，檢驗(yàn)鋼管樁支架系統(tǒng)的承載力和穩(wěn)定性，消除鋼管樁支架的不均勻沉降和支架構(gòu)件與連接部位的非彈性變形，實(shí)測彈性變形參數(shù)，確定縱向系梁，吊桿、拱肋、中墩頂橫梁底模施工控制標(biāo)高，設(shè)置底模預(yù)拱度，保證現(xiàn)澆縱橫梁體結(jié)構(gòu)線性符合施工圖要求。

5.2 預(yù)壓方式

預(yù)壓采取分左、右幅對稱分區(qū)段分級加載方式。支架預(yù)壓總荷載19 862.5 t，總面積4 801.84 m2，預(yù)壓面單位荷載為4.136 t/m2。主要采用砂袋做加荷載體，考慮預(yù)壓堆積體量，對于單位荷載較大的部位，采用鋼筋原材加砂袋。砂袋在梁底模上呈梯形斷面，上下層砂袋進(jìn)行縱、橫向搭接1/2袋體。

整個預(yù)壓加載過程模擬實(shí)際縱、橫梁混凝土施工時的荷載分布，按照先底板、再腹板、最后堆載頂板和翼緣的順序進(jìn)行，各級加載按總預(yù)壓荷載值的50%，100%，115%三級加載，各級持荷時間分別為24 h，12 h，36 h，不含加載過程時間。

5.3 支架預(yù)壓沉降及變形觀測點(diǎn)的布設(shè)

根據(jù)主橋現(xiàn)澆縱橫梁結(jié)構(gòu)和鋼管樁貝雷梁支架平面布置形式，確定了預(yù)壓過程沉降與變形監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)位置，測點(diǎn)間距不大于6.0 m。

測點(diǎn)布設(shè)原則如下。

5.3.1 系梁下測點(diǎn)布設(shè)

系梁標(biāo)準(zhǔn)段測點(diǎn)布設(shè)在系梁的吊桿橫梁相交處，變截面段布設(shè)在梁底變高點(diǎn)處，一道系梁單跨內(nèi)布設(shè)17個測點(diǎn)。

5.3.2 吊桿橫梁、中墩橫梁及拱肋橫梁布設(shè)

一道吊桿橫梁、中墩橫梁及拱肋橫梁均布設(shè)7個測點(diǎn)，位于跨中。

測量沉降和變形可以在橋下測現(xiàn)澆梁底模板下面或橋面上測梁底模板上面?zhèn)冗叀?/p>

5.4 預(yù)壓程序

采取南、北幅鋼管支架各分5個區(qū)對稱分段預(yù)壓方案。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際和施工進(jìn)度確定預(yù)壓順序。加載及棄載順序：按荷載總值的0→50%→100%→115%→115%→100%→50%→0%，測得各級荷載值下的測點(diǎn)變形值。

5.4.1 預(yù)壓前準(zhǔn)備工作

鋼支架搭設(shè)完成后，進(jìn)行底模鋪設(shè)，技術(shù)人員現(xiàn)場控制底模頂標(biāo)高，預(yù)設(shè)預(yù)拱度，以減少或避免荷載預(yù)壓后支架變形和下沉造成現(xiàn)澆梁底模標(biāo)高調(diào)整工作量。預(yù)拱度值由鋼管樁總下沉量(彈性壓縮和非彈性壓縮，參照試驗(yàn)樁設(shè)計荷載級加載時的累計下

沉值)、鋼管柱彈性壓縮、碗扣架及方木的彈性及非彈性壓縮量構(gòu)成。

試驗(yàn)裝置圖見圖3。

1)鋼管樁總下沉量：參照試驗(yàn)樁報告(含樁彈性壓縮變形及樁土間塑性變形)。

上吊車系梁下φ630鋼管樁考慮縱橫貝雷梁及碗扣架已搭設(shè)，自重已施加立柱。

由試驗(yàn)樁170 t荷載級時總下沉量最大值確定：V1a=21 mm。

不上吊車橫梁下φ529鋼管樁。

由試驗(yàn)樁140 t荷載級時總下沉量最大值確定：V1b=17 mm。

2)鋼管柱的彈性壓縮量:

上吊車部位按φ609×14鋼管柱的設(shè)計最大荷載值N=220 t,l=9.5 m,A=261.695 cm2。

彈性壓縮量:V2=N×L/(E×A)=(220×10 000+205.43×10)×9.5×1 000/(210×1 000×261.695×100)=3.8 mm。

不上吊車部位按φ609×14鋼管柱的設(shè)計最大荷載值N=170 t,l=9.5 m,A=261.695 cm2。

彈性壓縮量:V2=N×L/(E×A)=(170×10 000+205.43×10)×9.5×1 000/(210×1 000×261.695×100)=3.0 mm。

3)鋼碗扣架及方木空隙及變形：按5 mm估算。

觀測點(diǎn)布設(shè)呈“井”格狀，間距5.0 m設(shè)置，沉降及變形測量閉合差滿足規(guī)范要求。

5.4.2 加載及沉降觀測

現(xiàn)澆縱、橫梁鋼管支架預(yù)壓順序：同一區(qū)段分南、北幅系梁及橫梁同時進(jìn)行加載，中墩區(qū)段由墩頂橫梁軸線向兩側(cè)跨中方向進(jìn)行，其他區(qū)段由區(qū)段分界線向其中心方向進(jìn)行，橫梁加載由系梁交接處向其軸向跨中或懸臂向進(jìn)行。

預(yù)壓按總荷載值的50%，100%，115%分三級加載。觀測分為荷載前、荷載中、卸載后三個階段，荷載中觀測3 d，每天測兩遍。沉降穩(wěn)定后，分級卸下砂袋卸載。分析測量數(shù)據(jù)，確定預(yù)壓區(qū)域測點(diǎn)的彈性變形及非彈性變形，設(shè)置系梁、橫梁底模的預(yù)留沉降量，計算出梁底模頂各部的高程，通過支架上可調(diào)托盤調(diào)整底模高程。

5.4.3 預(yù)壓過程控制及要求

預(yù)壓過程中要定時檢查支架的工作狀況，鋼碗扣件有無壓彎或變形，方木有無壓裂；支架型鋼連接及柱網(wǎng)連接桁架焊縫有無破壞或開裂，預(yù)壓施工方法、預(yù)壓程序及觀測沉降量、彈性變形量觀測等鋼管支架系統(tǒng)和門洞支架系統(tǒng)。發(fā)生較大沉降、鋼管支架變形量過大等不正常反應(yīng)要立即報告，必要時須迅速卸載；組織專家查明原因，采取相應(yīng)加固處理措施。

[1] 劉自民.橋涵[M].北京：人民交通出版社，2003.

Cast-in-situ beam support construction of large-span tied-arch bridge

Jian Wei

(RailwayWarPreparednessZhouqiaoDepartment,Dezhou251100,China)

Combining with the support structure features of Ba river bridge on Dongfeng road in Xi’an city, the paper introduces the support construction methods, and describes cast-in-situ beam support preloading scheme of the large-span tied-arch bridge from aspects of preloading method, subsidence deformation observation point setting and preloading program, which has accumulated experience for similar engineering construction.

tied-arch bridge, support, preloading scheme, steel-pipe column

1009-6825(2017)02-0184-02

2016-11-05

鑒 偉(1982- )，男，工程師

U448.225

A