渤海灣內(nèi)曹妃甸特大橋現(xiàn)澆梁施組設(shè)計(jì)
2010-09-02 
1 工程慨況

  遷曹線曹妃甸特大橋位于曹妃甸島后淺灘,灘面高程約-1.0 m~0.7 m,因周邊工程取砂,本工程范圍內(nèi)局部分布有取砂坑,最深處約-17.9 mo大橋位于渤海灣,水中部分約為1.44 km,為縮短施工周期,保證按期通車(chē),將跨越納潮河通航孔的(40+64+40)m連續(xù)梁設(shè)計(jì)為滿堂支架現(xiàn)澆。

  2 氣象情況

  本區(qū)屬季風(fēng)氣候區(qū),氣候季節(jié)變化比較明顯。年平均氣溫12.4℃左右,極端最高氣溫38.9℃ ,極端最低氣溫-19.3℃ ,1月份最低平均氣溫一3.8℃ ,7月份最高平均氣溫26.4℃。

  本地區(qū)降水大多集中在夏季6月~9月,冬季降水最少,降雪期為l2月至翌年3月。

  3 水文情況

  大橋沿線水下地形因吹砂填海工程影響,河床底標(biāo)高變化較大。大橋線位經(jīng)過(guò)的海底地形深度在-1 m~ -18 m之間。大橋所在的海區(qū)基本不受外海波浪的影響。橋位區(qū)結(jié)冰期為12月中旬至翌年2月中下旬,其中1月為盛冰期。冰層厚度一般為10 cm-20 cm,盛冰期重疊冰厚度可達(dá)30 cm-40 cm。

  4 總體施工規(guī)劃

  根據(jù)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查、施工工藝的難易度、施工安全、施工工期等因素的綜合研究,結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀?、水文等因素,梁部采用支架現(xiàn)澆。利用鋼管樁(δ820 mm),I45a,[30,I 25a,“321”型貝雷片組搭設(shè)現(xiàn)澆平臺(tái),然后在平臺(tái)上采用滿堂腳手架作支架,在支架上進(jìn)行箱梁模板、鋼筋、混凝土澆筑及預(yù)應(yīng)力張拉施工。

  5 橋梁工程施工工藝和方法

  5.1 承臺(tái)、墩柱施工

  連續(xù)梁承臺(tái)施工采用18 m的U形鋼板樁支護(hù)、吸泥封底后澆筑承臺(tái),橋墩。

  5.2 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁施工

  1)鋼管樁平臺(tái)處理。平臺(tái)部分設(shè)計(jì)為鋼管樁基礎(chǔ),鋼管樁使用四臺(tái)浮吊同時(shí)進(jìn)行作業(yè)。鋼管樁為 δ=12 mm鋼板卷制的螺旋鋼管,鋼管樁海床面以上部分采取噴砂除銹、涂防銹漆進(jìn)行防腐蝕處理。然后施工橫向、縱向分配梁,組織鋪設(shè)橋面板。

  2)箱梁現(xiàn)澆支架搭設(shè)施工。采用滿布搭設(shè)的碗扣式支架,間距為60 cm~90 cm,為提高支架的整體性,碗扣件橫桿高度按每60 cm布置連接,并按每隔4排設(shè)鋼管剪刀支撐連接。支架頂托上沿縱向鋪設(shè)20 cm×20 cm的方木,橫向鋪設(shè)10 cm×10 cm的方木,間距40 cm。支架底托下鋪20 cm×20 cm方木,支架的搭設(shè)寬度應(yīng)超出橋梁翼板1 m~2 m。搭設(shè)支架時(shí)將托架粗調(diào)到設(shè)計(jì)高程,底模支撐肋與支撐方木之間用楔木調(diào)整。碗扣式支架搭設(shè)見(jiàn)圖1。
圖1 碗扣式支架搭設(shè)立面示意圖
  圖1 碗扣式支架搭設(shè)立面示意圖
 
具體施工如下:

  a.在搭設(shè)腳手架前必須保證平臺(tái)承載力達(dá)到要求2.0 kg/cm²方可進(jìn)行下一道工序施工。

    b.在處理合格的基礎(chǔ)上,按橫桿間距對(duì)應(yīng)鋪設(shè)橫橋方向20 cm×20 cm的方木,每道長(zhǎng)度為10cm,在方木上安裝下托;在腳手架頂桿安裝上托后按橫桿間距對(duì)應(yīng)鋪設(shè)縱橋方向20 cm×20 cm的方木,每道長(zhǎng)度為154 m。

    c.腳手架搭設(shè)按60 cm×60 cm×90 cm的格式搭設(shè);頂部采用60 cm的頂桿和上下托來(lái)調(diào)節(jié)高度。碗口腳手架搭設(shè)寬度為9.6 m。腳手架組裝順序:立桿底座立桿一立桿一橫桿一斜桿一接頭鎖緊一腳手板一上層立桿一立桿連接銷(xiāo)一橫桿。

    d.在搭設(shè)腳手架時(shí)在拐角邊緣及端部必須設(shè)置斜桿;全高連續(xù)的大剪刀撐,每道剪刀撐跨越5根~7根立桿。腳手架組裝時(shí)要求至多兩層向同一方向,或由中間向兩邊推進(jìn),不得從兩邊向中間合龍組裝,否則中間桿件會(huì)因兩側(cè)架子剛度太大而難以安裝。在施工完后要制定拆除方案,方可進(jìn)行拆除。

    e.支架預(yù)壓:在滿布的支架上澆筑混凝土?xí)r,考慮梁體自重、地面下沉及支架的彈性和非彈性等因素的影響,為避免澆筑的混凝土因支架沉落不均勻而發(fā)生裂縫,按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行預(yù)壓。預(yù)壓荷載上齊后,持荷時(shí)間不少于一晝夜。鋼筋綁扎前將預(yù)加的荷載撤去,預(yù)壓完成后必須對(duì)頂、底托進(jìn)行重新調(diào)整。滿堂支架現(xiàn)澆梁立面、平面示意圖如圖2,圖3所示。

    f.模板安裝:模板的好壞是現(xiàn)澆箱梁質(zhì)量好壞的關(guān)鍵,模板必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。本方案箱梁總體采用木模方案。底模采用δ=40 m仰木板表面鋪設(shè)白鐵皮,內(nèi)模采用δ=18 mm非防水膠合板,側(cè)模采用δ=18 mm防水膠合板。木模盡可能在加工場(chǎng)加工成大塊,然后人工配合汽車(chē)吊安裝模板。

    g.現(xiàn)澆箱梁混凝土:采用集中拌合站生產(chǎn),混凝土輸送車(chē)運(yùn)輸,混凝土泵車(chē)泵送至澆筑點(diǎn),施工時(shí)間長(zhǎng),應(yīng)加適量的緩凝劑。同時(shí)考慮兩臺(tái)泵車(chē)同時(shí)澆筑。

     h.預(yù)應(yīng)力施工:預(yù)應(yīng)力混凝土粱采用后張法,預(yù)應(yīng)力筋采用ψ15.20高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線,張拉分一端張拉和兩端張拉。張拉時(shí)采用“雙控”,即“應(yīng)力控制為主,伸長(zhǎng)量控制為輔”,實(shí)際伸長(zhǎng)量與理論伸長(zhǎng)量誤差應(yīng)保持在±6%以內(nèi)。采用設(shè)計(jì)所指定錨具和高強(qiáng)度低松弛鋼絞線,鋼束張拉順序:先頂板短柬,其次邊跨底板束,再次中跨底板束,最后頂板通長(zhǎng)束。

    i.孔道壓漿:孔道壓漿采用柱塞式壓漿機(jī),可以連續(xù)以0.6MPa~0.7MPa的恒壓作業(yè),以防止?jié){內(nèi)有氣孔或壓漿不密實(shí)。壓漿設(shè)備:壓力表在第一次使用前應(yīng)加以校準(zhǔn)。所有設(shè)備在灌漿操作中每3 h用清潔水徹底清洗一次,每天使用結(jié)束后清洗一次。孔道清洗:壓漿前,用壓縮空氣清洗管道,接著用含有0.O1 kg/L的生石灰或氫氧化鈣的清水清洗管道,直到將松散顆粒除去及清水排出為止,再用無(wú)油的壓縮空氣吹干管道。封出氣孔及封錨:出氣孔在水泥漿的流動(dòng)方向一個(gè)接一個(gè)地封閉,注入管在壓力下封閉直至水泥凝固。封錨混凝土的強(qiáng)度不小于梁體標(biāo)號(hào),采用C50混凝土。

    j.支架及模板拆除。頂板混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)的50%,由進(jìn)入孔進(jìn)去拆除內(nèi)模及支撐;箱梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%設(shè)計(jì)強(qiáng)度可拆除側(cè)模;底模和支架待張拉完后拆除。底模拆除的順序:先拆除每跨中間部分,然后由中間向兩邊(支座處)對(duì)稱拆除,使箱梁逐漸受力,防止因突然受力引起裂紋等。模板拆除不應(yīng)使混凝土受到損傷,并減少模板破損。
圖2 滿堂支架現(xiàn)澆梁立面示意圖
  圖2 滿堂支架現(xiàn)澆梁立面示意圖
 
  
圖3 滿堂支架現(xiàn)澆梁平面示意圈
  圖3 滿堂支架現(xiàn)澆梁平面示意圈

  6 結(jié)語(yǔ)

  深海連續(xù)梁采用滿堂支架現(xiàn)澆具有諸多困難,氣候、波浪、水文、溫度、運(yùn)輸條件、施工條件等等,要保證現(xiàn)澆梁體的施工質(zhì)量,首先必須做好支架,保證支架有足夠的剛度,對(duì)于位于軟土地區(qū)的渤海灣具有很大難度。目前按上述施工組織設(shè)計(jì)施工的連續(xù)梁已經(jīng)施工完,并于2009年2月25日正式通車(chē)。

  參考文獻(xiàn):

  [1] 孟祥娟.現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱梁橋施工的有關(guān)技術(shù)[J].山西建筑,2007,33(9):306—307.

  
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