魯泰特大橋100m連續(xù)梁邊跨現(xiàn)澆段及合攏段施工
2017-07-17
0 引言
連續(xù)梁懸臂現(xiàn)澆的施工方法能很好的應對跨度大、地勢險峻、作業(yè)面受限等困難，而此作業(yè)方法中我們需要著重控制好合攏段的施工，下面結合我局施工的魯泰特大橋的泰東河段來講述邊跨現(xiàn)澆及邊跨合攏方法。
1 連續(xù)梁簡況
魯泰特大橋泰東河段連續(xù)梁為（55+100+55）ｍ雙線預應力砼連續(xù)梁，跨越航道，施工工藝為掛藍懸臂對稱澆注。全橋懸澆段共14×2=28對；普通塊段及合攏段采用掛籃施工，0#及邊跨采用支架現(xiàn)澆施工；合攏段3個，現(xiàn)澆段3個。
2 施工方法
2.1 A15塊（邊跨）施工方案
A15塊長度為4.7m，節(jié)段梁高4.69m。底板厚度由80cm過渡至120cm，腹板厚度由65cm過渡至105cm，頂板厚度由45cm過渡至85cm。梁段砼體積為92.56m3，梁段重量為240.7t。端支點處設置橫隔板，厚度1.4m，橫隔板設有人孔洞。
2.1.1 地基處理
支架利用副墩承臺和副墩墩頂做基礎，墩頂范圍以外支架直接搭設在承臺上、搭設前清除承臺上部土體，并對周圍作業(yè)場地進行硬化，同時同步做好相應的排水。
2.1.2 外模及支架
①副墩上連續(xù)梁側頂帽邊緣到邊跨合攏段2.7m范圍。為了提高工效保證安全，結合分部實際，支架直接支撐在副墩承臺上，下部采用貝雷鋼架、上部采用碗扣腳手架、中間采用I25b工字鋼過渡，細微高度通過頂部頂托調(diào)節(jié)。貝雷鋼架設六層，上面第一層橫橋向，靠近主墩側設三排單層貝雷片，靠經(jīng)副墩側設雙排單層貝雷片，其余從下到上奇數(shù)層�橋向布置五組雙排單層貝雷片、長度3m，偶數(shù)層橫橋向布置三組雙排單層貝雷片、長度12m，貝雷頂層上鋪設I25b工字鋼，工字鋼上焊鋼筋頭，碗扣腳手鋼管插在焊好的鋼筋上、上口通過頂托與模板系統(tǒng)連接，碗扣腳手鋼管φ48×3.5，底、腹板下立桿間距60cm×30cm、翼緣板下立桿間距60cm×60cm，橫桿步距底腹板下60cm、翼緣板下120cm。頂托上安放10cm×15cm方木作為縱向分配梁，縱向分配梁上鋪設10cm×10cm方木作為橫向分配梁，間距為30cm。橫向分配梁上上鋪1.5cm竹膠板。具體尺寸及布置詳見支架布置圖。
②墩頂范圍。根據(jù)A0塊是施工方案及施工情況，墩頂范圍內(nèi)采用槽鋼和方木抄墊，槽鋼上下用鋼筋焊接兩道進行固定。槽鋼上安放10cm×15cm方木作為縱向分配梁，縱向分配梁上鋪設10cm×10cm方木作為橫向分配梁，間距為20cm。橫向分配梁上上鋪1.5cm竹膠板。
?、圻吙绗F(xiàn)澆段其他范圍。墩身范圍墩身左右兩側――翼緣板位置，�橋向設6層雙排單層貝雷片，貝雷片上面也采用I25b工字鋼，工字鋼上焊鋼筋頭，碗扣腳手鋼管插在焊好的鋼筋上、上口通過頂托與模板系統(tǒng)連接。頂托上安放10cm×15cm方木作為縱向分配梁，縱向分配梁上鋪設10cm×10cm方木作為橫向分配梁，間距為20cm。橫向分配梁上上鋪1.5cm竹膠板。
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2.1.3 支架預壓
A15塊采用堆載土袋預壓。預壓重量按照梁體混凝土1.3倍重量進行加載。加載分四級，第一級加載50％，第二級加載至80％，第三級加載100％，第四級加載130％。從加載0%開始觀測，分級加載并記錄觀測數(shù)據(jù)，滿載后每24小時觀測一次。當連續(xù)3次的變形值不超過2mm時即可卸載。卸載后再次進行觀測，并得出支架的彈性及非彈性變形數(shù)值，測點布置及觀測見0#塊施工方案。根據(jù)記錄沉降值調(diào)整支架高度，滿足設計要求后進行下道工序施工。土袋通過吊機裝卸。
2.1.4 鋼筋制作、安裝
2.1.5 預應力管道安裝定位
2.1.6 混凝土施工
2.2 邊跨合攏段C1塊施工
邊跨采用掛籃合攏，A14及A15施工完成后，掛籃前移（拆除A15塊部分礙事支架），主縱梁前段錨在A15上、后端錨在A14上。前段內(nèi)模和側模通過吊桿錨在主縱梁上、前段底模通過前下橫梁直接錨在A15號塊混凝土上，前段內(nèi)模和側模通過吊桿錨在主縱梁上、前段底模通過前下橫梁直接錨在A14號塊混凝土上。掛籃及模板就位后A15塊下面支架及時恢復，按原來的支架等間距等強度恢復。C1塊頂寬11.5m，底寬6.8m，翼緣板長2.35m。C1塊全長2m，梁高4.69m。梁體腹板厚45cm，頂板厚45cm，底板厚50cm。整個C1混凝土體積為25.43方。
2.2.1 施工準備
懸臂梁段澆注完畢，清除箱頂、箱內(nèi)的施工材料、機具，用于合攏段施工的材料、設備有序放至墩頂，在“T構”兩懸臂端預備配重水箱，觀察近期氣溫變化規(guī)律測量記錄。
2.2.2 邊跨合攏段支架及模板
A14及A15施工完成后，掛籃前移（拆除A15塊前端部分腳手支架），主縱梁前段錨在A15上、后端錨在A14上。前段內(nèi)模和側模通過吊桿錨在主縱梁上、前段底模通過前下橫梁直接錨在A15號塊混凝土上，前段內(nèi)模和側模通過吊桿錨在主縱梁上、前段底模通過前下橫梁直接錨在A14號塊混凝土上。掛籃及模板就位后A15塊下面支架及時恢復，按原來的支架等間距等強度恢復。模板及支架采用懸澆段同樣的結構形式。
2.2.3 設平衡重
采用在懸臂端的水箱中加水的方式設平衡重，兩端平衡重噸位由合攏段重量進行平均分配。
2.2.4 普通鋼筋及預應力管道安裝
2.2.5 合攏段臨時鎖定
2.2.6 澆注合攏段混凝土
2.2.7 預應力施工
2.2.8 邊跨現(xiàn)澆段支架下落，拆除模板及支架。
2.2.9 拆除對應中墩墩頂兩側臨時固結，為施工中跨合攏段做好準備。
3 A15塊施工檢算
A15塊支架現(xiàn)澆施工、C1采用掛籃合攏，詳見附圖，支架支撐于承臺頂面，可忽略地基承載力計算，僅對支架的承載力進行驗算。同時考慮到C1采用掛籃合攏，所以這部分荷載也考慮進去。
下面著重介紹荷載分析，支架鋼管及貝雷片的檢算。
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3.1 荷載分析
墩頂部分按之前A0塊進行木板支架施工，其余部分為了確保安全荷載按最不利位置進行驗算。梁體自重、模板自重以及施工荷載通過支架作用在基礎上，C1采用掛籃合攏，A15底板、頂板、腹板、內(nèi)外模板支架為一個整體共同參與受力。計算�橋向橋墩外底板范圍內(nèi)梁體自重時，合攏段梁重按50%作用在A15上，A15箱室處按腹板截面考慮（不考慮模板和支架）。
3.1.1 梁體自重
?、衮炈隳０濉⒎峙淞簳r。計算模板時不考慮掛籃合攏50%C1梁體重量，此時�橋向橋墩外底、腹板范圍梁體自重Q1=2.7*6.8*4.69*26=2238.82KN，則均布荷載為g1=Q1/A1=2238.82/（2.7*6.8）=121.94KN/m2。
翼緣板梁體自重Q2=0.85*2.35*2.7*26=140.22KN，
g2=Q1/A1=140.22/（2.7*2.35）=22.10KN/m2。
?、隍炈阒Ъ?、工字鋼、貝雷梁時。按最大截面計算，�橋向橋墩外底板范圍梁體自重
Q3=2.7*6.8*4.69*26+1*16.31*26=2662.88KN，g3=Q3/A1=6562.88/（2.7*6.8）=145.04KN/m2。
翼緣板梁體自重Q2=0.85*2.35*2.7*26=140.22KN， g2=Q1/A1=140.22/（2.7*2.35）=22.10KN/m2。
3.1.2 模板自重
?、衮炈隳０濉⒎峙淞簳r。順橋向橋墩外底板范圍模板自重（不考慮50%掛籃重量）g4=1KN/m2。
翼緣板模板自重g5=1KN/m2。
②驗算支架、工字鋼、貝雷梁時。順橋向橋墩外底板范圍模板自重（不考慮50%掛籃重量）g6=2.14KN/m2。
翼緣板模板自重g7=1KN/m2。
3.1.3 施工荷載
施工荷載按均不荷載考慮，取g8=2.0KN/m2。
3.1.4 振搗棒產(chǎn)生的荷載及傾倒砼時產(chǎn)生的沖擊荷載
作用于支架的，對水平面模板均布荷載均為g9=
2.0KN/m2。
3.1.5 工字鋼重量
工字鋼重量均按底板下考慮，均布荷載均為g10=
1.48KN/m2。
3.1.6 貝雷片重量；G=286.2KN
3.2 支架鋼管檢算
順橋向橋墩外底、腹板范圍荷載組合為：
1.2×（g3+g6)+1.4×(g8+g9)=182.22KN/m2
翼緣板下面組合荷載為：
1.2×（g2+g7)+1.4×(g8+g9)=33.32KN/m2
3.2.1 橫桿間距的選擇
根據(jù)現(xiàn)場實際及以往施工經(jīng)驗，橫桿步距L=60cm，此時每根立桿設計容許荷[P]=40KN，橫桿步距L=120cm，此時每根立桿設計容許荷[P]=30KN。
3.2.2 立桿間距
底、腹板范圍內(nèi)立桿間距60cm(縱向)×30cm（橫向），橫桿步距60cm，此時底、腹板下每根桿件的最大受力R=32.80KN＜[P]=40KN；翼緣板范圍立桿間距60cm(縱向)×60cm（橫向），橫桿步距120cm，此時翼板下每根桿件的最大受力R=12.00KN＜[P]=30KN。
鋼管截面最小回轉(zhuǎn)半徑i=15.78mm，橫桿步距為0.6m，長細比λ=//i=600/15.78=38。
①底、腹板范圍內(nèi)立桿強度、穩(wěn)定性驗算查表得?懿?�=0.900。
強度驗算：σ=P/A=67MPa<[σ]＝210MPa
穩(wěn)定驗算：σ=P/（?�A）=123MPa<[σ]＝210MPa
?、谝砭壈宸秶鷥?nèi)立桿強度、穩(wěn)定性驗算
查表得?�=0.88。
強度驗算：σ=P/A=24MPa<[σ]＝210MPa
穩(wěn)定驗算：σ=P/（?�A）=57MPa<[σ]＝210MPa
3.3 貝雷片檢算
貝雷梁容許內(nèi)力表
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3.3.1 從上往下第一層貝雷片
?、倏拷鞫諅蓉惱灼?
上部荷載按均布考慮，則包括自重在內(nèi)組合荷載為528.62KN/m。
對底、腹板范圍內(nèi)主墩側中間最大跨度貝雷片檢算，按靜力學公式，最大剪力為681.92KN，最大彎矩879.68KN・m。按三排單層布置，滿足要求。
?、诳拷倍諅蓉惱灼?
上部荷載按均布考慮，則包括自重在內(nèi)組合荷載為50.62KN/m。
對底、腹板范圍內(nèi)主墩側中間最大跨度貝雷片檢算，按靜力學公式，最大剪力為65.33KN，最大彎矩84.19KN・m。按雙排單層布置滿足要求。
3.3.2 從上往下第二層貝雷片
底板中間貝雷片間距最大，對其進行檢算，按簡支梁模型。
最大剪力423.57KN，最大彎矩324.99KN・m。按雙排單層布置，滿足要求。
3.3.3 其他層
從上往下受力更均勻，懸臂現(xiàn)象減弱，同時貝雷片自重相對較小，故省略下面的檢算。
此外，還要對模板、橫向分配梁、縱向分配梁、工字鋼等進行相關的檢算。經(jīng)過計算，模板系統(tǒng)能滿足A15塊施工，工字鋼、支架能滿足A15、及C1合攏施工，此處不做敘述。
4 結語
大跨度預應力混凝土連續(xù)梁橋懸澆法施工中最后，也是最關鍵的一道工序便是合攏段的施工，以上結合工程實例介紹了邊跨現(xiàn)澆和邊跨合攏的施工方法，并介紹了此法中所涉及的荷載分析及支架鋼管、貝雷片的檢算。施工中應抓住技術要點，嚴格按照施工工藝施工，以確保大橋能夠順利合攏、竣工。
