重慶雙碑嘉陵江大橋28#墩岸跨主梁現(xiàn)澆梁及岸跨合攏段施工技術
2017-06-19
一、工程概況
根據(jù)設計施工圖，主橋P27#墩邊跨現(xiàn)澆段主梁（SSB16）及合攏段為支架現(xiàn)澆方式完成。
該邊跨現(xiàn)澆段主梁為三箱變截面預應力結(jié)構(gòu)，順橋向長度3.1米，中心高度3.6米，箱頂板寬度32.5米，箱底板寬度9米，設置800噸支座2個，混凝土數(shù)量163.7立方米，混凝土強度C50。
在現(xiàn)澆段主梁（SSB16）與邊跨標準段主梁（SSB15）之間為合攏段，該合攏段斷面與標準段相同，順橋向長度為1米，混凝土數(shù)量 24立方米，強度C50。
現(xiàn)澆段與合攏段均設置有縱橫向預應力結(jié)構(gòu)，當合攏段混凝土完成并符合要求后，才可實施縱向預應力張拉，其它橫向預應力結(jié)構(gòu)隨當前節(jié)段屆時完成。
P27#墩岸跨現(xiàn)澆段梁及岸跨合攏步驟為：P28#墩柱→搭設現(xiàn)澆梁段部分支架→岸、河跨掛藍對稱施工主梁15#塊→拆除岸、河跨掛藍→完成現(xiàn)澆梁段支架及模架體系→SSB15#塊上第一次配重→岸跨支架現(xiàn)澆主梁SSB16#塊并卸除相應配重→拆除部分模板→調(diào)整合攏段兩端梁標高→勁性骨架合攏→調(diào)整平臺模架到位→鋼筋、預應力束及內(nèi)模安裝→檢查處理→澆筑合攏段混凝土并卸除剩余所有配重→養(yǎng)護→張拉預應力束→完成岸跨主梁永久配重混凝土→拆除現(xiàn)梁支架→與河跨同步拆除勁性骨架及吊平臺。
二、現(xiàn)澆段施工
?。ㄒ唬┈F(xiàn)澆段施工支架
1、現(xiàn)澆段主梁（SSB16）位于P28#墩旁，順橋向長度4.1米。模架支撐系統(tǒng)采用大鋼管立柱與吊桿懸吊相結(jié)合的方式組合而成，通過布置縱橫分配梁和三角桁架片，以支撐模板并完成混凝土澆筑。
2、對現(xiàn)澆段主梁混凝土澆筑為一次完成，即全長3.1米、全寬32.5米、全高3.6米。
3、現(xiàn)澆主梁段施工支架設計與合攏段施工一并考慮，包括與合攏吊平結(jié)構(gòu)含接，工序轉(zhuǎn)換等。
4、現(xiàn)澆主梁段施工支架布置高度30米，寬度32.5米，最大縱向長度4.1米，支架下端放置在墩柱承臺上，順高度而上與墩柱實施連接，以加強支架承力穩(wěn)定。
5、應用MIDAS-Civil.6.71.（中文版）計算軟件，對縱橫向分配梁等按布置要求進行整體建模后加載計算。模型建立做如下假設，假設SSB15節(jié)段，28#墩柱和大鋼管支撐系統(tǒng)為不變形剛體，通過對縱橫分配梁的反復計算分析，不斷調(diào)整優(yōu)化，最后結(jié)果是，平臺各力學指標均控制在容許范圍內(nèi)，該支架滿足使用要求。同時，對支架系統(tǒng)，吊桿進行了計算分析，其結(jié)果符合相關規(guī)范要求。
6、支架基礎由P28#墩承臺形成，并設置有預埋件將支架柱腳進行焊接連接。
7、大鋼管支撐體系采用D700*10大鋼管，并用雙肢C16槽鋼與橋墩連接。
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1、在大鋼管立柱頂部設置主分配梁，由2I56a工字鋼組成，作橫橋向布置，并設置加強肋板和支承板。在主分配梁2I56a工字鋼上設置順橋向分配梁，由單肢I20a工鋼組成，作順橋向布置，實心段按30cm布置，空心段按60cm布置，詳見施工設計圖，并設置加強肋板和支承板。
2、對現(xiàn)澆梁底9米寬范圍內(nèi)，因底板體外勁性骨架，需設置橫橋向分配梁，并在骨架處斷開，此分配梁由單肢[14a槽鋼組成以支承模板，并支承在I20a工鋼上，布置間距見施工設計圖，并設置加強肋板和支承板。
3、對現(xiàn)澆梁斜腹板及翼板處，將采用三角桁架片進行支承，并放置在I20a工鋼上，順橋向布置間距見施工設計圖，并對三角桁架片進行穩(wěn)定連接支撐處理。當三角桁架片安裝符合要求后，在上弦需布置[8槽鋼以支承模板，布置間距見施工設計圖，并設置加強肋板穩(wěn)定板。
4、分配梁之間以及對三角桁架片的支承點連接均采取焊接連接完成。為防止?jié)仓r的橫向水平力影響，應采取措施對底9米寬范圍的橫向分配梁需與三角桁架片進行焊接連接。
5、現(xiàn)澆梁底模板均采用10mm鋼板，并固定在分配梁上。端模板按常規(guī)方式完成。
6、斜腹板、豎腹板及橫隔板的模板安裝穩(wěn)定，將采用φ16精軋對拉桿，間距75～90cm，外部支撐配合進行。
?。ㄈ?、混凝土工程
1、現(xiàn)澆段梁混凝土數(shù)量163.7立方米，混凝土強度C50，據(jù)實作好混凝土配合比選用，滿足施工作業(yè)符合要求，確?；炷翝仓|(zhì)量。
2、采用商品混凝土，車運現(xiàn)場，泵送入模。在P28#墩旁設置混凝土泵送場地，通過墩旁搭設專用腳手鋼管支架直上引橋橋面，再將泵管接入下料點。采用普通腳手鋼管，用扣件聯(lián)接，每6米高度作附墩支撐，可支附在萬能桿件支架上或墩柱上，支架層高2米，設置梯道、布置泵管，并作好相關安全防護措施。
3、現(xiàn)澆段梁采用單泵泵送混凝土進行運輸，若泵送澆筑總能力按15m3/h計，澆筑所需時間為163.7/15=11小時可完成，但考慮到不利因素的影響，對混凝土的澆筑時間可能會延長，為保證澆筑質(zhì)量，控制混凝土初凝時間以20小時為宜。在雙泵雙送澆筑混凝土的同時還必須備用一套完整的泵送系統(tǒng)，以保證該段混凝土澆筑的正常進行。
4、混凝土澆注原則上由底向上，由前向后進行對稱平衡澆筑，過程中加強控制分層下料、均質(zhì)良好、振搗密實，確保澆筑質(zhì)量。
三、合攏段施工
?。ㄒ唬┑跗脚_及模架
合攏段混凝土采用吊平臺模架方式進行合攏，由平臺、吊桿、模架（內(nèi)模架）等組成。所用材料均為鋼質(zhì)材料，型鋼和鋼板材料強度為Q235，吊桿采用精軋螺紋鋼筋，強度為JL785。
吊平臺主分配梁采用2[32a槽鋼組焊而成，設置加強肋板和支承板，主分配為橫橋向布置，并用吊桿錨固于合攏段兩端主梁上。 采用Φ32精軋螺紋粗鋼筋作為吊平臺的錨固吊桿，橫橋向布置計8根，一個合攏段共計16根，吊桿最大間距為4.8m。
當?shù)跗脚_及模架到位而不在調(diào)整時，可對每根吊桿實施預緊力，預緊力可按計算力值的50%進行控制。在預緊力之前，只需對現(xiàn)澆段梁最前端處的主分配（2[32a]）與桿件支架的螺栓連接進行拆除，即放松鎖板的連接螺栓。
吊平臺次分配梁采用I20a型鋼組焊而成，設置加強肋板和支承板，作順橋向布置并放置在主分配梁上。
平臺布置完成，其上布置模架系統(tǒng)。對主梁底板9m寬范圍內(nèi)采用 [14a槽鋼作分配梁，布置為橫橋向，順橋向按一定間距布置，并且避讓勁性骨架，面板采用[]10mm厚鋼板鋪設。對主梁斜腹板及翼板處布置三角桁架片，作順橋向布置2片，并放置在次分配梁上，并按要求作好必要的穩(wěn)定支撐等。三角桁架片采用[14、[12.6槽鋼組焊而成，上弦桿上布置[8槽鋼分配梁作順橋向布置，間距按圖布置，再鋪設面板[]10mm厚鋼板。
箱內(nèi)模板采用普通組合鋼模板拼裝，部分地方采用木模板，以普通鋼管為背楞，設置必要的圓鋼對拉桿進行固定，如立墻側(cè)模及底壓模和斜腹板壓模等。對于頂板承重模板的支撐，則以型鋼桁架片進行支承，每片作橫橋向布置，順橋向間距約0.9米左右，順橋布置桁架片計2片，并按要求作好必要的穩(wěn)定支撐等。
岸跨吊平臺及底模架重約27噸，底鋼板重量16T，內(nèi)模架重約12噸。
吊平臺及模架系統(tǒng)的安裝，可借助掛藍和現(xiàn)澆梁支架設施，以塔吊為吊裝手段完成。
?。ǘ㏒SB-15節(jié)段配重
岸跨主梁現(xiàn)澆段及核壟斷。擬定采取等效配重替換方式完成，即邊澆筑混凝土邊拆除配重設施，配重位置在SSB-15節(jié)段上，在SSB-15節(jié)段上采用一次配重，澆注SSB-16節(jié)段時進行第一次等效配重卸載，澆注邊跨合攏段時進行第二次等效配重卸載。
配重設施均設置在主梁SSB15塊件上，位置在主梁Φ32精軋螺紋粗鋼筋處，配重重量與SSB-16節(jié)段和合攏段澆注后Φ32螺紋粗鋼筋所增加的軸向力相同。
采用鋼筋為配重材料或輔助加入其它型鋼材料等，安裝拆除將利用現(xiàn)有塔吊完成。
實施等效替換配重材料在骨架焊接合攏前布置完成。
?。ㄈ┖蠑n骨架
岸跨合攏段設置有體外型鋼勁性骨架，主要布置在頂板、底板處，材料采用槽鋼[36c，每2[36c為一組，通過與主梁上的預埋件進行焊接固定。在原設計圖總體基礎上，并結(jié)合合攏段結(jié)構(gòu)和骨架構(gòu)造需要，為確保合攏順利完成，將原設計圖采用槽鋼2[36c調(diào)整為槽鋼2[40a，由原工字型斷面調(diào)整為箱型斷面，其骨架橫向位置不變。
因主梁原有縱橫豎預應力結(jié)構(gòu)的存在，對勁性骨架及預埋件的形成有較大的影響，經(jīng)過分析比較，需對主梁SSB15塊件的部分橫向、豎向預應力束位置進行適當調(diào)整，對預埋件的尺寸大小及骨架長度也作適當調(diào)整，以滿足各項作業(yè)要求。
骨架預埋件采用鋼板厚3厘米，錨腳采用Φ32鋼筋，根數(shù)16根，與原設計相同，只是平面尺寸及錨腳位置有一定的變化。
骨架采用箱型結(jié)構(gòu)，需設置加強肋板，連接板等。骨架與預埋件全貼角焊接方式，焊縫長度和高度均應滿足受力要求。
主梁底板骨架共計2組，其合攏對接接頭設在合攏段中心處，對接預留縫寬3厘米，采用幫貼鋼板進行焊接，焊縫長度和高度均應滿足受力要求。
主梁頂板骨架共計4組，原則上不設置合攏對接接頭，制作單件整體后，視情況可先將骨架一端主梁預埋件實施焊接，待合適的時候?qū)⒐羌芰硪欢伺c主梁實施焊接，以實現(xiàn)骨架合攏。
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1、主梁合攏段混凝土強度等級C50，采用微膨脹混凝土。
2、根據(jù)合攏時期溫度進行混凝土配合比試配試驗，并滿足相關作業(yè)要求。
3、采用商品混凝土供應、現(xiàn)場泵送運輸澆筑方式，由下而上分層澆筑完成。
4、對岸跨合攏段混凝土澆筑，泵送管道沿P28#墩直上至尾梁段至岸跨合攏段位置。
5、邊澆筑合攏段混凝土邊進行配重鋼筋拆除實現(xiàn)等效替換，保持原有無應力狀態(tài)。
6、達到預應力束張拉條件需及時進行張拉，以利下步作業(yè)。
7、針對合攏段作業(yè)條件，采取相應的澆筑、振搗、養(yǎng)護等措施，確保合攏質(zhì)量。
四、施工計算
?。ㄒ唬┗緮?shù)據(jù)
現(xiàn)澆段梁長度3.1米，混凝土總量163.7立方米，容重取2.6噸/立方米，自重426t。
根據(jù)內(nèi)箱模架重量，在相對應混凝土結(jié)構(gòu)重量取系數(shù)1.1和1.2進入計算，支架及模架材料單位容重在相應材料中取系數(shù)進入計算。
合攏段梁24立方米，容重取2.6噸/立方米，自重62.4t。
現(xiàn)澆段梁及合攏段材料為普通鋼材，強度等級Q235，容許應力取170Mpa（臨時結(jié)構(gòu)Q235鋼容許應力）；吊桿材料采用Φ32精軋螺紋鋼筋，強度等級JL785，容許應力取490Mpa；
（二）基本計算
1、邊跨支架現(xiàn)澆及邊跨合攏
按照模架結(jié)構(gòu)，建立空間模型，加入相對位置荷載，模型假設，大鋼管立柱為不變剛體，SSB15節(jié)段為不變剛體，大鋼管立柱體系為不變剛體，大鋼管立柱根據(jù)模型的支點反力進行穩(wěn)定驗算，模架結(jié)構(gòu)采用MIDAS程序電算完成。其計算結(jié)果如下：
吊桿最大支點反力11t，最小支點反力7t；
最大應力≤490Mpa；
分配梁2[32a，最大應力69 Mpa<170Mpa；
分配梁I20a，最大應力36Mp<145Mpa；
分配梁[14a，最大應力180 Mpa>170Mpa，出現(xiàn)在底板尾部橫向分配梁，做雙肢分配處理；其余165 Mpa<170Mpa
吊平臺最大豎向位移5mm，發(fā)生在實心段底板處。
大鋼管立柱：承受模架傳遞軸向力87T，大鋼管立柱自重5.25T，大鋼管立柱承受最大軸向壓力92.25T，計算長度8米，按一端鉸接，一端固定，長度系數(shù)0.7，根據(jù)，22，按C類截面
最大應力：
C12.6：根據(jù)MADIS模型計算，C12.6承受最大軸向力7T，按兩端固定建立計算，長度系數(shù)0.5，計算長度2.81米，按弱軸計算穩(wěn)定性，90，按C類截面
最大應力：
五、結(jié)論
通過以上現(xiàn)澆段梁和合攏段的施工計算，總體上各結(jié)構(gòu)的技術指標符合相關規(guī)范要求。只有個別部分約有超標現(xiàn)象，但超標值不太大，采取的處理措施如下：
對于個別分配梁C14a，最大應力180Mpa≥170Mpa的超標情況，已在超標梁旁增加了一根分配進行處理。
綜上所述，通過對不足的構(gòu)件調(diào)整和加強處理，采取本項施工方案完成主橋P28#墩邊跨現(xiàn)澆梁及邊跨合攏段是安全可行的，可以使用。
