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(yīng)對(duì)跨度大、地勢(shì)險(xiǎn)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(jié)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(jiǎn)況
魯泰特大橋泰東河段連續(xù)梁為（55+100+55）ｍ雙線預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁，跨越航道，施工工藝為掛藍(lán)懸臂對(duì)稱澆注。全橋懸澆段共14×2=28對(duì)；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(gè)，現(xiàn)澆段3個(gè)。
2 施工方法
2.1 A15塊（邊跨）施工方案
A15塊長(zhǎng)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(diǎn)處設(shè)置橫隔板，厚度1.4m，橫隔板設(shè)有人孔洞。
2.1.1 地基處理
支架利用副墩承臺(tái)和副墩墩頂做基礎(chǔ)，墩頂范圍以外支架直接搭設(shè)在承臺(tái)上、搭設(shè)前清除承臺(tái)上部土體，并對(duì)周圍作業(yè)場(chǎng)地進(jìn)行硬化，同時(shí)同步做好相應(yīng)的排水。
2.1.2 外模及支架
①副墩上連續(xù)梁側(cè)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(jié)合分部實(shí)際，支架直接支撐在副墩承臺(tái)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(xì)微高度通過頂部頂托調(diào)節(jié)。貝雷鋼架設(shè)六層，上面第一層橫橋向，靠近主墩側(cè)設(shè)三排單層貝雷片，靠經(jīng)副墩側(cè)設(shè)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(zhǎng)度3m，偶數(shù)層橫橋向布置三組雙排單層貝雷片、長(zhǎng)度12m，貝雷頂層上鋪設(shè)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(shè)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。
?、诙枕敺秶８鶕?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(jìn)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(shè)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。
③邊跨現(xiàn)澆段其他范圍。墩身范圍墩身左右兩側(cè)――翼緣板位置，�橋向設(shè)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(shè)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(yù)壓
A15塊采用堆載土袋預(yù)壓。預(yù)壓重量按照梁體混凝土1.3倍重量進(jìn)行加載。加載分四級(jí)，第一級(jí)加載50％，第二級(jí)加載至80％，第三級(jí)加載100％，第四級(jí)加載130％。從加載0%開始觀測(cè)，分級(jí)加載并記錄觀測(cè)數(shù)據(jù)，滿載后每24小時(shí)觀測(cè)一次。當(dāng)連續(xù)3次的變形值不超過2mm時(shí)即可卸載。卸載后再次進(jìn)行觀測(cè)，并得出支架的彈性及非彈性變形數(shù)值，測(cè)點(diǎn)布置及觀測(cè)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(shè)計(jì)要求后進(jìn)行下道工序施工。土袋通過吊機(jī)裝卸。
2.1.4 鋼筋制作、安裝
2.1.5 預(yù)應(yīng)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(cè)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(hào)塊混凝土上，前段內(nèi)模和側(cè)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(hào)塊混凝土上。掛籃及模板就位后A15塊下面支架及時(shí)恢復(fù)，按原來的支架等間距等強(qiáng)度恢復(fù)。C1塊頂寬11.5m，底寬6.8m，翼緣板長(zhǎng)2.35m。C1塊全長(zhǎng)2m，梁高4.69m。梁體腹板厚45cm，頂板厚45cm，底板厚50cm。整個(gè)C1混凝土體積為25.43方。
2.2.1 施工準(zhǔn)備
懸臂梁段澆注完畢，清除箱頂、箱內(nèi)的施工材料、機(jī)具，用于合攏段施工的材料、設(shè)備有序放至墩頂，在“T構(gòu)”兩懸臂端預(yù)備配重水箱，觀察近期氣溫變化規(guī)律測(cè)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(cè)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(hào)塊混凝土上，前段內(nèi)模和側(cè)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(hào)塊混凝土上。掛籃及模板就位后A15塊下面支架及時(shí)恢復(fù)，按原來的支架等間距等強(qiáng)度恢復(fù)。模板及支架采用懸澆段同樣的結(jié)構(gòu)形式。
2.2.3 設(shè)平衡重
采用在懸臂端的水箱中加水的方式設(shè)平衡重，兩端平衡重噸位由合攏段重量進(jìn)行平均分配。
2.2.4 普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道安裝
2.2.5 合攏段臨時(shí)鎖定
2.2.6 澆注合攏段混凝土
2.2.7 預(yù)應(yīng)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(duì)應(yīng)中墩墩頂兩側(cè)臨時(shí)固結(jié)，為施工中跨合攏段做好準(zhǔn)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(tái)頂面，可忽略地基承載力計(jì)算，僅對(duì)支架的承載力進(jìn)行驗(yàn)算。同時(shí)考慮到C1采用掛籃合攏，所以這部分荷載也考慮進(jìn)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(jìn)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(jìn)行驗(yàn)算。梁體自重、模板自重以及施工荷載通過支架作用在基礎(chǔ)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(gè)整體共同參與受力。計(jì)算�橋向橋墩外底板范圍內(nèi)梁體自重時(shí)，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?yàn)算模板、分配梁時(shí)。計(jì)算模板時(shí)不考慮掛籃合攏50%C1梁體重量，此時(shí)�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?yàn)算支架、工字鋼、貝雷梁時(shí)。按最大截面計(jì)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?yàn)算模板、分配梁時(shí)。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。
?、隍?yàn)算支架、工字鋼、貝雷梁時(shí)。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(shí)產(chǎn)生的沖擊荷載
作用于支架的，對(duì)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(chǎng)實(shí)際及以往施工經(jīng)驗(yàn)，橫桿步距L=60cm，此時(shí)每根立桿設(shè)計(jì)容許荷[P]=40KN，橫桿步距L=120cm，此時(shí)每根立桿設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)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(zhǎng)細(xì)比λ=//i=600/15.78=38。
?、俚?、腹板范圍內(nèi)立桿強(qiáng)度、穩(wěn)定性驗(yàn)算查表得?懿?�=0.900。
強(qiáng)度驗(yàn)算：σ=P/A=67MPa<[σ]＝210MPa
穩(wěn)定驗(yàn)算：σ=P/（?�A）=123MPa<[σ]＝210MPa
?、谝砭壈宸秶鷥?nèi)立桿強(qiáng)度、穩(wěn)定性驗(yàn)算
查表得?�=0.88。
強(qiáng)度驗(yàn)算：σ=P/A=24MPa<[σ]＝210MPa
穩(wěn)定驗(yàn)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?cè)貝雷片
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(duì)底、腹板范圍內(nèi)主墩側(cè)中間最大跨度貝雷片檢算，按靜力學(xué)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?cè)貝雷片
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(duì)底、腹板范圍內(nèi)主墩側(cè)中間最大跨度貝雷片檢算，按靜力學(xué)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(duì)其進(jìn)行檢算，按簡(jiǎn)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(shí)貝雷片自重相對(duì)較小，故省略下面的檢算。
此外，還要對(duì)模板、橫向分配梁、縱向分配梁、工字鋼等進(jìn)行相關(guān)的檢算。經(jīng)過計(jì)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(jié)語
大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋懸澆法施工中最后，也是最關(guān)鍵的一道工序便是合攏段的施工，以上結(jié)合工程實(shí)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(yīng)抓住技術(shù)要點(diǎn)，嚴(yán)格按照施工工藝施工，以確保大橋能夠順利合攏、竣工。
