城市高架桥现浇箱梁跨河支架设计与施工

高则彦

(江苏省交通工程集团有限公司,江苏镇江 212003)

城市高架桥现浇箱梁跨河支架设计与施工

高则彦

(江苏省交通工程集团有限公司,江苏镇江 212003)

以泰州市东环高架桥为工程实例,详细介绍了高架桥第11联现浇箱梁跨河支架的设计与施工,供同类型桥梁支架的设计和施工参考。

高架桥;跨河支架;组合式;满堂支架

1 工程概况

该工程主线高架桥的第11联箱梁中的31#～34#墩跨既有地面桥梁西马庄中桥,高架桥该联跨径组合为31.92 m+29 m+34.92 m。下部结构桥墩采用桩柱式桥墩,基础采用钻孔灌注桩基础。桥下河道位于第2孔,河道主要作用是泄洪,第1、3孔位于陆地上。由于高架桥33#墩位于西马庄桥桥位,施工前需对老桥第1孔上部结构进行拆除后,再进行基础及墩身施工。另外,由于高架桥跨越西马庄桥时,板梁无法满足支架荷载,根据设计单位要求,施工前需拆除第1、3孔上部结构,打设钢管桩基础,纵桥向架设贝雷纵梁跨越老桥第2孔上部结构,搭设跨河支架。图1为高架桥与西马庄中桥相对位置平面图。

2 跨河支架设计

第11联现浇箱梁共3孔(即31#～34#墩),支架包括三个部分:第一部分位于老G328上,直接搭设满堂支架;第二部分位于西马庄桥第1、3孔,板梁拆除后进行地基处理搭设满堂支架;第三部分跨越西马庄桥第2孔,采用跨河支架,跨河支架为组合式,包括钢筋混凝土扩大基础、钢管桩基础、柱顶横梁、贝雷纵梁、I18分配梁、满堂支架。图2为跨河现浇支架总体布置图。

2.1 钢筋混凝土扩大基础

由于西马庄桥2#墩左侧为驳岸墙,且有地下有高压线顶管,该处不宜打设钢管桩,因此考虑设置混凝土扩大基础。混凝土扩大基础宽1.4 m,长2.0 m,高30 cm,单层双向布筋,底板横筋为φ12,纵向筋为φ12,混凝土为C30级。

2.2 钢管桩基础

钢管桩基础分为两种:一种直接立于承台上,钢管柱脚用锚筋与承台固定,在承台混凝土浇筑前严格按设计位置定位,焊接钢管立柱柱脚锚筋;另一种采用震动锤打入河床,确保入土深度。钢管桩采用φ63 cm×0.8 cm钢管,共2组36根,老桥1#墩北侧沿横桥向布置18根,其中8根立于承台上;老桥2#墩南侧横桥向布置18根,其中1根立于扩大基础上。

2.3 桩顶横梁

钢管桩顶横梁采用 2I40b,与封头板焊接固定。

2.4 贝雷纵梁

全桥设置13组,共33路,采用45 cm和90 cm框架联为一体,由东向西第1～3组贝雷总长21 m,第4～13组贝雷总长18 m,共270片。

2.5 横向分配梁

贝雷上横向设置I18作为横向分配梁,顺桥向间距根据其上满堂支架钢管间距设置:纵向间距90 cm。在横梁处加密至60 cm。

3 跨河支架施工

3.1 施工工艺流程

第1、3孔地基处理→扩大基础施工→钢管桩打设及安装→钢管间横向连接→钢管桩桩头抄平→桩顶横梁施工→贝雷桁架拼装→分配梁安装→满堂支架搭设→支架拆除。

3.2 第1、3孔地基处理

(1)板梁拆除后先用挖机将表层垃圾土清除,然后采用6%灰土或利用板梁拆除产生的混凝土碎块将原地面填平并压实。场地平整压实后浇筑10 cm厚C20素混凝土垫层,以提高地基承载力,地基处理宽度应超出左、右幅箱梁翼板1 m。

图1 高架桥与西马庄中桥相对位置平面图(单位:cm)

图2 跨河现浇支架总体布置图(单位:cm)

(2)由于高架桥左侧翼缘板投影线部分位于老桥锥坡上,支架地基采用挖台阶处理,台阶宽度不小于2 m,并用小型夯实机夯实后浇筑10 cm厚C20素混凝土垫层。

(3)对于33#主辅墩承台基坑附近开挖过的地面,采取分层回填、分层整平、压实予以加固。

3.3 扩大基础施工

高架桥左侧翼缘板位于老桥2#墩东侧的支架支点,由于驳岸墙及地下顶管的原因不宜打设钢管桩,设置钢筋混凝土扩大基础。扩大基础底设垫层,垫层厚度为5 cm,垫层铺设完毕后,采用打夯机夯实。夯实后按设计尺寸和位置立模、绑扎钢筋进行混凝土浇筑,浇筑过程中要确保混凝土振捣密实。在混凝土浇筑前严格按设计位置定位、焊接钢管立柱柱脚锚筋。

3.4 钢管桩打设及安装

(1)钢管桩打设

采用25 t汽车吊配合90型振动锤在第2孔桥面上进行打设,施工前采用全站仪放出桩位,采用水准仪控制桩顶高程。钢管桩打入深度根据设计地质情况验算确定入土深度为14 m,但考虑到现场地质情况可能有出入,钢管桩打入采用入土深度和贯入度双控制,以贯入度为主。在每分钟贯入度小于3 mm的情况下,继续激振3 min,贯入度稳定即可以停止施工。

(2)钢管立柱

33#墩位处有8根钢管立于主辅墩承台上,柱脚与承台混凝土基础采用地脚螺栓锚固,在承台施工前注意预埋,钢管安装时应保证垂直度。

3.5 钢管间横向连接

每排钢管桩下沉到位后,立刻进行桩之间的横向连接,增加桩的稳定性,连接材料采用［10槽钢,槽钢尺寸需根据现场尺寸进行下料调整,高程位置根据施工时实际情况确定。

3.6 钢管桩桩头抄平

钢管桩打设好后,对钢管桩顶进行标高测量并做好标记,根据标记位置对桩头进行抄平处理。抄平完成后在桩顶焊接12 mm封头钢板,封头钢板平面尺寸为80 cm×80 cm,封头板顶面必须水平,封头板与钢管桩顶焊接完毕后,沿横向轴线位置焊接加强板,加强板厚度为1.2 cm。

3.7 桩顶横梁施工

桩顶横梁是由2I40b组成,在现场加工、焊接安装,加工时将两根型钢腹板平行放置,顶板及底板紧靠并用点焊进行连接。

首先在封头板上放出横梁轴线及下边线位置,使横梁轴线和钢管桩排架轴线重合,以保证钢管桩轴心受压;然后起吊安装横梁,位置安放准确后先进行点焊固定;最后将横梁两侧与封头钢板间满焊连接。

3.8 贝雷桁架拼装

在桩顶横梁上测定贝雷桁架的控制边线,然后吊装贝雷桁架。贝雷预先拼成整体,最后人工配合吊车进行安装就位。贝雷梁安装到位后,横向、竖向均焊定位挡块及压板,将其固定在主横梁上。为保证梁的刚度,连接桁架的所有螺栓螺帽必须拧紧,桁架销子穿到位后必须插好保险销。

3.9 分配梁安装

分配梁采用I18,每根横梁上贝雷用骑马螺栓将横梁与贝雷连接成一体,横梁纵向间距90 cm,再对于箱梁实心段加密至60 cm。

3.10 满堂支架搭设

(1)钢管架的配置

根据梁底设计标高和I18分配梁顶标高之间的高差,精确计算钢管架立杆的高度和顶、底托调节杆的伸出量,配置立杆。

(2)布设底托

根据立杆位置布设底托,底托调节范围为30 cm。

(3)碗扣式支架安装

立杆纵横间距为:腹板下60 cm×90 cm,底板处90 cm×90 cm,梁端横梁处理60 cm×60 cm,横杆竖向间距为120 cm。根据立杆及横杆的设计组合,从底部向顶部依次安装底托、立杆、横杆、顶托。为了增加支架的整体稳定性,沿纵向每4.5 m设一道全高连续剪刀撑,横向布置剪刀撑两道。

3.11 支架预压

(1)加载顺序

采用逐孔预压,加载采用一次性加载至箱梁自重的120%。

(2)预压观测

观测位置设在每跨的L/4、L/2、3L/4处及墩顶部位,每组分左、中、右3个点。在点位处固定观测杆,固定要牢靠,支架预压过程中严禁碰撞。布设好观测杆后,加载前采用水准仪测定出其杆顶标高作为起始值,加载过程中跟踪观察,并记录相应的荷载数值。

(3)卸载

人工配合吊车吊运土袋均匀卸载,卸载的同时继续跟踪观测。根据观测记录,确定支架的弹性变形值,设置底模预拱度。

3.12 支架拆除

支架拆除顺序为:满堂支架→拆除分配梁→贝雷桁架→桩顶横梁→钢管桩拔除→混凝土扩大基础拆除。

4 结语

城市高架桥具有地下管线复杂、交叉路口众多、交通流量大等特点,由于一般都是在既有的道路上修建高架桥,难免会遇到上跨河流甚至会遇到地面桥梁。因此,综合考虑高架桥现浇箱梁支架着力点不能放在老桥下部结构上及高架桥建成后老桥能及时恢复通车这两个因素,在遇到河流、地面桥梁时采用钢管桩基础+贝雷纵梁+满堂支架的组合型支架。与常规的满堂支架搭设相比,这种组合型支架不仅施工工期快、经济合理,并且对既有地面桥梁损坏程度小,确保了地面道路恢复通车后的交通安全。

U445

B

1009-7716(2015)03-0109-03

2014-11-28

高则彦(1980-),男,江苏徐州人,工程师,从事道路桥梁建设工作。