浅谈挂篮施工0#块临时锚固和支架体系的优化

郭小兵

(中交第二航务工程局有限公司,福建福州 350011)

浅谈挂篮施工0#块临时锚固和支架体系的优化

郭小兵

(中交第二航务工程局有限公司,福建福州 350011)

以海西高速公路网东山联络线A标段的东山特大桥为背景,对东山特大桥主桥0#块现浇支架、临时锚固体系进行了方案优化及对比。优化后的方案采用简单的混凝土立柱代替传统的钢管混凝土支撑体系,提高了施工安全性加快了施工进度同时又降低了施工成本。

挂篮;悬浇;临时锚固;0#块;优化

1　工程概况

海峡西岸经济区高速公路网东山联络线A合同段,属于福建省“三纵八横三环三十三联”主要控制点,A合同段起点桩号K0+086.773,起点位于云霄县竹港村连接沈海高速漳沼段;终点桩号K11+285.593,终点位于漳州市东山县陈岱镇下湖村接疏港公路。本合同段主线路线总长11.199 km,线路横跨东海海峡。

东山特大桥上部结构采用(6×4×30 m)+(65 m +2×110 m+65 m)+(4×30 m)+(5×30 m)PC连续T梁结构+现浇变截面连续箱梁,桥梁全长1 347 m。主桥上部结构采用T构节段悬臂浇注工艺设计,单个T悬臂共有14对悬浇节段,最大悬臂长度为54 m,最大悬浇重量为135.01 t。其中根部0#号块节段长度为12 m,高6.8 m。其余悬浇节段长度为3～4 m,梁高2.8～6.208 m。边跨设8.8 m直线段,梁高2.8 m。现浇合龙段长度为2.0 m「1]。

2　选题理由

悬臂挂篮施工工艺主要用于大跨径预应力混凝土桥梁,0#块作为挂篮推进的基础,其施工的安全性、可靠性显得尤为重要。本项目原设计的0#块施工支撑体系采用钢管混凝土立柱作为基础,临时锚固体系设于墩顶,该施工工艺工序繁琐,后期拆除难度较大。施工工单位结合以往类似桥梁的施工经验,将临时锚固与0#块支撑体系有效地结合,提高了施工安全性加快了施工进度同时又降低了施工成本,且后期拆除简单易行。

3　方案比选

东山特大桥横跨东海海峡,桥址所在地属于台风高发区域,临时锚固体系既要满足正常施工需要又要确保能安全度过台风期。施工工单位中交第二航务工程局有限公司基于设计及施工规范,在不违背设计原则的前提下,通过中交第二航务工程局有限公司技术中心的二次设计将原设计进行了局部优化,经计算各项设计指标均满足原设计各种工况要求,且工况选取最大风速40 m/s (抗台风速)时结构抗倾覆安全系数大于1.3,满足台风期抗倾覆稳定性要求「2]。两种设计方案的比选如下。

3.1临时锚固体系

方案比较:

(1)原设计方案(见图1):采用126根2.5 m的Φ32螺纹钢将桥墩与墩顶横梁锚固成一体,该施工工艺需设置临时支座,后期临时支座拆除施工难度较大,Φ32临时锚固钢筋气割拆除时易损伤桥梁的永久支座。

图1　原设计墩顶临时支座及临时锚固

(2)优化方案(见图2):临时锚固采用4根直径1 500 mm钢筋混凝土立柱,立柱钢筋底部锚入承台内,顶部钢筋锚入0#块箱梁底板内。采用该法施工不需在墩顶设置临时支座,有效地利用0#块施工时设置的临时支墩,且后期拆除时简单易行。

图2　优化后临时锚固设计

3.20#块支撑体系

方案比较:

(1)原设计方案(见图3):0#块施工临时支墩采用4根Φ1.25 m壁厚12 mm的钢管桩,桩内填充C40微膨胀混凝土,钢管桩桩底与承台上预埋的埋件焊接,桩顶与0#块箱梁底板相接。采用该法施工因钢管桩内填充混凝土,临时支墩拆除时难度较大,钢管桩剩余残值较低,施工成本较高「3]。

图3　原设计钢管混凝土立柱支撑

(2)优化方案(见图4):0#块施工临时支墩采用4根Φ1 500 mm的C40钢筋混凝土立柱,在临时支墩及主墩上预埋埋件,通过焊接托架的方式形成支撑体系。采用该法施工临时支墩拆除时相对简单,施工成本相对较低。

4　成本比较

通过对原方案进行优化设计,针对一个墩的临时锚固及支撑体系进行了成本分析,本项目单个主墩高16 m,具体成本分析见表1。

图4　优化后混凝土立柱支撑

表1　单个主墩临时锚固体及支撑体系成本测算

通过测算表可以看出,优化后的方案单个墩仅材料费就可节省成本43 480元(原设计方案钢管桩回收残值相当有限),全桥可节约材料费约26万元,且经优化设计劳务费用大幅减少,经济效益好。

5　总结

(1)通过优化设计后施工简单,安全性能高,拆除简便易行,施工进度快。

(2)通过优化设计节约成本,经济效益好。

(3)通过对设计方案进行创新优化,促进管理业务和施工技术水平提高,为类似工程积累相关参数、提供借鉴经验。

「1] 海峡西岸经济区高速公路网东山联络线两阶段施工图设计(第三册)「Z].

「2] 东山特大桥临时工程主墩临时锚固及0#块支架施工图「Z].

「3] JTG/T50-2011，公路桥涵施工技术规范「S].

U445

B

1009-7716(2015)12-0118-02

2015-08-14

郭小兵(1972-),男,江苏泰兴人,工程师,从事项目管理工作。