山区高速现浇桥组合支架探讨与运用
2018-03-03
(四川公路桥梁建设集团有限公司公路隧道分公司, 四川 成都 610200)
0 引言
随着高速公路建设飞速发展,高速公路建设从简单到困难,施工条件由容易到困难,桥隧比发展到如今最高的95%,路基的减少代替而至的是桥梁隧道的增加,而施工条件的改变使桥梁建设从预制小桥发展为高墩现浇桥,由于互通区使得变宽度高墩桥梁无法预制梁板架设,只能选择支架现浇、悬臂现浇、移动模架现浇,而支架现浇作为传统工艺最常选择的施工方案,现浇连续梁最关键在于支架设计与选型,选型的合理支架关系现浇支架的安全、经济施工。
1 工程概况
宜叙高速 14/15标段白鹤坝右线 1段大桥起点桩号 K66+174.974,终点桩号K66+384.974、跨径组合为2×40+3×40,第一联为预制40米T梁,第二联为连续3跨40米现浇箱梁,全长210m,最大墩高37.94米,桥面变宽,连接B匝道桥,现浇桥面由22.49米变宽至16.75米,现浇箱梁采用单箱4室,梁高2.1米,采用后张法钢筋砼现浇连续梁。
2 支架搭设与施工
2.1 主要特点及支架构成
钢管柱贝雷梁满堂支架传力顺序
钢管柱贝雷梁满堂支架整体受力明确,传播途径简单。主要是做好地基土层的换填与钢管柱支架整体刚度关键点控制。
现浇支架由扩大基础、钢管柱、贝雷梁、斜撑系统、主横梁、分配梁、满堂支架、纵横方木、底膜、侧模、端模及辅助设施等部分组成。
扩大基础:扩大基础尺寸设置为2.5×2.5×1.5m钢筋砼基础。
钢管柱:钢管柱采用φ630×10的Q235钢管,每节长度12米,2节焊接为一整节,焊条采用E4303焊条焊接。上下端设置1cm后Q235钢板。
贝雷梁:贝雷梁采用321型标准节贝雷梁,每节长3米,根据不同受力位置采用不同组合方式。可组装为3榀或者2榀为一受力构件。贝雷梁采用压板式槽钢焊接在主横梁上,保证其整体稳定性不滑动。
斜撑系统:平撑采用双拼[14槽钢,斜撑采用[36槽钢,全部与钢管柱焊接在一起,满堂支架斜撑采用φ4.8普管。
主横梁:采用 56b双拼或三拼工字钢,为保证整体支架稳定性,工字钢与钢管柱墩顶焊接成一个整体。
分配梁:分配梁按满堂支架搭设步距布置,间距为90cm或60cm,分配梁采用双拼[14槽钢,对口焊接在一起,分配梁采用“u”型压板与贝雷梁连接成一个整体。
满堂支架:满堂支架采用φ48×3.5mm钢管。搭设步距横向方向肋板为60cm,箱室处为90cm,纵向方向标准箱室处为90cm,变厚段为60cm。
方木:横向为15×15cm方木,纵向为10×10cm,。
模板:模板全部采用竹胶板,厚度为1.5cm的优质竹胶板。
2.2 基础建设
基础设计支架图采用单个钢筋砼基础,针对现场实际情况,为提高基础抗倾覆能力,决定采用整体条形基础。
首先基础测量放线后用挖机开挖,由于桥位所处位置为农田及冲沟位置,开挖5米深后遇流沙,项目部决定回填大块片石,回填时配合小块片石,回填紧密,用 18T压路机先静压,然后在振动碾压,碾压时分层填筑分层压实,保证换填压实度。
然后绑扎钢筋关模板在钢筋上预埋1cm后钢板,一次性浇筑成型基础。
2.3 钢管支架安装
钢管采用φ630×10的Q235钢管,每节长度12米,2节焊接为一整节,焊条采用E4303焊条焊接。
对焊焊接工艺,钢管对接时一根固定在胎架上另一根采用吊车吊装配合人工对接定位,定位后先焊接四角,然后在跳段逐一焊接牢固。
为保证钢管对接良好,接口处钢管做成45°斜口型。然后在钢管四周接口处焊贴上一块30cm×20cm×1cm的钢板,焊接时先点焊焊接,然后在对称跳位焊接,防止因钢板热变发生变形。
钢管两端采用 Q235钢板厚度为 1cm,上下钢板分别于基础预埋钢板焊接和上部主横梁工子钢焊接。
钢管柱采用塔吊安装,在钢管柱吊装端设置 3根抗风绳,钢管柱起吊后定位到安装位置,对准安装位置后先点焊钢板,然后再用抗风绳调节钢管柱竖直度,调节后固定在加强补焊直至下钢板与预留钢板全部焊接成整体。
2.4 安装过程注意事项
由于工字钢主横梁处竖腹杆力较大,在此处必须加设[14槽钢对竖腹杆进行加固。
为加强工字钢与钢管柱整体刚度、强度、稳定性,工字钢与钢管柱在墩顶处焊接在一起,成为一个整体受力。
为防止贝雷梁与钢管横向位移,在贝雷梁与工字钢上采用角钢焊接工字钢上,防止发生横向偏移。
双拼[14槽钢与贝雷梁采用“u”型卡环卡稳固,防止搭设满堂支架时发生偏移。
由于现浇梁标准跨径为40米,而贝雷梁为3米标准节,墩柱直径为φ2米,故墩与墩净距为38米,而贝雷梁可以最大组合为36米,故贝雷梁端头与墩柱还有1米空隙,此空隙处理采用双拼[14横穿墩顶系梁,在墩顶系梁处及两边满堂支架作为支点处理此空隙。
由于贝雷梁端头与墩柱还有1米空隙,采用双拼[14横跨,故在此端头位置满堂支架单竖干受力较大,在此位置采用双排钢管作为加固处理。
3 支架搭设及预压
3.1 支架搭设工艺流程图
3.2 支架预压
预压目的:预压主要为消除支架的非弹性变形,非弹性变形包括支架的非弹性变形及地基基础的非弹性变形,通过预压收集数据,并根据数据设置支架模板的预拱度。
预压采用吨袋模拟混凝土箱梁的重量分布进行,由于现浇第一跨、第二跨施工支架一样,第三跨全为满堂支架,故预压选择第二跨及第三跨作为代表进行预压。通过计算加载终重为1500t,分三级(60%、100%、120%)对称加载试验,每级加压持续荷载时间分别不小于 2h,同时对各级加载及卸载进行测量并做详细记录,根据测量数据与设计反拱值分析计算后,选取预拱度为4cm.
4 钢管柱贝雷梁满堂支架优缺点
通过现浇支架的实践运用,对优缺点进行总结:
4.1 优点
(1)特别适合渐变宽度现浇箱梁的施工。
(2)特别适合高支架现浇箱梁,且地形陡峭位置,处理地基较困难地方。
(3)特别适合有小河沟及软基的地方。
(4)支架结构受力明确,传播途径简单。
4.2 缺点
(1)型材一次投入量大,特别是贝雷梁顶部双拼[14槽钢分配梁。
(2)支架搭设周期较长。
(3)现浇箱梁浇筑完成后支架必须逐一拆除,不能整体式移动到另外一联使用,且搭设安装必须要有1台吊车或者塔吊全程配合。
(4)周转费用高。
5 结语
桥梁施工工法多种多样,选择何种施工方法需要根据实际现场情况、设计文件综合考虑才能保质保量的完成施工任务,取得效益,通过宜叙高速白鹤坝右线1号大桥采用钢管柱贝雷梁满堂支架现浇施工,成功的完成了白鹤坝右线 1号大桥现浇箱梁,对后续A匝道2号桥、B匝道桥、E匝道1号大桥施工提供了宝贵的经验,更为以后类似工程应用积累了宝贵的经验。
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