大跨径分节段现浇连续梁施工技术应用
2018-06-13于延军
于延军
中铁二十四局集团江苏工程有限公司,江苏南京 210000
本文以连镇铁路上跨S241省道 (40+64+40) m连续梁为研究对象,梳理分段浇筑顺序,总结施工经验,分析各个施工阶段的特性,以期为同类型结构的施工提供相关经验,供相关人员参考。
1 工程概况
跨S241省道 (40+64+40) m现浇连续梁为预应力混凝土结构,单箱单室斜腹板、变高度、变截面结构,中支点处梁高5.0m,端支座处、跨中及边跨直线段梁高2.6m,梁底下缘采用圆曲线变换。
连续梁顶板宽12.2m,顶板厚37cm,底板宽6.0~6.436m,底板厚度44~100cm,中支点处加厚至145cm,腹板厚50~70cm,按折线变化。全桥共设5道横隔梁,分别设于中支点、端支点和跨中处,中支点处中横梁厚度为200cm,端支点处端横梁厚度为120cm。横隔梁处均设进人孔。
图1 A0横隔梁截面图 图2 Z1合龙段截面图
图3 B1端梁处截面图 图4 标准断面截面图
为了避免大方量混凝土一次性连续浇筑易造成施工缝等质量问题,设计采用分节段支架现浇。全桥共分5个梁段,梁段长分别为29.6m、22m、42m、22m、29.6m。本连续梁块段划分布置图如图3所示。
图5 连续梁块段划分布置图
连续梁各节段参数如下表所示:
表1 箱梁节段参数
2 施工工艺技术
连镇铁路跨S241 (40+64+40) m连续梁采用支架现浇法施工,整联连续梁分为5个块段浇筑,包含2个A0块段、2个B1节段和1个Z1节段。首先安排施工两个主墩顶部的A0块段,待预应力束张拉和压浆完成后,再顺序浇筑边跨的2个B1节段,最后浇筑中跨的Z1节段,并按照设计要求依次进行B1和Z1中预应力束的张拉和压浆封锚作业。
图6 施工步骤一
图7 施工步骤二
图8 施工步骤三
3 满堂支架检算
3.1 支架材料
根据《钢结构设计规范》,取安全系数为 1.2,采用:混凝土容重 26kN/m3;
钢材的弹性模量 E=2.1×105MPa;Q235 钢:容许正应力[σ]=180MPa,容许弯曲应力[σ]=180MPa,容许剪应力[τ]=104MPa。
3.2 支架设计参数
支架采用 Ф48×3.0mm 碗扣式钢管架,本连续梁满堂碗扣式支架立杆布置原则为底板部分布置形式为 60cm×60cm,腹板部分布置形式为 30cm×60cm,翼板部分布置形式为 60cm×60cm,步距120cm;墩顶横隔梁采用 10cm×10cm 方木搭设,纵横向间距均为30cm,翼板部分支架布置形式为 60cm×60cm,步距 120cm。如遇特殊部分需要调整时,只做加密处理。
在架体外侧周边及内部纵、横向每隔4排立杆由底至顶设置连续竖向剪刀撑,剪刀撑下脚必须落地,剪刀撑水平倾角 45°~60°。在支架底部和顶部各设置一道水平剪刀撑,中间部分水平剪刀撑间距不大于 6m。立杆底端和顶端的碗口节点设置纵横向水平杆,底层水平杆兼作扫地杆时,其与底座支承板的高差不得大于 50cm。每根立杆的底部设置可调底座,底座螺杆插入立杆内的长度不小于15cm,伸出立杆的长度不大于 15cm。顶托螺杆插入立杆的长度不小于 15cm,伸出立杆的长度不得大于 30cm,也不小于 10cm。
3.3 荷载参数
依据规范 TB 10110-2011,支架结构恒载分项系数取 1.2,活载分项系数取1.4。混凝土容重取 26kN/m3,施工人员、材料及施工机具设备荷载在计算模板时取 2.5kN/m2、计算支承模板的纵、横梁时取 1.5kN/m2、在计算立柱支架时取1.0kN/m2,浇筑混凝土时产生的荷载,对水平模板取 2.0 kN/m2,垂直模板取4.0kN/m2,浇筑混凝土产生的冲击荷载取 2.0kN/m2,依据施工方提供资料,风荷载取 0.18 kN/m2。对支架本身恒载以自重的 1.2 倍计算。
3.4 支架结构检算
本连续梁A0 段箱梁截面较 B1段箱梁截面更大,因此选择中跨支架进行验算。其箱梁混凝土体积计算如下:
翼缘区:
V7-8=2×[0.5×(0.2+0.25)m×0.8m+0.5×(0.25+0.6)m×1.9m]×3m=5.93m3
V8-9=2×[0.5×(0.2+0.25)m×0.8m+0.5×(0.25+0.6)m×1.9m]×3m=5.93m3
V9-11=2×[0.5×(0.2+0.25)m×0.8m+0.5×(0.25+0.6)m×1.9m]×4m=7.90m3
V=5.93+5.93+7.90=19.76m3
腹板区:
V7-8=2×0.7m×4.055m×3m=17.03m3V8-9=2×0.9m×4.462m×3m=24.09m3V9-11=2×1.1m×5m×4m=44.00m3
V=17.03+24.09+44.00=85.12m3
顶板区:
V7-8=[0.37m×(6.8-2×0.7)m+2×(0.5×0.3m×0.9m)+0.5×6.4m×0.086m]×3m=7.63m3
V8-9=[0.37m×(6.8-2×0.9)m+2×(0.5×0.3m×0.9m)+0.5×6.4m×0.086m]×3m=7.19m3
V9-11=[0.62m×(6.8-2×1.1)m+2×(0.5×0.3m×0.9m)+0.5×6.4m×0.086m]×4m=13.59m3V=7.63+7.19+13.59=28.41m3底板区:
V7-8=0.643m×(6-2×0.7)m×3m+2×(0.5×0.3m×0.6m)×3m=9.41m3
V8-9=0.7m×(6-2×0.9)m×3m+2×(0.5×0.3m×0.6m)×3m=9.36m3
V9-11=1m×(6-2×1.1)m×4m+2×(0.5×0.3m×0.6m)×4m=15.92m3
V=9.41+9.36+15.92=34.69m3
翼缘区均布荷载计算:
活载:
腹板区均布荷载计算:
顶板、底板区均布荷载计算:
3.4.1 支架 (φ48) 强度检算
翼缘支架的弯曲应力、剪应力、轴力计算结果如图 5~7,检算如下:
3.4.2 支架 (φ48) 稳定性检算
按照两端铰支,取:l0=1.2m,则回转半径及长细比系数:
满足规范要求。
4 结语
本次施工的工程量较大,涉及到的资金、人力、物资也较多,施工任务较重。尽管当前,现浇连续梁施工技术已经比较成熟,但是在具体区域的施工过程中还是应该做到合理选择施工方案,科学、谨慎的施工,准确把握每一个施工细节,尤其是浇筑顺序的严格控制。
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