悬空支架在高墩斜拉桥边跨合龙中的应用

胡 娟,王文贞

(1.陕西铁路工程职业技术学院道桥工程系,陕西渭南 714000;2.河南理工大学,河南焦作 454003)

悬空支架在高墩斜拉桥边跨合龙中的应用

胡 娟1,王文贞2

(1.陕西铁路工程职业技术学院道桥工程系,陕西渭南 714000;2.河南理工大学,河南焦作 454003)

为了解决跨越长江某高墩斜拉桥边跨段及边跨合龙段的现浇施工,根据工程特点提出使用悬空支架进行现浇的施工方法。支架利用墩身预埋件作为支点,拼装三角形牛腿,牛腿由斜杆和平杆组成,在牛腿上再拼装普通型贝雷梁,墩顶部分的主梁外悬部分,采用工字钢,使之形成现浇悬空支架。该支架结构具有受力明确、安全性高、施工方便的特点。通过采用悬空支架的施工,解决了高墩边跨现浇的施工难题,保证了施工的安全与整体稳定。

斜拉桥;合龙段;支架法;施工

钢筋混凝土斜拉桥主梁的边跨及合龙段的施工关系到结构体系的转换,选择何种施工方法应根据工期要求、场地情况、施工机具等因素综合考虑[1]。对于一般高度的桥墩,采用落地支架现浇技术较好,这样可以很好地调整施工及各方面产生的误差,又能保证施工的安全及稳定。但对于桥墩较高时采用落地支架是不现实的,这就需要根据工程特点来选择正确的施工方法。

1 工程概况

本工程为跨越长江的某斜拉桥的边跨现浇段施工,D29号段为边跨支架现浇段,梁长 9.21m,梁中心高 2.965m,见图1。

图1 边跨现浇段、合龙段纵向布置图(单位：cm)

该梁段共有 3种截面形式(图2),分别是实体截面(长 2.7m)、箱形截面(长 5.51m)和开口梁板式 Π形截面(长 1m)。其中箱形截面设一道横隔板,整个梁段 C60混凝土方量为 474m3。在主桥合龙后,箱室内需要压重 125m3C20混凝土,压重混凝土采用多次浇筑,每次浇筑高度不超过 0.5m。边跨合龙段为 D28段,梁段长 2m,断面为“Π”形,肋板宽 5m,方量66.7m3。

2 边跨现浇段施工

2.1 支架布置

支架利用 12号墩身设置的预埋件作为支点,拼装牛腿支架,支架正面布置见图3。

图3 边跨现浇段支架正面布置

牛腿支架为三角形,斜杆为 φ720mm×8mm钢管(肋板下钢管为双肢),平杆为 4I56a型钢桁架[2],共 4个牛腿。工字钢上沿横桥向摆放普通型贝雷梁[3],梁长 30m,间距 0.65m。墩顶部分的主梁外悬部分,采用 I28型钢,布置间距 0.35m。支架侧面布置见图4。墩身预埋件采用预埋键盒的构造,该结构具有受力明确,安全性高,施工方便的特点,键盒在 12号墩墩身施工时埋入。

图4 边跨现浇段支架侧面布置(单位：cm)

工字钢桁架与上键盒采取销轴连接;工字钢桁架与钢管斜撑采用焊接连接;钢管斜撑与下键盒采取焊接连接。

为保证整体稳定性,φ720mm×8mm钢管间设置斜撑,工字钢桁架间设置平联;贝雷梁间设置配套的平联及斜撑。为保证施工安全,在施工区域四周均设置钢管护栏。

2.2 模板配置

底模采用塔柱施工的液压自爬模[4]模板,整修后使用。外侧模及内模采用组合钢模板,为满足外观要求,在外侧模的钢模面上,粘贴一层宝丽板。内腔支架采用普通钢管支架搭设,顶板模板采用组合钢模板[5],局部倒角部位用木模组拼。为满足箱形部分的浇筑需要,箱室底板需要设置压板。

2.3 预应力管道及预埋件施工[6]

严格按照设计尺寸及要求施工预应力管道,确保管道牢固、密封性,同时做好与 D27段的管道接口处理。锚盒及封锚预埋筋按照设计要求认真完成。

设计图纸中的各项预埋件以及临时施工用的各项预埋件、预埋孔按照图纸设置完成,包括挂篮下放的预埋设施等。

2.4 测量控制

在铺设完成的底模上,测放结构轮廓线以及结构尺寸线,确定立模位置及检查线,同时,根据设计高程对底模的高程进行仔细控制。

2.5 混凝土施工[6]

(1)采取全断面一次浇筑完成的方式。

(2)配合比与悬臂段相同,初凝时间按 30h设计。

(3)坍落度控制在 18～20 cm。

(4)混凝土供应通过在 12号墩接设泵管,泵送入模。

(5)浇筑中采用水平分层,分层厚度 40 cm。

(6)浇筑方向由过渡墩向主墩方向进行。

(7)浇筑中加强振捣及各项预埋管道等的检查。

3 边跨合龙段施工

3.1 支架布置

支架利用边跨挂篮进行改制,先将挂篮沿前横梁边缘将弧形首切除,将改制后的挂篮滑移到位,拆掉挂腿及多出的拱架及相应模板。挂篮前端支撑在现浇段支架上,后端用前锚杆组锚固在 D27段上,形成简支状态。侧面布置见图5,正面布置见图6。

图5 边跨合龙段支架侧面布置(单位：cm)

图6 边跨合龙段支架正面布置

3.2 模板配置

如图7所示,侧模采用原有挂篮模板,顶板模板一部分利用原有挂篮拱架做支撑,一部分在前横梁上搭设可调撑杆,完成合龙段模板的布置。

图7 边跨合龙段模板布置

3.3 配重及合龙高程控制

根据图纸要求,边跨合龙段的压重设置在 D27段上,包括施工荷载、临时配重、吊架及模板共计1 773.6kN,其中临时配重采用水箱法,水箱分为 2个,对称加在 D27段的 2个主肋上,水箱合计重力计算值 867 kN。

合龙段的施工高程采用水箱配重控制。计算出合龙段混凝土的重力在两边梁段上的分配,按挠度等效原则在合龙段两边梁体上设置水箱并注入计算出的加水量。

在合龙段两端高程调整前,注水配重,调整梁端高程,使合龙段高程状况与混凝土浇筑完毕后一致。

在合龙段浇筑的同时,按一定的等量关系泄水,使合龙段浇筑混凝土时,梁体始终保持荷载基本不变,从而保证合龙段各处高程达到预期值。

3.4 合龙段梁体锁定

水箱压载后,进行锁定工作,锁定采用劲性骨架法。锁定工作在一昼夜中温度最低时(零晨 2∶00～5∶00)进行,使合龙段混凝土只受压而不受拉。锁定后,按设计高程支立模板,底模应预留预拱度。

3.5 钢筋及预应力管道的安装

确保预应力管道牢固、密封性,做好与相邻梁段的管道接口处理。做好预埋件安装及定位工作。

3.6 混凝土施工

(1)混凝土配合比单独设计：掺缓凝早强微膨胀剂,初凝时间 8 h,混凝土 1 d强度达到设计强度的20%,坍落度入模控制在 16～18 cm。

(2)采取保湿养护 14 d等措施克服混凝土凝结后的收缩和徐变影响。

(3)混凝土浇筑选择温度变化在 ±5℃以内的天气,浇筑工作必须在初凝前完成。

(4)混凝土养护：为防止温度变化影响产生裂纹,在顶板上覆盖土工布,蓄水养护,其余部分延迟拆模时间,拆模后涂刷养护剂养护,气温较低时采用覆盖保温养护。

3.7 预应力施工

混凝土的强度达到设计强度的 90%,且龄期大于5 d后,张拉所有边跨施工预应力束,实现边跨合龙。

4 结语

采用悬空支架的方法施工高墩斜拉桥的边跨及中跨合龙,既克服了墩高深水的困难,又保证了施工安全,经济、高效、高质量地完成施工任务,为同类桥梁工程在同等条件下施工提供了宝贵的经验及有益的参考。

[1]周孟波.斜拉桥手册[M].北京：人民交通出版社,2004.

[2]本书编委会.钢结构设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社,1989.

[3]黄绍金.装配式公路钢桥多用途使用手册[M].北京：人民交通出版社,2002.

[4]胡文俊,林 强,江 海.液压自爬模在忠县长江大桥 B19标主塔中的运用[J].世界桥梁,2009(2)：34-36.

[5]《组合钢模板施工手册》编写组.组合钢模板施工手册[M].北京：中国铁道出版社,1984.

[6]交通部第一公路工程总公司.公路桥涵施工手册[M].北京：人民交通出版社,1995.

[7]JTJ041—89,公路桥涵施工技术规范[S].

U 448.27;U445

B

1004-2954(2010)07-0089-02

2010-01-08;

2010-03-23

胡 娟(1976— ),女,讲师,E-mail：hujuane_816@163.com。