连续箱梁桥梁的施工技术包括移动模架法、顶推施工法、悬臂施工法以及支架现浇施工技术等多种。其中支架现浇施工技术就是指搭设支架于桥位之上,然后在支架上完成模板安装、钢筋骨架绑扎安装、孔道预留、混凝土现浇以及预应力的施加,等混凝土强度达到标准后再将支架与模板拆除的施工技术,这种施工技术特别适合于要求较短工期的一些市政交通基础设施工程。
支架现浇的形式包括简易的移动式、不落地或是半落地支架以及全落地满堂支架等。在选择支架现浇的形式之前,应结合工程的实际情况,即桥梁结构荷载的大小、施工现场已有的设备材料、对原有交通的影响以及施工现场地质、水文等各类条件进行综合比较后,方能选定最为适用的支架现浇施工形式。而支架现浇的施工技术要点则包括:
1、设计。在支架设计时,必须对车辆运输与操作人员荷载、施工设备材料以及箱梁自重等因素进行综合考虑而后通过对支架上部荷载的验算、支架设置间距与地基承载力计算来进行支架设计图的绘制与施工方案设计。
2、基底处理。基底处理是支架施工的基础,应根据工程所在地的不同情况进行不同的基底处理,以满足支架施工的承载力要求,保证工程质量。对于在城市中建设的市政桥梁项目来说,经简单的观察或试验便可直接对支架的压力进行承载,只需要对其进行简单的碾压找平。
3、搭设。支架搭设的顺序:垫木铺放→拉线、放底线→竖杆架立→水平杆安装→梯子安装→照前部步骤依次向上安装→剪力撑安装→顶部栏杆安装。
4、水平与垂直调整。对于支架承载力来说,其水平度与垂直度是至关重要的,因此要对首层支架的水平度与垂直度进行严格控制,即在两个方向的支架竖杆的垂直度偏差范围应控制2毫米以内,而支架顶端水平的偏差范围则应控制在5毫米以内。而后以大横杆对支架底部与顶部进行固定。在支架对接时,要对齐上下坚杆,对中偏差应小于3毫米。
1、准备工作。应先检查纵横方木与支架后,方可实施预压,必须注意错开纵向方木接头与横向方木的接头,同时两根相邻的横向方木接头不能在同一个水平面上,而支架的预压则一般利用加载大编织袋砂实现。
2、预压控制。预压的质量直接影响连续箱梁桥梁的施工质量,预压重量的大小应以工程实际情况来确定,不得比所浇箱梁结构的自重少,也就是控制系数在1.0。只有这样才能达到双控的目的。
所谓调整标高,主要是指在对支架进行预压后所发生的沉降情况而言的。在通常情况下,变形可分为弹性与非弹性两种。其中由于非弹性变形在完成支架预压后便基本消除,所以标高的调整值就是弹性的变形值。即卸载后与预压后底模标高之差。
在安装模板时,应选择优质模板安装于箱梁桥梁的外露部位,比如腹板外侧、箱梁底板,从而对外观质量有所保证。同时,应谨慎处理模板间的拼装缝,否则会出现错台、漏浆等问题。而对于钢筋来说,应尽量在弯矩最小位置安排钢筋焊接接头,且接头数量在同一断面上必须满足相关规范。如出现钢筋位置冲突的问题,则必须首先确保受力钢筋的位置。
位于福建省莆田市的城港大道跨木溪大桥是市政关键工程,由于城港大道属于城市骨干路网规划三纵最西侧的一条城市快速路,连接主城区的西外环和东吴港区,全长约36公里。城港大道跨木溪大桥工程全长850米。设计标准为城市快速路,设计荷载为城-A级,桥面宽度除满足双向8车道机动车要求外,还设有非机动车道及人行道,桥面总宽47.5米。
本工程大桥施工内容包括主桥,引桥连续箱梁,引桥空心板梁和人行梯坡道桥,其中主桥为两跨跨径72米的简支异形钢箱系杆拱桥;北侧引桥从北至南跨径设计为:20.52+10×21.04+20.52米,即12跨空心板梁+30+40+30米,即预应力混凝土连续箱梁;而南侧的引桥自南向北分别设计为:20.52+5×21.04+17.8+15.37+15.43+17.8+2×21.04+20.52,即13跨空心板梁+30+40+30米,即预应力混凝土连续箱梁。
主桥设计为两跨异型的系杆拱桥,跨径为72米+72米,两跨简支体系为其结构体系,设置伸缩缝于中墩处,桥面断开。水平拉索则设于系梁中,从而对拱脚水平推力进行平衡。主桥为斜桥,斜交角20度,利用两片无风撑拱肋。拱肋跨度计算为68.4米,其失跨比为1:3.8。拱肋结构为钢箱形式,其宽为1.8米,高为1.8米至4.3米。竖直面与吊杆的夹角呈20度。
主桥桥面的形式为混凝土桥面板与钢主梁结合共同受力。由小纵梁、横梁与系梁组成梁格体系。其中系梁为箱形截面,其截面尺寸为宽1.824米(宽)×高1.668米,而标准节段的长度则为12.0米,同时每2.0米进行一道横向加劲的设置。横梁间距为4米,与系梁呈斜交20度角。而在两根系梁外侧,设置“工”字形挑梁布置非机动车道和人行道,挑梁与吊点横梁位置相对应。横梁之间设置三道小纵梁。
布置¢22×200剪力钉于系梁,横梁,小纵梁顶板位置,从而对钢主梁与混凝土桥面间的连接有所保证。桥面采用钢筋混凝土面板,通过剪力钉与钢梁连接。桥面板横桥向宽47.5米,标准板厚0.25米,近纵横梁处加厚至0.4米。
系梁内采用水平拉索,根据施工阶段逐步施加水平拉力从而对拱的推力进行平衡。吊杆顺桥向布置为斜吊杆,间距4米。每组吊杆采用顺桥向双吊杆,吊杆采用与水平拉索材料相同的钢丝索,设计安全系数K≥2.5。主桥墩基础采用桩柱式结构钻孔灌注桩,桩尖嵌入16层微风化花岗岩层。桩顶设钢护筒。
本工程主桥的施工方案为支架施工方法,先梁后拱。
引桥连续箱梁部将上部结构划为三跨预应力连续箱梁,即P12至P15为西幅、P17至P20为东幅的桥跨布置于箱梁中心线位置,长度为34.413+40+30米。
单幅桥主梁顶的宽为23.25米,底部宽为14.25米。主梁属于等高度箱梁,梁高为2.0米。主梁的两侧各自悬臂长为4.50米,悬臂端部的厚度为2.0厘米,悬臂根部的厚度为55厘米。顶板全联等厚,厚度为26厘米;底板厚度为25厘米,根部则加厚至40厘米。腹板为直腹板,厚度为40厘米,根部则变厚至75厘米。横隔梁中支点厚度为2.0米,边支点厚度1.3米。
引桥箱梁采用纵、横双向预应力体系,纵向预应力钢束采用¢S15.2-15、¢S15.2-12的两类钢绞线,锚下张拉控制应力为1395Mpa。预应力钢绞线均采用高密度聚乙烯塑料波纹管成孔。引桥连续梁墩基础采用桩柱式结构,采用钻孔灌注桩,桩尖嵌入16层微风化花岗岩层。
引桥简支空心板梁单幅桥断面划分为0.5米,即防撞栏杆+16米,即机动车道+0.5米,即防撞栏杆,两幅桥的防撞栏杆外缘之间的间距为1米。空心板梁部分桥面连续,每3跨、4跨或7跨一联,每联之间的伸缩缝则采用SQ-80型钢伸缩缝。在设伸缩缝处的墩台上布置四氟板式橡胶支座,其余桥墩布置板式橡胶支座。引桥的空心板梁多数采用20米的标准板,先张预应力体系。在桥宽变化处,采用异行板梁形式,其梁高为0.9米。而下部结构则采用带有倒T盖梁的桩柱式桥墩,桩基为钻孔灌注桩。人行梯坡道紧接引桥连续梁,南侧和北侧都有东西两幅对称布置,由于桥下道路的原因以及现状地面标高的不一致,南北两侧的梯坡道结构略有不同。南侧梯坡道跨径布置为6×9米+8.2米;共七跨。北侧梯坡道跨径布置为9.5米+5×9.8米+8.2米,共七跨。
双主梁断面为梯坡道断面形式,梁高为0.7米,板厚度为0.12米,断面宽度为4.4米。采用C40级混凝土浇筑梯坡道结构。人行梯坡道桥沿着桥梁两侧分别设置,人行梯坡道桥基础除卧梁外均采用桩基础。
综上所述,作为目前在连续箱梁桥梁中应用较为普遍的支架现浇施工技术而言,要保证桥梁的质量与安全,就必须从支架、预压、混凝土浇筑等各方面入手,严格按规范进行施工。