大广高速良口流溪河1号大桥连续刚构边跨现浇施工技术实例

李杏林



大广高速良口流溪河1号大桥连续刚构边跨现浇施工技术实例

李杏林

【摘要】随着经济的发展和技术的进步，国内桥梁越来越多地采用了大跨径桥梁，上部结构采用悬浇刚构箱梁，本文结合现场的施工情况，以悬浇刚构现浇段的施工技术进行总结。

【关键词】悬浇刚构；现浇段；施工技术

1　工程概况

大广高速公路（粤境段）良口流溪河1号大桥分为左右两幅线路，左线中心桩号为ZK140+824，起止里程为ZK140+589.5～ZK141+211.5，孔跨布置为：3×40+ （72+125+72）+5×40+1×30m；右线中心桩号为K140+795，起止里程为K140+560.5～K141+249.5（接大江里特大桥0号墩）孔跨布置为：3×40+（72+125+72）+6×40+2×30m。

2　施工方案

2.1主要施工方案

主桥0#块采用墩身预埋托架施工、箱梁采用菱形挂篮悬浇、边跨现浇段采用在墩身及盖梁上安装牛腿托架施工，引桥T梁采用预制场集中预制和架桥机架设，预制梁先简支后浇筑连续段混凝土，并施加预应力束形成连续T梁。主桥箱梁0号节段长10m，混凝土376.4m3，箱梁主体落在空心墩墩顶实心段上，悬臂段采用托架施工；两边跨各有4.28m的现浇段，现浇段在6#墩和9#墩上采用预埋托架施工，边跨合拢与中跨合拢段为吊篮现浇，其余各跨由挂篮悬浇施工，梁体自0号节段左右各划分为17（中16）个悬浇段对称布置，节段长度分别为3m、3.5m和4m，中跨合拢段长2m，边跨合拢段长度2.0m。梁段最大块重为205.1t，最小64t。箱梁腹板厚度1～5#梁段为0.85m，5～6#梁段由0.85m渐变0.7m，7～11#梁段为0.7m，11～12#梁段由0.7m渐变0.55m，12～18#梁段为0.55m。

2.2现浇段施工方案

由于良口流溪河1号大桥桥位处地形陡峭，且与黄龙带隧道相连，须黄龙带隧道形成运梁通道后方可进行引桥的架梁及桥面系施工，导致6#墩边跨现浇段施工时须配重，保证墩身的平衡。

2.2.1托架方案选定

流溪河1号大桥主桥边跨现浇段（6#墩和9#墩）19’号块施工，采用在墩身上预埋下排钢牛腿和盖梁上预埋上排刚牛腿，在牛腿上安装贝雷梁片作为托架，利用托架施工现浇段。边跨现浇段19’块梁体长度4.28m，支座中心线距离梁端0.6m，梁段体积92.1m，重量239.5t。

由于原设计流溪河1号大桥6#和9#墩断面尺寸不一致，6#墩左幅墩身尺寸7.0×4.0m；6#墩和9#墩右幅墩身尺寸7.0m×3.4m；6#墩右幅墩身尺寸7.0× 4.0m，因此需要设计3套托架。

2.2.2托架预压及验算

边跨现浇段托架与0#块托架一致，均需要先预压消除托架非弹性变形，检验托架的稳定性能，并测出托架在墩顶构件施工时的弹性变形，为设置支架预拱度提供依据，需对支架进行荷载预压，预压重量等于托架承受梁体重量的120%。边跨的6#和9#墩顶托架预压与0#块施工托架预压一致，均采用沙袋进行预压。

2.3现浇施工

现浇段配重：根据原设计图纸，边跨现浇段19’块梁体长度4.28m，支座中心线距离梁端0.6m，梁段体积92.1m，重量239.5t。该节段实心段长1.8m，全部位于盖梁上部，仅2.48m空心段位置支架系统上。该空心段梁体重量为145t，在现浇段施工时，需要同时在对应侧增加相应配重。根据现实实际施工情况，拟采用水箱配重或采取堆放钢筋配重。

在边跨现浇段浇筑混凝土时，同时在对面增加配重，配重G从0到145t，根据浇筑混凝土时的进度，每浇筑完成一车混凝土（8m3约19t），相应增加配重19× 145/239.5=11.5t。如果选定采用水箱增加配重，则每灌注一车混凝土，配重增加11.5m3水；若选用钢筋增加配重，则每灌注一车混凝土，采用塔吊吊装11.5t钢筋，平铺在支架平台上。

2.4边跨现浇段施工方案优化原因

根据原有施工方案，在边跨现浇段混凝土浇筑施工过程中，需要同时在对应侧增加相应配重，保持墩身两侧受力一致，保证墩身质量。原有的配重支架平台也跟现浇段支架平台一样，在墩身和盖梁上预埋牛腿钢板，安装钢牛腿后搭设配重平台。由于在施工过程中，左右幅同时施工，现场没有足够的贝雷梁，为方便现场施工，缩减施工成本，利用现场已有的资源，在考虑到施工安全和保证施工质量的前提下，对连续梁现浇段配重支架进行优化补充。

2.5边跨现浇段配重支架方案优化

配重端钢牛腿支架系统进行调整，上排牛腿（Ⅲ型钢牛腿）2个仍然安装在盖梁上，下排2个钢牛腿（Ⅱ型钢牛腿）由于没有墩身预埋钢板，只能采用墩身上预留的ф16cm穿心棒孔（盖梁施工专用），利用ф14cm的钢棒作为下部支撑。

在埋设盖梁上排牛腿（Ⅲ型钢牛腿）时，左右牛腿埋设间距垂直桥向6.3m（下部墩身穿心棒孔间距一致）。下排钢牛腿上连接的2［32a槽钢作为斜撑（夹角29°）与上排钢牛腿连接的2I40a工字钢焊接成整体，斜撑2 ［32a槽钢垂直高度保持原有高度355cm不变。钢棒距离墩顶距离为150cm，钢棒与槽钢斜撑的连接采用专用钢盒。上排牛腿以上保持原设计不变，在2I40a工字钢支架上安装长18m的贝雷梁片3组（单侧）间距60cm作为垂直桥向的主梁，在主梁上铺设10×10cm方木并在方木上铺设竹胶板形成托架平台（配重）。

由于保持原设计的结构尺寸不变，只改变了下排钢牛腿的固定，原方案设计为16根φ28的U型螺栓，现在为1根φ140的钢棒，整个受力检算只需要对钢棒的最大剪力和弯矩进行检算。

根据原方案检算数据，下排牛腿最大剪力：

Qmax=776（kN），现采用φ140的钢棒进行检算弯矩和剪力。

钢棒处的最大弯矩：

最大剪力：Qmax=776（kN）

φ140的U型螺栓有效直径按φ140mm计算，应力为：

根据验算，采用140mm钢棒代替下排牛腿做支架系统能够满足施工要求。

3　支架验算

3.1计算荷载

施工人员及设备荷载：q1=2.5 kN/m2；

倾倒混凝土时产生荷载：q2=2.0 kN/m2；

振捣混凝土时产生的荷载：q3=2.0 kN/m2；

模板支架自重荷载：q3=2.5 kN/m2；

新浇筑混凝土自重荷载：q5=26 kN/m3。

3.2支架受力验算

3.2.1腹板处10×10的底模方木受力验算

方木的布置的跨度0.6m，间距为0.3m：

3.2.2底板处10×10的底模方木受力验算

方木的布置的跨度0.6m，间距为0.3m：

3.2.3翼板下支架验算

⑴翼板处10×10方木肋条受力验算：

方木的布置的跨度0.9m，间距为0.3m：

⑵翼板处10×12方木受力计算：

方木的布置的跨度0.9m，间距为0.9m：

支点压力：P=0.9×6.6=6（kN/m）

用SAP2000计算，最大弯矩Mmax=1.38（kN.m），最大剪力Qmax=7.4（kN）

⑶翼板下立杆（φ48×3.5mm）受力验算

P=19.4（kN）

计算长度：

l0=1.0×L=1.0×1.2=1.2（m）（两端铰接）

回半径转：i=0.0158（m）

长细比：λ=l0/i=1.2÷0.0158=76

弯曲细数：查表得ψ=0.744

3.2.4贝雷梁受力验算

贝雷梁受到碗扣支架立杆的压力和自重，以荷载最大的贝雷梁进行验算。

用SAP2000计算，最大弯矩Mmax=276（kN.m），最大剪力Qmax=191（kN）

最大挠度fmax=4mm。

3.2.5对钢牛腿进行受力验算

⑴2I40a工字钢受力验算：

用SAP2000计算，最大弯矩Mmax=197（kN.m），最大剪力Qmax=462（kN）

最大挠度fmax=2mm。

⑵斜撑（2［32a槽钢）受力计算

斜撑（2［32a工字钢）受到的轴向压力：

P=898（kN）

计算长度：

l0=1.0×L=1.0×4.05=4.05（m）（两端铰接）

回半径转：i=0.118（m）

长细比：λ=l0/i=4.05÷0.118=35

弯曲细数：查表得ψ=0.943

⑶钢牛腿受力计算：

①Ⅲ型钢牛腿验算

钢板及焊缝的最大弯矩：Mmax=112（kN.m）

最大剪力：Qmax=338（kN）

φ28的U型螺栓有效直径按φ26mm计算，应力为：

②Ⅱ钢牛腿验算

将斜撑作用于钢牛腿上的力分解为水平力F1=430KN，竖向力F2=776KN，如图1。

图1　

钢板及焊缝的最大弯矩：

最大剪力：Qmax=776（kN）

U型螺栓处的最大弯矩：

Mmax=776×0.145-430×0.185=33（kN.m）

最大剪力：Qmax=776（kN）

φ28的U型螺栓有效直径按φ26mm计算，应力为：

4　结束语

通过优化原方案中配重端钢牛腿支架系统，改变了下排钢牛腿的固定方式，简化该支架系统的安装步骤，现场施工进度得到更好的控制，为保证两侧边跨现浇段尽可能同时一次性浇筑提供有利的条件，使其混凝土龄期相同。减少高空作业施工的工程量，更便捷的施工方案，有效地提高现场的管理效率及管理目标，达到提高安全可靠性的目的。●

【参考文献】

［1］JTG/TF50-2011公路桥涵施工技术规范［S］.北京：人民交通出版社，2011.

作者身份证号码：440421198501178133