试论道路桥梁中的大跨径连续箱梁支架施工法技术应用方法 刘郴归

发表时间:2020/11/18   来源:《基层建设》2020年第20期   作者:刘郴归 王胜洁
[导读] 摘要:施工技术质量对桥梁构件冲击系数也造成一定影响,各位置冲击系数随车重的增加有一定变化,且变化趋势不同。
        中交一公局第六工程有限公司  吉林长春  300450
        摘要:施工技术质量对桥梁构件冲击系数也造成一定影响,各位置冲击系数随车重的增加有一定变化,且变化趋势不同。本文对试论道路桥梁中的大跨径连续箱梁支架施工法技术应用进行分析,以供参考。
        关键词:道路桥梁;大跨径连续箱梁;施工技术
        引言
        目前针对大跨波形钢腹板连续箱梁桥车桥耦合动力学研究相对较少,而开展大跨波形钢腹板PC连续梁桥车桥耦合动力响应及冲击系数的研究对于该类型桥梁的设计和施工具有重要意义。
        1挂篮施工安全控制要点
        1.1挂篮设计
        一个完整的挂篮设计,首先必须设计资料齐全,主要有挂篮加工图设计、计算书、加工技术要求与验收说明、挂篮使用说明书等。挂篮各构件中,往往强度、刚度要求并重,强度和刚度会成为结构设计的控制要点。根据项目实际情况,挂篮设计中,关注与完善程度不足的主要有:(1)挂篮安装、使用、拆除说明书的编写;(2)挂篮与混凝土箱梁锚固联接设计;(3)施工人员通道和操作平台设计;(4)防止工人操作失误的机构设计。
        1.2重点注意事项
        挂篮纵移是挂篮施工中安全隐患最多的一道工序。此时,挂篮后锚处于一种动态的锚固状态:挂篮后端通过反扣轮反挂于纵移轨道上,纵移轨道则通过预埋锚杆或竖向预应力钢筋锚固在混凝土梁面,以此达到挂篮抗倾覆的需求,完成一次挂篮纵移,其反钩轮会扫过整条纵移轨道,且后锚力传递环节较多,因此轨道的每一个锚固点均至关重要。其实,纵移才是挂篮施工存在最大危险隐患的工序,必然是现场施工最需要关注点之一。
        1.3挂篮节间施工缝处治措施
        改善挂篮施工节间施工缝极易出现错台、漏浆或夹渣的措施主要有:(1)认真清理箱梁与模板的搭接面,搭接长度过长更不利于贴合。不贴合,则错台和漏浆就无法避免,箱梁整体外观得不到保证。(2)混凝土凿毛产生的渣土必须彻底清除,避免堆积在底篮后端形成夹渣、夹层,造成混凝土回弹强度偏低或局部强度不足。(3)认真对待混凝土外表面的养生。
        2湿度场模拟分析
        2.1有限元模型的建立
        本节依托小清河大桥,采用有限元分析软件ABAQUS取10号块和11号块相邻箱梁节段进行建模和分析悬臂混凝土节段,在养护以自然养护(前一周采取洒水养护的措施)为基础的情况下,实现小清河大桥初期应力场的箱梁分析与湿度场的箱梁分析。根据实际工程现场箱型梁的实际尺寸,首先建立第10号节段的有限元模型,然后进行时间为7d的湿度场计算。一周后再建立11号节段的有限元模型,并且以10号节段的分析结果作为初始条件带入进行分析计算,再计算一周,于是便模拟了实际施工过程中的分节段先后浇筑混凝土的过程,并且从中体现了有限元计算的整体性和持续性。
        2.2整体模型的组装
        使用CAD依据工程实际的尺寸实现实体三维建模,然后导出文件为sat文件。将模型导入ABAQUS中,再根据各部件在全局坐标中的具体位置,将它们移动,进而组装形成一个整体模型。
        3大跨径连续钢箱梁桥设计研究
        3.1工程概况
        该快速路工程所跨越的京杭运河为二级航道,南水北调东线工程主河道,常水位时水面宽近100m。桥位处既有老桥分南北2幅,跨径布置为10m(空心板)+70m(刚架拱)+100m(中承式拱)+70m(刚架拱)+65.28m(刚架拱)=315.28m。南北2幅桥分别建成于2011年和1996年。经第三方检测单位评定,南北2幅桥均满足原先设计荷载等级,即南幅桥满足公路-Ⅰ级,北幅桥满足汽-20级。


        3.2主梁设计
        主梁采用85m+100m+70m+65m变高钢结构连续箱梁,单箱双室,跨中和边支点梁高为2.5m;由于结构非对称,各中支点内力分布不一致,JH04、JH05中支点梁高5.0m,JH06中支点梁高4.0m,梁高按二次抛物线变化。正交异性钢桥面板,顶板厚16~30mm,腹板厚16~28mm,底板厚24~40mm,顶、腹、底板均设纵向加劲肋,腹板设竖向加劲肋,钢结构连续梁为全焊结构(顶板U肋间连接采用栓接)。顶面设单向1.5%横坡,底面水平设置。钢箱梁横向设置腹板加劲肋、空腹式横隔板、实腹式横隔板(或V型撑)。除墩顶处,纵向每隔6m设置1道实腹式横隔板(或V型撑),每隔3m设置1道空腹式横隔板,每隔1.5m设置1道腹板加劲肋。梁高小于3m采用实腹式横隔板,大于3m采用V型撑,支座横向间距9m。
        3.3施工方案
        桥位处京杭运河为南水北调干线,无法采用常规水中搭支架封航施工。因此,通航孔100m跨采用桥面吊机悬臂拼装,节段长度6~7.8m,横向不分段。边跨85m、65m以及中跨70m采用少支架法拼装,节段长度9~14.5m,横向分5段。支点处节段长2.9~3.4m,横向箱室不分段,仅切开挑臂。全桥节段最大吊重为99t。悬臂拼装及支点处节段通过水路运输至施工现场,其余节段均经公路运输至施工现场。
        4大跨径连续箱梁支架法施工的技术要点探究
        4.1模板施工
        在选择箱梁底模的过程中,出于对安全性、施工效率、回收利用率的考量,普遍选用大块钢模。在安装模板前,应当提前结合设计要求完成底板的加工成型,并在通过试装质检后展开安装。当完成支架体系的预压处理后,应当对顶托标高进行调整,并安装横纵梁,使用长螺杆连接两者之间的钻孔;随后,落实精确调平操作,参考中线进行底模的安装。侧模及翼板底模采用竹胶板加工;支撑体系由槽钢、门式支架和次楞方木构成,并使用平头螺丝完成模板与框架次楞的固定,利用支架上U型托来调节方木支撑的高度。竹胶板和钢模板连接处钢模板边缘作成Z形,下侧设置加劲纵肋,竹胶板搭在钢模边缘上,防止竹胶板变形。在完成模板的安装与调整后,相关人员可以采用石膏处理接缝,确保模板各个边角的平整程度,防止渗液漏液。出于对后续脱模操作顺利程度的考量,必须要在浇筑混凝土前在模板内侧表面喷涂液态脱模剂、光亮剂。在底板、腹板钢筋绑扎完成后,方可进行内模板的安装操作。此时,需要分节制作、加工内模板,并实施分别吊装,内腔模板采用12mm木板,50×50mm方木制作成的龙骨架作内支撑。内模顶板天窗在底板砼浇灌完成后,腹板砼浇灌前封闭。
        4.2孔道压浆与封端
        在完成预应力施工的48小时内,进行压浆作业;着重关注水泥浆的强度,保证其稳定在梁体混凝土强度的80%及以上;在拌制水泥浆时,需要在压浆机的灰浆搅拌桶中进行,膨胀剂的掺量由试验室确定。在箱梁的一段注入压浆,观察在排气孔中溢出的水泥浆状态,当其表现出稠度均匀的状态时即可停止注浆。此时,需要将注浆压力稳定在0.5~0.7Mpa的范围内。孔道压浆完成后,清洗梁端与垫板污垢,实施端面凿毛。选用砂轮切割机切割锚圈外多余钢绞线,实施张拉槽内部的钢筋安装,选择与梁体结构相同标号、强度的混凝土展开浇筑。在混凝土浇筑操作中,不得使用振捣棒,只能引入人工捣固。
        结束语
        综上所述,相比于普通的道路桥梁工程施工来说,大跨径连续桥施工的难度与复杂程度更高,技术要求更多。通过施工,大跨径连续桥施工主要环节中的技术要点,提升了大跨径连续桥梁结构的稳定性,强化了道路桥梁工程的施工质量。
        参考文献:
        [1]向红,曾爱.大跨径曲线连续钢箱梁桥设计[J].交通科技,2019,42(07):128+130.
        [2]林少英.大跨径预应力混凝土悬臂连续箱梁施工监测与分析[J].交通科技,2019(03):87-92.
        [3]黄明溪.高速公路大跨径预应力连续梁桥挂篮施工控制研究[J].人民交通,2019(06):92-93.
        [4]李清萍.大跨径连续箱梁桥水化热温度效应研究[D].2018.
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