贝雷梁吊模法在跨河现浇空心板梁桥施工中的应用

发表时间:2021/4/16   来源:《基层建设》2020年第29期   作者:周彦
[导读] 摘要:以红旗河桥第3幅现浇空心板梁施工为例,详细介绍了贝雷梁吊模法施工跨河现浇空心板梁的施工流程和施工方法。
        中铁十四局集团第三工程有限公司  山东济南  250300
        摘要:以红旗河桥第3幅现浇空心板梁施工为例,详细介绍了贝雷梁吊模法施工跨河现浇空心板梁的施工流程和施工方法。结合现场实际,在城市河渠不允许封河条件下,经方案比选采取贝雷梁吊模法施工,解决了现浇空心板梁施工所需操作空间问题,规避了现浇空心板梁施工时地基沉降风险,确保了现浇空心板梁施工质量,同时减少了后期河道清理的工作量,节省了施工成本,为类似工程施工提供借鉴。
        关键词贝雷梁  吊模法  跨河  现浇空心板梁  施工技术
        1 工程概况
        淮安市快速路红旗河桥位于城市主干道,是一座老桥拆除重建桥梁,根据横断面划分,桥梁由西向东依次划分为1#~4#桥幅,其中3#桥幅位于变车道范围内,属于变宽桥,桥梁与河道斜交,斜交角度10°。考虑到机动车道范围内斜交空心板梁结构受力安全,上部结构设计采用现浇空心板梁[1]结构,其余3幅桥设计为预制空心板梁结构。
        3#桥幅现浇空心板梁梁长13m,梁高0.6m,小里程侧顶板宽度16.03m,底板宽度15.01m,大里程侧顶板宽度17.72m,底板宽度16.70m,现浇C50混凝土共计114.14m3,重量约297T。红旗河桥3#桥幅总体布置如图1所示。

        a.现浇空心板梁平面图      b.现浇空心板梁横断面图
        图1  红旗桥现浇空心板梁总体布置图(单位:cm)
        2方案比选
        红旗河为一条灌溉河渠,当地水利部门不允许封河施工。根据现场实际,跨河现浇空心板梁施工可采取预埋圆管后回填河道[2]或采用吊模法[3]现浇施工。对于预埋圆管后回填河道方案,存在回填河道后发生地基沉降的风险,且现浇空心板梁施工完成后,存在河道清理工作量大、施工难度大、费用高等缺陷,采取贝雷梁吊模法施工可避免以上问题出现。同时主线现浇梁跨河施工也需要采用跨河架设贝雷梁后搭设支架现浇方案施工,可以利用主线现浇梁施工的部分支架体系组织跨河辅道桥现浇空心板梁施工。
        经综合考虑和方案比选,红旗河3#桥幅现浇空心板梁采用贝雷梁吊模法施工。吊模法施工现场情况如图2所示。
 
        图2  红旗桥桥现浇空心板梁施工图片
        3  施工工艺流程
        桥台下部结构施工→贝雷梁条形基础施工→悬吊系统下横梁安装(提前放置在河道内)→贝雷梁安装→悬吊系统上横梁就位→悬吊系统下横梁就位→现浇空心板梁支座安装→安装模板系统纵向分配梁工字钢→安装模板系统横向分配梁方木→铺设竹胶板底模→悬吊系统预压→模板系统底模标高调整→翼缘板模板安装→现浇空心板梁钢筋安装、空心板梁孔洞预留UPV-C管安装及固定→空心板梁混凝土浇筑→空心板梁混凝土养护→翼缘板模板拆除→悬吊系统及模板系统拆除→贝雷梁拆除→条形基础混凝土破除→桥台顶面范围内支座四周回填砂清理。
        4  现浇空心板梁主要工序施工方案
        4.1  贝雷梁条形基础
        考虑到现浇空心板梁钢筋绑扎所需操作空间,贝雷梁两端不能直接放置在桥台背墙混凝土顶面上,需在背墙后设置混凝土条形基础。条形基础地基承载力大于300KPa,施工前须做地基承载力[4]试验。条形基础混凝土标号为C25,宽度为80cm,中间高度为80cm,同侧条形基础混凝土顶面保持水平,大小里程条形基础混凝土顶标高保持一致。贝雷梁条形基础如图3所示。
 
        a.条形基础位置图       b.条形基础配筋图
        图3  贝雷梁条形基础示意图
        4.2  现浇空心板梁施工悬吊系统
        悬吊系统贝雷梁横向设置10组,间距90cm,其中9组采用2片贝雷梁组拼,另外1组采用3片贝雷梁组拼,以兼顾主线现浇箱梁施工,单片贝雷梁横向之间采用90型花架连接;贝雷梁纵向长度15m,由5片贝雷梁组拼。
        悬吊系统上下横梁采用双拼Ⅰ40a工字钢,悬吊杆件采用Φ32mm精轧螺纹钢[5]。悬吊杆件精轧螺纹钢纵向设置4排,间距为(3.5+3.0+3.5)m,横向设置6排,间距为(3.5+3.5+3.5+3.5+3.5)m,全桥共设置悬吊杆件24根。现浇空心板梁重量约297T,单根悬吊杆件承重约12.38T,为其承载力能力63T的20%,弹性变形为2.6mm。悬吊系统如图4所示。
 
        图4  悬吊系统布置示意图(单位:cm)
        4.3  现浇空心板梁施工模板系统
        现浇空心板梁模板系统纵向分配梁采用Ⅰ20a工字钢,间距90cm,横向分配梁采用10cm方木,间距20cm,上面铺设15mm厚优质竹胶板。模板系统如图5所示。
 
        图5  模板系统布置示意图(单位:cm)
        现浇空心板梁支座采用GYZΦ250×35mm的圆形橡胶支座,在橡胶支座顶面的现浇空心板梁底板混凝土内设置15mm厚预埋钢板。桥台混凝土顶面至现浇空心板梁混凝土底板面仅13.5cm,空间狭小,同时受支座垫石及橡胶支座影响,混凝土浇筑后底模拆除困难。现场采取在桥台混凝土顶面范围内满铺黄砂,黄砂顶面铺一层薄塑料板,作为桥台混凝土顶面范围内现浇空心板梁混凝土浇筑的底模。
        4.4  悬吊系统预压
        现浇空心板梁混凝土114.14m3,重量约297T,待悬吊系统安装完成并验收合格后须进行预压[6],针对悬吊系统安装完成后,现场施工作业面受限的情况,现场采取水袋法[7]预压。预压前须把底模板铺设到位,预压重量按照梁体重量及施工荷载的120%计算,按360T荷载施加,预压过程中遵循平衡、均匀加载,确保施工安全,其方法步骤如下:
        ⑴沉降观测点布置
        加载前,须在悬吊系统底模顶面布置好沉降观测点。观测点布置在悬吊系统吊点附近,共设置24个观测点。
        ⑵加载步骤
        ①预压材料为水袋,预压前须对水袋采取措施进行固定。
        ②加载顺序从现浇空心板梁中间向两侧对称、均匀进行。
        ③首先按预加荷载的40%加载,加载完成并稳定后,对布置的各测点进行观测,并做好记录。
        ④观测结果稳定后,再进行下步加载和观测,按照预加荷载的80%、100%分级进行。
        ⑶沉降观测
        悬吊系统预压过程中采用水准仪观测吊杆及底模系统变形情况并做好记录,加载完成后每天上午、下午进行两次沉降观测,预压持续时间根据悬吊系统沉降观测数据综合分析后确定,预压持续时间及沉降数值均满足设计图纸及施工规范要求后(预压时间不少于7d,连续3d沉降量不大于3mm视为稳定[8]),即可卸载。
        ⑷卸载
        分两次进行,第一次卸载50%的加载重量,卸载顺序从中向两侧对称进行。第二次再卸载剩余50%的加载重量,从中向两侧对称、均衡进行。
        4.5  现浇空心板梁钢筋安装
        悬吊系统预压完成后,根据预压数据确定的立模标高[9],调整悬吊系统吊杆的长度,现浇空心板梁的跨中预拱度[10]按11.5mm设置。悬吊杆件精轧螺纹钢两端均设置双螺母,确保悬吊系统牢靠。
        为方便现浇空心板梁悬吊系统顺利拆除,在悬吊杆件精轧螺纹钢外周设置Φ50mm塑料套管,塑料套管底部伸出底模板外侧,防止塑料套管内进浆影响拆除效果。
        现浇空心板梁的内模[11]采用内置Φ320mm的PVC-U管成孔,PVC-U管两端用堵头封闭,接头用直通管箍连接,施工中确保接头及封堵部位不漏浆,确保成孔效果满足设计要求。全桥共设置6.2mm厚的成孔管21根,单根长度13/cos10°m。为防止混凝土浇筑过程中现浇空心板梁内模PVC-U塑料成孔管移位,需采取箍筋固定措施。箍筋直径Φ12mm,底部与现浇空心板梁底板钢筋绑扎,成孔塑料管底部采用直径Φ12mm横向钢筋固定,横向钢筋与固定措施箍筋之间采取镀锌扎丝绑扎牢固,成孔管定位箍筋纵桥向间距100cm。
        4.6现浇空心板梁混凝土浇筑
        现浇空心板梁梁高60cm,采取一次浇筑成型方案施工。现场浇筑采用汽车泵施工,浇筑顺序从低端向高端进行。现浇空心板梁混凝土浇筑过程中,注意观察,防止PVC-U成孔管上浮或移位,确保现浇空心板梁顶板混凝土厚度满足设计要求。顶板混凝土浇筑完成后,采用木抹二次收面,然后进行拉毛,在混凝土终凝前进行覆盖养生,防止顶板混凝土表面出现收缩裂缝[12]。
        4.7  现浇空心板梁悬吊系统和模板系统拆除
        混凝土强度达到设计要求后,拆除现浇空心板梁悬吊系统及模板系统。
        首先拆除翼缘板模板,然后从悬吊系统顶端松开精轧螺纹钢螺母,待模板系统竹胶板底模脱离底板混凝土表面后,依次拆除模板系统的竹胶板、方木、纵向工字钢,然后拆除悬吊杆件精轧螺纹钢、悬吊系统的下横梁及上横梁,最后拆除贝雷梁,破除条形基础混凝土。
        桥台混凝土顶面铺设的黄砂采取高压水枪冲洗干净,拆除底板下面的薄塑料板。
        5  结束语
        采取贝雷梁吊模法施工工艺,解决了城市跨河现浇空心板梁桥上部结构施工期间不允许封河施工的难题,规避了地基沉降的风险,确保了现浇空心板梁的施工质量,同时减少了后期河道清理的工作量,确保了施工工期,节省了施工成本,减少了交工验收的难度。通过红旗河桥3#桥幅现浇空心板梁桥的施工实践和研究,总结出了一套较为经济实用的施工方法,值得同类型桥梁施工借鉴和推广。
        参考文献
        [1]唐辉. 西安高架快速干道Ⅰ号桥现浇空心板梁施工技术[J]. 石家庄铁路工程职业技术学院学报, 2003, 2(002):25-29.
        [2]孙艳. 浅谈水利工程中混凝土圆管涵施工方法[J]. 黑龙江科技信息, 2015, 000(022):223-223.
        [3]柴春明. 高架现浇站台梁板悬吊模架设计及施工技术[J]. 中外建筑, 2012(03):109-111.
        [4]杨建风, 吴清海, 陈振宏,等. 一种测定地基承载力试验用一体式自动落锤装置:, 2019.
        [5]周忠. 潮汐地区高桩承台吊箱围堰施工关键技术[J]. 华东科技(综合), 2020, 000(001):P.1-2.
        [6]赵启全. 轨道交通(50+74+50)m连续刚构施工技术[J]. 铁道建筑技术, 2019, 000(005):79-83.
        [7]孔秋珍, 张正雨. 昌西南连接线桥梁支架大体积水压法施工技术[J]. 江西公路科技, 2013(4):45-46.
        [8]王帆, 郭峰. 满堂支架预压沉降观测分析[J]. 江西建材, 2016, 000(011):205-206.
        [9]陈刚, 汪莲. 连续刚构桥施工立模标高参数分析[J]. 工程与建设, 2015(1):104-106.
        [10]  罗卫星. 影响先张法预应力钢筋混凝土空心板梁预拱度的因素及控制方法探讨[J]. 混凝土与水泥制品, 2007(03):39-41.
        [11] 林基敏. 一种拼接式的空心楼板管式塑料内模壳:, 2014.
        [12]  喻意林. 连续箱梁现浇混凝土养护期间早期开裂控制初探[J]. 四川建材, 2007(4).
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