64m槽型梁系杆拱桥施工关键技术

64m槽型梁系杆拱桥施工关键技术
  摘要:随着我国经济建设的不断发展,桥梁结构新形式不断出现,新形式桥梁的施工技术也不断完善,本文主要介绍64m大跨度槽型梁系杆拱桥施工技术,通过对槽型梁及系杆拱施工的研究,总结出一套切实可行的施工工艺。
        关键词:槽型梁;系杆拱;施工工艺
        一、工程概况
        跨沪通特大桥工程主跨采用64m简支槽型梁拱跨越沪通铁路,系梁全长67m,计算跨度为64m,拱肋失高12.8m,拱肋采用二次抛物线线型。系梁采用预应力混凝土槽型梁截面。槽型梁拱脚顺桥向6.2m范围内设成实体段,拱肋横截面采用单肢钢管混凝土截面,钢管直径为1m,吊杆布置采用单向杆,采用61根φ7高强低松弛镀锌平行钢丝束,冷铸墩头锚,索体采用PES(FD)低应力防腐索体,并外包不锈钢防护。
        二、总体施工工艺流程
        槽型梁拱组合桥由槽型梁与拱两种基本结构组合而成,根据现场实际,采用"先梁后拱"的施工方法。槽型梁采用搭设钢管支架现浇法施工,拱肋采用在桥面搭设支架支撑法施工,施工工艺为:搭设梁底支架→现浇系梁及拱脚混凝土→张拉第一批纵向预应力索→在桥
面架设支架→拼装钢管拱肋→灌注拱肋内混凝土→按指定次序张拉吊杆→调整吊杆力→施工桥面系→张拉主梁后期钢索→拆除梁底支架→调整吊杆力到设计索力。
        三、槽型梁施工工艺
        (一)支架施工
        支架利用钢管桩接长作为钢管支墩,采用φ630×8mm钢管,钢管间距为6m,钢管入土深度为18m。钢管立柱柱头采用10mm厚钢板外加4道加劲肋板。支架设置纵横向连接系,连接系采用20槽钢与钢管立柱满焊,同一排每相邻两根管桩采用Z字型结构连接成为一个单元,每排左右两单元之间设两道水平连接杆,上下间距4m。
        钢管桩柱头结构上部设置横向分配梁,采用3I40a并排形式通长布置(单根型钢长度12m),分配梁与钢管桩间纵向设置两排2槽10扣焊结构,割除后可脱空支架,方便支架及分配梁的拆除。横向分配梁上方铺设纵梁,跨中纵梁采用321型贝雷梁,横桥向用定尺桁架连接成为整体,

        图2  槽型梁钢管支架现场施工图
        (二)模板施工
        支架预压施工完成后,进行模板的铺设,底模铺设在10×10方木上,方木间距为30cm,采用15mm竹胶板进行拼装,外侧模采用大块竹胶板及倒角定型模板组合。模板位置和垂直度调整好后,将各片外模之间连成整体,使各模板接缝紧固密贴,所有模板接缝均设特制密封耐油橡胶条,防止浇筑混凝土时漏浆,腹板内模采用对拉螺杆锁紧。
        (三)钢筋、预应力施工
        槽型梁钢筋均在加工场集中加工,然后全部集中吊运到模板内绑扎,按照先底板、再腹板、最后顶板的顺序进行。钢筋绑扎过程中,同时固定相应部位的预应力波纹管定位钢筋网片和波纹管,并安装好各种预埋件。
        (四)拱脚预埋骨架、吊杆预埋及其它预埋件的埋设
点火模块        为保证钢管预埋段有一个可靠的立足之处,在槽型梁钢筋安装之前需在拱脚处安放劲性骨架,做为预埋段的支撑,劲性骨架由槽钢焊接而成,槽型梁端在混凝土施工前要做好吊杆锚垫板、预埋套筒和锚块等的设置,尤其注意接触网支柱基础、综合接地系统以及检查台车轨道预埋件的施工,不可遗漏。
 
        图3  劲性骨架结构形式图
        (五)混凝土施工
        本次槽型梁混凝土的浇筑一次成型,按照“纵向分段、水平分层”的施工思路从中间向梁端依次浇筑成型;纵向混凝土浇筑先浇注跨中混凝土,然后采用两台泵车从中间向两端分别对称浇注,最后浇注端纵梁及拱脚混凝土。横向混凝土浇筑时先从腹板向下灌注混凝土,再浇筑底板混凝土,最后再浇筑腹板剩余混凝土和翼缘板混凝土。
        底板浇筑:底板浇筑从跨中向两端浇筑,底板混凝土浇筑时先从腹板将混凝土灌入,混凝土由底部流向底板中心方向,再直接浇筑底板混凝土,完成剩余部分底板混凝土浇筑。
        腹板浇筑:待底板倒角处混凝土无明显上涌现象时,进行腹板浇筑,腹板混凝土采用水平分层的浇筑方法,每层厚度控制在30cm以内,从中间向两端依次浇筑。
        拱脚浇筑:拱脚混凝土浇筑时,第一步在底板与腹板浇筑底层混凝土;第二步从翼缘板灌筑第二层混凝土并进行捣固;第三步需在拱脚顶先预留振捣孔,并从振捣孔灌筑混凝土进行捣固,在振捣孔位置混凝土振捣密实后及时封堵,同时可由预埋拱脚钢管内灌入混凝土。
        在浇注混凝土后,及时在系梁底板顶面及腹板顶面紧密覆盖毛毡,尽量减少暴露时间,
硅铁合金防止表面水分蒸发。
        四、系杆拱施工工艺
        混凝土龄期达到设计要求,张拉完成第一批预应力束之后,在桥面搭设拱肋拼装支架,支架位置支撑于拼装节点,两端对称依次将拱肋拼装完成。
 
        图4  拱肋施工支撑支架图
        拱肋在工厂内分9段加工制造完成,经检查合格后运至施工场地,在施工场地进行预拼装,每根拱肋预拼装后分为3段,其中一段为2m合拢段。在槽型梁上搭设钢管支架,每段拱肋节段用25t吊车吊装,最后经过测量观察确定合拢段长度后进行现场加工。拱肋混凝土采用顶升法对称泵送无收缩混凝土进行灌注,安装并张拉吊杆,调整好吊杆力后拆除支架,施工二期恒载及桥面系后,复测并调整吊杆索力至设计值。
        (一)拱肋的安装
        待临时支架完成后,将拼装成段的钢管拱运到起吊位置上,用25t吊车将钢管拱吊装至拱架上焊接成拱,并按从拱脚、拱肋到拱顶的顺序,同时对称吊装焊接成型。两拱肋间横向支撑在拱肋安装时同时进行。横撑根据设计预先加工成型,运输到施工现场后,通过
蚊帐架汽车吊吊高至横撑与拱肋相贯位置,然后对中、调整、检查、焊接,斜撑按同样的施工方法进行。菊花链逻辑
        拱肋的安装步骤为:起吊→就位→连接→精确调整→点焊固接→调整拱肋线型→安装横撑→焊接→探伤检测。
        (二)拱肋混凝土
        由于管内混凝土施工工艺采用泵送顶升压注施工,由拱脚顶部设置压注孔,两端同时对称分段,靠混凝土自重将孔隙压实。
        泵送由拱脚开始连续、对称压注完成。压注时应严格控制泵压和泵速,保证混凝土对称灌注和对称加载。混凝土灌注时,利用铁锤敲击钢管听音的方法确定混凝土灌注位置。对称灌注混凝土,确保两半肋进度差不超过2m。混凝土泵送完后,立即关闭切止阀门,同时应对钢管表面淋水降温,以保证混凝土质量。
        (三)吊杆安装及张拉
        吊杆的安装由钢管拱肋上锚孔自上而下穿出,再穿过梁体上的预留孔。穿杆时,先拧上拱肋上的冷铸墩头锚的螺母,当吊杆穿过边纵梁的预留孔后,再拧下墩头锚的螺母,并调整校正。在整个穿杆过程中,不得碰、擦伤挤包护层及墩头锚丝螺纹。
        吊杆张拉共分3个阶段:吊杆初张拉、施工桥面后索力调整、收缩徐变完成后恒载索力调整。待管内混凝土达到设计强度的90%后,拆除系梁上的临时支架,之后进行吊杆初张拉,完成所有吊杆张拉后进行锚头处理,最终完成全桥施工。
        五、结论
        槽型梁系杆拱结合桥为首次在铁路桥梁上采用的新形式桥梁,该施工技术的研究对进一步提高我国铁路桥梁建设水平,推动桥梁技术进步有非常重要意义。
水性封口胶        参考文献:
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