40米跨箱梁满堂支架施工

   2006-09-22 中国路桥网 佚名 7900

一、概述
1、工程概况
安庆长江公路大桥E标工程南岸堤外引桥为双幅分离式桥梁,单幅一联6跨(6×40m=240m)为单箱单室预应力混凝土斜腹板等截面连续梁,梁高2.5m,箱梁顶板跨12.75m,底板宽5.384m,箱梁顶、底板厚均为0.25m ,腹板厚0.5m,两侧翼缘板悬臂长度均为2.85m,全桥仅在桥墩支点截面处设置端,中横梁。桥面横坡在-3%~2%变化,桥面横坡由梁底垫石变高度使梁体整体旋转而形成,箱梁横断面与梁高均保持不变;桥面纵破为2.75%。桥面横坡见下表:
桥面横坡一览表
墩 号 桥 面 横 坡 梁底轴线与桥轴线距离(cm)
 左幅(%) 右幅(%) 左幅 右幅
YR11 0.116 0.020 662.20 657.15
YR12 -1.217 0.020 665.65 657.15
YR13 -2.551 -2.551 669.00 655.60
YR14 -3.000 -3.000 670.15 654.35
YR15 -3.000 -3.000 670.15 654.35
YR16 -3.000 -3.000 670.15 654.35
YR17 -3.000 -3.000 670.15 654.35
箱梁采用单向预应力体系,纵向预应力钢束设置采用фj15.24钢绞线,Rby=1860Mpa,波纹管制孔。每跨单侧腹板内设置6束16孔钢束,在接缝处采用钢束联结器接长;顶板设置12束7孔钢束,钢束长为14米,一端为P锚,一端为张拉锚,钢束跨越桥墩顶分布置,每侧各长7米;底板设置4束7孔钢束,一端为P锚,一端为张拉锚,每束钢束跨越365JT施工接缝分布在两跨内。
2、施工方法简介
南堤外引桥位于缓和曲线段,桥位区多为农田、耕地及居民拆迁区,陆地施工条件相对较好。施工时,先将桥位地基处理后,采用扣件式满堂脚手架单幅逐跨现浇施工工艺进行施工,施工时,翼缘模板及外侧模采用定制钢模板(按首跨长配置一套模板),内模采用胶合板(按首跨长配置一套模板),底模采用玻璃钢竹胶板(按一个标准跨和一个首跨长度配置)。总体施工工艺流程如下:
3、施工工艺流程
二、满堂支架搭设及预压
1、地基处理
先用推土机将表层耕质土、有机土推平并压实;承台基坑清淤后采用分层回填亚粘土并整平压实。原有地基整平压实后,再在其上填筑大约30cm的黄土,并选择最佳含水量时用振动压路机进行辗压,辗压次数不少于3遍,如果发现弹簧土须及时清除,并回填合格的砂类土或石料进行整平压实,然后在处理好的黄土层上铺设20cm石子,采用人工铺平,用YZ16吨振动压路机进行辗压。在石子层上按照安装满堂支架脚手钢管立杆所对应的位置铺设枕木;为尽量减少地基变形的影响,在承台基坑回填好的地基上铺设大型废钢模板(此处不铺设枕木),废钢模板铺设时,面板朝下。压实的黄土层及石子层的宽度大约为28米。为避免处理好地基受水浸泡,在两侧开挖40×30cm的排水沟,排水沟分段开挖形成坡度,低点开挖集水坑。
2、支架安装
本支架采用“扣件”式满堂脚手架,其结构形式如下:纵向立杆间距为90cm,横向立杆间距除箱梁腹板所对应的位置处间距按46cm布置外,其余按90cm左右间距布置(可详见《堤外引桥满堂支架横向布置图》),在高度方向每间隔1.2m设置一排纵、横向联接脚手钢管,使所有立杆联成整体,为确保支架的整体稳定性,在每三排横向立杆和每三排横向立杆各设置一道剪刀撑。在地基处理好后,按照施工图纸进行放线,纵桥向铺设好枕木,便可进行支架搭设。支架搭设好后,测量放出几个高程控制点,然后带线,用管子割刀将多余的脚手管割除,在修平的立杆上口安装可调顶托,可调顶托是用来调整支架高度和拆除模板用的,本支架使用的可调顶托可调范围为20cm左右。
由于整个堤外引桥位于缓和曲线上,因此拟将每跨支架划分为8个直线段拟和桥面箱梁曲线,每个直线段5m。施工时注意支架间距应相应调整。
脚手管安装好后,在可调顶托上铺设I14工字钢,箱梁底板下方的I14工字钢横向布置,长6m,间距为0.9m;由于本方案外侧模板及翼缘模板为大型钢模板,为考虑模板整体移动,在翼缘板下所对应的位置I14工字钢采用顺桥向布置。I14工字钢铺设好后,然后在箱梁底板下宽6米的I14工字钢铺设6X12cm的木枋,木枋铺设间距为:在箱梁腹板所对应的位置按18cm布置,底板其余位置按30~35cm布置。木枋布置好后可进行支架预压。
3、支架预压
安装模板前,要对支架进行压预。支架预压的目的:1、检查支架的安全性,确保施工安全。2、消除地基非弹性变形和支架非弹性变形的影响,有利于桥面线形控制。
预压荷载为箱梁单位面积最大重量的1.1倍。本方案采用水箱加水分段预压法进行预压:施工前,按照水箱加工图纸加工好水箱,水箱采用3mm厚钢板进行满焊加工,加工好后进行试水试验,确保水箱不漏水。每一段预压长度为20米左右,由于首跨现浇长度为47米,故首跨需分三次预压,标准跨为40米及尾跨33米均需分两次预压。根据箱梁横截面特性,共制作6个大水箱(B型水箱)和6个小水箱(A型水箱),大水箱尺寸为:3米高,3米宽,6.5米长;小水箱尺寸为:1.5米高,2米宽,6.5米长。水箱加工后采用16t汽车吊进行吊装就位,大水箱安放在箱梁底板所对应的位置,小水箱安放在两侧翼缘板所对应的位置,12个水箱布置成3排4列,然后用水泵加水进行预压(详见《堤外引桥预压步骤示意图》)。
为了解支架沉降情况,在加水预压之前测出各测量控制点标高,测量控制点按顺桥向每5米布置一排,每排4个点。在加载50%和100%后均要复测各控制点标高,加载100%预压荷载并持荷24小时后要再次复测各控制点标高,如果加载100%后所测数据与持荷24小时后所测数据变化很小时,表明地基及支架已基本沉降到位,可用水管卸水,否则还须持荷进行预压,直到地基及支架沉降到位方可卸水。卸水时通过水管将水排至水沟中或桥位区外,以免影响处理好的地基承载力,卸水完成后采用16t汽车吊将水箱前移。卸水完成后,要再次复测各控制点标高,以便得出支架和地基的弹性变形量(等于卸水后标高减去持荷后所测标高),用总沉降量(即支架持荷后稳定沉降量)减去弹性变形量为支架和地基的非弹性变形(即塑性变形)量。预压完成后要根据预压成果通过可调顶托调整支架的标高。
经过几跨施工,得出支架预压后总沉降量在4~15mm之间,最大非弹性变形量为13mm,平均非弹性变形量为7mm左右。
4、支架受力验算
    ①、底模板下次梁(6×12cm木枋)验算:
底模下脚手管立杆的纵向间距为0.9m,横向间距根据箱梁对应位置分别设为0.46 和0.9 m,顶托工字钢横梁按横桥向布置,间距90cm;次梁按纵桥向布
置,间距35cm和18cm 。因此计算跨径为0.9m,按简支梁受力考虑,分别验算底模下斜腹板对应位置和底板中间位置:
a、斜腹板对应的间距为18cm的木枋受力验算
底模处砼箱梁荷载:P1 = 2.5×26  = 65 kN /m2 (按2.5m砼厚度计算)
模板荷载:P2 = 200  kg/m2  = 2  kN /m2
设备及人工荷载:P3 = 250  kg /m2   = 2.5  kN /m2
       砼浇注冲击及振捣荷载:P4 = 200  kg/m2  = 2  kN /m2
则有P = (P1 + P2 + P3 + P4)= 71.5 kN /m2

    W =  bh2/6 = 6×122/6 =144 cm3
由梁正应力计算公式得:
      σ =&n

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