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摘 要: 随着国民经济发展速度的不断提升,在桥梁工程施工中,只有根据工程施工的具体要求,选择与之相适应的新技术,才能更好地提升工程的质量,这也是施工的重点内容。复合支架现浇技术作为大跨度钢筋砼拱桥施工的重要组成部分,提高施工技术水平不仅可以缩短施工工期,还可以提高工程质量,更能为工程经济效益与社会效益的实现提供强有力的保障。
关键词: 大跨度钢筋砼拱桥;复合支架现浇技术;施工工艺
作为综合交通运输中的主要方式之一,桥梁是为跨越各类障碍而修建的结构物。近年来,伴随科学技术创新力度的不断加大,桥梁施工技术也得到迅速提升,一座座跨江、跨海大桥如一道道彩红使天堑变成了通途。但在其发展的各个环节,桥梁材料选用是否合理、施工技术是否得当都会对工程建设质量造成严重的影响。桥梁施工是桥梁结构理论在实践中的应用,其能够对桥梁理论的准确性、科学性进行检验,对促进桥梁事业发展意义重大。
一、工程概况
某桥梁工程主桥为中承式钢筋砼箱型双肋桥,133m为其净跨径。195.88m为桥梁总长度,9m为桥面行车道宽度,两侧人行道宽度分别为1.5m。四孔13m简支空心板为南岸引桥上部结构类型,则选取柱式墩与重力式U型台作为其下部结构。本桥梁两条主拱肋拱轴线都为悬链线,10.6m为两轴线中心间距,1.347为拱轴系数,2.3:1为净矢跨比,126m为起拱线标高,149.40m为拱顶中心标高。选取箱型变截面作为拱肋,其中两端拱脚段存在宽度、厚度增加现象,即拱脚起拱点截面313x260cm转化为294x160cm;而拱肋顶端宽度无变化,厚度有所降低,由294cm转化为245cm,0.65为截面系数。纵向各条拱肋可划分为28个箱,横隔板设置于箱与箱之间,285m3为混凝土数量,570m3为两条肋量。
二、大跨度钢筋砼拱桥复合支架现浇施工工艺
钢筋砼拱桥是桥梁建筑施工中最为常见的结构之一,其结构相对来说较为稳定,承载能力强,在后期投入运营之后产生的变形量小,同时具有较强抗震能力。施工技术选择是否得当对桥梁施工质量以及稳定性影响巨大,在施工过程中需要综合考虑多方面因素,本文根据具体工程案例,选取复合支架现浇法进行大跨度钢筋混凝土拱桥施工,其不仅能够提高桥梁承载能力,还能合理控制工程造价,进一步提升工程施工质量。
1、地基处理
支架现浇施工前,先对施工现场进行场地平整,对搭设支架的场地进行加固处理,在软基位置用碎石换填或做混凝土基础,确保地基承载力达到满布荷载的要求,使梁体混凝土浇筑后不产生沉降。对处理好的施工场地进行放线。同时须做好地面的排水处理,周边设置排水沟。当采用沉桩、承台基础时,先按放设的桩心位置打设管桩,再施工混凝土承台或型钢承台。浇筑混凝土基础时注意支架连接用的预埋件的正确安装。
2、主拱肋混凝土现浇施工
由于本桥梁拱肋跨度较大,为133m,且285m3为各条肋混凝土量,为降低混凝土收缩应力,避免拱架变形,可选取分环、分段对称浇注及分环合拢法进行主拱肋施工。可按照以下两种方式确定主拱肋浇筑分段长度,第一,在对施工方施工生产能力综合考虑的前提下,要求在15到20小时内合理控制各段主拱圈浇筑时间,混凝土初凝前,必须完成该段混凝土浇筑工作。以此确保浇筑施工中产生的支架变形不会导致混凝土产生裂缝。第二,施工中应对支架结构特性、混凝土浇筑时受力及变形状况进行全面考虑。按照以上两个方法,顺着拱轴方向可将本桥梁各条主拱肋进行7段划分,且将间隔槽设置到两道横隔板位置,100cm为各道间隔槽宽度。
支架施工是大跨度钢筋混凝土拱桥施工的一部分,施工中应确保施工支架具有良好整体稳定性,且具备较高强度及刚度。为此,在主拱肋混凝土浇筑顺序确定时,应对主拱肋混凝土浇筑、支架变形之间的作用进行探讨,避免支架变形,损坏主拱轴线,或出现混凝土裂缝。根据施工设计要求,可选用的浇筑方案为分环、分段对称浇筑,分环合拢。
按照主拱肋分环分段现状,与施工支架结构特征相结合,选取QCS软件分析支架受力情况。由此得出,混凝土浇筑顺序不同,所有杆件、节点应力变化不大,但选取最优浇筑顺序,则施工中所有结点产生的挠度值最低。
浇筑主拱肋混凝土时,顺序为拱肋底板混凝土到下倒角分段浇筑—拱肋腹板混凝土到上倒角分段浇筑—整体浇筑横隔板混凝土和腹板混凝土—顶板混凝土浇筑。完成拱腹板混凝土浇筑后需先合拢底板,完成顶板混凝土浇筑后则可对腹板所有分段點混凝土浇筑,并合拢腹板。浇筑混凝土过程需保证拱肋两端对称。安装拱肋顶板模板后,需将一个孔洞留设到两道横隔板间,尺寸为50x100cm,为便于拆除内模板,需选取吊模封洞施工。为确保拱架具有良好稳定性,需交叉浇筑上下游两条拱肋混凝土。
3、卸落与拆除拱架
主拱肋现浇施工中,卸落与拆除拱架极为关键,完成浇筑主拱肋混凝土后,待其养护强度满足设计要求后,即可依据相应程序卸除拱架。本文选取螺栓组合硬木楔的方式作为本桥拱架卸落装置,以此对其标高、落架进行适当调整。共有366个螺栓组合木楔设置于上下游两条拱肋中间120m拱架位置,同时拱脚段组合木楔有几十个,由此可见,共有400多个拱架卸落点。因卸落点众多,根本无法实现多点同步均匀卸落。通过分析得出,要求横桥向拱架应同时均匀卸落;纵桥向由拱顶一排一排向拱脚卸落,保证上下游两条拱肋拱架对称同步卸落。
按照桥梁拱架设计要求,拱架所有卸落点卸落量=主拱圈脱架弹性变形量+拱架弹性变形量,计算分析得出,9cm为拱顶卸落最大值。为保证供体均匀卸落及受力,分3次确定卸落量,即各段降落量为1/3高度,每次循环间存有相应间歇。要求在较高气温条件下确定卸落时间,具体程序如下:
第一,第3号支墩到第4号支墩间的拱顶段拱架卸落—第2号支墩到第3号支墩、第4号支墩到地5号支墩之间的拱架卸落—第1号支墩到第2号支墩、第5号支墩到第6号支墩之间拱架卸落,按照上述卸落顺序,其卸落量依次为3—2、2—1、1cm。
第二,对上述卸落顺序及卸落量重复施工。
第三,对上述卸落顺序及卸落量重复施工,保证拱肋底模板完全脱离主拱圈。
由拱顶分别对称卸落拱架,拆除拱架应先拆除后安装拱架且分层施工,选取工作索吊运施工,减少拆除时间。在拆除木拱盔、导梁与门型桁架后,通过留设的孔洞,将灌注桩基础、墩帽等去除,随后将岸边贝雷支墩、抛石围堰体等拆除,并将河道清理干净。
三、结束语
综上所述,随着国民经济发展水平的不断提高,桥梁工程建设规模也在不断扩大,为了有效提高施工质量,更多新技术被应用于施工建设。复合支架现浇技术具有施工操作简单、移动灵活等优势,在桥梁建设中得到了广泛的应用。因此,在施工过程中,应全面掌握施工技术要求,确保施工方案的科学性,为具体施工操作行为提供积极的指导作用。
参考文献
[1] 宫锁.预应力混凝土箱梁现浇施工技术[J]. 交通世界(建养.机械). 2012(04).
[2] 杨勃,马炎国.梁柱式钢管桩支架在连续梁现浇施工中的应用[J]. 广东交通职业技术学院学报. 2010(02).
[3] 吴志华.王锦云.刘建镳.陈世九,大跨度钢筋砼拱桥复合支架现浇施工技术研究[J].长春工程学院学报(自然科学版) .2014年01期.
[4] 翟东阳,支架现浇大跨度钢筋混凝土箱型拱桥施工监控研究[D].长安大学.2013.
[5] 孟祥勇.大跨度上承式钢筋混凝土拱桥施工控制与仿真分析[D].西南交通大学. 2010.
关键词: 大跨度钢筋砼拱桥;复合支架现浇技术;施工工艺
作为综合交通运输中的主要方式之一,桥梁是为跨越各类障碍而修建的结构物。近年来,伴随科学技术创新力度的不断加大,桥梁施工技术也得到迅速提升,一座座跨江、跨海大桥如一道道彩红使天堑变成了通途。但在其发展的各个环节,桥梁材料选用是否合理、施工技术是否得当都会对工程建设质量造成严重的影响。桥梁施工是桥梁结构理论在实践中的应用,其能够对桥梁理论的准确性、科学性进行检验,对促进桥梁事业发展意义重大。
一、工程概况
某桥梁工程主桥为中承式钢筋砼箱型双肋桥,133m为其净跨径。195.88m为桥梁总长度,9m为桥面行车道宽度,两侧人行道宽度分别为1.5m。四孔13m简支空心板为南岸引桥上部结构类型,则选取柱式墩与重力式U型台作为其下部结构。本桥梁两条主拱肋拱轴线都为悬链线,10.6m为两轴线中心间距,1.347为拱轴系数,2.3:1为净矢跨比,126m为起拱线标高,149.40m为拱顶中心标高。选取箱型变截面作为拱肋,其中两端拱脚段存在宽度、厚度增加现象,即拱脚起拱点截面313x260cm转化为294x160cm;而拱肋顶端宽度无变化,厚度有所降低,由294cm转化为245cm,0.65为截面系数。纵向各条拱肋可划分为28个箱,横隔板设置于箱与箱之间,285m3为混凝土数量,570m3为两条肋量。
二、大跨度钢筋砼拱桥复合支架现浇施工工艺
钢筋砼拱桥是桥梁建筑施工中最为常见的结构之一,其结构相对来说较为稳定,承载能力强,在后期投入运营之后产生的变形量小,同时具有较强抗震能力。施工技术选择是否得当对桥梁施工质量以及稳定性影响巨大,在施工过程中需要综合考虑多方面因素,本文根据具体工程案例,选取复合支架现浇法进行大跨度钢筋混凝土拱桥施工,其不仅能够提高桥梁承载能力,还能合理控制工程造价,进一步提升工程施工质量。
1、地基处理
支架现浇施工前,先对施工现场进行场地平整,对搭设支架的场地进行加固处理,在软基位置用碎石换填或做混凝土基础,确保地基承载力达到满布荷载的要求,使梁体混凝土浇筑后不产生沉降。对处理好的施工场地进行放线。同时须做好地面的排水处理,周边设置排水沟。当采用沉桩、承台基础时,先按放设的桩心位置打设管桩,再施工混凝土承台或型钢承台。浇筑混凝土基础时注意支架连接用的预埋件的正确安装。
2、主拱肋混凝土现浇施工
由于本桥梁拱肋跨度较大,为133m,且285m3为各条肋混凝土量,为降低混凝土收缩应力,避免拱架变形,可选取分环、分段对称浇注及分环合拢法进行主拱肋施工。可按照以下两种方式确定主拱肋浇筑分段长度,第一,在对施工方施工生产能力综合考虑的前提下,要求在15到20小时内合理控制各段主拱圈浇筑时间,混凝土初凝前,必须完成该段混凝土浇筑工作。以此确保浇筑施工中产生的支架变形不会导致混凝土产生裂缝。第二,施工中应对支架结构特性、混凝土浇筑时受力及变形状况进行全面考虑。按照以上两个方法,顺着拱轴方向可将本桥梁各条主拱肋进行7段划分,且将间隔槽设置到两道横隔板位置,100cm为各道间隔槽宽度。
支架施工是大跨度钢筋混凝土拱桥施工的一部分,施工中应确保施工支架具有良好整体稳定性,且具备较高强度及刚度。为此,在主拱肋混凝土浇筑顺序确定时,应对主拱肋混凝土浇筑、支架变形之间的作用进行探讨,避免支架变形,损坏主拱轴线,或出现混凝土裂缝。根据施工设计要求,可选用的浇筑方案为分环、分段对称浇筑,分环合拢。
按照主拱肋分环分段现状,与施工支架结构特征相结合,选取QCS软件分析支架受力情况。由此得出,混凝土浇筑顺序不同,所有杆件、节点应力变化不大,但选取最优浇筑顺序,则施工中所有结点产生的挠度值最低。
浇筑主拱肋混凝土时,顺序为拱肋底板混凝土到下倒角分段浇筑—拱肋腹板混凝土到上倒角分段浇筑—整体浇筑横隔板混凝土和腹板混凝土—顶板混凝土浇筑。完成拱腹板混凝土浇筑后需先合拢底板,完成顶板混凝土浇筑后则可对腹板所有分段點混凝土浇筑,并合拢腹板。浇筑混凝土过程需保证拱肋两端对称。安装拱肋顶板模板后,需将一个孔洞留设到两道横隔板间,尺寸为50x100cm,为便于拆除内模板,需选取吊模封洞施工。为确保拱架具有良好稳定性,需交叉浇筑上下游两条拱肋混凝土。
3、卸落与拆除拱架
主拱肋现浇施工中,卸落与拆除拱架极为关键,完成浇筑主拱肋混凝土后,待其养护强度满足设计要求后,即可依据相应程序卸除拱架。本文选取螺栓组合硬木楔的方式作为本桥拱架卸落装置,以此对其标高、落架进行适当调整。共有366个螺栓组合木楔设置于上下游两条拱肋中间120m拱架位置,同时拱脚段组合木楔有几十个,由此可见,共有400多个拱架卸落点。因卸落点众多,根本无法实现多点同步均匀卸落。通过分析得出,要求横桥向拱架应同时均匀卸落;纵桥向由拱顶一排一排向拱脚卸落,保证上下游两条拱肋拱架对称同步卸落。
按照桥梁拱架设计要求,拱架所有卸落点卸落量=主拱圈脱架弹性变形量+拱架弹性变形量,计算分析得出,9cm为拱顶卸落最大值。为保证供体均匀卸落及受力,分3次确定卸落量,即各段降落量为1/3高度,每次循环间存有相应间歇。要求在较高气温条件下确定卸落时间,具体程序如下:
第一,第3号支墩到第4号支墩间的拱顶段拱架卸落—第2号支墩到第3号支墩、第4号支墩到地5号支墩之间的拱架卸落—第1号支墩到第2号支墩、第5号支墩到第6号支墩之间拱架卸落,按照上述卸落顺序,其卸落量依次为3—2、2—1、1cm。
第二,对上述卸落顺序及卸落量重复施工。
第三,对上述卸落顺序及卸落量重复施工,保证拱肋底模板完全脱离主拱圈。
由拱顶分别对称卸落拱架,拆除拱架应先拆除后安装拱架且分层施工,选取工作索吊运施工,减少拆除时间。在拆除木拱盔、导梁与门型桁架后,通过留设的孔洞,将灌注桩基础、墩帽等去除,随后将岸边贝雷支墩、抛石围堰体等拆除,并将河道清理干净。
三、结束语
综上所述,随着国民经济发展水平的不断提高,桥梁工程建设规模也在不断扩大,为了有效提高施工质量,更多新技术被应用于施工建设。复合支架现浇技术具有施工操作简单、移动灵活等优势,在桥梁建设中得到了广泛的应用。因此,在施工过程中,应全面掌握施工技术要求,确保施工方案的科学性,为具体施工操作行为提供积极的指导作用。
参考文献
[1] 宫锁.预应力混凝土箱梁现浇施工技术[J]. 交通世界(建养.机械). 2012(04).
[2] 杨勃,马炎国.梁柱式钢管桩支架在连续梁现浇施工中的应用[J]. 广东交通职业技术学院学报. 2010(02).
[3] 吴志华.王锦云.刘建镳.陈世九,大跨度钢筋砼拱桥复合支架现浇施工技术研究[J].长春工程学院学报(自然科学版) .2014年01期.
[4] 翟东阳,支架现浇大跨度钢筋混凝土箱型拱桥施工监控研究[D].长安大学.2013.
[5] 孟祥勇.大跨度上承式钢筋混凝土拱桥施工控制与仿真分析[D].西南交通大学. 2010.