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摘 要:本文通过对西长凤高速公路XCF8合同段50mT梁预制厂施工过程的回顾,阐述了小半径曲线桥的大跨径梁预制厂的施工注意事项。
关键词:小半径曲线桥;50mT梁;预制厂
一、项目简介
泾河特大桥位于甘肃省西峰至长庆桥至凤翔路口(甘陕界)高速公路工程第八合同段。泾河特大桥起点引桥为四跨50米T梁经一跨35米T梁与挖方路段相接的设计结构。整个引桥部分位于半径为425m 平曲线范围内,设计横坡-6%,设计纵坡-2.3%。
二、施工控制要点
大跨径公路桥梁的预制施工一般多采用纵向运梁的施工规划,即在桥梁引道路基施工完毕后将预制场设在路基顶面,纵向布置预制台座纵向将梁吊装运输。这种规划降低了大跨径梁的提升高度和次数,方便运梁路线的选择,有利于节约施工成本也提高了施工安全系数。
1.预制场建设注意事项及处理措施
泾河特大桥起点引道仍然在该半径为425m的平曲线范围,挖方路基长度150m,宽度24.5m。预制梁分为第一跨10片35mT梁和第二跨到第五跨40片50mT梁两种类型;边梁设计总重180T;梁高2.8m,顶宽中梁1.5m,边梁1.85m,底宽0.62~0.7m。
(1)技术、质量要求是场地建设的首要依据
西长凤高速公路泾河特大桥起点引桥位于半径为425m的小半径曲线范围内,用大跨径T梁来完成小半径曲线,必然因加宽值太大造成边梁翼缘板的特殊结构。其中一部分加宽值是用盖梁横移来实现的,另一部分是靠梁体翼缘板宽度变化值来完成的,将标准尺寸放在梁体长度的1/4处,梁中加宽而梁端变窄,最后靠梁体整体横移来实现线形顺接。另外半径小必然横坡大,要实现右幅横坡-6%,左幅横坡-4%,T梁预制时必须进行顶面调坡。最后,长度和高度以及两种不同长度的梁在同一预制场生产都对施工造成相应的影响,所以综合考虑梁体结构尺寸,是确保预制场适应性的关键。
〈1〉边梁单侧宽度1.1m,边梁模板总宽1.4m,中梁单侧宽0.75m,模板宽0.75m,节约考虑,不出现同时在相邻两台座上生产翼缘板相对的两片边梁,则加上安全生产距离,按标准梁规划台座中距要达到4.5m才能满足生产及安全需要,
即:
中距S=A+a+B+b+δ (1)
A、B:中、边梁外侧宽度,a、b:中、边梁外侧模板宽度,δ:安全距离;
〈2〉门吊轨道与台座的中距最少要达到边梁单侧宽度、边梁模板宽度、边梁加宽值以及安全距离的总和3.3m。
〈3〉挖方路基限制门吊净跨,按照横向四个台座布置
A-D1×2- D2×2=L (2)
A:门吊净跨径;D1:轨道中到台座区中距;D2:台座中距;L:道路宽
如果考虑中间道路两侧台座同时生产边梁,则包含安全距离的道路宽度等于
8.4-1.1×2=6.6m
可以满足施工要求。
〈4〉架桥机要过孔到第二跨,必须要有50mT梁沿着第一跨右幅1#-2、3梁的路线为架桥机配重,运梁道路右侧边线在背墙处距离架桥机右侧主梁内边线3.5m,将梁宽在架桥机左边线上横移后形成架桥机左侧主梁架设内边线,在背墙处距离运梁道路0.7m,也就是梁最少要横向移动0.7m才能进入架桥机,而在进入后2.5m宽度范围内将梁沿着架桥机方向运到中支点处,就需要在一定时候后平车能够自由向右调整,这就需要一个预留的段落来实现,泾河特大桥计算后预留35m(如图1)。去掉运梁预留段落后台座布置只能在115m桩号差内进行;
〈5〉梁宽1.1和加宽0.6造成的横坡约12Cm,要实现安全顺利拆模,台座高度最少要比模板最低支撑大15Cm;
〈6〉台座纵向净距最少要达到4m才能方便拆模、穿束、张拉、压浆等施工。另外小半径曲线上必然需要调节梁体长度来完成内外玄长的变化,泾河特大桥梁体长度在48.4~51.6之间变化,所以台座长度要按照52m布置,并按最短的梁设置吊装孔。这样纵向按照50米标准梁布置两排台座共需求104m;
〈7〉在50mT梁台座下预设35m梁梁端扩大基础和吊装孔,35mT梁生产时在台座相应位置焊接8mm厚的楔形钢板加宽带满足梁端加宽需要,施工时贴密封条止浆,工后割除加宽条回填吊装孔后施工50mT梁。
(2)合理规划交通道路是落实技术方案的保障
运梁是保证产品安全的首要因素,所以运梁的安全是预制场建设考虑的重要环节。小半径曲线所在路段一般都是展线难度大的地方,而考虑大型梁的吊装安全一般都应该将预制场厂址选择在桥头路基上,这样便必然会造成场地紧缺,交通困难。对预制施工实际来讲,50mT梁属于公路桥梁设计最大的梁,其运输过程对道路交通的要求必然要高于一般预制施工。针对这一施工必然矛盾,泾河特大桥起点预制场组建时进行了大量的实地量测工作和规划论证工作,得出如下方案来解决。
〈1〉考虑过渡墩左右两个墩的净距达到5.2m,架桥机无法负载通过,所以必须在最后一跨分左右两条线路桥上运梁。 〈2〉小半径曲线造成横坡偏大,为使架桥机支撑高度降低,也应该考虑左右幅分开运梁。所以在充分预防了场内吊装横跨便道的危险后将场内便道设在场地中央。
〈3〉考虑小半径路段给50mT梁出厂运输要求的线路半径造成困难,而考虑安全运输,一般建议桥上运梁选择两片中梁作为运输道路。这样就必须在桥头和预制场之间留有足够长的闲置场地来为运梁提供合适的运梁角度(如图1)。
〈4〉考虑湿陷性黄土承载能力不稳定,T梁重量大,所以主便道铺设20Cm的砾石层压实后采用15Cmd的C20混凝土进行硬化处理。
(3)场地建设必须满足实际施工组织情况的要求
不同工程,不同时期都会产生对场地建设不同的施工组织要求,技术质量要求在限定范围内是类似的,而实际施工组织是灵活多变的。泾河特大桥起点预制场组建是为确保终点预制场生产完成后迅速将设备转移进场并可以第一时间开工,而且要完成为主桥提供施工平台的紧急任务。这样就形成要保证材料设备快速进场、合理分布、方便拼装、同时作业的要求与紧缺的场地之间的矛盾以及实际场地的地形条件与大型T梁预制对场地的高标准要求以及紧张的施工任务之间的矛盾。解决这两个矛盾的首要工作就是对现场的充分熟悉和对施工的合理预测和规划。
场地分析及处理方式:
〈1〉路基顶面-2.3%纵坡要求台座顶面克服1.2m的高差才能保证台座顶面水平。施工时采用纵向两排台座间整平原地面留有高差1m的台阶,施工便道放坡6%来满足运输的方法。
〈2〉半径425m的曲线场地导致以下两点,中线105米长度范围内门吊内外轮差造成的桩号差为6.18m;也就是左幅场地比右幅场地要多占用6m中桩桩号差来做预制区域;另外曲线上布置52m的直线对宽度的损失达到0.8m,也就是按照标准梁布置的台座横向间距在梁中已经将尺寸变大;在场地布置时,将半幅6.18m闲置场地设置为钢材临时周转库来满足大批物资在短时间内进场的需求,将0.8m的宽度损失作为边梁翼缘板加宽的需求正好满足线形变化的需要。
〈3〉150m路基表面去掉110m预制区和35m运梁方向影响区域,只剩余5m,右幅加上6m桩号差预留11m宽的进场便道不能占用,左幅5m用来安装冬季施工的保温锅炉。钢筋制作场地和材料存放场地只能将门吊轨道纵向延伸后放在35m预留区。
施工预测及采取措施:
〈1〉为了避免太长时间的冬季施工和保证按时为主桥提供出作业面,预制必须在终点梁长结束后第一时间开始,所以,模板必须提前进场,门吊必须在第一时间投入运营。施工时采取门吊在首批钢筋后进场并保证一周内完成拼装来保证架桥机有一周的进场和拼装时间,才能保证不耽误T梁架设。
〈2〉模板可以先将35m梁的一套中梁模板和一套边梁模板进场,保证门吊拼装后一星期的生产需要。
〈3〉架桥机必须在门吊拼装后一周内完成转场和拼装,因为架桥机总长84m,要保证快速拼装必须将35m预留区和50m预制区作为进场存放场地和拼装区域,而425m的半径导致架桥机拼装就要占用整个右幅的宽度和中间道路的宽度,而且预计拼装时要用门吊配合。这样为使预制连续必须在另外4各台座预制满的时候提前完成架桥机拼装来提供占用的4个预制台座。
〈4〉正常施工时,小型预埋件和轻型材料全部在场外存放,钢材存放和加工区利用左幅35m预留区,钢材分批进场,保证第一跨和最后一跨T梁的全幅安装时利用左幅的预留区运梁。
〈5〉重中之重的施工环节是设备拼装时间,一周内完成两套24×9m的门吊拆除、转场和拼装任务和一周内完成一台50-200型架桥机转场和拼装任务的可能性很小,而这都是整个规划最终实现预期效果的关键。施工时,经过宏观预测和分析,合理的规划分解任务,超前的准备工作,最终实现了6天内完成门吊拆除、转场和拼装任务使两台门吊提前一天投入运营;架桥机经过门吊拼装期间的拆除和准备工作,也在7天内完成拼装、过孔工作并投入运营。这样才圆满完成预制场建设的全部工作。
三、结论
小半径曲线桥,大跨径梁的预制厂施工从自身结构来讲便有许多技术难点,所以充分考虑制约因素是保证施工顺利进行的前提。在此提出我自己的个人初浅看法,望与大家共同提高。
参考文献:
[1]JTJ041—2000,公路桥涵施工技术规范[S].
[2]中交第一公路勘察设计研究院有限公司.甘肃省西峰至长庆桥至凤翔路口(甘陕界)高速公路工程两阶段施工图设计[Z]2009.
[3]周水兴,何兆益.《路桥施工计算手册》(ISBN7-114-03855-0)北京:人民交通出版社,2001.5.
关键词:小半径曲线桥;50mT梁;预制厂
一、项目简介
泾河特大桥位于甘肃省西峰至长庆桥至凤翔路口(甘陕界)高速公路工程第八合同段。泾河特大桥起点引桥为四跨50米T梁经一跨35米T梁与挖方路段相接的设计结构。整个引桥部分位于半径为425m 平曲线范围内,设计横坡-6%,设计纵坡-2.3%。
二、施工控制要点
大跨径公路桥梁的预制施工一般多采用纵向运梁的施工规划,即在桥梁引道路基施工完毕后将预制场设在路基顶面,纵向布置预制台座纵向将梁吊装运输。这种规划降低了大跨径梁的提升高度和次数,方便运梁路线的选择,有利于节约施工成本也提高了施工安全系数。
1.预制场建设注意事项及处理措施
泾河特大桥起点引道仍然在该半径为425m的平曲线范围,挖方路基长度150m,宽度24.5m。预制梁分为第一跨10片35mT梁和第二跨到第五跨40片50mT梁两种类型;边梁设计总重180T;梁高2.8m,顶宽中梁1.5m,边梁1.85m,底宽0.62~0.7m。
(1)技术、质量要求是场地建设的首要依据
西长凤高速公路泾河特大桥起点引桥位于半径为425m的小半径曲线范围内,用大跨径T梁来完成小半径曲线,必然因加宽值太大造成边梁翼缘板的特殊结构。其中一部分加宽值是用盖梁横移来实现的,另一部分是靠梁体翼缘板宽度变化值来完成的,将标准尺寸放在梁体长度的1/4处,梁中加宽而梁端变窄,最后靠梁体整体横移来实现线形顺接。另外半径小必然横坡大,要实现右幅横坡-6%,左幅横坡-4%,T梁预制时必须进行顶面调坡。最后,长度和高度以及两种不同长度的梁在同一预制场生产都对施工造成相应的影响,所以综合考虑梁体结构尺寸,是确保预制场适应性的关键。
〈1〉边梁单侧宽度1.1m,边梁模板总宽1.4m,中梁单侧宽0.75m,模板宽0.75m,节约考虑,不出现同时在相邻两台座上生产翼缘板相对的两片边梁,则加上安全生产距离,按标准梁规划台座中距要达到4.5m才能满足生产及安全需要,
即:
中距S=A+a+B+b+δ (1)
A、B:中、边梁外侧宽度,a、b:中、边梁外侧模板宽度,δ:安全距离;
〈2〉门吊轨道与台座的中距最少要达到边梁单侧宽度、边梁模板宽度、边梁加宽值以及安全距离的总和3.3m。
〈3〉挖方路基限制门吊净跨,按照横向四个台座布置
A-D1×2- D2×2=L (2)
A:门吊净跨径;D1:轨道中到台座区中距;D2:台座中距;L:道路宽
如果考虑中间道路两侧台座同时生产边梁,则包含安全距离的道路宽度等于
8.4-1.1×2=6.6m
可以满足施工要求。
〈4〉架桥机要过孔到第二跨,必须要有50mT梁沿着第一跨右幅1#-2、3梁的路线为架桥机配重,运梁道路右侧边线在背墙处距离架桥机右侧主梁内边线3.5m,将梁宽在架桥机左边线上横移后形成架桥机左侧主梁架设内边线,在背墙处距离运梁道路0.7m,也就是梁最少要横向移动0.7m才能进入架桥机,而在进入后2.5m宽度范围内将梁沿着架桥机方向运到中支点处,就需要在一定时候后平车能够自由向右调整,这就需要一个预留的段落来实现,泾河特大桥计算后预留35m(如图1)。去掉运梁预留段落后台座布置只能在115m桩号差内进行;
〈5〉梁宽1.1和加宽0.6造成的横坡约12Cm,要实现安全顺利拆模,台座高度最少要比模板最低支撑大15Cm;
〈6〉台座纵向净距最少要达到4m才能方便拆模、穿束、张拉、压浆等施工。另外小半径曲线上必然需要调节梁体长度来完成内外玄长的变化,泾河特大桥梁体长度在48.4~51.6之间变化,所以台座长度要按照52m布置,并按最短的梁设置吊装孔。这样纵向按照50米标准梁布置两排台座共需求104m;
〈7〉在50mT梁台座下预设35m梁梁端扩大基础和吊装孔,35mT梁生产时在台座相应位置焊接8mm厚的楔形钢板加宽带满足梁端加宽需要,施工时贴密封条止浆,工后割除加宽条回填吊装孔后施工50mT梁。
(2)合理规划交通道路是落实技术方案的保障
运梁是保证产品安全的首要因素,所以运梁的安全是预制场建设考虑的重要环节。小半径曲线所在路段一般都是展线难度大的地方,而考虑大型梁的吊装安全一般都应该将预制场厂址选择在桥头路基上,这样便必然会造成场地紧缺,交通困难。对预制施工实际来讲,50mT梁属于公路桥梁设计最大的梁,其运输过程对道路交通的要求必然要高于一般预制施工。针对这一施工必然矛盾,泾河特大桥起点预制场组建时进行了大量的实地量测工作和规划论证工作,得出如下方案来解决。
〈1〉考虑过渡墩左右两个墩的净距达到5.2m,架桥机无法负载通过,所以必须在最后一跨分左右两条线路桥上运梁。 〈2〉小半径曲线造成横坡偏大,为使架桥机支撑高度降低,也应该考虑左右幅分开运梁。所以在充分预防了场内吊装横跨便道的危险后将场内便道设在场地中央。
〈3〉考虑小半径路段给50mT梁出厂运输要求的线路半径造成困难,而考虑安全运输,一般建议桥上运梁选择两片中梁作为运输道路。这样就必须在桥头和预制场之间留有足够长的闲置场地来为运梁提供合适的运梁角度(如图1)。
〈4〉考虑湿陷性黄土承载能力不稳定,T梁重量大,所以主便道铺设20Cm的砾石层压实后采用15Cmd的C20混凝土进行硬化处理。
(3)场地建设必须满足实际施工组织情况的要求
不同工程,不同时期都会产生对场地建设不同的施工组织要求,技术质量要求在限定范围内是类似的,而实际施工组织是灵活多变的。泾河特大桥起点预制场组建是为确保终点预制场生产完成后迅速将设备转移进场并可以第一时间开工,而且要完成为主桥提供施工平台的紧急任务。这样就形成要保证材料设备快速进场、合理分布、方便拼装、同时作业的要求与紧缺的场地之间的矛盾以及实际场地的地形条件与大型T梁预制对场地的高标准要求以及紧张的施工任务之间的矛盾。解决这两个矛盾的首要工作就是对现场的充分熟悉和对施工的合理预测和规划。
场地分析及处理方式:
〈1〉路基顶面-2.3%纵坡要求台座顶面克服1.2m的高差才能保证台座顶面水平。施工时采用纵向两排台座间整平原地面留有高差1m的台阶,施工便道放坡6%来满足运输的方法。
〈2〉半径425m的曲线场地导致以下两点,中线105米长度范围内门吊内外轮差造成的桩号差为6.18m;也就是左幅场地比右幅场地要多占用6m中桩桩号差来做预制区域;另外曲线上布置52m的直线对宽度的损失达到0.8m,也就是按照标准梁布置的台座横向间距在梁中已经将尺寸变大;在场地布置时,将半幅6.18m闲置场地设置为钢材临时周转库来满足大批物资在短时间内进场的需求,将0.8m的宽度损失作为边梁翼缘板加宽的需求正好满足线形变化的需要。
〈3〉150m路基表面去掉110m预制区和35m运梁方向影响区域,只剩余5m,右幅加上6m桩号差预留11m宽的进场便道不能占用,左幅5m用来安装冬季施工的保温锅炉。钢筋制作场地和材料存放场地只能将门吊轨道纵向延伸后放在35m预留区。
施工预测及采取措施:
〈1〉为了避免太长时间的冬季施工和保证按时为主桥提供出作业面,预制必须在终点梁长结束后第一时间开始,所以,模板必须提前进场,门吊必须在第一时间投入运营。施工时采取门吊在首批钢筋后进场并保证一周内完成拼装来保证架桥机有一周的进场和拼装时间,才能保证不耽误T梁架设。
〈2〉模板可以先将35m梁的一套中梁模板和一套边梁模板进场,保证门吊拼装后一星期的生产需要。
〈3〉架桥机必须在门吊拼装后一周内完成转场和拼装,因为架桥机总长84m,要保证快速拼装必须将35m预留区和50m预制区作为进场存放场地和拼装区域,而425m的半径导致架桥机拼装就要占用整个右幅的宽度和中间道路的宽度,而且预计拼装时要用门吊配合。这样为使预制连续必须在另外4各台座预制满的时候提前完成架桥机拼装来提供占用的4个预制台座。
〈4〉正常施工时,小型预埋件和轻型材料全部在场外存放,钢材存放和加工区利用左幅35m预留区,钢材分批进场,保证第一跨和最后一跨T梁的全幅安装时利用左幅的预留区运梁。
〈5〉重中之重的施工环节是设备拼装时间,一周内完成两套24×9m的门吊拆除、转场和拼装任务和一周内完成一台50-200型架桥机转场和拼装任务的可能性很小,而这都是整个规划最终实现预期效果的关键。施工时,经过宏观预测和分析,合理的规划分解任务,超前的准备工作,最终实现了6天内完成门吊拆除、转场和拼装任务使两台门吊提前一天投入运营;架桥机经过门吊拼装期间的拆除和准备工作,也在7天内完成拼装、过孔工作并投入运营。这样才圆满完成预制场建设的全部工作。
三、结论
小半径曲线桥,大跨径梁的预制厂施工从自身结构来讲便有许多技术难点,所以充分考虑制约因素是保证施工顺利进行的前提。在此提出我自己的个人初浅看法,望与大家共同提高。
参考文献:
[1]JTJ041—2000,公路桥涵施工技术规范[S].
[2]中交第一公路勘察设计研究院有限公司.甘肃省西峰至长庆桥至凤翔路口(甘陕界)高速公路工程两阶段施工图设计[Z]2009.
[3]周水兴,何兆益.《路桥施工计算手册》(ISBN7-114-03855-0)北京:人民交通出版社,2001.5.