孫亞軍 周成帥

摘要:南京賽虹橋橋梁斷面設(shè)計(jì)為魚腹式形式,且以橋面中心線為旋轉(zhuǎn)軸,靠旋轉(zhuǎn)梁體來實(shí)現(xiàn)橋面橫坡。由于魚腹曲線傾斜,給原本比較復(fù)雜的施工又增加了一定難度。文章就梁體底模的測量控制和支撐體系施工技術(shù)進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞:魚腹式箱梁;測量控制;模板支撐體系;施工技術(shù)

中圖分類號:U443文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號:1009-2374(2009)20-0167-02

一、工程概況

南京賽虹橋交通樞紐位于南京市主城南部,是南京市主城區(qū)“外環(huán)+井字”型快速路網(wǎng)布局中的重要組成部分,地理位置十分重要。我公司承建該工程的B2標(biāo),橋長3006延米。

該橋上部梁體為預(yù)應(yīng)力砼魚腹式連續(xù)梁,梁寬分別為8米、9米、9.5米、13.5米、17米、21.5米。橫斷面上魚腹部分基本一致,梁寬主要由梁底直線段的長度來調(diào)整的。以8米橋?qū)挒槔?。橋面在平曲線段設(shè)超高,橋面橫坡+2%～-4%變化,超高變化段設(shè)于緩和曲線上,按三次拋物線漸變。橋面橫坡是靠梁體傾斜來實(shí)現(xiàn)的,梁體傾斜以橋面中心線為旋轉(zhuǎn)軸。梁底與支座間用調(diào)平楔形塊調(diào)平。

二、施工與控制的關(guān)鍵

該橋在外觀及線形上,施工與控制的關(guān)鍵是箱梁底模。底模是否滿足魚腹線形結(jié)構(gòu)尺寸要求和平縱曲線要求及梁體傾斜實(shí)現(xiàn)橋面橫坡的要求,是該橋能否達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期效果的關(guān)鍵所在。準(zhǔn)確控制魚腹式梁底模各特征點(diǎn)高程和為滿足結(jié)構(gòu)需要所采取的模板支撐體系是施工中必須解決好的兩大問題。

三、測量控制問題

通過采用先簡單后復(fù)雜的方法進(jìn)行模式轉(zhuǎn)化,進(jìn)而使看似復(fù)雜的問題簡單化?，F(xiàn)以8.0米橋?qū)挒槔?其它類同)進(jìn)行說明:

(一)橫坡i=0%時(shí)

假設(shè)橋面橫坡i=0%,可以根據(jù)斷面結(jié)構(gòu)圖1的幾何關(guān)系計(jì)算出梁底各結(jié)構(gòu)特征點(diǎn)距梁底水平線之間的垂直距離,若梁底水平線高程H已知,則可求出各結(jié)構(gòu)特征點(diǎn)相應(yīng)的高程。結(jié)構(gòu)特征點(diǎn)為:梁底直線與圓曲線切點(diǎn),過圓曲線切線交點(diǎn)豎向方向與梁底直線的交點(diǎn)、兩圓曲線切點(diǎn)、圓曲線與翼板直線切點(diǎn)。各特征點(diǎn)距梁底水平線的垂直距離分別為h1、h2、h3、h4,h5。根據(jù)圖1幾何關(guān)系計(jì)算

h1=0cmh2=R200-R2200-70.82=12.951cm

h3=70.82-(125.8-70.8)2=44.583cm

h4=(135-20)-(R316.7-R2316.7-1122)=94.534cm

h5=135-20=115cm

各結(jié)構(gòu)特征點(diǎn)高程見表1:

(二)橫坡為i時(shí)

橋面橫坡的形成是通過梁體繞線路(橋面處)中心線旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的。由于梁體旋轉(zhuǎn),梁體結(jié)構(gòu)中心線與線路中心線在梁底產(chǎn)生水平徑向偏移,偏移量為P=hi(h為梁高+橋面層厚,該橋H=1.44米,i為橫坡,很小,2%～4%, Sinα≈tgα=i)。梁底各結(jié)構(gòu)特征點(diǎn)距梁底結(jié)構(gòu)中心O的水平距離L、梁底各結(jié)構(gòu)特征點(diǎn)距梁底水平線(過O點(diǎn))的高度hL都應(yīng)在表1的基礎(chǔ)上修正。

1.距離修正。梁底橫斷面各結(jié)構(gòu)特征點(diǎn)距梁底結(jié)構(gòu)中心O的水平距離應(yīng)修正為L±hLi(hL為表1中梁底各結(jié)構(gòu)特征點(diǎn)距O點(diǎn)水平距離為L時(shí)對應(yīng)的高度)。上坡段取“-”,下坡段取“+”。以A點(diǎn)為例,A點(diǎn)距O點(diǎn)的水平距離OB,由于i很小,OB≈OC=OD-DC=273-94.534i cm

2.高程修正。橋面橫坡為i時(shí),梁底橫斷面各結(jié)構(gòu)特征點(diǎn)高程應(yīng)在表1高程基礎(chǔ)上加減一個(gè)距離與橫坡i的乘積,距離為3.2.1中的L±hLi,高程修正為:Z=H+hL-(L±hLi)i。即上坡段:Z=H+hL+(L-hLi)i;下坡段:Z=H+hL-(L+hLi)i。以A點(diǎn)為例,A點(diǎn)高程為:ZA=H+AB=H+AC+CB=H+AD/cosarctgi+OCsinarctgi≈H+AD+OCi=H+94.534+(273-94.534i)i(由于i很小,cosarctgi≈1, sinarctgi≈i)。

3.梁底各結(jié)構(gòu)點(diǎn)高程。

綜上所述,當(dāng)橫坡為i時(shí),以上距離、高程修正后,表1可修正為表2。

表2梁底各結(jié)構(gòu)特征點(diǎn)高程(橫坡為i)

注:表2中“距離”為梁底各結(jié)構(gòu)特征點(diǎn)距結(jié)構(gòu)中心O的水平距離。

4.施工測量。表2主要做為對梁底各結(jié)構(gòu)特征點(diǎn)檢查和驗(yàn)收的依據(jù),施工中采用預(yù)彎定型鋼管,如彎制準(zhǔn)確,一個(gè)斷面不必去測11個(gè)點(diǎn),簡化成只要控制三點(diǎn):結(jié)構(gòu)中心、兩側(cè)端點(diǎn)即可完成對全斷面的控制。施工前根據(jù)線路中心線的曲線要素及徑向偏移量P=hi,放出梁底結(jié)構(gòu)中心線,應(yīng)注意的是徑向偏移量P隨i的變化而變化。以梁底結(jié)構(gòu)中心線為放樣基準(zhǔn)線,根據(jù)表2便可計(jì)算出梁底各結(jié)構(gòu)特征點(diǎn)的高程。表2高程一欄中hLi2一項(xiàng)中,當(dāng)i取定值時(shí),hL取115cm時(shí)為最大值。若i=2%,hLi2=115×0.022=0.046cm,因此該項(xiàng)可忽略。為便捷計(jì)算,可在EXC電子表格中輸入相應(yīng)公式,計(jì)算時(shí)只要輸入各樁號的h、i值即可迅速計(jì)算出各結(jié)構(gòu)特征點(diǎn)高程。

四、模板支撐體系

(一)模板與支撐體系確定

為滿足箱梁魚腹式斷面要求,外模板采用12mm厚覆面竹膠板,尺寸:1.2m×2.4m,竹膠板長方向沿橋梁橫向布置,縱背肋采用5×10cm方木,@=20cm,橫肋為φ48×3.5預(yù)彎鋼管,@=90cm,同支架縱向間距。在支架小于15m高度時(shí),支架采用滿布式WDJ碗扣式鋼管柱式支架型式,上部為適應(yīng)魚腹式變化,采用普通扣件式鋼管調(diào)整,鋼管與碗扣立柱用扣件聯(lián)結(jié)。碗扣立桿通過下承托調(diào)整立桿高度。根據(jù)上部荷載情況,立柱縱向步距取0.9米,橫向步距梁底直線段位置處取0.6米,翼緣板位置處取0.9米,水平桿層高1.2米,單根立桿允許承受荷載3kN。

(二)支架設(shè)計(jì)檢算

1.WDJ碗扣支架立桿受力檢算(高度小于15m)。WDJ碗扣支架立桿為主受力桿件,立桿為Φ48×3.5mm,面積A=489mm2,[σ]=205MPa箱室底部步距0.6×0.9m,腹板及橫梁根據(jù)箱梁斷面變化步距為:0.9×0.9m及0.6×0.6m,層間高度1.2m,按最不利荷載橫梁處檢算。由于篇幅所限,計(jì)算過程不再贅述。強(qiáng)度σ=61.35MPa<[σ],安全系數(shù)K=3.34>1.3,穩(wěn)定性82.46Mpa<[σ]。強(qiáng)度、穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求。

2.模板及肋木檢算。模板采用12mm厚覆面竹膠板,縱木間距200mm。按最不利荷載點(diǎn)橫梁或腹板處檢算,取線荷載,按三跨連續(xù)梁模式計(jì)算,應(yīng)力σ=6.2MPa<[σ]=45 MPa,撓度f = 0.33mm<[f]。均滿足規(guī)范要求。

縱肋木為5×10cm方木,間距200mm,支架橫肋間距900mm,按二跨連續(xù)梁計(jì)算,σ=11.11MPa<[σ]=15MPa,撓度f=0.76mm<[f]=2.25mm,均滿足規(guī)范要求。

橫肋采用φ48×3.5鋼管,按三跨連續(xù)梁計(jì)算,σ= 66.33MPa<[σ]=205 MPa,f=1.33mm<[f]=3mm。

五、施工要點(diǎn)

1.支架搭設(shè)前,測量放線尤為重要,放出預(yù)彎鋼管結(jié)構(gòu)中心線,考慮方木及竹膠板厚度,結(jié)構(gòu)中心線與線路中心線水平徑向偏移量應(yīng)為P=(1.44+0.1+0.012)i=1.552 i。每排支架沿結(jié)構(gòu)中心向兩側(cè)必須徑向布置方可保證上部梁體線形。

2.保證梁體魚腹線型是否滿足設(shè)計(jì),關(guān)鍵取決于預(yù)管鋼管的彎制質(zhì)量。彎制時(shí)應(yīng)保證大樣準(zhǔn)確,該大樣應(yīng)按照其上縱向方木厚度及竹膠板厚度進(jìn)行放大。預(yù)彎時(shí)注意保證在一個(gè)平面上,否則影響梁體線形。

3.預(yù)彎鋼管定位后的可調(diào)性很小,一旦底模鋪好便無法調(diào)整。支架施工過程控制最為關(guān)鍵。安設(shè)預(yù)彎鋼管時(shí)應(yīng)定位精確,每5m搭設(shè)標(biāo)準(zhǔn)斷面,在帶線搭設(shè)其間部分。帶線時(shí),可帶三條線,即一個(gè)斷面的結(jié)構(gòu)中心線、兩側(cè)端線。高程控制時(shí)也應(yīng)注意將10cm厚方木、1.2cm厚竹膠板的厚度、預(yù)留拱度考慮進(jìn)去。

作者簡介:孫亞軍(1977-),男,江蘇泗陽人,江蘇環(huán)宇交通工程有限公司泗陽分公司交通工程師,造價(jià)師,研究方向:道路橋梁施工管理;周成帥(1976-),男,江蘇泗陽人,江蘇環(huán)宇交通工程有限公司沭陽分公司交通工程師,二級建造師,研究方向:道路橋梁建設(shè)施工管理。