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        淺談下承式鋼管混凝土系桿拱橋施工技術(shù)

        2015-02-02 15:11:45昆山市交通航務(wù)工程公司江蘇昆山215300
        關(guān)鍵詞:支架混凝土施工

        樊 恩(昆山市交通航務(wù)工程公司,江蘇 昆山 215300)

        淺談下承式鋼管混凝土系桿拱橋施工技術(shù)

        樊恩
        (昆山市交通航務(wù)工程公司,江蘇 昆山 215300)

        昆山市東楊林塘橋是單跨80m下承式鋼管混凝土系桿拱橋,施工支架選擇了碗扣滿堂支架方案,系統(tǒng)介紹了支架施工、鋼管拱肋定位、鋼管混凝土壓注、吊桿安裝的施工工藝和方法,總結(jié)了施工工藝質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)和措施。

        鋼管混凝土壓筑;系桿拱橋;碗扣支架;鋼管貝雷梁支架

        一﹑工程概況

        東楊林塘橋主橋上部結(jié)構(gòu)為80m下承式鋼管混凝土提籃拱。主橋承重構(gòu)件拱肋及系桿,設(shè)二榀分列。系桿間凈距8.3m,拱肋向內(nèi)傾斜8°角,面內(nèi)拱軸線方程y=4fx(L-x)/L2,矢跨比f/L=1/5.5,跨徑L=80m,矢高f=14.545m。系桿采用單箱型截面,外立面與拱肋平行以利美觀。拱肋采用啞鈴型雙圓管截面,管內(nèi)填充C40微膨脹混凝土。吊桿采用OVMLZM吊桿系統(tǒng)及OVMXG系桿系統(tǒng),全橋共計(jì)26根吊桿。

        二﹑施工重難點(diǎn)分析

        (1)拱腳施工。拱腳位于拱肋﹑系桿﹑端橫梁三者節(jié)點(diǎn)處。對(duì)主橋的拱腳施工,一則拱腳內(nèi)鋼筋布排密集,系桿及端橫梁預(yù)應(yīng)力孔道穿越其中,拱腳內(nèi)還有鋼管拱肋及勁性骨架的預(yù)埋段;二則鋼管拱肋預(yù)埋段的準(zhǔn)確性是保證其在安裝過程中達(dá)到設(shè)計(jì)拱軸線的首要及關(guān)鍵環(huán)節(jié),拱腳一經(jīng)完成施工就已經(jīng)確定本系桿拱拱軸線在空間的具體位置,不可再行調(diào)整。

        (2)鋼管拱肋混凝土的制備與灌注?;炷林苽鋺?yīng)優(yōu)化配合比,在確保設(shè)計(jì)強(qiáng)度的前提下使混凝土具有較好的流動(dòng)性等;混凝土的泵送頂升應(yīng)確定合理的灌注順序,同時(shí)應(yīng)確保管內(nèi)混凝土灌注的密實(shí)性,使成形后的拱肋中鋼管與混凝土共同參與受力。

        三﹑施工工藝

        3.1施工支架

        主橋拱腳﹑系梁施工,系梁下地基清表后直接碾壓密實(shí),壓實(shí)度應(yīng)保證大于90%,5%灰土回填至與碾壓后的原地基齊平后,再鋪筑50cm5%灰土,再鋪設(shè)30cm三合土,用壓路機(jī)碾壓后澆筑15cm 厚C20混凝土地坪。拱腳﹑系梁采用滿布支架法現(xiàn)澆,支架采用碗扣鋼管支架。支架主要由豎向承重立桿等組成,施工荷載主要由立桿承受,立桿軸向承載力則由橫桿步距(豎向間距)確定。

        支架縱橫向均須設(shè)剪力斜撐,斜撐采用鋼管,其規(guī)格不低于支架鋼管。支架搭設(shè)前,對(duì)需要搭設(shè)支架的地基要首先進(jìn)行預(yù)壓,穩(wěn)定持荷48h以上,盡可能消除地基土的變形。支架搭設(shè)完成后,應(yīng)按照混凝土澆筑荷載的120%預(yù)壓,以盡可能消除支架的非彈性變形,準(zhǔn)確測(cè)定支架系統(tǒng)的彈性變形。支架預(yù)壓采用堆碼沙袋法并按新澆混凝土荷載的60%﹑100%﹑120%的梯度分級(jí)加載,每級(jí)持荷約1h,加載至120%后則需穩(wěn)定持荷48h以上,在分級(jí)加載荷載中進(jìn)行分級(jí)測(cè)量,作好記錄。

        3.2鋼管拱肋定位

        拱肋分5節(jié)安裝,拱腳預(yù)埋段為2節(jié),其余3節(jié)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拼裝對(duì)接。

        首先安裝的拱腳預(yù)埋段在澆筑拱腳砼之前進(jìn)行安裝定位,拱腳預(yù)埋管安裝采用空間三維坐標(biāo)控制,鋼管在空中骨架內(nèi),拱座空間小,測(cè)量控制點(diǎn)測(cè)設(shè)困難,精度要求高。施工放樣時(shí),采用三點(diǎn)控制預(yù)埋管空間位置,在鋼管拱節(jié)段加工時(shí),對(duì)鋼板上口中心﹑拱腳節(jié)段上口截面象限點(diǎn)進(jìn)行精確定位和制作,然后根據(jù)象限點(diǎn)用線錘進(jìn)行法蘭截面中心分中并定點(diǎn)。安裝時(shí)采用全站儀對(duì)鋼板上口中心﹑拱腳節(jié)段上端象限點(diǎn)和法蘭中心點(diǎn)這三個(gè)點(diǎn)進(jìn)行精確放樣。拱腳預(yù)埋鋼管與相鄰鋼筋進(jìn)行點(diǎn)焊,并采用6道δ=10mm厚﹑寬10cm鋼帶將拱腳鋼管固定。

        拱肋安裝時(shí),為便于兩節(jié)段拱肋對(duì)接,合龍段預(yù)留8mm~10mm間隙,在兩段鋼管各自端頭周邊外側(cè)焊接臨時(shí)螺栓連接鋼板,在臨時(shí)連接后進(jìn)行初焊,待全拱成形后再終焊,并除去連接鋼板。

        3.3拱肋吊裝施工

        待拱肋架設(shè)后,將拼裝成段的鋼管拱運(yùn)到起吊位置上,全橋拱肋重為91.625t。中間拱肋A節(jié)段長(zhǎng)為26m,重14.85t;單側(cè)拱肋B節(jié)段長(zhǎng)為22.891m,重13.2t。從兩側(cè)進(jìn)行起吊,拱肋拼裝用兩艘80t浮吊船將鋼管拱分節(jié)吊裝至拱架上焊接成拱,并按從拱腳到拱頂?shù)捻樞颍碆→A),同時(shí)對(duì)稱吊裝焊接成型。合龍時(shí)選擇合龍溫度宜在14℃~20℃之間。鋼管接頭焊接前可采取臨時(shí)剛性固定,以避免焊接時(shí)接頭間發(fā)生相對(duì)位移。待全橋拱肋全部拼裝完畢后,再進(jìn)行拼裝兩拱肋間橫向支撐。

        3.4鋼管拱肋混凝土壓注

        主橋鋼管拱肋內(nèi)灌注C40微膨脹混凝土,根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》中有關(guān)規(guī)定,灌注混凝土要求具有低泡﹑大流動(dòng)性﹑收縮補(bǔ)償﹑延后初凝和早強(qiáng)的性能,同時(shí)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)混凝土配制強(qiáng)度應(yīng)比設(shè)計(jì)強(qiáng)度提高10%~15%。

        拱肋砼泵送順序,先壓注拱肋下弦管,再壓注拱肋上弦管,最后壓注中間部分。

        對(duì)左右兩側(cè)(或稱為上下游)鋼管拱肋的灌注順序,一般應(yīng)符合對(duì)稱灌注的原則,對(duì)本橋采用左側(cè)下弦管→右側(cè)下弦管→左側(cè)上弦管→右側(cè)上弦管,左側(cè)中間部分,右側(cè)中間部分的先后順序。嚴(yán)格執(zhí)行對(duì)稱加載的原則,即以拱頂為對(duì)稱線,兩半跨對(duì)稱加載。

        弦管混凝土灌注時(shí),先泵送一定量的水泥漿(厚度30cm),以潤(rùn)滑管壁,減小泵送過程中混凝土與管壁之間的摩擦力,并可避免自由下落的混凝土粗骨料產(chǎn)生彈跳。

        單根拱肋的弦管及腹腔應(yīng)從兩拱腳端采用兩臺(tái)輸送泵對(duì)稱灌注混凝土,且混凝土灌注速度應(yīng)基本相同,混凝土頂升面高差不能超過3m,接近拱頂時(shí),混凝土頂升面高差不能超過1m,以確保拱肋的縱向穩(wěn)定。

        3.5吊桿安裝與張拉

        吊桿安裝采用從拱肋頂向下把吊桿穿入拱肋和系桿上的索導(dǎo)管內(nèi)的方式,由人工沿著拱肋上的貓道走道把吊桿搬運(yùn)到每個(gè)吊索的安裝位置后,取下下端的錨環(huán),并穿入肋拱上的索導(dǎo)管內(nèi),當(dāng)錨端露出上索導(dǎo)管后,立即在前端錨杯內(nèi)安裝好牽引環(huán),并用葫蘆倒鏈固定橫﹑系梁上作牽引。吊桿后端捆綁一個(gè)倒鏈作溜繩,便于控制向下吊桿的滑移速度。當(dāng)?shù)鯒U下端進(jìn)入到設(shè)計(jì)位置后,取下牽引環(huán)和倒鏈并安裝好錨環(huán)。

        吊桿張拉采用4臺(tái)YD150牽引式千斤頂分批次成對(duì)對(duì)稱單端張拉,張拉以張拉應(yīng)力為主和以量測(cè)伸長(zhǎng)量為輔的“雙控法”進(jìn)行控制。

        張拉前應(yīng)仔細(xì)計(jì)算其張拉索力及伸長(zhǎng)值,并征得施工控制單位及設(shè)計(jì)單位的同意后方能進(jìn)行張拉。張拉時(shí)設(shè)置臨時(shí)觀測(cè)點(diǎn)24小時(shí)觀測(cè),做好記錄確保施工安全﹑有序的進(jìn)行。

        結(jié)語

        本文依據(jù)昆山市東楊林塘橋主橋?qū)嶋H施工過程編寫,提出了系桿拱橋施工的主要難點(diǎn),并通過具體的施工技術(shù),采取不同的方法解決了上述問題,為以后的系桿拱橋施工提供了參考。

        [1]江正榮,朱國(guó)梁.簡(jiǎn)明施工計(jì)算手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005.

        TU74

        A

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