李杏林

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大廣高速良口流溪河1號大橋連續(xù)剛構(gòu)邊跨現(xiàn)澆施工技術(shù)實(shí)例

李杏林

【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，國內(nèi)橋梁越來越多地采用了大跨徑橋梁，上部結(jié)構(gòu)采用懸澆剛構(gòu)箱梁，本文結(jié)合現(xiàn)場的施工情況，以懸澆剛構(gòu)現(xiàn)澆段的施工技術(shù)進(jìn)行總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】懸澆剛構(gòu)；現(xiàn)澆段；施工技術(shù)

1　工程概況

大廣高速公路（粵境段）良口流溪河1號大橋分為左右兩幅線路，左線中心樁號為ZK140+824，起止里程為ZK140+589.5～ZK141+211.5，孔跨布置為：3×40+ （72+125+72）+5×40+1×30m；右線中心樁號為K140+795，起止里程為K140+560.5～K141+249.5（接大江里特大橋0號墩）孔跨布置為：3×40+（72+125+72）+6×40+2×30m。

2　施工方案

2.1主要施工方案

主橋0#塊采用墩身預(yù)埋托架施工、箱梁采用菱形掛籃懸澆、邊跨現(xiàn)澆段采用在墩身及蓋梁上安裝牛腿托架施工，引橋T梁采用預(yù)制場集中預(yù)制和架橋機(jī)架設(shè)，預(yù)制梁先簡支后澆筑連續(xù)段混凝土，并施加預(yù)應(yīng)力束形成連續(xù)T梁。主橋箱梁0號節(jié)段長10m，混凝土376.4m3，箱梁主體落在空心墩墩頂實(shí)心段上，懸臂段采用托架施工；兩邊跨各有4.28m的現(xiàn)澆段，現(xiàn)澆段在6#墩和9#墩上采用預(yù)埋托架施工，邊跨合攏與中跨合攏段為吊籃現(xiàn)澆，其余各跨由掛籃懸澆施工，梁體自0號節(jié)段左右各劃分為17（中16）個懸澆段對稱布置，節(jié)段長度分別為3m、3.5m和4m，中跨合攏段長2m，邊跨合攏段長度2.0m。梁段最大塊重為205.1t，最小64t。箱梁腹板厚度1～5#梁段為0.85m，5～6#梁段由0.85m漸變0.7m，7～11#梁段為0.7m，11～12#梁段由0.7m漸變0.55m，12～18#梁段為0.55m。

2.2現(xiàn)澆段施工方案

由于良口流溪河1號大橋橋位處地形陡峭，且與黃龍帶隧道相連，須黃龍帶隧道形成運(yùn)梁通道后方可進(jìn)行引橋的架梁及橋面系施工，導(dǎo)致6#墩邊跨現(xiàn)澆段施工時須配重，保證墩身的平衡。

2.2.1托架方案選定

流溪河1號大橋主橋邊跨現(xiàn)澆段（6#墩和9#墩）19’號塊施工，采用在墩身上預(yù)埋下排鋼牛腿和蓋梁上預(yù)埋上排剛牛腿，在牛腿上安裝貝雷梁片作為托架，利用托架施工現(xiàn)澆段。邊跨現(xiàn)澆段19’塊梁體長度4.28m，支座中心線距離梁端0.6m，梁段體積92.1m，重量239.5t。

由于原設(shè)計流溪河1號大橋6#和9#墩斷面尺寸不一致，6#墩左幅墩身尺寸7.0×4.0m；6#墩和9#墩右幅墩身尺寸7.0m×3.4m；6#墩右幅墩身尺寸7.0× 4.0m，因此需要設(shè)計3套托架。

2.2.2托架預(yù)壓及驗(yàn)算

邊跨現(xiàn)澆段托架與0#塊托架一致，均需要先預(yù)壓消除托架非彈性變形，檢驗(yàn)托架的穩(wěn)定性能，并測出托架在墩頂構(gòu)件施工時的彈性變形，為設(shè)置支架預(yù)拱度提供依據(jù)，需對支架進(jìn)行荷載預(yù)壓，預(yù)壓重量等于托架承受梁體重量的120%。邊跨的6#和9#墩頂托架預(yù)壓與0#塊施工托架預(yù)壓一致，均采用沙袋進(jìn)行預(yù)壓。

2.3現(xiàn)澆施工

現(xiàn)澆段配重：根據(jù)原設(shè)計圖紙，邊跨現(xiàn)澆段19’塊梁體長度4.28m，支座中心線距離梁端0.6m，梁段體積92.1m，重量239.5t。該節(jié)段實(shí)心段長1.8m，全部位于蓋梁上部，僅2.48m空心段位置支架系統(tǒng)上。該空心段梁體重量為145t，在現(xiàn)澆段施工時，需要同時在對應(yīng)側(cè)增加相應(yīng)配重。根據(jù)現(xiàn)實(shí)實(shí)際施工情況，擬采用水箱配重或采取堆放鋼筋配重。

在邊跨現(xiàn)澆段澆筑混凝土?xí)r，同時在對面增加配重，配重G從0到145t，根據(jù)澆筑混凝土?xí)r的進(jìn)度，每澆筑完成一車混凝土（8m3約19t），相應(yīng)增加配重19× 145/239.5=11.5t。如果選定采用水箱增加配重，則每灌注一車混凝土，配重增加11.5m3水；若選用鋼筋增加配重，則每灌注一車混凝土，采用塔吊吊裝11.5t鋼筋，平鋪在支架平臺上。

2.4邊跨現(xiàn)澆段施工方案優(yōu)化原因

根據(jù)原有施工方案，在邊跨現(xiàn)澆段混凝土澆筑施工過程中，需要同時在對應(yīng)側(cè)增加相應(yīng)配重，保持墩身兩側(cè)受力一致，保證墩身質(zhì)量。原有的配重支架平臺也跟現(xiàn)澆段支架平臺一樣，在墩身和蓋梁上預(yù)埋牛腿鋼板，安裝鋼牛腿后搭設(shè)配重平臺。由于在施工過程中，左右幅同時施工，現(xiàn)場沒有足夠的貝雷梁，為方便現(xiàn)場施工，縮減施工成本，利用現(xiàn)場已有的資源，在考慮到施工安全和保證施工質(zhì)量的前提下，對連續(xù)梁現(xiàn)澆段配重支架進(jìn)行優(yōu)化補(bǔ)充。

2.5邊跨現(xiàn)澆段配重支架方案優(yōu)化

配重端鋼牛腿支架系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，上排牛腿（Ⅲ型鋼牛腿）2個仍然安裝在蓋梁上，下排2個鋼牛腿（Ⅱ型鋼牛腿）由于沒有墩身預(yù)埋鋼板，只能采用墩身上預(yù)留的ф16cm穿心棒孔（蓋梁施工專用），利用ф14cm的鋼棒作為下部支撐。

在埋設(shè)蓋梁上排牛腿（Ⅲ型鋼牛腿）時，左右牛腿埋設(shè)間距垂直橋向6.3m（下部墩身穿心棒孔間距一致）。下排鋼牛腿上連接的2［32a槽鋼作為斜撐（夾角29°）與上排鋼牛腿連接的2I40a工字鋼焊接成整體，斜撐2 ［32a槽鋼垂直高度保持原有高度355cm不變。鋼棒距離墩頂距離為150cm，鋼棒與槽鋼斜撐的連接采用專用鋼盒。上排牛腿以上保持原設(shè)計不變，在2I40a工字鋼支架上安裝長18m的貝雷梁片3組（單側(cè)）間距60cm作為垂直橋向的主梁，在主梁上鋪設(shè)10×10cm方木并在方木上鋪設(shè)竹膠板形成托架平臺（配重）。

由于保持原設(shè)計的結(jié)構(gòu)尺寸不變，只改變了下排鋼牛腿的固定，原方案設(shè)計為16根φ28的U型螺栓，現(xiàn)在為1根φ140的鋼棒，整個受力檢算只需要對鋼棒的最大剪力和彎矩進(jìn)行檢算。

根據(jù)原方案檢算數(shù)據(jù)，下排牛腿最大剪力：

Qmax=776（kN），現(xiàn)采用φ140的鋼棒進(jìn)行檢算彎矩和剪力。

鋼棒處的最大彎矩：

最大剪力：Qmax=776（kN）

φ140的U型螺栓有效直徑按φ140mm計算，應(yīng)力為：

根據(jù)驗(yàn)算，采用140mm鋼棒代替下排牛腿做支架系統(tǒng)能夠滿足施工要求。

3　支架驗(yàn)算

3.1計算荷載

施工人員及設(shè)備荷載：q1=2.5 kN/m2；

傾倒混凝土?xí)r產(chǎn)生荷載：q2=2.0 kN/m2；

振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載：q3=2.0 kN/m2；

模板支架自重荷載：q3=2.5 kN/m2；

新澆筑混凝土自重荷載：q5=26 kN/m3。

3.2支架受力驗(yàn)算

3.2.1腹板處10×10的底模方木受力驗(yàn)算

方木的布置的跨度0.6m，間距為0.3m：

3.2.2底板處10×10的底模方木受力驗(yàn)算

方木的布置的跨度0.6m，間距為0.3m：

3.2.3翼板下支架驗(yàn)算

⑴翼板處10×10方木肋條受力驗(yàn)算：

方木的布置的跨度0.9m，間距為0.3m：

⑵翼板處10×12方木受力計算：

方木的布置的跨度0.9m，間距為0.9m：

支點(diǎn)壓力：P=0.9×6.6=6（kN/m）

用SAP2000計算，最大彎矩Mmax=1.38（kN.m），最大剪力Qmax=7.4（kN）

⑶翼板下立桿（φ48×3.5mm）受力驗(yàn)算

P=19.4（kN）

計算長度：

l0=1.0×L=1.0×1.2=1.2（m）（兩端鉸接）

回半徑轉(zhuǎn)：i=0.0158（m）

長細(xì)比：λ=l0/i=1.2÷0.0158=76

彎曲細(xì)數(shù)：查表得ψ=0.744

3.2.4貝雷梁受力驗(yàn)算

貝雷梁受到碗扣支架立桿的壓力和自重，以荷載最大的貝雷梁進(jìn)行驗(yàn)算。

用SAP2000計算，最大彎矩Mmax=276（kN.m），最大剪力Qmax=191（kN）

最大撓度fmax=4mm。

3.2.5對鋼牛腿進(jìn)行受力驗(yàn)算

⑴2I40a工字鋼受力驗(yàn)算：

用SAP2000計算，最大彎矩Mmax=197（kN.m），最大剪力Qmax=462（kN）

最大撓度fmax=2mm。

⑵斜撐（2［32a槽鋼）受力計算

斜撐（2［32a工字鋼）受到的軸向壓力：

P=898（kN）

計算長度：

l0=1.0×L=1.0×4.05=4.05（m）（兩端鉸接）

回半徑轉(zhuǎn)：i=0.118（m）

長細(xì)比：λ=l0/i=4.05÷0.118=35

彎曲細(xì)數(shù)：查表得ψ=0.943

⑶鋼牛腿受力計算：

①Ⅲ型鋼牛腿驗(yàn)算

鋼板及焊縫的最大彎矩：Mmax=112（kN.m）

最大剪力：Qmax=338（kN）

φ28的U型螺栓有效直徑按φ26mm計算，應(yīng)力為：

②Ⅱ鋼牛腿驗(yàn)算

將斜撐作用于鋼牛腿上的力分解為水平力F1=430KN，豎向力F2=776KN，如圖1。

圖1　

鋼板及焊縫的最大彎矩：

最大剪力：Qmax=776（kN）

U型螺栓處的最大彎矩：

Mmax=776×0.145-430×0.185=33（kN.m）

最大剪力：Qmax=776（kN）

φ28的U型螺栓有效直徑按φ26mm計算，應(yīng)力為：

4　結(jié)束語

通過優(yōu)化原方案中配重端鋼牛腿支架系統(tǒng)，改變了下排鋼牛腿的固定方式，簡化該支架系統(tǒng)的安裝步驟，現(xiàn)場施工進(jìn)度得到更好的控制，為保證兩側(cè)邊跨現(xiàn)澆段盡可能同時一次性澆筑提供有利的條件，使其混凝土齡期相同。減少高空作業(yè)施工的工程量，更便捷的施工方案，有效地提高現(xiàn)場的管理效率及管理目標(biāo)，達(dá)到提高安全可靠性的目的?！?/p>

【參考文獻(xiàn)】

［1］JTG/TF50-2011公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2011.

作者身份證號碼：440421198501178133