【摘要】貴州省夾巖輸配水一期工程北干渠附廓前段的白甫河倒虹管橋,為國內水利工程第一座主拱圈擬采用斜拉扣掛懸臂現(xiàn)澆工藝的特大倒虹管拱橋,跨徑為180m。在箱拱懸臂澆筑的設計過程中, 有比較多的創(chuàng)新點,可為同類工程設計提供新的思路和參考。
【關鍵詞】大跨徑管橋;主拱圈;斜拉扣掛懸臂澆筑;施工技術
1、工程概況
白甫河倒虹管橋位于貴州省畢節(jié)地區(qū)大方縣境內,是夾巖北干附廓前段上的一座特大型管橋,橋區(qū)地形屬典型V型溝谷,主跨為180米的單位箱形截面拱橋,主拱圈為單箱雙室型截面,跨徑布置為2×20m+180m+3×20m。主拱圈采用斜拉扣掛懸臂澆筑工藝施工。圖1為白甫河管橋縱剖面圖:
2、管橋施工方案的選擇
根據(jù)大橋所在橋位區(qū)的實際地形地質條件,以及施工可行性、安全可靠性、造價、等方面綜合考慮,特別是場地要求受到制約,采用其它施工方法如支架搭設、纜索預制吊裝等存在較大安全風險及受場地限制。經(jīng)多方案比選,主拱圈采用斜拉扣掛懸臂澆筑工藝施工。
從結構尺寸和相應重量來看,北干渠附廓前白甫河管橋結構與公路、鐵路連續(xù)剛構箱梁完全類似,在國內外都有成熟的施工經(jīng)驗,即采用掛籃逐節(jié)段懸臂澆筑。據(jù)調查了解,國內貴州省已竣工的思劍高速公路的木蓬特大橋(跨徑165m)、四川白沙溝1號橋(跨徑150m)、四川省攀枝花市東區(qū)新密地特大橋(182m)等工程已成功應用斜拉扣掛懸臂澆筑工藝進行了施工。
夾巖水利樞紐工程干渠及供水管線的高大跨連續(xù)剛構管橋雖然荷載比公路、鐵路在建及已建項目大很多,但澆筑分段及分塊重量均與公路、鐵路在建及已建項目相當,因此創(chuàng)新采用斜拉扣掛懸臂澆筑工藝施工應是較為成熟的施工方法。
圖2為白甫河管橋主拱圈懸澆總體布置示意圖。
3、拱圈施工方案
3.1 拱圈施工總體思路
將主拱圈分成30個節(jié)段,除1號節(jié)段和跨中合攏段外,拱圈的施工采用掛籃逐節(jié)段懸臂澆筑;完成一個節(jié)段施工后對該懸臂節(jié)段進行臨時扣掛,進入下一循環(huán)施工;1號節(jié)段采用現(xiàn)澆支架進行澆筑,跨中合攏段采用掛籃進行澆筑;在交界墩蓋梁上設置扣塔,1~5號節(jié)段的扣索通過錨箱扣掛在交界墩蓋梁上,6~15號節(jié)段的扣索通過扣塔進行斜拉扣掛;錨索利用擴大永久結構的橋臺和承臺并輔以預應力巖錨進行錨固。
拱圈形成前,結構自身處于不穩(wěn)定狀態(tài),需要通過大量臨時結構和輔助措施,以保證成橋過程中結構穩(wěn)定和施工安全。輔助措施以索體系為主,相對支架具有更不確定風險因素;施工過程中,需要進行多次結構體系轉換,最終實現(xiàn)成橋狀態(tài);懸臂澆筑過程中,隨著新節(jié)段混凝土澆筑及扣索張拉,已澆筑節(jié)段頂?shù)装謇瓑簯⒅貜统霈F(xiàn),應有效控制拉應力,以保證懸澆過程中箱拱頂?shù)装寤炷敛婚_裂的問題。
3.2 1#節(jié)段施工
1#節(jié)段采用搭設排架進行澆筑,立柱鋼管采用φ500×8mm鋼管做支撐,橫向設置3組,和腹板對應;縱梁采用45a工字鋼,橫向設置5道;并和拱座的預埋型鋼進行焊接;橫梁采用2I32a和3I32a型鋼分配梁采用20a槽鋼。
整個支架的各個聯(lián)系點均使用焊接;在縱梁下設置楔形塊以便于脫模;在橫向分配梁下設置墊塊調整拱圈弧度。
3.3 掛籃拼裝及預壓
1#段施工完成后,即可進行掛籃安裝工作,在1號節(jié)段的對應底面上安裝底籃的主骨架; 安裝好拉桿和止退的抗剪臂;安裝掛籃掛鉤、滑船、軌道、行走滾輪等;安裝掛籃其他的桿件、橫梁;安裝底模、工作平臺及工作通道;安裝內外模。
3.4 2~15#梁段混凝土施工
掛籃預壓完成后,開始進行2#~15#節(jié)段的施工;其施工步驟為:掛籃就位→調整底模標高→底板、腹板和隔板鋼筋安裝→側模、內模安裝→頂板鋼筋安裝→頂模安裝→混凝土澆筑→安裝臨時扣索→達到齡期且達到85%設計強度后進行扣錨索張拉→前移掛籃進入下一節(jié)段施工。
掛籃的行走:待2#梁段施工完畢,掛籃即可行走。行走程序如下:鋪設軌道→放松絲桿→安裝頂推裝置→取出后部墊塊,提升掛籃抗剪臂→頂推掛籃前移。
3.5 合龍段施工
主拱圈合攏即體系轉換是控制全橋
受力狀況和線型的關鍵工序,因此主拱圈的合攏順序、溫度和施工工藝都必須嚴格控制。先用臨時連接型鋼將現(xiàn)澆段與邊跨懸臂澆筑段臨時連接,保持相對固定,然后進行合攏段砼澆筑,防止合攏砼在早期因為梁體砼的熱脹冷縮開裂。
4、結論
主拱圈采用斜拉扣掛懸臂現(xiàn)澆工藝施工,技術上成熟可靠,國內有類似工程的成功經(jīng)驗作為參考,施工上有一定難度。本文將為水利工程中大跨徑混凝土拱渡槽(橋)的設計及施工提供同類似的參考。
參考文獻:
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作者簡介:蔡強(1970~),男(仡佬族),貴州銅仁人,大學本科,高級工程師,主要從事:水利水電工程施工組織設計工作。