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        清水江風(fēng)雨橋主拱圈支架現(xiàn)澆施工簡述

        2016-11-16 07:48:56彭力
        城市道橋與防洪 2016年10期
        關(guān)鍵詞:清水江拱架條形

        彭力

        (貴州路橋集團有限公司,貴州 貴陽 550001)

        清水江風(fēng)雨橋主拱圈支架現(xiàn)澆施工簡述

        彭力

        (貴州路橋集團有限公司,貴州 貴陽 550001)

        凱里市清水江風(fēng)雨橋主孔為150 m的等截面懸鏈線箱形無鉸拱,凈矢高30 m,采用有支架現(xiàn)澆施工,介紹了其現(xiàn)澆支架的設(shè)計方案與主拱圈施工技術(shù)。

        箱形拱橋;主拱圈;支架現(xiàn)澆;方案;施工

        1 概述

        清水江風(fēng)雨橋是凱里市永豐西路延伸段上的關(guān)鍵控制性工程,位于貴州省凱里市城郊,是連接主城原滌綸廠片區(qū)和開發(fā)新區(qū)玻璃廠片區(qū)的主要通道,是凱里市實施和推動濱江開發(fā)的重要項目。大橋為跨越清水江而設(shè),與主河槽成63°左右交角,起止里程樁號為K0+986.373~K1+363.373,橋型布置為3×22 m+1×150 m+2×(3×22 m),橋梁全長377 m,分四幅拱建設(shè),中間兩幅車行拱橋,兩側(cè)各設(shè)一幅人行風(fēng)雨拱橋,橋面總寬44.04 m,設(shè)單向2%縱坡。主孔均為等截面懸鏈線鋼筋混凝土箱形無鉸拱,拱軸系數(shù)m=1.543,凈跨徑150 m,凈矢高30 m,凈矢跨比1/5,車行拱為單箱四室截面,人行拱為單箱雙室截面,主拱箱高2.6 m,采用C40混凝土。拱上建筑采用排架柱、橫墻、3×15.9 m+4× 15.9 m+3×15.9 m變截面現(xiàn)澆連續(xù)箱梁。拱座為明挖擴大基礎(chǔ);U形重力式橋臺。引橋為3×22 m變截面現(xiàn)澆連續(xù)箱梁,如圖1所示。

        2 支架方案設(shè)計

        2.1特點分析

        經(jīng)分析對比,該橋具有以下主要特點:跨度大,凈跨徑達到了150 m;規(guī)模大,共計四幅主拱,橋面總寬度達到44.04 m,拱上現(xiàn)澆連續(xù)梁體量大;工期緊,合同工期僅有24個月,拱上連續(xù)梁現(xiàn)澆時間長;地形開闊平坦,水位較淺,河床基巖出露;拱頂距河面僅約35 m。

        2.2支架總體設(shè)計

        根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)特點,結(jié)合現(xiàn)場地形地質(zhì)條件、施工周期、施工安全、通航、泄洪及經(jīng)濟性等情況,綜合比較拱橋主拱圈施工的各種方法后,確定采用混合拱架法進行主拱圈現(xiàn)澆施工,采取三種不同的支架組合,分環(huán)、分段對稱施工。主拱圈采用分環(huán)施工,即底板、腹板及頂板各為一環(huán),待前一環(huán)混凝土合攏并達到設(shè)計強度的80%以后,再進行下一環(huán)的施工。由此可知,荷載主要集中在第一環(huán)和第二環(huán)上,第二環(huán)施工時的荷載由第一環(huán)混凝土及支架共同承擔(dān),第三環(huán)施工時的荷載則由第一、二環(huán)混凝土形成的開口箱承擔(dān)。

        靠近5#拱座端18.94 m段,由于水位較深,岸基較陡,采用63 cm鋼管墩支撐2I63a工字鋼橫梁,再安裝45 a工字鋼縱梁,鋪設(shè)橫向分配梁后立?,F(xiàn)澆。具體布置為:先澆筑混凝土條形基礎(chǔ),在條形基礎(chǔ)預(yù)埋板上安裝63 cm鋼管墩63 cm鋼管墩高度根據(jù)主拱圈弧度取值,節(jié)間采用法蘭盤并螺栓連接,以支撐2I63a工字鋼橫梁。后在2I63a工字鋼橫梁上安裝45a工字鋼形成縱梁,45a工字鋼縱梁與5#拱座預(yù)埋板焊接。單側(cè)主拱圈(含一幅車行橋和一幅人行橋,下同)支架63 cm鋼管墩布置為3排8列,排距為6 m,列間距布置為3.15 m+3.15 m+ 1.62 m+2.85 m+2.9 m+2.9 m+2.85 m。單根鋼管墩頂部橫橋向分配梁采用經(jīng)過特殊處理的2片I63a組拼加工而成,并與墩頂焊接。

        圖1 清水江風(fēng)雨橋立面圖

        靠近6#拱座端18.94 m段,地基易于處理,采用落地式滿堂鋼管支架立?,F(xiàn)澆。

        條形基礎(chǔ)采取砂袋圍堰或鋼筋混凝土管涵施工,施工程序為:施工準備→土石回填→條形基礎(chǔ)基坑開挖→測量放樣→砂袋圍堰(鋼筋混凝土管涵安裝)→抽水清渣→條形基礎(chǔ)施工→清理條形基礎(chǔ)周圍堆積物。為了保證橋位處在常、洪水期水位的泄洪能力不影響周圍的自然環(huán)境及周圍居民的生活,結(jié)合橋位處的氣象水文資料,經(jīng)仔細研究分析,決定采取清除條形基礎(chǔ)間的原河床堆積物,從而填補因施工條形基礎(chǔ)而占用的過水面積,以達到泄洪的能力。

        2.3支架計算

        根據(jù)支架設(shè)計方案建立了MIDAS/Civil模型。采用梁單元模擬鋼管墩、鋼管支架、貝雷梁、工字梁等構(gòu)件,主拱圈按照鋼管墩在橫向的布置方式,劃分成梁格網(wǎng)絡(luò),并采用修正截面特性的梁單元模擬,采用拉索單元模擬鋼管墩間拉桿,模型共有節(jié)點21 438個,單元43 787個。經(jīng)計算,在考慮鋼管墩沉降的工況下,豎向變形最大值位于第5跨跨中,為16.5 mm,結(jié)構(gòu)線彈性穩(wěn)定系數(shù)為6.08,支架變形、應(yīng)力、線彈性穩(wěn)定性均能滿足要求。

        3 支架拼裝及預(yù)壓

        鋼管墩及型鋼、貝雷拱架采用人工配合吊車進行安裝,并在拱架拼裝過程中,對稱設(shè)置側(cè)向纜風(fēng)繩,保證拱架拼裝過程中的穩(wěn)定性。拱架拼裝時,應(yīng)做好拱架預(yù)抬高度及軸線的控制,并適時與計算值做對比,當發(fā)現(xiàn)偏差較大時,應(yīng)及時分析原因并做調(diào)整。貝雷拱架安裝完畢,靜置48 h無變化后,即開始在其上方搭設(shè)鋼管拱盔。支架頂面小橫桿搭設(shè)時,考慮拱架變形及拱上荷載作用,在跨中處預(yù)設(shè)8 cm的預(yù)抬高值,其余位置按懸鏈線預(yù)設(shè)。拱盔及滿堂支架搭設(shè)完畢后,按照預(yù)壓方案,在拱架上采用鋼管鎖扣成階梯式水箱進行拱架加載預(yù)壓。

        4 混凝土澆筑及卸架

        4.1主拱圈混凝土澆筑

        拱架預(yù)壓變形與計算結(jié)果基本一致,在拆除預(yù)壓附加物體并再次對調(diào)平鋼管進行調(diào)整后,進行模板安裝。主拱圈施工除上、下馬蹄及外側(cè)模采用定型鋼模板外,底模與內(nèi)模均采用木模,模板間采用U形扣件連接,對拉桿及鋼管加固。與混凝土施工分環(huán)對應(yīng),模板及鋼筋分三次安裝,待拱圈混凝土全部澆筑完成,達到拆模條件后,再一次性將模板拆除。主拱圈混凝土采用拌和站集中拌和、罐車運輸至施工現(xiàn)場,混凝土車載泵泵送入?,F(xiàn)澆。第一環(huán)為底板,第二環(huán)為腹板及橫隔板(即澆至頂板倒角下沿),第三環(huán)為頂板及排架底座。對車行橋主拱圈,因腹板數(shù)量較多(5道),又分為2次澆筑,第一次澆筑2、4號腹板,第二次澆筑1、3、5號腹板及橫隔板。每環(huán)拱圈混凝土自下而上對稱連續(xù)澆筑。前一環(huán)混凝土達到設(shè)計強度的80%后,方可施工下一環(huán)。

        拱腳至1/4段因坡度較大,混凝土澆筑時,需在混凝土頂面采用木模反壓以防止混凝土流至低處。因肋板厚僅30 cm,振搗須特別注意,澆筑時可設(shè)專人用小錘敲擊模板,檢查混凝土密實情況。由于夏天氣溫較高,因此混凝土合攏時間應(yīng)盡量控制在夜間0點至凌晨7點。在拱圈施工全過程中必須加強對各監(jiān)控點的觀測。

        4.2卸架

        主拱圈混凝土澆筑完畢,強度達到設(shè)計強度的100%后,開始拆除模板,并卸落拱底支架及鋼支架。拆架時,對拱盔支架部分按照二次卸荷步驟進行。具體做法是:分兩個循環(huán)從拱腳到拱頂隔排對稱擰松小橫桿扣件,使小橫桿脫離拱架頂部立桿;第一循環(huán)擰松單排號小橫桿扣件,第二循環(huán)擰松雙排號小橫桿扣件,再從跨中拱頂開始拆架。卸架過程中統(tǒng)一指揮,聽號令有序進行,全程監(jiān)測支架及拱圈變形情況。根據(jù)實際操作結(jié)果,卸架方案安全可控。

        5 結(jié) 語

        清水江風(fēng)雨橋自2011年3月正式開工,至2012 年5月底完成主拱圈澆筑,到年底主體結(jié)構(gòu)全部完成,如圖2所示。由于項目規(guī)模大,技術(shù)要求高,在施工過程中,開展了有效的監(jiān)測和技術(shù)控制,施工支架穩(wěn)定,實測結(jié)果與設(shè)計方案吻合度較好,確保了主拱圈成拱精度和全橋線形達到了設(shè)計要求。大橋建成后,在大橋兩邊人行橋上建成的單邊長度達387m、獨具苗侗特色的風(fēng)雨橋,已成為凱里市城市標志性建筑和旅游觀賞景點。大橋如期建成,對加快凱里市城市建設(shè)步伐、完善城市路網(wǎng)功能、擴大城市規(guī)模、全力打造濱江旅游城市具有積極的推動作用。

        U445

        B

        1009-7716(2016)10-0121-02

        10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.10.038

        2016-07-11

        彭力(1977-),男,貴州綏陽人,高級工程師,主要從事路橋施工技術(shù)管理工作。

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