勾文豹

(牡丹江市巨人公路工程有限責(zé)任公司，黑龍江 牡丹江 157000)

1 項(xiàng)目簡介

X橋基本情況為：長度327.595 m，洪水設(shè)計(jì)頻率為三百分之一，高程為路線控制。橋梁為鋼筋混凝土箱形拱橋，凈跨徑為180 m，橋面與水面最大距離為180 m。

2 施工過程分析

X橋梁類型為鋼筋混凝土箱型拱橋，主拱圈屬于高截面懸鏈線拱，拱箱施工節(jié)段共計(jì)29個(gè)，兩岸均設(shè)置了一個(gè)拱腳現(xiàn)澆段，拱頂設(shè)置了一個(gè)合攏段，其他的26節(jié)段全部采用的是掛籃懸臂澆筑法施工。兩岸拱腳處的第一節(jié)為支架現(xiàn)澆法，在混凝土澆筑滿足一定強(qiáng)度要求后進(jìn)行1#扣索張拉與錨索。此后對支架及進(jìn)行拆除，在1#塊上安裝懸澆掛籃，掛籃為倒三角形式，利用自身的行走系統(tǒng)沿拱圈行走，從而完成拱圈的澆筑作業(yè)。X橋?qū)儆阡摻罨炷凉皹颍c梁橋的懸臂澆筑方式有所不同。

3 施工過程穩(wěn)定性分析

通過有限元模型，針對X大橋的懸臂澆筑施工過程進(jìn)行了第一類穩(wěn)定分析，得到施工每個(gè)階段的安全系數(shù)，表1為各階段典型的穩(wěn)定安全系數(shù)。

表1主拱圈施工階段穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果(部分?jǐn)?shù)據(jù))

施工階段失穩(wěn)階數(shù)特征值施工階段失穩(wěn)階數(shù)特征值1171.791186.75澆筑節(jié)段22191.66澆筑節(jié)段32226.343377.653396.16120.42153.6澆筑節(jié)段5221.41澆筑節(jié)段7254.38322.07355.03

4 掛籃施工技術(shù)

4.1 設(shè)計(jì)荷載

(1)作用荷載取值

主拱圈混凝土荷載：主拱圈共計(jì)29節(jié)段，除去兩側(cè)拱腳段以及合攏段，其他的階段均使用掛籃進(jìn)行施工。根據(jù)相應(yīng)的規(guī)范要求，模板荷載為500 kN；人群及施工荷載為3 000 N/m2； 風(fēng)荷載為645 N/m。

(2)荷載系數(shù)

懸臂澆筑過程中，按照相關(guān)法律法規(guī)，各個(gè)荷載系數(shù)取值為：沖擊系數(shù):1.3；超載系數(shù):1.05；動(dòng)力系數(shù):1.2。

4.2 工況選取

工況1：在掛籃行至3#段時(shí)，2#段的混凝土沒有具備一定的強(qiáng)度，造成掛籃出現(xiàn)仰角30.67°的現(xiàn)象，這個(gè)時(shí)候階段長度比較高。

工況2:在掛籃行至13#段時(shí)，12#段的混凝土沒有具備一定的強(qiáng)度，造成掛籃仰角3.36°仰角，由于數(shù)值較低，故階段投影長度較大。

4.3 掛籃穩(wěn)定分析結(jié)果

通過有限元計(jì)算模型，對掛籃進(jìn)行穩(wěn)定性分析，得到結(jié)果如表2所示。

表2 施工過程掛籃分析結(jié)果

從上表可以分析，工況1出現(xiàn)了最大的應(yīng)力、變形，但掛籃應(yīng)力值與變形值均處于規(guī)范要求的范圍內(nèi)。工況2出現(xiàn)了穩(wěn)定安全系數(shù)最小值6.01，可以判斷掛籃與模板之間并不會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定性較低的情況；并且掛籃的一階失穩(wěn)模態(tài)均為聯(lián)系桿件部分穩(wěn)定性損失，從安全方面考慮，能夠提高掛籃桿件的截面積，或強(qiáng)化該位置的橫向聯(lián)系。

5 施工穩(wěn)定措施

懸臂澆筑階段在主拱肋沒有成型的時(shí)刻，其受

力體系處于一個(gè)非常復(fù)雜的階段，為強(qiáng)化在該過程中的穩(wěn)定，能夠在設(shè)計(jì)以及施工階段采取相應(yīng)措施來避免一些損失，確保施工的安全性。

在施工過程中，穩(wěn)定性最容易損失的部分為扣塔結(jié)構(gòu)，因此，需要采取相應(yīng)措施，(1)需要在設(shè)計(jì)階段提高截面抗彎剛度，從而使其更為穩(wěn)定，同時(shí)在頻繁發(fā)生失穩(wěn)的位置，強(qiáng)化扣塔的橫縱聯(lián)系，從而避免穩(wěn)定性的損失；(2)采用合適的塔高能對主拱圈以及扣索的受力進(jìn)行良好的優(yōu)化，從而提高施工的安全性；(3)在整個(gè)施工流程中，需要對塔頂施工整個(gè)流程，尤其是易發(fā)生事故的部位進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控。

針對未完成的主拱圈，第一要在設(shè)計(jì)階段中優(yōu)化其矢跨比，從而能夠在施工過程中增加穩(wěn)定性；使用強(qiáng)度更高的混凝土能夠?qū)袄叩某休d水平進(jìn)行有效提高；第二是對材料品質(zhì)的保障，這里主要是混凝土的質(zhì)量保障，確保混凝土的設(shè)彈性模量滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)在澆筑過程中，應(yīng)注意減少混凝土超方造成導(dǎo)致截面增大等情況出現(xiàn)；第三需要嚴(yán)格把控拱圈線形，嚴(yán)格監(jiān)控好標(biāo)高。

6 研究結(jié)論

(1)懸臂澆筑施工過程中，最容易的失穩(wěn)的時(shí)刻為懸臂狀態(tài)最大值時(shí)刻，其穩(wěn)定性較低，安全系數(shù)為15.25；

(2)掛籃安全系數(shù)最低，為6.01，但其穩(wěn)定性符合相關(guān)規(guī)范要求，其最易損失穩(wěn)定性的部位為模板處的橫向聯(lián)系。

[1] 陳寶健，許有勝，陳寶春.日本鋼筋混凝土拱橋調(diào)查與分析[J].中外公路，2005，(4)：96-101.

[2] 周超懸臂澆筑施工鋼筋混凝土拱橋設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化與合龍關(guān)鍵技術(shù)研究[D].長沙理工大學(xué)，2013.

[3] 吳夢雪，董世賦，朱佳琪，塔高對矮塔斜拉橋力學(xué)行為的影響[J].西南公路，2010，(4)：42-44,54.