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        高速公路箱梁拱橋施工過程及掛籃施工技術(shù)研究

        2017-02-06 00:25:59勾文豹
        黑龍江交通科技 2017年12期
        關(guān)鍵詞:拱圈掛籃拱橋

        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 項目簡介

        X橋基本情況為:長度327.595 m,洪水設(shè)計頻率為三百分之一,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29個,兩岸均設(shè)置了一個拱腳現(xiàn)澆段,拱頂設(shè)置了一個合攏段,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?,與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)計荷載

        (1)作用荷載取值

        主拱圈混凝土荷載:主拱圈共計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),各個荷載系數(shù)取值為:沖擊系數(shù):1.3;超載系數(shù):1.05;動力系數(shù):1.2。

        4.2 工況選取

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

        工況2:在掛籃行至13#段時,12#段的混凝土沒有具備一定的強度,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刻,其受

        力體系處于一個非常復(fù)雜的階段,為強化在該過程中的穩(wěn)定,能夠在設(shè)計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)計階段提高截面抗彎剛度,從而使其更為穩(wěn)定,同時在頻繁發(fā)生失穩(wěn)的位置,強化扣塔的橫縱聯(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)在整個施工流程中,需要對塔頂施工整個流程,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?;炷恋脑O(shè)彈性模量滿足設(shè)計要求,同時在澆筑過程中,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)的時刻為懸臂狀態(tài)最大值時刻,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.

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