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建筑知识
某桥主跨为2m×132m,矢跨比1/8,空腹式等截面悬链线钢筋混凝土薄壁箱形拱。该桥分5节预制,采用缆索吊装单片拱肋合拢。北岸为2m×20m钢筋混凝土T梁,南岸为1孔20m钢筋混凝土简支梁。主孔墩为腰
题目:基础变位作用属于()。
A 、永久作用
B 、可变作用
C 、其他可变作用
D 、偶然作用
【正确答案:A】
赤水市赤水大桥位于黔、川两省交界的赤水河上,南岸为贵州省赤水市,北岸为四川I省合江县。该桥上部结构类型为2 ×10+2×90+1×10米拱桥,其中2孔90 米主拱圈采用钢筋混凝土双曲拱(拱圈截面形式为三箱肋双曲拱,宽9.0米,高1.6米),矢跨比1/8,拱轴线为等截面悬链线,拱轴系数m=2.240,25号混凝土;贵州赤水岸2q~LgI孔及四川合江岸17LgI孔均为10米跨径的石拱桥,矢跨比1/4,5 号砂浆砌50号粗料石。主孔墩台为10号砂浆砌100号粗料石,引孔墩台为5号砂浆砌50号粗料石。基础为15号混凝土明挖扩大基础,嵌岩深度为1.5米。原设计荷载为汽车一15级,挂车一80,桥面宽度:净7.0+2×1.5m人行道.
关键词】索塔;挂篮;地锚;缆索吊机;斜拉扣挂;悬臂浇筑
【中图分类号】U445.466【文献标识码】A【文章编号】2095-2066(2020)05-0123-03
1概述
乌江大桥复线桥位于重庆市涪陵城区上游,横跨乌江,紧
邻已建涪陵乌江大桥下游侧。主跨为钢筋混凝土上承式箱形
拱桥,计算跨径L=220m,计算矢高42m,矢跨比F/L=1/
5.328,为拱轴系数m=1.92的等高截面悬链线拱,主桥拱箱为
单箱双室结构,高4.0m,宽9.0m。采用斜拉扣挂悬臂浇筑法
施工。
整个拱箱分43个节段施工,其中1#节段为支架现浇段,
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22#节段为合龙段,其余2#~21#节段均为挂篮悬臂浇筑段。
拱圈浇注至16#节段后设置合龙劲性骨架,骨架共分13节
段,第1#节段预埋到16号拱圈混凝土,第2#~3#节段、4#~5#
节段、6#节段及合龙段分三次整体吊装拼接,设计结构如图1
所示。
2总体施工方案
通过大直径无缝钢管配合高规格H型钢设置临时斜拉扣
塔,并将体外预应力设置为无粘接环氧钢绞线通过定制的钢
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锚箱固结在临时斜拉扣塔上,形成斜拉扣挂式塔-索体系。同
时设置钢管支架用于大跨径拱桥拱圈的1#现浇支架的搭设
并完成1#节段的箱型混凝土浇筑,并在浇筑完成的1#节段
箱型混凝土上设置倒挂式三角桁架挂篮,进行箱型拱悬臂浇
筑施工。主要内容包含索塔、地锚、挂篮、缆索四个系统。
3索塔支架系统
索塔作为全桥最主要受力单元承担了主拱圈悬臂浇筑阶
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段所有荷载。一般索塔的形式有万能杆件、混凝土临时支撑、
钢管支撑、钢管混凝土支撑。本桥主拱具有节段多、跨度大、荷
载大的特点。若采用万能杆件自身结构无法满足施工要求;若
采用混凝土临时支撑或钢管混凝土支撑,虽然受力上能满足
施工要求,但由于拆除难、不可重复利用、施工成本高,使用起
来不经济。综合比选确定采用无缝钢管作为支撑形式。
3.1索塔结构
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索塔立柱采用8根规格为ϕ820×18mm的Q345无缝钢
管,于乌江河岸两侧各设置一套,即涪陵侧、石柱侧,均设置于
墩柱盖梁上。索塔总高度为30m,每侧共计8根,顺桥向2
排,横桥向布置4根,钢管分节进行拼接,每节分为2种规格,
即4m、6m交错布置,确保钢管连接部位不在同一个断面。
钢管立柱竖向采用法兰盘及10.9级高强螺栓连接,钢管立柱之间在顺桥向考虑到为不平衡受力的主要方向,采用
Q345材质的ϕ300×10mm无缝钢管焊接连接集中加
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强,横桥
向考虑到框架对称结构,且不为主要受力方向,采用I20b与10.9级高强螺栓进行连接。
索塔顶上设置缆索吊装系统,在索塔顶上层锚箱支撑上设置两排主索索鞍,主索索鞍与锚箱支撑采用10.9级高强螺栓连接。
索塔上的钢锚箱设置位置根据主拱圈节段的位置布置分
四层进行布置,分别为索塔底(盖梁顶)、10m(盖梁高差)、20
m(盖梁高差)、索塔顶,每侧共计42个,全桥共计84个。索塔
及钢锚箱立面结构详见图2。
3.2锚箱下支撑结构
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钢锚箱下设置两层锚箱支撑,便于分散集中应力,使荷
载
立面
图
1#节段断
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面
标准断面
图1拱圈断
1.工程概况
某桥总长1011.25m,主桥部分为52m+3×90m+52m的五跨预应力混凝土变截面刚构-连续组合梁桥。本桥使用单箱单室截面,裸梁跨中中心梁高度2.3m,高跨比1/39.1,裸梁中心跟部高5.2m,高跨比1/17.3。全桥结构组成中箱梁为重要结构,该部分采取挂篮悬臂现浇的方式。
悬臂现浇箱梁挂篮法是现代化桥梁工程建设领域所衍生出的全新方法,将梁结构分为多个部分,按照挂篮悬臂对称的方式组织施工作业,最终构成完整的梁体结构。挂篮悬臂浇筑的优势明显,但对施工技术的要求较高,合理应用施工技术是顺利成桥的必要前提,下文则就施工技术问题展开分析。
2.挂篮法的主要施工流程
①按照设计图纸拼装挂篮并采取预压处理措施②以轴线为基准,按照设计图纸完成底模和侧模的安装作业③绑扎底腹板钢筋④安装底板处的预应力管道⑤安装腹板⑥绑扎顶板处的钢筋,并设置垂直方向的预应力管道⑦支堵头模板⑧浇筑混凝土⑨凿毛、养生、拆堵头模板⑩全面清理孔洞,无误后张拉、压浆、拆模。
3.挂篮法施工
3.1挂篮的结构组成及技术参数
本工程选用菱形挂篮系统,具体包含底篮、主桁、模板、吊挂等多个细分系统。关于挂篮结构组成如图1所示。
图1 挂篮结构示意图(单位:cm)
挂篮技术参数包含自重、挠度、工作纵向坡等方面,具体如表1所示。
表1 挂篮的技术参数
以设计图纸为准,精准确定挂篮拼装控制线,在吊车的作用下依次吊装施工所需的杆件,使其精准就位于已完成浇筑作业的梁面,再安装挂篮,具体采取先主桁再底篮最后模板的工艺流程,期间将各类附属结构安装到位,如轨道梁、锚固系统、底模平台等。
3.3挂篮的预压作业
挂篮组装拼接到位后全面检查挂篮,若存在非弹性形变现象则要及时处理,充分考虑弹性形变的曲线,从中获取具有参考价值的信息,采取科学的质量控制措施。挂篮各方面施工质量都满足要求后即可预压挂篮,设置12个监测点,监测对象包含挂篮前上横梁、后锚梁、前下横梁各自的左右方向移动情况。综合考虑箱梁和模板的承重能力以及包含机械设备在内的所有施工荷载,明确压载期间的实际重量情况,以此为依据配置适量的混凝土预制块。施工现场的天气条件将对施工质量带来明显影响,在雨水浸泡时易引发荷载增加的情况,此方面值得挂篮预压施工人员高度重视,有效规避不良天气。梁体结构中以2#块的自重最大,混凝土方量达41.7m3,以此为参考配置千斤顶,经计算后得知该设备所提供的最大力应达到96.66t。
3.4钢筋的绑扎作业
严格按照标准组织钢筋的绑扎作业,在绑扎护栏处的预埋钢筋时应同步绑扎翼板钢筋。分析顶板各处的结构特性,在最优区域设置大尺寸预留孔,以便给施工人员的上下通行创造便捷的通道,同时可满足设备的运输要求。
3.5混凝土的浇筑与养生作业
依次将模板、钢筋及相关构件安装到位后,监理工程师全面检查,若满足要求即可组织混凝土浇筑施工。桥墩两侧两端悬臂应始终保持平衡的状态,因此采取对称浇筑的方式,从悬臂自由端开始逐步向固定端推进,加强对不平衡偏差量的控制,该值不可大于块段重的20%。为保证顶板表面的平整性,结束混凝土浇筑后及时拉毛并蒸汽养生,对于施工现场气温偏低的情况,需合理调整养生温度,使其维持在合理的区间内,若温度偏低则会对混凝土的凝结强度造成影响,温度偏高易产生温度裂缝。检测混凝土强度,该值上升至2.5MPa后便可拆除堵头模板,凿毛处理后再清理残渣以使其足够洁净。
3.6预应力的施工作业
以混凝土的实际强度为准,若该值达到最终要求的90%便满足张拉施工的条件。张拉作业对悬臂现浇梁施工质量的影响较为明显,需配套高精度仪表用于检测张拉力,由专业人员完成张拉作业,保证张拉量的合理性。及时关注张拉应力,在该值维持稳定时方可组织预应力筋的锚固作业。
鉴于压浆施工量较大的特点,本工程选用大循环智能压浆施工技术,在提高施工效率的同时可有效保证压浆质量。压浆施工应注重如下几点要求:
一是控制水灰比,正常情况下以0.40~0.45较为合适,若用水量增加应随之下调水灰比,以0.35为宜;二是控制泌水率,最大为3%,超过该值将对浆液的质量造成不良影响,同时稠度应在14~18s;三是控制施工时间,自浆液拌制结束直至压入孔道所持续的时间应在30~45min,否则将由于浆液性能下降而导致压浆效果无法满足预期要求。
3.7挂篮落模和行走
完成挂篮体系的转换作业后便可推动挂篮前移。为满足挂篮就位的精准性要求,在主桁处设标记线(与方向轴线保持垂直位置关系)。挂篮行走至设计位置后按照要求将后锚杆安装到位,若无误即可撤除行走小车。
4.悬臂现浇梁施工期间的挠度控制
4.1挠度监测
结合高程、预拱度的实际情况合理控制待浇筑梁段的立模高程。施工期间加强挠度观测,为减小温度对挠度监测结果准确性所造成的不良影响,应在早上7:50~8:50组织监测。每完成一个节段的施工作业后均要创建相对应的挠度曲线,根据图中信息分析梁的挠度情况,合理调整偏差。
4.2合龙精度
确定相接悬臂末端的2~3个节段,联测以便掌握其安装情况,将所得结果作为合龙的依据。悬拼施工期间及时观测桥位纵轴线,分别在桥梁两端设测量三脚架并配套全站仪,主桥上部结构施工期间该装置应覆盖至桥面各测点,及时掌握测点的位置情况,明确与设计值所产生的偏差。对于拼装块件的高程控制需参考现浇块件假定的高程值,经过逐点测定后求得具体的绝对高度,以便快速完成悬拼作业。块件表面设长墨线和色线,以此为基准拼装预制块,在保证拼装质量的同时能够大幅提高施工效率。块件吊装伴有一定的扰动性影响,此过程中若线形偏离设计要求,需使用湿接缝纠正以尽可能减小施工误差,避免出现大范围的线形偏差现象。
5.挂篮法的施工优势分析
相较于传统方法而言,挂篮悬臂施工精简了施工环节,在人员、材料等方面的投入相对更少,确保了梁段施工质量,有助于提高工程的经济效益。总体上,挂篮悬臂的优势可总结为如下几点:
(1)工作面更加宽敞,可快速完成预应力管道的安装作业,梁段施工循环周期较传统方法明显缩短,可创造较高的施工效率,实际结果表明梁段平均施工周期约6~8d,而传统方式至少约11d,因此施工时间缩短,可为后续其它环节的施工争取更充足的时间;
(2)底模和外模的安装更加便捷,通常2~5h即可完成,挂篮仅需12m的梁端宽度便可快速完成挂篮拼装作业;
(3)挂篮稳定性较好,其具有较大的刚度,结构变形可防可控,仅需一次标高调整便可顺利立模,后续混凝土浇筑过程中可始终维持稳定,无需再次调整。
6.结语
桥梁工程建设中,悬臂现浇梁挂篮施工技术的应用具有显著现实意义,在保证桥梁施工质量的同时可大幅缩短时间,提高桥梁工程的社会经济效益。当然挂篮法施工要点较多,因此施工企业及相关部门必须高度注重对施工技术的控制,要以实际情况为立足点优化施工技术,加强对各环节施工质量的控制,从而提高桥梁建设品质。