公路桥梁水中墩托架的施工

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摘 要 本文主要介绍了桥梁施工0#段用托架的 结构型式、主要特点、结构计算、施工安装和注意事项,以及施工中采用的预压、轻便、快速施工工艺和挠度控制等.

关 键 词 桥梁;托架;设计;施工

中图分类号U445 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)89-0183-02

大桥主桥上部结构为(32+2×50+32)m变截面预应力混凝土连续箱梁,单箱双室截面形式,顶宽18.5m,底宽12.0m,翼缘悬臂板长3.25m;箱梁根部梁高3.0m,跨中梁高1.4m,梁体下缘按二次抛物线变化;主桥下部结构采用D220cm双柱式桥墩,D250cm桩基础,墩柱采用系梁连接,未设计承台.箱梁0#段采用托架施工,其余为挂篮悬浇.

0#段长10m,混凝土方量为218m3,重量为570t.中间3米梁高3m,两侧3.5m段梁高变化为3m~2.6m.

1结构型式和主要特点

托架由支撑抱箍、斜撑、托梁、分配梁、支撑架及上部的钢管支架和模板几个部分组成.

1.1支撑抱箍

该托架斜撑由于墩柱基础处未设计斜撑下支点,因而在墩柱系梁处增套抱箍,抱箍采用厚钢板卷制,内衬4mm厚的橡胶板粘结于钢板,以增大摩擦力,抱箍采用φ22高强螺栓联结;将斜撑下支点焊接于抱箍,抱箍一段支撑在系梁上,其余部分支撑于预埋在墩身内的Φ28钢筋上,确保抱箍不下滑.

1.2托架斜撑

托架采用双榀[32槽钢作斜撑.型钢斜撑与抱箍连接采用手工焊接,焊接采用E43型焊条施焊,焊缝形式采用贴角焊,焊脚高度.斜撑顶部加焊一450×450×12钢板,以保证斜撑轴向均匀受压.

1.3 托架托梁

1.3.1托梁加工

托架托梁采用双榀I56工字钢,长12m,每米重量212,墩柱直径2.2m,两边各悬臂4.9m长.双榀的工字钢,如果拼接不齐就会直接影响焊接质量,现场采取临时固结和千斤顶纠正的办法,保证了焊接质量.工字钢在每根分配梁处均加焊加劲板,来加强工字钢顶部翼缘板.同时在根部靠墩柱段两侧1m范围内加焊加劲腹板.

1.3.2托梁吊装

在墩柱帽梁施工时,将托梁预埋在帽梁中,托梁悬空部分较大;墩高14m,位于河道中,风力较大,人员在托梁上操作困难;以上几个方面都给托梁的安装造成较大影响.为保证托梁预埋位置准确,从以下几个方面进行控制:预埋前先在墩柱顶放出顺桥向轴线,保证托梁轴线与立柱轴线重合.用水准管精确检查水平,托梁底部用钢支墩找平.不断调整,直至符合要求.

1.4分配梁的加工及安装

每道分配梁为18mI56接长工字钢,间距0.45m,中间用型钢加焊斜撑,增强其稳定性.整个分配梁要保持在一个水平面上,保证其上搭设的钢管支架受力均匀.

1.5 钢管支架

由于梁底和分配梁间净空较小,采用扣件式钢管支架,横向间距在腹板处为0.6m,在箱底其他部位为0.9m,翼板部位为1.2m,纵向间距为0.45m.

1.6 模板

底侧模模板采用δ等于15mm的竹胶合板,方木大楞为15cm×15cm,小楞采用5cm×10cm方木,方木与顶托不紧密处用硬木塞紧.按设计要求调整模板纵坡,底模与支座的缝隙用木条、玻璃胶嵌缝并贴上,包装封口带以防漏浆或接触面凸凹.内模和过人洞模采用型钢骨架,其上铺设模板,对口撑加固.端模采用竹胶合板,方木楞和钢管分别做竖模向背带,模板成型后整体、局部强度和刚度均要满足安全要求,其允许挠度及变形误差要符合规定,外形尺寸准确,模板平整光洁,装拆操作安全方便.模板内部尺寸允许偏差05mm,轴线偏位允许偏差为±10mm,模板平整度(2m内)允许偏差3mm.

通过φ16拉杆内外侧模连接定位,控制变形.用内径φ20的硬塑料管作拉杆套管,且伸出内外侧模板,以消除混凝土浇注时套管进浆导致拉 杆无法抽拔.结果表明,除个别套管因振捣碰撞破裂进浆,造成拉杆抽拔失败外,拉杆回收率达97%.拆模后,伸出混凝土表面的套管只需用铁铲铲断即可,既保证了外表美观,也避免了繁琐的 修复工作.芯模顶板施工采用搭设钢管支架,上铺方木和竹胶模板.

端模用木模,利用梁体接茬钢筋临时固定,背带将其夹紧、定位.

2结构计算

2.1支架立杆计算

计算0#段箱梁自重时,不计箱梁截面逐变,偏安全的均取0#块截面变化起点处截面进行计算,箱梁为对称截面,取半幅桥将其划分为4个块段计算自重.模板及支撑系统自重及施工荷载按砼自重的5%计.单根脚手架立杆传递给托架的作用力按立杆支撑范围内的砼及模板与支撑系统自重计,取1.2的安全系数,则各立杆布置形式满足施工承载力要求.

2.2托架分配梁计算

横向分配梁验算荷载取脚手架各立杆作用力,验算了型钢的弯应力、剪应力、换算应力、稳定性和刚度.

2.3托架托梁和斜撑的计算

托梁验算荷载取横向分配梁支反力,对托架托梁按梁单元计算,斜撑按杆单元进行验算,采用PSAP按梁杆组合体系进行结构分析.验算了托梁型钢的弯应力、剪应力和刚度.斜撑的轴向压力、弯矩、剪力和杆件长细比,通过增加斜撑剪刀撑来保证斜撑的稳定.

3施工安装

1)在绑扎帽梁钢筋前将托梁吊装到位,托梁位置准确后用箍筋和墩柱钢筋连接固定,防止浇筑砼时由于捣固造成偏位.托梁下用型钢马凳支撑,保证稳固.在托梁顶面割出进灰口,使托梁和帽梁形成整体.通过采取的几项措施,帽梁施工后检查托梁的偏差情况符合要求;


2)帽梁施工完毕,砼达到设计强度后,吊装分配梁,按设计间距排列好,中间采用型钢支撑,保持稳定;

3)进行以上施工的同时可以安装抱箍,安装时先联结成整体,调整水平,并把抱箍的中轴线对准托梁轴线,调整完毕后,方可将抱箍抱死;

4)根据托梁和抱箍的位置,准确的割出斜撑的尺寸,保证支撑面间密贴,受力稳定;

5)在分配梁上搭设支架,按设计要求加工短钢管,下端与分配梁点焊,装上托撑后调到设计高.

4.托架的预压

托架为钢结构,通过焊接和拼装形成,人为操作存在质量隐患问题.托架质量要求整体稳定性必须保证0#段的施工,不能出现较大变形问题.为检查托架整体稳定性,特制定托架预压方案,根据设计重量120%超载预压.预压材料采用砂袋,砂子的重量在装袋前整车过磅控制.在预压过程中做好变形观测,达到规定值后,观测托架变形稳定以后进行卸载.通过预压检测,托架完全满足施工要求.

5.施工中注意的几个问题

托架为钢结构,联结全部靠焊接完成,工作量较大;要保证焊接质量和工期要求,必须要有一批熟练焊工和有经验的钢结构加工人员.

抱箍在托架结构中为承重的基点,如果不稳固会造成承载力不够,肯定引起托架较大的变形.每个抱箍承重达到130t,受力较大.由于钢板较厚,卷制困难.卷制完成后加劲板焊接时如果处理不当会造成箍圈的变形.

左右两侧的托梁必须位置准确,在同一个水平面上.

托架完成后,必须要进行预压.

施工实践证明,这种桥墩的0#段自承式型钢托架施工不受地质条件影响,水位影响较小,现场多为拼装作业,施工进度快,15天左右可完成.施工的0#段线形较好,为挂篮悬浇施工创造了良好条件.

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