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大连长山大桥主桥合拢段施工方案

  • 投稿沧海
  • 更新时间2015-09-16
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潘宇 PAN Yu

(中铁大桥局集团第二工程有限公司,南京 210000)

摘要:长山大桥工程主桥为双塔双索面三跨预应力混凝土矮塔斜拉桥,主跨260m,为国内同类型桥梁最大跨径。主梁采用预应力混凝土单箱三室流线型扁平箱梁。文章就主梁合拢段施工作简要介绍。

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关键词 :边跨合拢;中跨合拢;施工

中图分类号:U445.55 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)17-0163-03

作者简介:潘宇(1989-),男,江苏宜兴人,毕业于湖南科技大学 土木工程系,研究方向为道路与桥梁工程。

0 引言

在大型的斜拉桥施工当中,主梁合拢段施工是比较关键的标志性工序。在合拢施工中,如果桥体合龙段施工设计不合理,边跨合拢与中跨合拢施工顺序错位,就会导致合拢后的桥体结构严重偏离设计要求,最终影响到整座大桥的成型质量。

本文在合拢施工常规流程的基础上,结合长山大桥合拢施工设计要求,在主桥箱梁节段施工采用贝雷梁平弦式挂篮,合拢段吊架采用悬浇段挂篮改制,不仅优化了施工设计,而且能保证合拢顺序符合设计要求,节省人力物力,大幅缩短施工周期。并且,施工完毕后拆卸挂篮,多数材料均能回收并改作他用,大大提高了材料的周转利用率,节约了施工成本,创造了经济效益。

1 工程概况

长山大桥工程起点位于大长山岛饮牛湾南峙莲线,终点位于小长山岛南屯北蛎荞线。路线全长为3.380km,桥梁全长1.790km。主桥跨径布置为(140+260+140)=540m。

主桥箱梁中心线处梁高4.5m,主墩根部梁高9m;主墩根部57m范围内梁高采用二次抛物线变化。梁宽23m,梁的两外侧各设置1.5m布索区。主梁标准节段长度4m,0#块18m,1#~4#块3m。边跨直线段8.4m,边跨合拢段2m,中跨合拢段2m。(图1)

2 合拢段施工方案

连续梁合拢段共计3个,其中边跨合拢段2个,中跨合拢段1个。边跨合拢利用边跨直线段支架配合边跨挂篮底、侧模作为支撑进行施工;中跨合拢利用中跨一幅挂篮底、侧模作为支撑进行施工。边跨合拢段砼设计方量43.55m3,钢筋15.5t,中跨合拢段砼设计方量65.82m3,钢筋15.0t。边跨直线段采用墩旁托架现浇施工,先合拢边跨,再合拢中跨。

3 边跨合拢段施工工艺

合拢段采用预压重换载法,即预先在悬臂段两端加水箱按合拢段砼重量注水压重,待浇注砼时同步放水,置换重量。

具体施工工艺如下:安装边跨支架施工边跨现浇梁段→安装边跨合拢段吊篮模架→合龙段预应力筋穿束,安装波纹管,并固定→进行24小时观测,准备配重设备→绑扎钢筋→设置压重,焊接合龙支撑架,张拉临时合拢束→浇注砼,同步放水换重→张拉剩余全部预应力钢束→拆除吊篮和边跨支架。(图2)

4 中跨合拢段施工工艺

边跨合拢段施工完成后,再进行中跨合拢。(图3)

具体施工工艺如下:14#墩中跨侧挂篮移至30#块,15#墩挂篮在浇筑完31#块段后再前行2.5m→安装波纹管,预应力筋穿束→进行24小时观测,准备配重设备→绑扎钢筋→设置压重,焊接合龙支撑架,张拉临时合拢束→浇注砼,同步放水换重→张拉剩余全部预应力钢束→拆除挂篮。(图4)

5 合拢关键措施

合拢撑架用于连接和支撑合拢段两端梁体,保证合拢段净空,抵抗因温度升高产生的压应力,并抵抗可能因梁体错动而产生的竖向剪应力。锁定合拢撑架前,需确认梁体标高、轴线偏差满足精度要求。

锁定时间选择在浇注合拢段砼前,焊接锁定过程中,要求环境温度相对稳定。锁定温度同浇注合拢段砼一样,选择在一天中温度最低且温差变化最小的时候,当地符合条件的时间一般在凌晨0:00~6:00。所有刚性支撑焊接完毕,即进行合拢束临时张拉,张拉力大小为设计值的50%。

设置水箱进行预压重来调节合拢口两端标高,在浇筑砼时同步放水来换重,维持标高不变化。放水速度与砼浇注速度基本保持一致。浇注砼前,先在水箱上作好水位标记,以便随时计算和控制放水量。

通过水箱放水,使合拢段两端悬臂在砼浇注过程中受力保持一致,从而使合拢段两端悬臂高差始终保持不变;同时尽最大可能避免因施工原因造成结构产生附加应力,从而实现“无应力”合拢。

合拢口锁定前,应对合拢口进行观测,找出合拢口的温度敏感性变化规律,调整两侧标高。确定合理的合拢口锁定时间段和合拢砼浇筑时间段。连续观测24小时,主要观测不同温度下,合拢口梁端主梁的结构尺寸变化、标高变化、轴线变化、主塔偏位、合拢口长度以及索力变化,每间隔2h观测一次,做好观测记录。测出梁体的温度及线型变化规律和索塔偏位情况,采集数据,找出一天中主梁变化最稳定的时段,以确定挂篮锁定时间、调整底模标高时间、劲形骨架最终锁定时间、砼浇注时间等,为精确安全合拢提供依据。

6 合拢段模板配置及安装

在现浇段端头预留挂篮侧模和底模吊杆孔,边跨合拢段吊架直接采用悬浇段挂篮的底模和侧模,内模则采用竹胶板。中跨合拢段施工采用挂篮底模及两侧箱梁外模。施工时首先将一侧挂篮后移,另一侧挂篮前移、锚固,使其与梁体密贴。

7 合拢段钢筋骨架及预应力管道施工

合拢段钢筋加工时,需进行预弯,保证轴向连接与搭接长度。绑扎前预先保证保护层厚度。普通钢筋与预应力或锚块钢筋打架时,可适当调整普通钢筋位置。预应力管道主要是接长,在合拢段两端31#块施工时波纹管伸出模板外50cm,待合拢束预应力束穿完后取1.6m长波纹管从中间破开一分为二,对扣于预应力束上然后用塑料胶带对合拢段2m范围内的波纹管全部进行包裹。

8 合拢段混凝土浇筑与养护

合龙口砼采用微膨胀混凝土配合比,采用地泵泵送。按照先底板,后腹板、顶板的顺序浇筑,分层振捣,分层厚度以30cm为宜,主梁倒角宜复振。

振捣采用?准50振捣棒,振捣间距不大于30cm,并插入下层混凝土10cm。振捣棒不得触碰波纹管及其定位筋。振捣以混凝土不再显著下沉,不出现气泡,开始泛浆时为最佳状态。

控制顶板砼的泌水率,以利于收面质量。控制顶面高程,及时收面,收面要压实,保证平整度。浇筑完成时及初凝前各收面一次。

砼浇筑必须在温差最小的时段进行,根据浇筑方量,同步放水换重,防止偏载造成合龙口砼扰动及主塔偏位。

浇筑完成后覆盖土工布并洒水养护,由专人负责。

9 合拢段预应力施工

箱梁采用纵、横、竖三向预应力体系,纵、横向预应力采用?准s15.2高强低松弛钢绞线,钢绞线的技术性能应符合《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-2003)规定。单根钢绞线直径为15.2mm,公称面积Ay=140mm2,标准强度fpk=1860MPa,弹性模量Ep=1.95×105MPa。竖向预应力采用JL32精轧螺纹钢,设计标准强度为fpk=785MPa。所有预应力管道采用高强度聚乙烯塑料波纹管,锚具、夹具和连接器应该符合现行国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》(GB/T14370-2007)的规定,张拉采用与之配套的机具设备。当砼强度、弹性模量均满足设计值的90%以上时进行张拉作业。

本桥合龙束的长度变化大,设计按照20%的控制应力作为初始应力值。超长束将根据实际情况,适当加大初始应力。钢束张拉按应力和伸长量控制,实际伸长量与理论伸长量的差值应控制在6%以内。张拉顺序按照从长到短进行,横向束对称张拉。张拉完成后进行真空压浆。

10 结语

主桥箱梁节段施工采用贝雷梁平弦式挂篮,合拢段吊架采用悬浇段挂篮改制,节省人力物力,大幅缩短施工周期。桥梁施工完毕,挂篮拆卸后,多数材料均能回收并改作他用,大大提高了材料的周转利用率,节约了施工成本,创造了经济效益。

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参考文献:

[1]雷俊卿.桥梁悬臂施工与设计[M].北京:人民交通出版社,2000,5.

[2]王慧东.挂篮施工技术综述[J].铁道标准设计,2001(11):372-373.

[3]邵长宇,谢红兵,卢士鹏.武汉长江二桥斜拉桥的边跨和中跨合拢[J].桥梁建设,1995(3):54-57.