曲线连续梁（共8篇）
曲线连续梁 篇1
1 工程概况
海口绕城高速绿色长廊立交桥平面位于半径R为1 000 m的圆曲线及A为374.165 m的缓和曲线上,中心里程均为K16+343,分左右两幅修建,左幅长205.716 m,右幅长183.738 m,。上部结构为50 m+80 m+50 m三跨PC变截面单箱单室连续箱梁。箱梁根部梁高4.5 m,跨中2.1 m,顶宽13.25 m,底板宽5.25 m,翼缘板悬臂长为4.0m,箱梁梁高从距墩中心2.0 m处到跨中按二次抛物线变化,连续箱梁采用三向预应力体系。
连续箱梁悬臂段采用挂篮悬臂浇筑法施工,0号段采用简易托架施工,边跨现浇段在碗扣式满堂支架上现浇,1-11段在挂篮上平衡对称法浇筑,合龙段利用挂篮组成的吊架法施工,中跨合龙段2.0 m,边跨合龙段3.0 m,边跨现浇段为7.94 m。箱梁分段图如图1。
2 主要施工工艺
2.1 0号段施工
2.1.1 施工托架
轻型斜拉式挂篮施工无需托架辅助,托架主要用于0号段纵向宽出墩身的0.4 m施工及横向外模架下端支承受力。在墩身预留孔道,利用精扎螺纹钢将托架与墩身对穿,并用精扎螺纹钢锚具将其锚固于墩顶。
2.1.2 支座
1)永久支座:严格按设计准确安装固定,并控制好平整度,保证支座均匀受力。首先严格控制垫石顶面平整度,并在支座与垫石之间加填3 mm铅板,利用铅板变形填充底座与垫石的间隙。
2)临时支座:每个主墩设置两排35.5(33.5) cm高、50 cm宽、510 cm长的C50混凝土临时支座,在临时支座中间设置5.5 cm的硫磺砂浆层,硫磺砂浆中均布电炉丝。
2.1.3 模板系统
外模利用挂篮的外侧模及模架,对拉螺杆固定,底角支承于墩顶托架上。采用胶合板作内模,设对拉螺杆与外模固定。
2.1.4 混凝土施工
0号段混凝土方量大,预应力管道布置复杂,钢筋密集,采用两次浇筑。第一次浇筑底板及部分腹板,总高度2.20 m,混凝土采用塌落度为16～18 cm的流态细石混凝土,混凝土泵车输送入模,确保混凝土浇筑质量。混凝土达到一定强度后,对施工缝进行凿毛、清洗,并铺2 cm厚高标号砂浆衔接层,然后浇筑二次混凝土,待混凝土强度达到设计90%后张拉横向及竖向预应力筋并压浆,完成0号段施工。
2.2 悬臂段施工
2.2.1 轻型斜拉式挂篮
采用轻型斜拉式挂篮(39 t)具有结构轻巧、移动方便、受力下沉小的特点,还有高度较低,施工受风载影响小,满足海岛地区抵抗风载的安全要求。
2.2.1. 1 挂篮组成
该挂篮由主梁系、斜拉杆、斜拉横梁、上下限位器、模板系和滑梁等组成。如图2。
1)主梁系:包括上下主梁、前后上横梁、平联。主梁是挂篮的承重结构,用于承受灌注梁段重量和作为走行时模板的支撑,由2根145工字钢上下搭接而成,主梁后端利用箱梁竖向预应力筋压紧,省去抗倾覆的平衡压重。横梁用于悬吊内外滑梁并与主梁和平联连结,形成平面结构以加强挂篮的整体稳定性。
2)斜拉横梁:用于支撑斜拉杆上端并将斜拉杆承受的模板及混凝土重量传递主梁。
3)斜拉杆与上限位器:斜拉杆下端与前下横梁销接,以吊住底模,其上支点设于主梁的前支点处,主梁尾部的上限位器以防主梁向前划移。上限位器孔眼间距与竖向预应力筋的间距取相同的模数,便于利用其锁定限位器。
4)下限位器:在纵梁后端设置下限位器控制底模后移,将水平力传递已成梁段的底板。下限位器与梁底的连接杆采用45°斜置,以消除连接杆在梁底预留孔内由于局部承压而造成的弯曲应力。
5)模板系统:底模由纵梁和横梁组成骨架,上铺钢模组成底模系统,侧模由腹板和翼缘底板两部组成,并由外模桁架、外滑梁及内外模对拉螺杆固定与支承。外模架设置可变位的牛腿支承在前后下横梁上,以承担外模架部分受力并可随梁高调整,外模模架顶、侧部连接杆件采用长孔栓接,可根据翼缘的角度进行调节,模架上下两排滚筒,上排供侧模沿滑梁走行,下排用于滑梁前移的滚道。内模采用胶合板模,由内模架及对拉螺杆固定。
2.2.1. 2 挂篮的安装及拆除1)挂篮的安装
0号段完成后,安装挂篮下主梁(坝岗侧与梁端对齐)、垫梁并与0号段锚固→安装两侧上主梁、前后上横梁、斜拉横梁及平联→安装前后下横梁及3根纵梁的组拼件及吊杆→安装剩余4根纵梁及底模→安装吊杆、外滑梁及外侧模(含外模架)及牛腿→安装内模架、内滑梁、内模及吊杆→安装斜吊杆→调整模板高程,要求安装过程中两侧挂篮必须同步进行。
1号段完成后将底、侧、内模系统与梁体固定连接好并松开坝岗侧主梁及连结→拆掉坝岗侧上主梁、前横梁、斜拉横梁及平联→移动盐田侧挂篮到2号段→安装坝岗侧主梁并与盐田侧主梁焊接→安装上主梁前后横梁、斜拉横梁及平联→移动内模、底模及侧模系统至2号段→安装两侧的后下限位器。
2号段完成后分离两侧挂篮主梁,安装两挂篮上限位器,完成挂篮安装。
2)挂篮拆除
首先将底模系统与侧模焊接成整体,用倒链将底模和侧模系统悬挂于梁体上→松开与上主梁及横梁的连结→利用多重倒链将底模系统逐步放到地面上拆除→内侧系统在梁内解体后拆除→上主梁、横梁及平联在梁上利用吊车将其解体拆除。
2.2.1. 3 挂篮试验(静载试验)
对挂篮进行静载试验,测试其变形量,承载能力,确定其弹性和非弹性变形,为箱梁预拱值设置提供依据。该试验选择左幅2号墩2号梁段位置进行,采用混凝土预制块逐级加载到2号梁段设计自重的100%,至超载120%,最后减载到初始状态,以测定挂篮结构荷载一拱度曲线。见图3。
2.2.2 悬臂段施工
2.2.2. 1 悬臂段施工工艺流程(图4)
2.2.2. 2 悬臂段混凝土的浇筑
1)采用具有水灰比小、坍落度大、和易好的早强缓凝混凝土。
2)混凝土采用商品站集中拌和,输送车运输,输送泵泵送入模。
3)混凝土浇筑采用单泵两端交替进行,控制混凝土间隔时间且两边不平衡力矩小于设计要求。
4)混凝土浇筑先底板再腹板最后顶板的顺序分层浇筑。纵向从梁端向已成梁段方向浇筑,横向从高向低浇筑(即先内后外)。
2.2.2. 3 悬臂段张拉、压浆
悬臂段预应力采用先纵向再横向最后竖向的顺序对称张拉。纵向采用双端张拉,横向、竖向为单端张拉,具体的张拉依据设计、规范执行。
张拉完成后,先用空压机将管道内的水、杂物吹干净,然后进行真空辅助压浆。
2.2.3 边跨现浇段施工
根据地形条件,边跨现浇段采用WDJ碗口式满堂支架法施工。
2.2.4 合龙段施工和体系转换
2.2.4. 1 施工工艺流程
挂篮行走,吊架安装→砌筑红砖水池并注水压重→焊接劲性骨架,张拉部分预应力束,模板及钢筋安装→浇筑混凝土→,张拉预应力束→拆除挂篮及水池→解除临时支座约束及永久支座的锁定,完成体系转换。
2.2.4. 2 合龙段施工
边跨合龙段直接采用吊架法施工,中跨合龙段利用已对接的挂篮承重梁作为支承、吊架法施工。
为保证合龙段浇筑质量,合龙段采用含水率小、坍落度大的微膨胀混凝土,浇筑混凝土选择在一天中温度最低又相对较稳定的时间进行,并加强养护,防止因温度变化造成混凝土出现裂纹,缩短混凝土使用寿命。
2.2.4. 3 体系转换
1)临时支座拆除
临时支座拆除必须均衡、快速、稳定,防止内力重新分布对梁体造成破坏。具体拆除过程是:将临时支座内电炉丝并联,经检查无误后通电,利用电炉丝产生的高温熔化掉临时支座内硫磺砂浆层,然后用氧割枪将临时支座内钢筋割断,解除对梁段的约束,再将普通混凝土段预埋管道清干净,灌注静态破碎剂拌和液,将普通混凝土在无冲击破坏的情况下破碎,人工清除干净,最后用割掉梁底、墩顶外露钢筋,并用砂浆将其封闭好,完成临时支座拆除。
2)体系转换过程
本桥的体系转换就是从单T构的负弯矩受力状态转换成连续梁的正负弯矩交替分布的形式。具体过程是:边跨合龙→中跨合龙→边跨底板纵向预应力张拉及顶板合龙束张拉→中跨底板纵向预应力筋张拉→临时支座的拆除→体系转换。
2.2.4. 4 合龙的精度
通过合龙技术的采用,大桥各项指标均满足设计及规范要求,达到了表1所示精度。
3 施工控制
3.1 施工控制的目的
施工控制的目的就是确保施工过程中结构的可靠性和安全性,保证桥梁线形及受力状态符合设计要求。通过理论计算得到的各施工梁段的主梁标高,在施工中存在误差,不同程度地对成桥目标产生干扰,并可导致合龙困难,成桥线形及内力与设计不符,因此,在施工过程中必须严格控制。
3.2 施工控制分析
海口绕城高速绿色长廊立交桥施工阶段实施控制时,将其简化为平面结构,各阶段离散为梁单元,合龙前后结构体系转变,即由对称单“T”结构变成连续梁结构,故合龙前调整时,只取单“T”分别调整。在施工中,对应力、挠度、挂篮结构荷载与拱度关系、基础沉降、温度影响、混凝土弹性模量及容重等内容进行测试与识别。从前进分析、倒退分析、实时跟踪分析三方面入手,相互结合,实现结构在线形、内力各方面满足设计要求的目标。各施工各阶段模标高以及混凝土浇筑前后,预应力筋张拉前后的预计标高计算式;
式中:Hlm——立模标高Hsj——设计标高
Hyp——计算预抛高值fgl——持久变形值预计标高:Hyj=Hlm-f-fgl
fi——浇筑当前块的下挠值或张拉后的总下挠值
但是,实际的施工状态与理想的施工状态总是有差别的,利用反馈控制实时跟踪分析系统实现桥梁结构施工控制。
4 体会
1)轻型斜拉式挂篮具有结构轻巧、受力变形小、拼装及移动方便(无需大型起重设备)。施工干扰小、抗风载能力强,并且适合现场制作。
2)轻型斜拉式挂篮无需大型、复杂的托架辅助、节约费用、施工方便。
3)有效的施工控制
①保证桥梁线形的圆顺、美观,使内力更加符合设计要求。
②保证了施工过程的安全性和可靠性,有利及时发现问题。
③合龙技术的应用保证了大桥的成桥质量,解决了悬臂浇筑法施工连续梁合龙的难题。
曲线连续梁 篇2
曲线连续桥梁设计要点浅议
指出曲线连续桥梁目前已被广泛应用于城市互通立交以及高等级公路互通立交中,由于各种因素的限制,使得这类桥梁表现出弯、斜、异形等特点,文中将重点介绍曲线连续弯桥的受力特点以及设计过程中应注意的一些问题,并提出一些相应的解决措施.
作 者：欧阳文聪 OUYANG Wen-cong 作者单位：陕西省公路勘察设计院设计二所,陕西,西安,710068 刊 名：山西建筑 英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE 年，卷(期)：2009 35(26) 分类号：U442 关键词：曲线桥梁 受力特点 设计要素曲线连续梁悬臂浇筑法施工技术 篇3
海口绕城高速绿色长廊立交桥平面位于半径R=1 000 m的圆曲线及A=374.165 m的缓和曲线上,中心里程均为K16+343,分左右两幅修建,左幅长205.716 m,右幅长183.738 m。上部结构为50 m+80 m+50 m三跨PC变截面单箱单室连续箱梁。箱梁根部梁高4.5 m,跨中2.1 m,顶宽13.25 m,底板宽5.25 m,翼缘板悬臂长为4.0 m,箱梁梁高从距墩中心2.0 m处到跨中按二次抛物线变化,连续箱梁采用三向预应力体系。
连续箱梁悬臂段采用挂篮悬臂浇筑法施工,0号段采用简易托架施工,边跨现浇段在碗扣式满堂支架上现浇,1号～11号段在挂篮上平衡对称法浇筑,合龙段利用挂篮组成的吊架法施工,中跨合龙段2.0 m,边跨合龙段3.0 m,边跨现浇段为7.94 m。箱梁分段图如图1所示。
2 主要施工工艺
2.1 0号段施工
2.1.1 施工托架
轻型斜拉式挂篮施工无需托架辅助,托架主要用于0号段纵向宽出墩身的0.4 m施工及横向外模架下端支承受力。在墩身预留孔道,利用精轧螺纹钢将托架与墩身对穿,并用精轧螺纹钢锚具将其锚固于墩顶。
2.1.2 支座
1)永久支座:
严格按设计准确安装固定,并控制好平整度,保证支座均匀受力。首先严格控制垫石顶面平整度,并在支座与垫石之间加填3 mm铅板,利用铅板变形填充底座与垫石的间隙。
2)临时支座:
每个主墩设置两排35.5(33.5)cm高、50 cm宽、510 cm长的C50混凝土临时支座,在临时支座中间设置5.5 cm的硫磺砂浆层,硫磺砂浆中均布电炉丝。
2.1.3 模板系统
外模利用挂篮的外侧模及模架,对拉螺杆固定,底角支承于墩顶托架上。采用胶合板作内模,设对拉螺杆与外模固定。
2.1.4 混凝土施工
0号段混凝土土方量大,预应力管道布置复杂,钢筋密集,采用二次浇筑。第一次浇筑底板及部分腹板,总高度2.20 m,混凝土采用坍落度为16 cm～18 cm的流态细石混凝土,混凝土泵车输送入模,确保混凝土浇筑质量。混凝土达到一定强度后,对施工缝进行凿毛、清洗,并铺2 cm厚高标号砂浆衔接层,然后二次浇筑混凝土,待混凝土强度达到设计90%后张拉横向及竖向预应力筋并压浆,完成0号段施工。
2.2 悬臂段施工
2.2.1 轻型斜拉式挂篮
采用轻型斜拉式挂篮(39 t)具有结构轻巧、移动方便、受力下沉小的特点,还有高度较低、施工受风载影响小,满足海岛地区抵抗风载的安全要求。
1)挂篮组成:
由主梁系、斜拉杆、斜拉横梁、上下限位器、模板系和滑梁等组成,如图2所示。a.主梁系:包括上下主梁、前后上横梁、平联。主梁是挂篮的承重结构,用于承受灌注梁段重量和作为走行时模板的支撑,由2根Ⅰ45工字钢上下搭接而成,主梁后端利用箱梁竖向预应力筋压紧,省去抗倾覆的平衡压重。横梁用于悬吊内外滑梁并与主梁和平联连接,形成平面结构以加强挂篮的整体稳定性。b.斜拉横梁:用于支撑斜拉杆上端并将斜拉杆承受的模板及混凝土重量传递给主梁。c.斜拉杆与上限位器:斜拉杆下端与前下横梁销接,以吊住底模,其上支点设于主梁的前支点处,主梁尾部的上限位器以防主梁向前滑移。上限位器孔眼间距与竖向预应力筋的间距取相同的模数,便于利用其锁定限位器。d.下限位器:在纵梁后端设置下限位器控制底模后移,将水平力传递已成梁段的底板。下限位器与梁底的连接杆采用45°斜置,以消除连接杆在梁底预留孔内由于局部承压而造成的弯曲应力。e.模板系统:底模由纵梁和横梁组成骨架,上铺钢模组成底模系统,侧模由腹板和翼缘底板两部分组成,并由外模桁架、外滑梁及内外模对拉螺杆固定与支承。外模架设置可变位的牛腿支承在前后下横梁上,以承担外模架部分受力并可随梁高调整,外模模架顶、侧部连接杆件采用长孔栓接,可根据翼缘的角度进行调节,模架上下两排滚筒,上排供侧模沿滑梁走行,下排用于滑梁前移的滚道。内模采用胶合板模,由内模架及对拉螺杆固定。
2)挂篮的安装及拆除。
a.挂篮的安装。0号段完成后,安装挂篮下主梁(坝岗侧与梁端对齐)、垫梁并与0号段锚固→安装两侧上主梁、前后上横梁、斜拉横梁及平联→安装前后下横梁及3根纵梁的组拼件及吊杆→安装剩余4根纵梁及底模→安装吊杆、外滑梁及外侧模(含外模架)及牛腿→安装内模架、内滑梁、内模及吊杆→安装斜吊杆→调整模板高程,要求安装过程中两侧挂篮必须同步进行。1号段完成后将底、侧、内模系统与梁体固定连接好并松开坝岗侧主梁及平联→拆掉坝岗侧上主梁、前横梁、斜拉横梁及平联→移动盐田侧挂篮到2号段→安装坝岗侧主梁并与盐田侧主梁焊接→安装上主梁前后横梁、斜拉横梁及平联→移动内模、底模及侧模系统至2号段→安装两侧的后下限位器。2号段完成后分离两侧挂篮主梁,安装两挂篮上限位器,完成挂篮安装。b.挂篮拆除。首先将底模系统与侧模焊接成整体,用倒链将底模和侧模系统悬挂于梁体上→松开与上主梁及横梁的连接→利用多重倒链将底模系统逐步放到地面上拆除→内侧系统在梁内解体后拆除→上主梁、横梁及平联在梁上利用吊车将其解体拆除。
3)挂篮试验(静载试验)。
对挂篮进行静载试验,测试其变形量,承载能力,确定其弹性和非弹性变形,为箱梁预拱值设置提供依据。该试验选择左幅2号墩2号梁段位置进行,采用混凝土预制块逐级加载到2号梁段设计自重的100%,至超载120%,最后减载到初始状态,以测定挂篮结构荷载—拱度曲线,如图3所示。
2.2.2 悬臂段施工
1)悬臂段施工工艺流程见图4。
2)悬臂段混凝土的浇筑。a.采用具有水灰比小、坍落度大、和易性好的早强缓凝混凝土。b.混凝土采用商品站集中拌和,输送车运输,输送泵泵送入模。c.混凝土浇筑采用单泵两端交替进行,控制混凝土间隔时间且两边不平衡力矩小于设计要求。d.混凝土浇筑按先底板再腹板最后顶板的顺序分层浇筑。纵向从梁端向已成梁段方向浇筑,横向从高向低浇筑(即先内后外)。
3)悬臂段张拉、压浆。悬臂段预应力采用先纵向再横向最后竖向的顺序对称张拉。纵向采用双端张拉,横向、竖向为单端张拉,具体的张拉依据设计、规范执行。张拉完成后,先用空压机将管道内的水、杂物吹干净,然后进行真空辅助压浆。
2.2.3 边跨现浇段施工
根据地形条件,边跨现浇段采用WDJ碗口式满堂支架法施工。
2.2.4 合龙段施工和体系转换
1)施工工艺流程。
挂篮行走,吊架安装→砌筑红砖水池并注水压重→焊接劲性骨架,张拉部分预应力束,模板及钢筋安装→浇筑混凝土→张拉预应力束→拆除挂篮及水池→解除临时支座约束及永久支座的锁定,完成体系转换。
2)合龙段施工。
边跨合龙段直接采用吊架法施工,中跨合龙段利用已对接的挂篮承重梁作为支承、吊架法施工。为保证合龙段浇筑质量,合龙段采用含水率小、坍落度大的微膨胀混凝土,浇筑混凝土选择在1 d中温度最低又相对较稳定的时间进行,并加强养护,防止因温度变化造成混凝土出现裂纹,缩短混凝土使用寿命。
3)体系转换。
a.临时支座拆除。临时支座拆除必须均衡、快速、稳定,防止内力重新分布对梁体造成破坏。具体拆除过程是:将临时支座内电炉丝并联,经检查无误后通电,利用电炉丝产生的高温熔化掉临时支座内硫磺砂浆层,然后用氧割枪将临时支座内钢筋割断,解除对梁段的约束,再将普通混凝土段预埋管道清干净,灌注静态破碎剂拌合液,将普通混凝土在无冲击破坏的情况下破碎,人工清除干净,最后割掉梁底、墩顶外露钢筋,并用砂浆将其封闭好,完成临时支座拆除。b.体系转换过程。本桥的体系转换就是从单T结构的负弯矩受力状态转换成连续梁的正负弯矩交替分布的形式。具体过程是:边跨合龙中跨合龙边跨底板纵向预应力张拉及顶板合龙束张拉中跨底板纵向预应力筋张拉临时支座的拆除体系转换。
4)合龙的精度。
通过合龙技术的采用,大桥各项指标均满足设计及规范要求,达到了以下精度,见表1。
mm
3施工控制
3.1施工控制的目的
施工控制的目的就是确保施工过程中结构的可靠性和安全性,保证桥梁线形及受力状态符合设计要求。通过理论计算得到的各施工梁段的主梁标高,在施工中存在误差,不同程度地对成桥目标产生干扰,并可导致合龙困难,成桥线形及内力与设计不符,因此,在施工过程中必须严格控制。
3.2施工控制分析
海口绕城高速绿色长廊立交桥施工阶段实施控制时,将其简化为平面结构,各阶段离散为梁单元,合龙前后结构体系转变,即由对称单“T”结构变成连续梁结构,故合龙前调整时,只取单“T”分别调整。在施工中,对应力、挠度、挂篮结构荷载与拱度关系基础沉降、温度影响、混凝土弹性模量及容重等内容进行测试与识别。从前进分析、倒退分析、实时跟踪分析三方面入手,相互结合,实现结构在线形、内力各方面满足设计要求的目标。各施工阶段立模标高以及混凝土浇筑前后,预应力筋张拉前后的预计标高计算式为:
其中,Hlm为立模标高;Hsj为设计标高;Hyp为计算预抛高值;fgl为持久变形值。
预计标高:
其中,fi为浇筑当前块的下挠值或张拉后的总下挠值。
但是,实际的施工状态与理想的施工状态总是有差别的,利用反馈控制实时跟踪分析系统实现桥梁结构施工控制。
4体会
1)轻型斜拉式挂篮具有结构轻巧、受力变形小、拼装及移动方便(无需大型起重设备)、施工干扰小、抗风载能力强的特点,并且适合现场制作。2)轻型斜拉式挂篮无需大型、复杂的托架辅助、节约费用、施工方便。3)有效的施工控制:a.保证桥梁线形的圆顺、美观,使内力更加符合设计要求。b.保证了施工过程的安全性和可靠性,有利于及时发现问题。4)合龙技术的应用保证了大桥的成桥质量,解决了悬臂浇筑法施工连续梁合龙的难题。
摘要：结合具体工程实例,详细地介绍了曲线连续梁悬臂浇筑法施工技术,提出了施工控制的目的和措施,指出该大桥施工采用的轻型斜拉式挂篮、施工控制技术、合龙技术使该桥的建设达到了较高水平。
关键词：曲线,悬臂浇筑法,挂篮,施工控制,体系转换
参考文献
连续曲线梁桥设计探析 篇4
曲线桥是当前的道桥项目中非常关键的一个组成部分, 尤其是在最近几年它得到了非常广泛的应用。对于那些互通型的立交匝道来讲, 它的使用更是非常的明显。在设计匝道的时候会受到很多要素的干扰, 比如地形以及所在区域的规模等, 这些要素的存在使得该项设计有如下的一些特征。第一, 此类桥的宽度不是很宽, 通常匝道的尺寸在六米到十米之间。第二, 匝道本身是为了辅助道路转向的, 在立交工程中会受到土地规模的影响, 因此这类桥大多数是小尺寸的曲线桥。第三, 匝道桥的纵向坡度非常大, 有时会横跨下方的车道, 此时就使得桥的长度变长。因为这种桥本身弯斜, 形状特别, 所以它的设计工作无法正常的开展。
2 曲线梁桥的平面及纵、横断面布置
最近几年高速路在设计的时候更加的关注线形方面的内容, 规定设计要合乎线形要求。因此在布局桥梁平面的时候, 要遵照总的线形布局规定, 其纵坡也要和路线的纵坡保持一致。通常为了应对截面的扭矩以及弯矩, 在设计的时候常使用箱形的截面。由于桥面超高的需要及梁体受扭时外边梁受力较大的需要, 所以可以在其水平方向上把主梁设置成不一样的高度。为了便于构造, 方便建设, 也可以将其设置成一样高度的, 其超高横坡由墩台顶面形成。
3 曲线梁桥结构受力特点
3.1 梁体的弯扭耦合作用
一般来说, 当受到外在力影响的时候, 曲梁会出现一定的弯矩以及扭矩, 两者会彼此影响, 进而导致截面处在一种耦合的状态中, 截面的拉力要较之于直梁大, 这个特征是这种梁所特有的。因为这种桥会承受较高的扭矩力, 所以会发生变形现象, 它的外侧的挠度要比相同尺寸的直桥大一些。因为存在耦合作用, 所以在桥上方会存在翘曲现象。
3.2 内外梁无法均匀受力
对于曲梁桥来讲, 因为其扭矩较大, 所以会导致外梁发生超载而内梁出现卸载的情况, 特别是当桥梁较宽的时候这种现象更加的明显。因为两个梁的支点反力差别非常大, 如果活载发生了偏移的话, 内梁就会生成一种反向力, 此时假如内梁无法承受这种力的话, 就会使得梁体和支座分离。
3.3 墩台受力复杂
因为里外两侧的支座的反力不同, 导致墩柱承受的力不一样。对于弯桥来讲, 它不但具有和直桥相同的制动力以及地震力等, 还有自身所特有的离心力等。所以在设计的时候, 要对其开展总体的受力分析, 如果只是使用简单方法来计算的话, 是无法保证设计有效的。必须对其在承受纵向弯曲、扭转和翘曲作用下, 结合自重、预应力和汽车活载等荷载进行详细的受力分析, 只有认真地分析结构受力性方面的内容, 才可以保证设计更为合理。
4 曲线梁桥的结构设计
直梁桥受“弯、剪”作用, 而曲线梁桥处于“弯、剪、扭”的复合受力状态, 故上、下部结构必须构成有利于抵抗“弯、剪、扭”的措施。
第一, 曲线梁桥的弯扭刚度比对结构的受力状态和变形状态有着直接的关系:弯扭刚度比越大, 由曲率因素而导致的扭转变形越大, 所以, 对于曲线桥来说, 在合乎变形规定的背景之下, 要尽量的降低抗弯的刚度, 提升抗扭性。对于此类桥梁来讲, 最好是使用那种高度较低的梁和抗扭惯矩较大的箱形截面。第二, 在开展截面设计工作的时候, 应该在桥跨区域内设计水平方向的隔板, 这样做的目的是为了提升桥的刚度, 提升整体的稳定性。对于截面变化较为明显的地方, 要设计过渡区, 防止应力过于聚集。第三, 在设计配筋的时候, 要认真的分析扭矩作用, 对于曲梁来说应该在其腹板的一侧多设置一些钢筋, 且应配置较多的抗扭箍筋。第四, 城市立交桥中的弯箱梁桥中墩多布置成独柱支承构造。在独柱式点铰支承曲线连续梁中, 上部结构在外荷载作用下产生的扭矩不能通过中间支承传至基础, 而只能通过曲梁两端抗扭支承来传递, 此时就会使得曲梁的扭矩增加。为了降低桥体对上下方结构生成的负面效益, 通常可以结合如下的措施来调节结构的受力性。a.要想降低扭矩带来的负面效应, 比较有效的办法是通过调整独柱支承偏心值来改善主梁受力。b.通过预应力筋的径向偏心距来消除曲梁内某些截面过大的扭矩, 将主梁的受力状态改变也是常用的措施。一般来讲, 此类曲线梁会因为自身的结构方面的特点而发生向外偏转的现象。预应力产生的扭矩分布和自重、恒载作用下的扭矩分布规律有着较大的区别, 为调整扭矩分布, 可在曲线梁轴线两侧采用不同的预应力钢束及锚下控制应力, 构成预应力束应力的偏心, 形成内扭矩来调整曲线梁扭矩分布。第五, 明确下方的支承形式。由于曲线桥的支承方法不一样, 所以它对上下方构件产生的影响也是不一样的。其常见的中间支承有两个大的种类, 分别是抗扭型支承和单支点铰支承。在实际工作中选取支承模式的时候, 可以按照如下的原则开展。a.对于较宽的桥和曲线半径较大的曲线梁桥, 由于主梁扭转作用较小, 桥体宽要求主梁增加横向稳定性, 故在中墩宜采用具有抗扭较强的多柱或多支座的支承方式, 亦可采用墩柱与梁固结的支承形式。b.针对那种不是很宽的桥, 因为主梁会发生一定的扭转作用, 尤其在预应力钢束径向力的作用下, 主梁横向扭矩和扭转变形很大。因为桥体不是很宽, 最好是使用一个柱子的墩体, 不过在选择支撑结构的时候必须要结合墩的高度而判定。对于那些高度较高的墩体最好是使用墩柱与梁固结的结构支承形式。较低的中墩可采用具有较弱抗扭能力的单点支承的方式。此举能够明显的改善墩柱弯曲情况, 降低变形现象的发生几率。不过不论是哪一种方式, 都应该适当的调节水平方向的支座的重心。c.正确的选择墩柱的截面。当采用墩柱与梁固结的支承形式时就必须注意墩柱的弯矩变化。在主梁的扭转变形过大同时墩柱弯矩也很大的情况下, 此时最好是使用矩形的截面。这主要是因为这种截面在主梁方向的竖直抗弯刚度较之于其他的要低一些, 而沿主梁横向抗弯刚度较大, 此举不但能够降低配筋的使用数量, 同时还能改善变形现象, 非常的符合受力特征。
5 做好设计工作
第一, 要保证所有的中墩的支座都尽量的固定。第二, 如果桥梁的长度较长的话, 要保证前端的制作能够顺着桥的方向自行移动。可以使用盆式的橡胶材质的底座。除此之外, 要确保梁端的空隙在最高的升温状态下, 能够自行的伸缩。当桥梁的长度不是很长的时候, 可以使用常见的支座。第三, 如果桥的宽度非常宽, 而且墩的宽度也很宽的时候, 应注意温度变化时由于曲线梁水平弯曲变形在墩顶产生的横桥向水平作用力可能会比较大。
6 结束语
通过分析我们得知, 曲线桥梁因为自身的特殊性使得它比相同尺寸的直桥要复杂。所以在设计的时候必须认真谨慎。作者具体的分析了当前设计中需要注意的几点内容。我们坚信在广大工作者的努力之下, 我国的曲梁桥项目一定会获取更多的成就, 更好的为国家的经济发展贡献自身的力量。
参考文献
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[3]何展宏.连续弯梁桥的设计[J].城市建设与商业网点, 2009 (24) .
曲线连续梁 篇5
沙坪特大桥位于兰州市城关区大砂坪街道区境内, 桥全长1324.49米, 为了避让规划后的连霍高速公路, 其中主跨采用 (64+112+64) m预应力混凝土连续梁。在施工方案的制定上, 为了加快施工进度以及确保施工质量, 对于连续梁桥的0#段采用托架施工, 1#~13#段采用挂篮施工, 中跨合拢段采用挂篮施工, 14#~16#边跨直线段在中跨合拢后采用挂篮施工。施工顺序为首先施工托架施工, 然后完成0#段施工, 之后进行拼装挂篮以及挂篮预压的施工作业, 再然后悬臂浇筑一般梁段直至中跨合拢。
2 托架施工
1) 托架施工准备工作。在托架施工作业之前, 应该完成预埋件的加工、墩身高度测定等一系列的施工准备工作, 以便于下一步模板桁架的拼装。需要注意的是在托架工程施工之前, 应该对托架的各力学指标进行计算, 明确所有受力杆件采用的型钢材质。
2) 托架施工。在安装预埋件时, 确保预埋件安装的定位稳固, 以免浇筑混凝土时发生位移。在浇筑前要对穿过模板的预埋件的模板孔洞及缝隙进行堵塞, 防止漏浆造成预埋件周围混凝土不密实。模板拆除后, 开始焊接上下两层预埋工字钢的斜撑, 此处焊缝必须保证质量。
3 0#段施工
1) 支座安装。现浇箱梁主墩顶支座采用球型橡胶支座, 在支座安装前先复核垫石位置、标高, 符合要求后方可进行支座安装。在连续梁悬臂现浇施工过程中, 由于永久支座不能够承受施工中产生的不平衡力矩, 因此应该在0#段安装临时支座, 用以临时锁定梁体。2) 0#段底模系统安装。在测量托架施工后的实际标高后, 按照实测标高安装0#段底模系统。需要注意的是必须确保支座和临时支座处的底模铺设, 要保证底模支撑稳固, 接缝平整严密, 防止漏浆污染支座。3) 模板安装。在侧模桁架焊接固定好后, 即可吊装模板, 要确保各模板间的接缝严密, 无错台缝隙, 在完成拉杆加固后要检查模板整体平整度。4) 钢筋施工。钢筋的施工应该按照底板底层———腹板———隔板——底板———腹板———隔板的顺序进行施工作业, 在底板底层预埋钢筋焊接前, 将腹板框形钢筋套上。5) 预应力施工。0#段设计为三向预应力, 即横向、竖向、纵向, 在预应力张拉过程中, 在张拉开始前先根据千斤顶及油表的标定线性方程计算好每束预应力钢筋的张拉油表读数及伸长量, 张拉时纵向预应力钢筋必须进行左右侧对称束及大小里程对称同时张拉。6) 混凝土浇注施工。混凝土浇注按分层浇注, 每层厚度控制在40cm左右, 先浇筑悬臂端再浇注跨中。为了保证砼密实度, 施工作业人员应当进入模板内部, 逐层振捣。箱梁顶板在混凝土初凝后, 可以采用用土工布覆盖养生, 洒水保持砼面湿润, 箱梁梁内洒水保持砼湿润。
4 挂篮安装施工作业
1) 挂篮的拼装。对于挂篮的拼装应该严格按照轨道系统、主桁架后三角、横联、对后三角进行锚固、前三角、前顶横梁、前吊带、底模、后吊带、外滑梁、外滑梁吊杆、外模板及桁架、内滑梁、内模桁架及模板这一顺序进行拼装。需要注意的是挂篮拼装应该一次到位, 完成主构件、内外模系统、安全防护系统以及养生系统等一次安装完成, 在任何一个挂篮前移前, 必须经过项目部验收小组的检验。2) 挂篮的预压荷载试验。在完成挂蓝拼装施工之后, 应该及时检查挂蓝的安全性及稳定性, 并消除挂蓝主桁各构件之间非弹性变形, 观测挂蓝的弹性变形值, 为后续的悬臂箱梁挂蓝施工模板调整提供可靠数据依据。预压荷载试验的预压方式一般采用施加预应力的方法, 施加荷载按最大块段砼重量确定。预压荷载试验首先应该安装挂篮底板预压横梁, 挂篮底模绗架拼装、加固好后, 先不铺底模。然后安装钢绞线及千斤顶。为观测挂篮的受力过程中的变形, 故预压时采取分级施加荷载的方法, 按照30%—50%—70%—90%—100%分级加载。每次张拉持荷1小时, 满载后持荷12小时之后开始卸载, 卸载按施加荷载的10%—30%—50%—70%—100%分级卸载。应该按照挂篮变形观测数据绘制图像, 分析非弹性、弹性变形值的大小, 为预测施工立模标高提供参考。
5 悬浇施工
悬浇施工的施工作业顺序为:挂篮前移、挂篮定位、模板调整、模板清理、模板涂油、钢筋安装、管道安装定位、报检 (高程、平面位置检查) 砼浇注、砼养生、预应力力张拉、管道压浆。
1) 挂篮前移以及定位。挂篮的前移采用导链拉动挂篮前支点移动, 移动时注意控制两边同步移动。挂拉定位则可以根据中线调整挂篮姿态和前支点距混凝土端头距离需, 需要注意的是应该确保前支点下支撑垫物强度, 以控制下沉量不得大于5毫米。2) 钢筋以及预应力管道的安装。在完成模板修正、涂油、加固之后, 应该及时的进行绑扎钢筋以及预埋波纹管道的施工。钢筋应该先绑扎底板、腹板钢筋, 并安装竖向预应力筋及波纹管道, 待内模前移到位后绑扎顶板底层钢筋, 安装顶板预应力管道, 绑扎顶板上层钢筋、安装顶板预埋件。3) 混凝土浇筑施工。混凝土浇筑应当坚持“对称、平衡、同步进行”的原则, 沿梁高方向先浇注底板, 再浇注腹板, 最后浇注顶板。为了使后浇筑的混凝土不引起先浇筑混凝土的开裂, 箱梁梁段混凝土一次浇筑成型, 并在底板混凝土凝固以前全部浇筑完毕, 应当在挂篮的变形全部发生在混凝土初凝前, 以免裂纹产生。在施工时应当特别注意锚垫板下、横梁及腹板位置的振捣, 保证混凝土捣固密实, 无蜂窝麻面。4) 预应力施工。混凝土试件的强度达到设计要求的张拉强度时开始张拉, 按设计要求的顺序进行张拉作业。张拉利用真空压浆工艺, 在一端锚垫板压浆孔上用丝扣连接压浆管, 在另一端出将口上用丝扣两连接真空吸气管, 开动真空泵吸气, 当压力表指针达到0.07MPa时打开进浆阀门, 开始压浆, 同时吸气。浆液在“前拉后推”力的作用下快速注满管道。同时浆液中的残留气体在负压作用迅速排出, 保证了浆液的密实度。当出口浆液浓度与进浆浓度一致时关闭出将口阀门, 继续压浆, 当压力表读数达到0.3~0.5MPa时关闭进浆阀门, 压浆结束。
6 结语
挂篮施工技术作为大跨度连续梁桥施工的主流技术, 具有施工成本低、施工作业效率高以及施工作业技术成熟可靠地特点, 因而在铁路桥梁工程施工中得到了广发的应用。连续梁桥工程施工单位应该合理的制定施工方案, 强化工程施工阶段的质量控制, 同时做好工程施工阶段的安全管理工作, 以确保连续梁桥工程施工作业的顺利开展。
参考文献
[1]苟炜玮.铁路桥梁连续梁挂篮施工技术[J].中华民居 (下旬刊) , 2012.
曲线连续梁桥的结构设计 篇6
目前在高等级公路及城市立交中曲线梁桥的应用得到了普遍的认可, 尤其在城市立交匝道设计中最为广泛。曲线梁桥的设计中常采用箱型截面, 因其具有材料用量少、结构自重小、抗扭刚度大、整体稳定性好、截面应力分配合理等优点, 而在曲线梁桥中应用非常普遍。
现阶段曲线梁桥的设计和理论研究已经取得了很多成果, 但由于曲线梁桥结构受力复杂、施工过程中标高不能准确的控制, 由于设计的原因导致在项目的施工或使用过程中已多次发生过事故。常见问题主要为:曲梁内侧支座脱空;主梁横向侧移量过大;横向刚度不足引起扭曲变形;固结墩墩身开裂;梁体的外移和翻转进一步导致支座、伸缩缝的剪切破坏和平曲线超高的丧失等。故在曲线梁桥的设计与施工过程中应充分考虑结构的弯、剪、扭受力特性, 对结构内力进行准确分析及合理优化, 消除设计带来的不安全隐患。
2 曲线梁桥受力特点
2.1“弯-扭”耦合作用
曲梁由于自身及外荷载的作用下会同时产生弯矩和扭矩, 并且相互作用。表现为曲梁内外侧尺寸不同、支座反力不等、外荷载偏心及预应力径向作用共同引起较大的扭矩, 使梁截面处于“弯-扭”耦合作用的状态, 其截面主拉应力比相应的直梁桥大得多, 这是曲梁所独有的受力特点。
在变形方面, 强大的扭矩作用致使曲线梁桥产生扭转变形;曲线外侧的竖向挠度要大于同等跨径的直桥;由于“弯-扭”耦合作用, 在梁端可能出现“翘曲”;当梁端处横桥向约束较弱时, 梁体有向曲线外侧“爬移”的趋势。
在受力方面, 由于存在较大的扭矩, 通常会使外梁超载、内梁卸载, 尤其当活载偏置时, 内侧支座甚至会出现负反力, 如果支座不能承受拉力, 就会出现梁体与支座发生脱离的现象, 即“支座脱空”现象, 这种现象在小半径的宽桥中特别明显。
2.2 下部墩台受力复杂
曲梁内外侧支座反力相差较大, 导致各墩柱所受垂直力有较大差异。曲线桥墩顶水平力不仅由制动力、温度变化引起的内力、地震力等产生外, 还有汽车离心力和预应力张拉产生的径向力, 这也是比直线桥墩顶受力复杂之处。
故在曲线梁桥结构设计中, 应进行全面的三维空间受力分析, 只采用横向分布等简化计算方法, 不能满足设计要求。必须对其在承受纵向弯曲、扭转和翘曲作用下, 结合自重、预应力和汽车活载等荷载进行详细的受力分析, 充分考虑其结构的空间受力特点才能保证结构设计的安全性。
3 曲线梁桥的结构设计
直线梁桥在设计中主要考虑梁的“弯、剪”作用, 而曲线梁桥结构处于“弯、剪、扭”的复合受力状态, 故桥梁整体要以抵抗复合受力状态进行结构设计, 并在构造设计中加强抵抗措施。
3.1 弯扭刚度比
曲线梁桥的弯扭刚度比对结构的受力状态和变形状态有着直接的关系:弯扭刚度比越大由曲率因素而导致的扭转变形越大。故在曲线梁桥设计时, 满足曲梁竖向变形的同时, 应尽可能减小抗弯刚度、增大抗扭刚度, 来抵抗对整体结构产生的不利影响。所以在曲线梁桥中, 抗扭惯矩较大的箱形截面和低高度梁的应用最为广泛。
3.2 截面设计
曲线箱梁桥截面设计时, 要在桥跨范围内设置一些横隔板, 并且要比相应的直梁桥有所加强, 增加横桥向刚度并保持全桥稳定性。在截面发生较大变化的位置, 要设渐变段过渡, 减小应力集中效应。
3.3 预应力钢束及配筋设计
合理分配曲线梁轴线两侧预应力钢束的根数, 使预应力等代荷载形成的内扭矩消减曲梁在自重、恒载作用下产生的扭矩;调整预应力钢束锚下控制应力, 构成预应力束应力的偏心, 形成内扭矩来调整曲线梁扭矩分布。
考虑扭矩对整体结构的影响, 曲线梁不仅应在腹板侧面布置较多受力钢筋, 而且其截面上下缘钢筋也比同等跨径的直桥多, 同时配置较多的抗扭箍筋。
3.4 下部支撑方式的选用
曲线梁桥下部支撑方式的选取, 直接影响桥梁整体结构内力的分布情况。对于曲线梁桥, 中间支承一般分为两种类型:抗扭型支承和单支点铰支承。根据以往的设计经验下部支撑方式的选用可参照以下原则:
3.4.1 对于宽度较宽、曲线半径较大的曲线梁桥 (桥宽B>12m、半
径R>100m) , 主梁所受的扭转作用小、桥体宽度较大及横向连接来增加横向的稳定性, 故在中墩位置采用具有抗扭较强的多柱或多支座的支承方式, 亦可采用墩柱与梁固结的支承形式, 即抗扭型支承。
3.4.2 对于宽度较窄、曲线半径较小的曲线梁桥 (桥宽B≤12m、
半径R≤100m) , 主梁所受扭转作用大, 尤其是预应力钢束径向力作用所产生的主梁横向扭矩, 导致扭转变形很大。由于桥窄因此宜采用独柱墩, 但应视墩柱高度的不同来选用支承结构形式。较高的中墩可采用墩柱与梁固结的结构支承形式, 较低的中墩可采用具有较弱抗扭能力的单点支承的方式。这样可有效降低墩柱的弯矩和减小主梁的横向扭转变形。但这两种支承方式都需对横向支座偏心进行调整。
3.5 墩柱截面的合理选用
正如以上所述, 当采用墩柱与梁固结的支承形式且墩柱较矮的情况下, 宜采用矩形截面墩柱。因为矩形截面沿主梁纵向抗弯刚度较小, 而沿主梁横向抗弯刚度较大, 这样不仅减小了主梁横向扭转变形, 而且较少了墩柱的配筋。针对整体结构的受力特点拟定构造和配置钢筋, 使整个设计更加合理安全。
3.6 支座形式的合理选用
根据以上所介绍的结构受力特点及设计中的经验做法来选取相对应的支座类型, 具体如下:
3.6.1 曲线连续梁桥选用中墩支座时, 尽可能横桥向位移固定, 限制主梁横向侧移, 可采用盆式或普通板式橡胶支座。
3.6.2 当桥长大于100m时, 梁端支座可采用盆式橡胶支座及带
有横桥向位移固定装置的四氟板橡胶支座, 保证桥梁顺桥向自由滑动、横桥向位移固定;当桥长小于100m时, 梁端支座可以采用普通板式橡胶支座。对于曲线梁桥支座设计, 选用“梁端设普通板式橡胶支座、所有中墩设横桥向自由滑动的盆式支座”是非常危险的, 应引起设计者的重视。
3.6.3 当曲线梁桥较宽时, 桥梁整体升降温变化在墩顶产生的横
桥向水平力会较大, 尤其是当所有中墩支座均为横桥向位移固定时, 水平力增加更为明显, 整体计算时应关注水平力变化情况。
4 结束语
曲线梁桥由于其结构受力的特殊性, 较同等跨径的直梁桥要复杂得多, 因此在进行设计和计算时应引起足够的重视。通过对曲线梁桥结构受力特点的分析及设计中存在问题的总结, 并提出了曲线梁桥设计中的一些经验做法和解决方案, 对同类桥梁的设计具有一定的参考价值。
参考文献
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[4]孙广华.曲线梁桥计算[M].人民交通出版社, 1995.[4]孙广华.曲线梁桥计算[M].人民交通出版社, 1995.
[5]何维力.独柱支承的曲线梁桥设计[J].北京建筑工程学院学报, 2001.[5]何维力.独柱支承的曲线梁桥设计[J].北京建筑工程学院学报, 2001.
浅析连续梁施工技术 篇7
新建山西中南部铁路通道工程卜家岩湫水河特大桥位于山西省吕梁市临县, 全长1996.84米, 其中1- (40+64+40) m预应力混凝土连续箱梁上跨218省道, 单箱底宽7 m, 桥梁全宽13.3m, 主桥箱梁采用三向预应力体系, 分为纵向预应力束、横向预应力束和竖向精扎螺纹钢筋。
2 主跨连续梁施工方案
(40+64+40) m变截面连续梁跨越218省道, 采用挂篮悬臂现浇施工方案, 其中0#梁段长度9m, 1#~3#梁段长3.5m, 4#~8#梁段长4m, 边跨直线段3.7m, 合拢段2m, 悬臂部分采用悬臂施工法。0#块及1#块采用三角托架法施工, 悬臂部分及合拢段采用挂篮施工, 施工时在高省道上空搭设防护棚洞。施工顺序为:0#、1#段施工→拼装挂篮→悬臂浇注→边跨合拢段施工→中跨合拢段施工。主要配置菱形挂篮2对、塔吊2台, 各T构平行作业。
2.1 主梁0#、1#块施工
连续梁的主梁0#、1#块采用三角斜腿支撑结构形式, 形成0#段的底模及施工的平台, 砼一次浇筑成型。在主墩两侧分别搭设临时支墩及拼装托架, 并对托架进行预压, 预压完成后安装永久支座, 在托架上立模板浇筑0#梁段, 并将0#段与墩柱临时固结。待0#块梁段混凝土达到95%的设计强度, 弹性模量达到设计值的100%且混凝土的龄期不小于7天时, 张拉并锚固本阶段的纵向预应力束及竖向预应力筋。张拉完成后在0#、1#块两侧对称安装挂篮, 并进行预压, 检验挂篮的受力状态, 测定挂篮的弹性变形, 消除非弹性变形, 同时拆除墩旁的托架。
2.2 悬臂段施工
悬臂段采用轻型结构的菱形挂篮分段对称悬臂灌注。以主墩为中心, 对称移动挂篮, 逐段的悬臂浇筑其余梁段;每段浇筑完成后, 待梁段混凝土达到95%的设计强度, 弹性模量达到设计值的100%且混凝土的龄期不小于7天时, 张拉并锚固本阶段的纵向预应力束及竖向预应力筋。应注意在每个梁段混凝土浇筑之前必须梁面标高及中心线, 并及时进行动态调整。
2.3 合拢段施工
边跨现浇段采用膺架法施工。合拢段采用吊架法, 直接应用挂篮上的模板系统进行施工。混凝土浇筑前腹板上下设置钢结杆撑拉措施进行临时锁定, 合拢时间选在较适宜的一天温度最低时候进行。合拢段张拉完毕后解除临时支座, 实现体系转换。各T构基本同步施工, 适时施工直线段, 先边跨合拢, 最后中跨合拢。
3 主要施工技术措施
3.1 0#块及1#块托架施工
0#块及1#块托架采用三角斜腿支撑结构形式, 采用32a工字钢和2-25b槽钢做三角牛腿托架, 托架顶放置32a工字钢横向分配梁, 分配梁上再放置方木及底模系统, 从而形成0#段的底模及施工的平台。
3.2 支架预压
在支架搭设完毕后, 按设计梁体重量的120%加载预压。采用模拟梁段实际重量 (包括施工荷载) 堆筑砂袋分级加载的方法进行预压, 位于主墩顶的梁体混凝土因直接用刚性支撑承受, 不设砂袋预压。预压测量的结果为支架的最大变形量为3mm;叠合梁的最大弹性变形值为12mm, 加载过程中支架稳定, 其强度完全可以满足施工的要求。
3.3 挂篮悬臂浇筑施工
每个悬臂施工从1#段开始, 对称拼装好挂篮后即可进行悬臂浇筑施工。按12天一循环, 其施工步骤为:在挂篮上绑扎底板及腹板钢筋→安装预应力管道→将0#梁段内的内模拖出→根据1#梁段的标高调整内模标高→绑扎顶板钢筋→安放预应力管道→安装端模板→一次对称浇筑1#梁段混凝土→养护→预应力张拉→压浆→挂篮行走至下一节段就位。待1#梁段施工结束, 挂篮即可行走, 施工2#梁段。行走程序如下:找平1#梁段轨道处的梁顶面并铺设轨枕及轨道;放松底模架的前后吊带, 放松内外模的前后吊杆, 拆除内外模后吊杆中的离梁端较近的吊杆, 将吊架放在内外模走行梁上;拆除后吊带与底模架的连结, 利用10T倒链使底模的重量作用在外模走行梁上;解除挂篮后端锚固螺杆;轨道顶面安装2个5吨倒链 (一套挂篮) , 并标识好前支座的位置 (支座中心距梁端50cm) ;用两个32吨千斤顶将挂篮前支点顶起约3cm, 塞入聚四氟乙烯板, 倒链牵引前支座使挂篮、底模架、外侧模一起向前移动, 挂篮后部设10T保险倒链;挂篮移动到位后, 将外侧模走行梁的后吊架前移至1#段端部;安装后吊带, 将底模架吊起;调整立模标高。挂篮非弹性变形, 通过1#节段施工已基本消除, 2#节段的立模标高根据挂篮试压时的弹性变形值、设计立模标高及1#节段的测量情况综合确定。重复上述施工步骤, 进行2#梁段施工, 直至所有梁段施工完成。
3.4 预应力施工
箱梁采用三向预应力体系, 纵向管道分别由Φ100mm和Φ90mm波纹管成孔, 横向管道由90×19mm波纹管成孔, 竖向管道采用Φ35mm铁皮成孔。张拉机具 (千斤顶、油泵) 应在进场时进行检查和校核, 千斤顶与压力表按照规范进行标定。使用过程中按规范要求及时重新校验。钢绞线按设计要求下料, 下料长度=工作长度+张拉千斤顶所需长度 (工作长度) 。梁体混凝土强度达到设计强度95%且龄期达到7天后, 方可张拉预应力束。预应力束张拉程序按设计进行。预应力束全部张拉完毕后, 应由质检人员检查张拉记录, 经过批准后方可切割锚具外的钢绞线并进行压浆准备工作, 压浆采用真空压浆工艺。
3.5 线型及应力控制
由于本连续梁最大跨64m, 线性和应力控制尤为重要。悬浇施工梁体由于受自重、温度、外荷载等因素影响会产生挠度, 砼自身的收缩、徐变等因素也会使梁产生标高变化, 这种变化随着跨度的加大而增加。为了使成桥后的桥面线型达到或接近设计曲线, 必须在悬臂浇筑时进行标高控制, 在施工中对已浇或准备浇筑的梁各工序进行挠度、温度等观察, 并以此随时调整悬浇段的立模标高。在施工过程中对全桥中线和临时水准点进行定期复核和检查, 确保各个现浇梁的施工测量的准确性。施工观测:按照施工顺序, 每悬浇一段观测5次, 即:挂篮就位后浇筑混凝土前;浇筑梁段混凝土后;张拉纵向预应力束前;建立纵向预应力后;移动挂篮前 (即进行下一节段作业前) 。
结束语
主桥64米预应力混凝土连续梁桥施工过程中预拱度设置合理, 合拢口的轴线偏差小于5mm, 合拢口的高程偏差小于9mm, 各项监控内容、结果均达到了设计文件及相关规范的规定。该桥连续梁2011年8月15日开工, 2012年5月20日顺利合拢, 主桥合龙后线形流畅、整体线形与设计线形基本吻合, 标高实测值与预测值误差均应满足设计和规范要求。
参考文献
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[2]沪宁城际铁路京杭大运河大跨度连续梁施工监控关键技术研究[J].工业建筑, 2010, 10.
连续梁0#块支架设计 篇8
芦坑特大桥跨昌九高速公路 (44+88+44) m连续梁, 结构为单箱单室预应力混凝土箱梁。其中0#段长度为12.0m, 道碴桥面, 道碴槽宽双线9.0m, 两侧人行道宽1.35m, 桥面板宽12.20m。在94#、95#墩中支点处设置6.0m的平段, 梁高7.0m, 其余梁段梁底曲线按二次抛物线线型变化, 二次抛物线方程为y=4+x2/341.3 (m) (x=0~32m) 。箱梁腹板采用直腹板, 0#段腹板厚为0.75m, 底板厚度为0.90m, 顶板厚度为0.45米, 在中支点处设置2.4m厚的横隔板。0#段设计混凝土总方量为320.6m3。94#、95#墩身高分别为10m、13m。
2 设计方案
2.1 总体设计
针对连续梁0#块重量大, 墩身较高, 施工工期紧的特点, 设计上充分考虑采用形式简单、选材方便, 安装快捷的方案。
总体设计方案:0#节段重8495.7KN, 节段长12.0m, 其中中段5.47直接支承于桥墩顶, 两端各3.27m通过桥纵向支架和墩顶共同承担其荷载。每个0#块采用四根Ф800*10钢管柱支承, 钢管柱支承在承台上, 与承台通过φ28mm螺栓锚接, 钢管柱顶前横梁采用4片贝雷片拼装成贝雷桁架梁, 贝雷桁架梁顶用28#工字钢与墩台共同承担0#节块底模与侧模, 钢管柱与墩身通过锚固梁支承架用拉杆连结紧, 详见下图:
2.2 底层平台纵梁设计
前横梁贝雷梁桁架与墩顶通过分布30根28b工字钢纵梁用以支承0#块外模、底模传递的重量, 其中3.7m长工字钢20根, 6m长工字钢4根, 12m长工字钢6根, 具体分布情况见下图:
2.3 钢管柱与墩身连接
钢管柱与墩身之间安装两层, 间距6m, 单层12m长贝雷梁, 钢管柱通过加工的支腿与贝雷梁栓紧, 贝雷梁通过4根φ28拉杆紧固墩身, 见下图:
3支架材料表
3.1支架钢材材料数量:
注:以上为95#墩0#块材料数量。
4 支架结构检算
0#节段两端各3m为变截面段, 截面高度由7m变化到6.46m, 底板厚度由0.9m变化到0.83m, 腹板厚度由0.75m变化到0.72m。为简化确保安全, 取根部未变化段截面计算。横断面情况如下图:
4.1 计算说明
(1) 通过计算来设计底模平台纵梁, 前、后横梁, 并求其上支点反力。
(2) 检算结构受力是否满足要求。
(3) 计算假定:
a、箱梁翼缘板砼及侧模重量通过支架及纵梁分别传至墩顶和支架横梁上。
b、箱梁顶板砼, 内模及其支架的重量由底模传至小纵梁上。
c、箱梁底板、腹板砼及底模平台重量分别由墩顶及支架上横梁承担。
4.2 计算荷载
4.2.1 施工荷载
施工荷载按2.5KN/m2:
其中侧模承担2.5×2.75=6.9KN/m。
底模平台腹板范围承担2.5×0.75/3=0.6KN/m,
底板部分每根工钢承担2.5×5.2/7=1.9KN/m
4.2.2 结构自重荷载
a、底模平台及底模
底模平台前、后横梁间距为3.27m, 宽为6.7m, 纵梁a和纵梁b分别为2组各3片I32b工字钢和7片I32b工字钢。
前横梁采用4组标准贝雷片组成, 总长12.0m, 总重57.6KN, 均重4.8KN/m。
腹板及底板下工钢纵梁3.7KN, 均重0.6KN/m。
挂篮底模10.8KN。均重0.4KN/m2
底模平台及底模总重:116.5KN b、内外模
内模重量:L=4.5m, 内模及横竖带等重约82.7KN, 均重18.4KN/m。
外侧模:L=4.3m, (每块) 约为60.8KN, 均重11.1KN/m。
c、堵头模板
翼板约为1.123*1=1.1KN
腹板约为4.502*1=4.5KN
顶板约为1.193*1=1.2KN
4.2.3 砼荷载
a、翼板0.952*26*1.05=26.0KN/m
b、腹板 (取根部) 5.294*26*1.05=144.5KN/m
c、顶板3.141*26*1.05=85.7KN/m
d、底板 (取根部) 5.34*26*1.05=145.8KN/m
砼荷载总和=2 (26.0+144.5+85.7/2+145.8/2) *3.27=1872.1KN。
4.2.4 风荷载
取模板悬出部分2/3面积检算支架横向稳定
风压强度取5KN/m2
4.3 底模平台纵梁计算
4.3.1 中间工钢纵梁计算
中间7片纵梁承担箱梁底板砼及底模荷载为
计算模型如图
由“VSES06”程序算得:R1=47.2KN;R2=78.7KN
δmax=0.8mm;f=0.08/262=1/3275<1/400挠度满足规范要求
σmax=40.1MPa<215MPa强度满足规范要求
4.3.2 底模平台腹板下的纵梁计算
计算图示同底板下纵梁, 荷载如下
由“VSES06”程序算得:
δmax=1.1mm;f=0.11/262=1/2382<1/400挠度满足规范要求
σmax=51.7MPa<215MPa强度满足规范要求
4.3.3 外模纵梁计算
外模横桥向由两组I28工字钢组成的纵梁承担其荷载, 假定两组纵梁均担, 外模纵梁一端支于桥墩, 一端支于前横梁上, 计算图示如下图,
荷载:q= (6.9+14.1+26.0) /2=23.5KN/m
由“VSES06”程序算得:
δmax=8.3mm;f=0.83/460=1/554<1/400单根未计入外模竖向刚度, 挠度满足规范要求
σmax=111.7MPa<215MPa强度满足规范要求
4.4 前横梁计算
前横梁采用贝雷桁架梁支承于Ф800*10钢管柱上, 上部荷载为外模及底板纵梁荷载计算图示如下图
由“VSES06”程序算得:R1=R2=179.7KN;
δmax=2.02mm;f=0.202/600=1/2970<1/400未计入自重, 挠度满足规范要求
σmax=160.9MPa<310 MPa未计入自重强度满足规范要求
4.5 管柱排架计算
Ф800*10钢管柱于剪刀撑组成一排架结构。排架结构纵向锚于桥墩, 横向由剪刀撑组成稳定体系, 对整体结构及构件稳定进行检算。
上部竖直荷载为贝雷梁支点反力:
上部水平荷载为风荷载:Px=76.1KN
计算图示如图:
由“VSES06”程序算得:
δxmax=16.7mm;δymax=2.0mm;变形满足规范要求
管柱最大轴向力
N=874.6KN, σmax=85.3MPa<215MPa未计入自重强度满足规范要求
计入压杆稳定时的强度
压杆折减系数ψ=0.874,
σ=85.3/0.861=97.6Mpa<215MPa强度满足规范要求。
4.6 结论
通过以上检算, 选用以上材料0#块支架强度及刚度均满足要求。
5 结语
在向莆铁路芦坑特大桥 (44+88+44) m连续梁0#块支架施工中, 采用钢管柱与贝雷梁组成的支承体系, 具有结构简单、承重量大、支承高度高、施工快速的优点, 为以后高墩、大体积连续梁0#块支架施工提供了很好的借鉴作用。
摘要：本文对大体积、高墩身连续梁0#块支架进行设计及结构检算, 设计方案具体简单、安全、安装快捷等特点
关键词：连续梁,0#块,支架设计,结构检算
参考文献
[1]中铁二院向莆线引入工程D1K1427+303芦坑特大桥设计图.2008
[2]中铁二院向莆线引入工程D1K1427+303芦坑特大桥 (44+88+44) m连续梁设计图.2009
[3]浙江大学.建筑结构静力计算实用手册.北京:中国建筑工业出版社, 2009