高墩宽幅连续刚构桥0号块托架设计与施工

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176管理施工城市道桥与防洪2014年5月第5期高墩宽幅连续刚构桥0号块托架设计与施工兰海弋(中铁十七局集团第六工程有限公司，福建福州350014)摘要：托架是刚构桥0号块施工的重要受力结构。该文结合三明长深连接线马林大桥工程实际，介绍托架的设计方案和施工技术，对该托架各组成部件的稳定性等进行了验算，并根据监测结果对理论计算结果进行验证。实践表明，马林大桥托架的设计和施工方案是成功的，可为类似桥梁施工提供参考。关键词：托架设计；施工；马林大桥；三明市中图分类号：U445．4文献标识码：B文章编号：1009—7716(2014)05—0176—03化。在每个0号梁段对应墩壁设有2道横隔板，板0前言厚100em。下部主墩采用钢筋混凝土变截面单薄连续刚构桥0号块一般采用托架现浇完成，壁空心桥墩其中左幅4号墩墩高69m，5号墩墩高浇筑完成后将其作为挂篮拼装平台。0号块具有梁98．5m，右幅5号墩墩高76．5m，6号墩墩高97m。高、体积大、钢筋密布和各种预埋管道多等特点，主桥连续刚构箱梁采用菱形挂篮悬臂浇筑施是连续刚构f或连续梁)桥施工难度最大的部位之工，首先在主墩墩身上搭设托架，浇筑0号、1号一。托架设计及施工的安全、合理、科学性直接关块；再拼装挂篮，2号lO号梁段采用挂篮悬臂浇系到连续刚构桥施工的成败。本文将0号块施工筑，11号梁段采用吊架浇筑合龙，12号梁段采用作为三明长深连接线马林大桥施工关键技术之一导梁浇筑；边跨合龙、中跨合龙体系转换后形成连进行研究，介绍马林大桥0号块托架设计与施工，续刚构体系。为类似桥梁施工提供参考。2构件结构1工程概况根据该桥0号块结构特点，箱梁断面较宽设马林大桥位于三明市梅列区马林道班附近，有三处腹板且主墩墩身较高，结合墩身结构形式。主桥为42m+76m+42m=160m预应力混凝土连考虑传统落地支架材料用量大，安装困难，显然不续刚构。箱梁断面采用单箱双室直腹板断面，箱梁适宜，提出0块施工采用三角托架作为支撑结构顶板宽25．25m，底板宽17．25m，悬臂长度4．0m。的思路。通过在墩身侧面埋设预留孑L安装托架，在主桥箱梁梁段划分为0号12号梁段，其中0号托架上铺设分配梁加宽支架进行浇筑施工。其结段6m长，1号～6号梁段3m长，7号～10号梁构安全可靠，经济方便，优势明显。段4m长，边、中跨合拢段即l1号、l1’号梁段2m2．1墩身外侧托架长，边跨现浇段即12号梁段2．92m长。箱梁根部墩身外侧托架由纵向三角架、横向主楞梁、纵梁高为4．6m，跨中及边跨合拢段、边跨现浇段梁向分配梁等组成。三角托架横杆采用2根28号槽高为2．1m，其余梁底下缘按2次抛物线变化。0号钢．主斜杆采用2根28号槽钢，竖杆与小斜杆采块底板厚度为90em，其余各梁段底板厚从悬臂根用2根22号槽钢，槽钢均对扣焊成方形，墩身每部至悬浇最大悬臂由60～30cm按2次抛物线变侧布置5片纵向三角架，托架间距4．05m布置。纵化，跨中及边跨合拢段底板厚为30em，边跨现浇段底板厚由30～60em线性变化。0号块顶板厚度向三角架上方布设2道横向主楞梁。纵向分配梁为60cm，其余为30em，箱梁顶面设横坡。0号块分别采用挂蓝前后下分配梁(见图1、图2)。边腹板厚度100cm，中腹板130em，1号～6号梁2．2墩身预埋件段腹板厚度为70cm，8号一10号梁段腹板厚度为墩身侧面设有二层预留孔分别对应三角托架50em，7号梁段腹板厚度由7050em按线性变上横杆和主斜杆上端，上层预留孔五处各预埋4×30mm不锈钢管贯通布置，下层预留孔预埋收稿日期：2014—01—172中110mm壁厚12mm无缝钢管和2根精轧螺纹作者简介：兰海弋(1979一)，男，福建长汀人，工程师，研究方向：土木工程。钢锚固孑L。 2014年5月第5期城市道桥与防洪管理施工177llll工I工工图4三角托架竖反力比例图如图4所示，最外侧托架反力比值为：783372．1708765．2+346020．17+750447．42+346020．17+783372．1=0．266受力最大。混凝土趟为2974kN，模概重垦为2222kN，施工人员及设备荷载为：4kN／m×4m×25．25m=404kN。图1托架侧面图总荷载为：S=GK+p1．35×(2974+222．2)+1．4×404=4880．5(kN)。最外侧托架外侧支点反力为：0．474×0．266×S=617．7(kN)，内侧支点反力为：0．526×0．266×．s=685．4(kN)。采用结构分析程序midas进行电算，建立空间模型，将荷载加到托架的相应部位，计算结果见图5～图7所示。lllfllIl{llllllllll／图2托架立面图692．0盟址2．3主传力杆件每道三角托架主横杆处与4JL25精轧螺纹钢栓接，在主墩前后两侧形成对拉，主要承受三角＼在j托架水平向反力。下层预留孔安装20100碳素结构45号钢作剪力杆，主要承受三角托架竖向反图5三角托架竖轴力图力，锚固孔安装儿25精轧螺纹钢主要固定三角托架。叮r丁兀蓦k6321ITT广T3托架验算永久荷载分项系数G取1．35，可变荷载分项系数取1．4。各分项荷载标准值如下：模板自重标准值G。1．1kN／mm，钢筋混凝土自重标准值3嘘宅84＼／G2l(26kN／mm，施工人员及没翻锅难值Qk4kN／mm2,振捣混凝土时产生的荷载标准值QkN／mm。图6三角托架竖弯矩图3．1荷载分析箱梁横断面较大，每道托架受力不均匀，先分析每托架受力分布情况(见图3、图4)。O1图3混凝土厚度分布示意图图7三角托架竖剪力图 178管理施工城市道桥与防洪2014年5月第5期3．2杆件验算主抗弯一=956557kN。mm；3-2_1主横杆剪力V=5．719kN。轴向力N=540．21kN；轴向应力=盟A==1．97(N／mm)，应力主抗弯M=7966．50kN·mm；比率为0．010。剪力V=I．41kN。轴向应力==皇=59．2(N／mm)，应弯曲应力=≤=9565．57~丽103：】9．47(N／mm2)．廊力比率为0．101力比率为0．306。总应力比率为0．01+0．101=0．111<1，满足规范弯曲应力==7966．5x103要求。=10．4(N／mm)，应力比率为0．054。3．2_5对拉杆总应力比率为0．306+0．054=0．36<1，强度满足轴向力N=555．93kN。规范要求。轴向应力==172．8(N／mm2)，应力3-2_2主斜杆比率为0．427，满足规范要求。轴向力Ⅳ=819．52(825．19)kN；3-2_6剪力杆主抗弯=10798．28(3057．84)kN·mm；剪力V=I303．10kN。剪力V=5．68kN。轴向应力=一N==一819．52x10剪应力=：=82．96(N／mm)，与A0．963~2~4560=93．31(95．64)(N／mm)，应力比率为0．9f=o．9×125应力比率为0．74，满足规范要求。0．48(0．49)。3．3挠度验算弯曲应力两l【b1,一．xMo．x8—l通过计算得到的最大挠度为1．45mm，小于容许挠度，刚度满足要求。1．0x10798．3x10一一碡4托架预压=14．34(4．1)(N／mm)，应力比率为挂篮拼装完成后对挂篮进行预压检验挂篮的0．074(0．021)。强度及稳定性，加载前先在底模主要受力杆件上总应力比率为0．48+0．074=0．554(0．511)<1，布设观测点，并测量其标高和平面位置。预压对称满足规范要求。均衡进行，并对墩身、托架、底模、支架等处的观测3_2I3竖杆点进行连续观测。该桥0号、1号块预压完毕后，对轴向力N=692．09kN；托架标高的测量结果进行整理，分析弹性变形、非主抗弯～=3057．84kN·mm。弹性变形值，然后根据测量结果对立模标高进行调轴向应力=一N==—692．09—x10整，调整立模标高后再浇筑0号块混凝土。测量结A0．878~2x3620=108．88(N／mm)，应力比率为0．563。果表明，单肢薄壁墩托架最大弹性变形值为2mm，非弹性变形值为2mm，弹性变形值与理论计算较弯曲应力br,~mx为吻合。k(1—0．8—)5施工关键技术控制一：Q三Q：墨一1．05x2x234x103x0．91(1)托架必须在钢构件加工厂加工成整体，以=6．84(N／mm)，应力比率为0．035。确保结构的质量；现场施工时托架安装位置及数总应力比率为0．563+0．035=O．598<1，满足规量必须严格按照设计图中的要求进行安装。范要求。(2)三角托架为主要受力构件。在托架加工、3．2．4小斜杆安装时，应保证焊缝质量，焊缝须饱满，焊接变形轴向力N=14．25kN；不能过大。在托架起吊安装前，对重要部位的焊缝(下转第184页) 184管理施工城市道桥与防洪2014年5月第5期工作，并做好成品护理和放行，同时清理路面。6em左右6％的水泥石屑压实，再使用2em的(7)在进行正常碾压前，要对沥青混合料由横8％水泥石屑将其稳定摊铺，再完成人行道预制。接缝开始做好碾压工作。在碾压过程中可将支撑(2)侧平石上的施工，应使用100em×25em×板放于纵向路面位置，再根据垂直车道完成接缝12emC30型号的混凝土预制块。工作，确保木板长度满足压路机驶离要求。完成沥3结语青混合料的铺筑后，要马上进行碾压。(8)应保持初压一复压_÷终压的顺序，在初压市政道路路面质量工程控制已经形成了一套时可选用钢轮压路机，进行两遍静压，速度保持在系统。引发市政道路质量不合格的诱因很多，这也23km／h。碾压过程中可先去除纵缝，再按照断面是由市政道路建设本身具有的复杂性及当下还不高低依次碾压。初压完成后要检测路面的平整度和够先进的施工技术等因素造成的。其中最关键的路拱，不合格应进行修整。复压时可选用振动压路因素就是道路路面施工技术，所以在进行施工的机，并振动进行3到5遍碾压，速度保持4—5km／h。过程中要严格把控每个施工环节，这样做将有效复压后要检查是否满足压实要求，并消除轮迹。终地提升市政道路路面的质量，使其能具备更好的压时可选用轮胎压路机，要紧随复压进行，并将速经济效益及社会效益。度保持在2．5～3．5km／h，静压两遍确保轮迹被清除。碾压时要将方向控制在路中心线，并逐渐均匀参考文献碾压。对超高段应由内N~'I-，直线段应先两边再中[1】王国松．市政道路项目工程中出现的质量通病及防治策略[J1_科间。碾压时出现粘轮问题可给轮面适量洒些水，并技创新与应用，2012，(16)．将轮上粘的混合料清理后再进行碾压，确保压轮[2]郝春雷，张春霞．市政道路工程施工质量探讨【J1．科技创新与应面的整洁。用，2012，(19)．2．5人行道及侧平石【3]王卫平．市政道路质量控制关键技术研究[J]．交通标准化，2011，(1)人行道上的施工。在铺筑人行道前应先将(09)．一十-+一+-+-+-+-+-+(上接第178页)规范要求进行探伤。加劲板长度应6结语满足设计要求。⋯(3)应对预埋件进行准确定位，保证预埋管位通过对三明长深连接线马林大桥0号块托架置准确，同时须保证托架水平面上高程的正确，保进行设计，并制定预压施工方案及控制措施，最后证实际受力状态和设计受力状态相符合。根据监测结果对理论分析计算进行验证。结果表(4)在纵梁外侧应设置临时护栏并搭设人行道明，托架结构各杆件应力均在设计允许范围内，说板。人行道板与纵梁必须连接牢固，人行道板上，明预压过程中结构处于安全状态，其计算结果能应采取防滑措施。够满足施工要求，证明该托架的设计和预压方案(5)剪力杆下墩身混凝土受力较集中，在墩身是成功的。实践表明，该托架构造简单，受力明确，重量浇筑时，应仔细振捣，确保钢管周边混凝土密实，轻，刚度大，制作安装方便，可供同类型桥梁施工必要时在钢管下设3层12@100mm钢筋网片保参考。证混凝土不开裂。