连续梁桥墩梁临时固结施工方法

摘要:文章结合连续梁桥箱梁0#块施工实例,介绍了采用体内锚固与体外支撑相结合的临时锚固方式,即在盖梁预埋直径为32 mm的精轧螺纹钢与0#块进行锚固,同时在墩柱两侧承台顶箱梁腹板下设置两根钢管支墩的施工方法,并提出施工过程中的质量及安全控制措施。通过采取该墩梁临时固结措施,达到桥梁上构主梁挂篮悬臂浇注施工安全顺利进行并准确合龙的目的。

关键词:连续梁桥;
0#块;
临时固结;
挂篮悬臂浇筑施工

中图分类号:U445.4A260863

0引言

随着广西高速公路建设高潮的到来,山区高速公路路线经过地区大多山坡陡峻、沟谷深度大、切割深,且纵横交错,需修建高架桥跨越,挂篮平衡浇筑法施工在悬臂梁桥施工中得到广泛使用。如梁身与桥墩设计为非刚性连接,悬臂浇筑梁身时,需将墩顶梁段与桥墩临时固结,采用临时固结措施,解决了连续梁桥墩梁结合部的抗弯能力[1]。本文以某大桥0#块临时固结施工实践为例,介绍了连续梁桥墩梁临时固结施工工艺及施工方法,并提出施工过程中的质量及安全控制措施,同时引入有限元整体模型分析,确保了临时固结结构的安全。

1工程概况

桂平二线船闸公路改线工程上引航道交通桥结构形式为(50+84+100+100+84+50)m连续箱梁桥,桥面宽16.5 m,主梁底宽8.5 m。采用三角挂篮浇筑连续梁段,整桥总共5个T构。连续梁体上部结构与墩柱之间设置支座,支座处不能传递弯矩[2]。为避免施工过程中因施工荷载不平衡引起结构倾覆,必须对0#块做好临时固结措施。

2临时固结设计验算

根据该交通桥高墩临时固结特点,将桥梁的抗倾覆稳定性作为受控参数,确定预埋32 mm精轧螺纹钢的数量及钢支墩的规格,从而达到桥梁上部箱梁结构施工安全、线形控制准确的目的。同时采用预埋精轧螺纹钢和安装钢管支墩相结合方式,该施工方法操作简单实用,不损坏主梁结构及墩柱,质量控制良好,固结时间短,施工工期短,支撑钢管可以重复利用[3]。桥梁墩柱受力计算简图如图1所示。

根据现场施工实际情况,施工过程存在的荷载,主要为节段挂篮悬臂浇筑施工产生的不平衡荷载乘以相应的安全系数。采用荷載工况进行验算,计算整体稳定性、刚度、强度是否符合要求。通过试算以及采用Midas Civil软件建立计算模型验算,确立最终的临时加固模型。

2.1不平衡荷载计算

假设在施工过程中,有节段(B5)挂篮及混凝土坠落,相当于在A5段施加了一个不平衡力F,该力主要为挂篮自重和混凝土自重,整个梁体将会沿着支点A发生倾覆。梁体各节段混凝土自重产生的倾覆弯矩及抗倾覆弯矩如表1所示。根据上述方法可以分别计算每个节段坠落后,梁体所产生的倾覆弯矩及抗倾覆弯矩,最终求出最大的倾覆弯矩,采用最大倾覆弯矩值进行验算[4]。如图2所示为某节段挂篮及混凝土坠落受力计算简图。

2.2确定预埋精轧螺纹钢的数量

2.3钢管支墩的长细比

2.4Midas Civil软件建立计算模型

通过试算和Midas Civil软件建模验算,有限元模型如图3所示,验算其整体稳定性,各杆件的组合应力、剪应力等均满足要求,形成最终的模型,指导施工方案编制及现场实施。

3主要材料与设备

3.1主要材料(表2)

4施工工艺流程及操作要点

4.1施工工艺流程

现场勘查、技术准备→盖梁里预埋精轧螺纹→盖梁顶设置临时固结支座→搭设临时支架→0#块施工完后连接精轧螺纹钢→张拉临时固结精轧螺纹钢→拆除0#块支架→安装钢管支墩→安装挂篮进行上部主梁施工→合龙段浇筑完成对接后拆除临时固结系统,完成体系转换[5]。

4.2主要操作要点

4.2.1预埋精轧螺纹钢及临时支墩的安装

(1)根据精轧螺纹钢受力特点,其设置根据箱梁底宽度分配间距以分散集中力。

(2)精轧螺纹钢及其配套元件在加工场内安装为一体,腹板钢筋绑扎好后整体吊装就位和固定,设架立筋固定牢固,以保证精轧螺纹钢位置准确和波纹管不变形。

(3)临时钢管支墩安装时要保证支墩的轴线垂直,以免因临时支墩安装倾斜,在箱梁施工过程中产生水平分力。

(4)在每个支撑点位置,临时支墩与梁体及支撑的接触面面积需经计算确定,不能超出结构混凝土强度范围。

(5)钢管支撑墩安装时做好临时固定,并及时焊接斜撑,使其形成整体。

4.2.2临时固结

在浇筑墩柱混凝土前,在墩柱里面预埋精轧螺纹钢。施工时,要严格控制精轧螺纹钢的垂直度,确保其在受力后只承受竖向拉力,同时注意保护预埋精轧螺纹钢的接头螺纹[6]。

(1)桥墩顶设临时固结支座。桥墩施工时在桥墩盖梁之顶面设临时固结支座,其高程与永久支座相同,顶面设5 cm厚的硫磺砂浆层。使墩顶范围内墩顶至箱梁底板形成一个整体,均匀受力。

(2)0#块施工。0#块施工时,预埋精轧螺纹钢要进行精确定位,确保其在一条垂直线上。0#块浇筑张拉完预应力钢绞线后,拆除0#块支架,保留临时固结支撑。

(3)临时固结精轧螺纹钢。0#块施工完后,对精轧螺纹钢进行张拉,每根精轧螺纹钢张拉力为设计值的90%,张拉时要对称缓慢进行。在精轧螺纹钢锚固过程中,张拉力控制在设计允许范围内。临时固结精轧螺纹钢在主梁悬臂施工过程中承受两端对称的不平衡力矩。悬臂施工中要经常检查临时固结系统,确保临时固结系统工作正常[7]。

(4)拆除临时固结系统。合龙段浇筑完成后,即拆除全桥临时固结系统,拆除顺序为:拆除临时固结精轧螺纹钢→拆除临时固结支墩→拆除临时固结支座。在拆除过程中要对称缓慢进行[8]。0#块临时固结是主梁挂篮悬臂浇筑的关键工序,由于所采取的固结方法科学有效,整个施工过程安全稳定,确保了主梁挂篮悬臂浇筑顺利施工及主梁准确合龙。

5质量控制措施

(1)在0#块施工时,保持精轧螺纹钢的垂直度。保持临时支墩安装的垂直度和稳定性,确保安全施工。

(2)主梁合龙后,拆除临时固结系统,拆除时采取与固结时相同的监控措施。在整个固结、拆除施工过程中,必须跟踪监控,且在固结和拆除的过程中,要保持对称操作。

(3)在安装临时钢管支墩时,为达到钢管支墩安放平整、密贴、钢管顶部纵坡平顺的目的。在施工时,根据主梁底板纵坡情况,对钢管支墩上承面进行纵坡设计,如设置楔钢板,对支墩下承面应通过对垫石标高及几何尺寸的精确计算来指导和控制施工[9]。

(4)查看钢管支墩顶面与主梁底板间密贴度,确保钢管支墩受力均匀。

(5)在主梁悬臂浇筑过程中,要保持两端施工荷载平衡。严禁出现一侧荷载超限的情况。

6安全措施

(1)各项工序施工前,技术人员向班组施工人员进行安全技术交底,使全体施工人员熟悉施工的全过程及每一细节的安全注意事项,并经培训合格后方能上岗。

(2)桥梁高墩临时固结时应设置相应的横、纵向限位装置,以防临时支墩在固结后发生水平位移。

(3)用于張拉精轧螺纹钢的千斤顶安装就位后要进行试顶,确保各千斤顶出缸自由、可控,同时尽可能把千斤顶的行程保持在总行程2/3之内。

7结语

通过计算、试验、实践,证明连续梁桥临时固结采用预埋精轧螺纹钢和安装钢管支墩施工方法切实可行,质量控制良好,施工工期短,安全高效,桥梁上构主梁挂篮悬臂浇筑施工安全顺利并准确合龙。

应加强施工过程中的施工监控,有条件的可以对临时墩的应力状态进行监测,防止应力超限;
同时加强进场材料的验收,对钢管节点支撑处做好加强处理,防止结构局部屈服从而引起整体垮塌等问题。

参考文献[1]JTG/T 3650-2020,公路桥涵施工技术规范[S].

[2]陈欣,施小明,王娟玲.连续梁桥0号块临时固结设计与检算[J].黄河水利职业技术学院学报.2021,33(3):40-45.

[3]李锦群.大跨度铁路连续梁(60+100+60)m墩梁体外临时固结施工技术[J].浙江建筑.2018,35(1):39-42.

[4]刘伯洋.连续梁0号块临时固结施工技术[J].价值工程.2015,34(14):93-97.

[5]谭春腾.大跨度连续梁0号块托架法施工工艺分析[J].山西建筑.2020,46(16)):130-132.

[6]申永利.临时固结支撑在客运专线铁路连续梁0号块施工中的应用[J].铁道标准设计.2009(1):67-69.

[7]寇青.贵阳桐荫路八里庄大桥0号块临时固结施工技术.价值工程[J].2017,36(10):136-137.

[8]史记青.多跨连续梁桥临时固结及其模拟方法研究[D].西安:长安大学,2012.

[9]余勇继,徐晖,宋飞.连续梁桥墩梁临时固结体系的模拟方法研究[J].公路,2019,64(7):137-140.

作者简介:袁陈博(1986—),工程师,主要从事道路施工技术工作

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