鲁泰特大桥100m连续梁边跨现浇段及合拢段施工
2017-07-17
0 引言
连续梁悬臂现浇的施工方法能很好的应对跨度大、地势险峻、作业面受限等困难，而此作业方法中我们需要着重控制好合拢段的施工，下面结合我局施工的鲁泰特大桥的泰东河段来讲述边跨现浇及边跨合拢方法。
1 连续梁简况
鲁泰特大桥泰东河段连续梁为（55+100+55）ｍ双线预应力砼连续梁，跨越航道，施工工艺为挂蓝悬臂对称浇注。全桥悬浇段共14×2=28对；普通块段及合拢段采用挂篮施工，0#及边跨采用支架现浇施工；合拢段3个，现浇段3个。
2 施工方法
2.1 A15块（边跨）施工方案
A15块长度为4.7m，节段梁高4.69m。底板厚度由80cm过渡至120cm，腹板厚度由65cm过渡至105cm，顶板厚度由45cm过渡至85cm。梁段砼体积为92.56m3，梁段重量为240.7t。端支点处设置横隔板，厚度1.4m，横隔板设有人孔洞。
2.1.1 地基处理
支架利用副墩承台和副墩墩顶做基础，墩顶范围以外支架直接搭设在承台上、搭设前清除承台上部土体，并对周围作业场地进行硬化，同时同步做好相应的排水。
2.1.2 外模及支架
①副墩上连续梁侧顶帽边缘到边跨合拢段2.7m范围。为了提高工效保证安全，结合分部实际，支架直接支撑在副墩承台上，下部采用贝雷钢架、上部采用碗扣脚手架、中间采用I25b工字钢过渡，细微高度通过顶部顶托调节。贝雷钢架设六层，上面第一层横桥向，靠近主墩侧设三排单层贝雷片，靠经副墩侧设双排单层贝雷片，其余从下到上奇数层�桥向布置五组双排单层贝雷片、长度3m，偶数层横桥向布置三组双排单层贝雷片、长度12m，贝雷顶层上铺设I25b工字钢，工字钢上焊钢筋头，碗扣脚手钢管插在焊好的钢筋上、上口通过顶托与模板系统连接，碗扣脚手钢管φ48×3.5，底、腹板下立杆间距60cm×30cm、翼缘板下立杆间距60cm×60cm，横杆步距底腹板下60cm、翼缘板下120cm。顶托上安放10cm×15cm方木作为纵向分配梁，纵向分配梁上铺设10cm×10cm方木作为横向分配梁，间距为30cm。横向分配梁上上铺1.5cm竹胶板。具体尺寸及布置详见支架布置图。
②墩顶范围。根据A0块是施工方案及施工情况，墩顶范围内采用槽钢和方木抄垫，槽钢上下用钢筋焊接两道进行固定。槽钢上安放10cm×15cm方木作为纵向分配梁，纵向分配梁上铺设10cm×10cm方木作为横向分配梁，间距为20cm。横向分配梁上上铺1.5cm竹胶板。
③边跨现浇段其他范围。墩身范围墩身左右两侧――翼缘板位置，�桥向设6层双排单层贝雷片，贝雷片上面也采用I25b工字钢，工字钢上焊钢筋头，碗扣脚手钢管插在焊好的钢筋上、上口通过顶托与模板系统连接。顶托上安放10cm×15cm方木作为纵向分配梁，纵向分配梁上铺设10cm×10cm方木作为横向分配梁，间距为20cm。横向分配梁上上铺1.5cm竹胶板。
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2.1.3 支架预压
A15块采用堆载土袋预压。预压重量按照梁体混凝土1.3倍重量进行加载。加载分四级，第一级加载50％，第二级加载至80％，第三级加载100％，第四级加载130％。从加载0%开始观测，分级加载并记录观测数据，满载后每24小时观测一次。当连续3次的变形值不超过2mm时即可卸载。卸载后再次进行观测，并得出支架的弹性及非弹性变形数值，测点布置及观测见0#块施工方案。根据记录沉降值调整支架高度，满足设计要求后进行下道工序施工。土袋通过吊机装卸。
2.1.4 钢筋制作、安装
2.1.5 预应力管道安装定位
2.1.6 混凝土施工
2.2 边跨合拢段C1块施工
边跨采用挂篮合拢，A14及A15施工完成后，挂篮前移（拆除A15块部分碍事支架），主纵梁前段锚在A15上、后端锚在A14上。前段内模和侧模通过吊杆锚在主纵梁上、前段底模通过前下横梁直接锚在A15号块混凝土上，前段内模和侧模通过吊杆锚在主纵梁上、前段底模通过前下横梁直接锚在A14号块混凝土上。挂篮及模板就位后A15块下面支架及时恢复，按原来的支架等间距等强度恢复。C1块顶宽11.5m，底宽6.8m，翼缘板长2.35m。C1块全长2m，梁高4.69m。梁体腹板厚45cm，顶板厚45cm，底板厚50cm。整个C1混凝土体积为25.43方。
2.2.1 施工准备
悬臂梁段浇注完毕，清除箱顶、箱内的施工材料、机具，用于合拢段施工的材料、设备有序放至墩顶，在“T构”两悬臂端预备配重水箱，观察近期气温变化规律测量记录。
2.2.2 边跨合拢段支架及模板
A14及A15施工完成后，挂篮前移（拆除A15块前端部分脚手支架），主纵梁前段锚在A15上、后端锚在A14上。前段内模和侧模通过吊杆锚在主纵梁上、前段底模通过前下横梁直接锚在A15号块混凝土上，前段内模和侧模通过吊杆锚在主纵梁上、前段底模通过前下横梁直接锚在A14号块混凝土上。挂篮及模板就位后A15块下面支架及时恢复，按原来的支架等间距等强度恢复。模板及支架采用悬浇段同样的结构形式。
2.2.3 设平衡重
采用在悬臂端的水箱中加水的方式设平衡重，两端平衡重吨位由合拢段重量进行平均分配。
2.2.4 普通钢筋及预应力管道安装
2.2.5 合拢段临时锁定
2.2.6 浇注合拢段混凝土
2.2.7 预应力施工
2.2.8 边跨现浇段支架下落，拆除模板及支架。
2.2.9 拆除对应中墩墩顶两侧临时固结，为施工中跨合拢段做好准备。
3 A15块施工检算
A15块支架现浇施工、C1采用挂篮合拢，详见附图，支架支撑于承台顶面，可忽略地基承载力计算，仅对支架的承载力进行验算。同时考虑到C1采用挂篮合拢，所以这部分荷载也考虑进去。
下面着重介绍荷载分析，支架钢管及贝雷片的检算。
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3.1 荷载分析
墩顶部分按之前A0块进行木板支架施工，其余部分为了确保安全荷载按最不利位置进行验算。梁体自重、模板自重以及施工荷载通过支架作用在基础上，C1采用挂篮合拢，A15底板、顶板、腹板、内外模板支架为一个整体共同参与受力。计算�桥向桥墩外底板范围内梁体自重时，合拢段梁重按50%作用在A15上，A15箱室处按腹板截面考虑（不考虑模板和支架）。
3.1.1 梁体自重
①验算模板、分配梁时。计算模板时不考虑挂篮合拢50%C1梁体重量，此时�桥向桥墩外底、腹板范围梁体自重Q1=2.7*6.8*4.69*26=2238.82KN，则均布荷载为g1=Q1/A1=2238.82/（2.7*6.8）=121.94KN/m2。
翼缘板梁体自重Q2=0.85*2.35*2.7*26=140.22KN，
g2=Q1/A1=140.22/（2.7*2.35）=22.10KN/m2。
②验算支架、工字钢、贝雷梁时。按最大截面计算，�桥向桥墩外底板范围梁体自重
Q3=2.7*6.8*4.69*26+1*16.31*26=2662.88KN，g3=Q3/A1=6562.88/（2.7*6.8）=145.04KN/m2。
翼缘板梁体自重Q2=0.85*2.35*2.7*26=140.22KN， g2=Q1/A1=140.22/（2.7*2.35）=22.10KN/m2。
3.1.2 模板自重
①验算模板、分配梁时。顺桥向桥墩外底板范围模板自重（不考虑50%挂篮重量）g4=1KN/m2。
翼缘板模板自重g5=1KN/m2。
②验算支架、工字钢、贝雷梁时。顺桥向桥墩外底板范围模板自重（不考虑50%挂篮重量）g6=2.14KN/m2。
翼缘板模板自重g7=1KN/m2。
3.1.3 施工荷载
施工荷载按均不荷载考虑，取g8=2.0KN/m2。
3.1.4 振捣棒产生的荷载及倾倒砼时产生的冲击荷载
作用于支架的，对水平面模板均布荷载均为g9=
2.0KN/m2。
3.1.5 工字钢重量
工字钢重量均按底板下考虑，均布荷载均为g10=
1.48KN/m2。
3.1.6 贝雷片重量；G=286.2KN
3.2 支架钢管检算
顺桥向桥墩外底、腹板范围荷载组合为：
1.2×（g3+g6)+1.4×(g8+g9)=182.22KN/m2
翼缘板下面组合荷载为：
1.2×（g2+g7)+1.4×(g8+g9)=33.32KN/m2
3.2.1 横杆间距的选择
根据现场实际及以往施工经验，横杆步距L=60cm，此时每根立杆设计容许荷[P]=40KN，横杆步距L=120cm，此时每根立杆设计容许荷[P]=30KN。
3.2.2 立杆间距
底、腹板范围内立杆间距60cm(纵向)×30cm（横向），横杆步距60cm，此时底、腹板下每根杆件的最大受力R=32.80KN＜[P]=40KN；翼缘板范围立杆间距60cm(纵向)×60cm（横向），横杆步距120cm，此时翼板下每根杆件的最大受力R=12.00KN＜[P]=30KN。
钢管截面最小回转半径i=15.78mm，横杆步距为0.6m，长细比λ=//i=600/15.78=38。
①底、腹板范围内立杆强度、稳定性验算查表得?懿?�=0.900。
强度验算：σ=P/A=67MPa<[σ]＝210MPa
稳定验算：σ=P/（?�A）=123MPa<[σ]＝210MPa
②翼缘板范围内立杆强度、稳定性验算
查表得?�=0.88。
强度验算：σ=P/A=24MPa<[σ]＝210MPa
稳定验算：σ=P/（?�A）=57MPa<[σ]＝210MPa
3.3 贝雷片检算
贝雷梁容许内力表
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3.3.1 从上往下第一层贝雷片
①靠近主墩侧贝雷片
上部荷载按均布考虑，则包括自重在内组合荷载为528.62KN/m。
对底、腹板范围内主墩侧中间最大跨度贝雷片检算，按静力学公式，最大剪力为681.92KN，最大弯矩879.68KN・m。按三排单层布置，满足要求。
②靠近副墩侧贝雷片
上部荷载按均布考虑，则包括自重在内组合荷载为50.62KN/m。
对底、腹板范围内主墩侧中间最大跨度贝雷片检算，按静力学公式，最大剪力为65.33KN，最大弯矩84.19KN・m。按双排单层布置满足要求。
3.3.2 从上往下第二层贝雷片
底板中间贝雷片间距最大，对其进行检算，按简支梁模型。
最大剪力423.57KN，最大弯矩324.99KN・m。按双排单层布置，满足要求。
3.3.3 其他层
从上往下受力更均匀，悬臂现象减弱，同时贝雷片自重相对较小，故省略下面的检算。
此外，还要对模板、横向分配梁、纵向分配梁、工字钢等进行相关的检算。经过计算，模板系统能满足A15块施工，工字钢、支架能满足A15、及C1合拢施工，此处不做叙述。
4 结语
大跨度预应力混凝土连续梁桥悬浇法施工中最后，也是最关键的一道工序便是合拢段的施工，以上结合工程实例介绍了边跨现浇和边跨合拢的施工方法，并介绍了此法中所涉及的荷载分析及支架钢管、贝雷片的检算。施工中应抓住技术要点，严格按照施工工艺施工，以确保大桥能够顺利合拢、竣工。
