移动贝雷支架逐孔分段现浇箱梁施工技术

发表于2014-05-20     3050人浏览     0人跟帖     总热度:336  

移动贝雷支架逐孔分段现浇箱梁施工技术
云南省公路勘察规划设计院    李劲
[摘 要]该文蔓耗立交主线桥利用移动贝雷支架逐孔分段现浇箱梁施工技术
[关键词]移动贝雷支架 现浇 箱梁 施工
1 引言
     移动支架逐孔现浇施工工艺是近几年才兴起的适用于中小跨径连续梁桥的新的施工方法,该施工方法具有结构合理、机械化程序作业、材料省、施工场地小、劳动强度小、施工进度快等诸多优点,特别对于无盖梁形式连续桥梁,采用该施工方法优点更加突出,值得大力推广和应用。
2工程概况
      2.1设计概况
     蔓耗立交主线桥K59+042.675(右幅)桥梁全长545.20米{2×20+6×20+4×20+(2×12.6+4×20)+(19+18.25+15.74+3×16.5)+(16.51+13+3×20)};K59+084.670(左幅)桥梁全长469.19米{4×20+4×20+(3×13.7+20+15.75)+(13.25+18.25+15.75)+(4×16.5+18.96)+3×20};上部结构采用普通钢筋连续箱梁。箱梁采用直腹板、等梁高为1.30米的混凝土箱梁,箱梁为单箱多室(两室、三室、四室)断面。箱梁顶面、底板横坡与路线横坡一致,断面结构见图1。
移动贝雷支架逐孔分段现浇箱梁施工技术-1.jpg
移动贝雷支架逐孔分段现浇箱梁施工技术_1图1 断面结构
     2.2地质概况
       桥梁范围内上覆1~3米厚的含碎石亚黏土,多呈硬塑状,容许承载180~220kpa,极限桩周摩阻力65kpa;第二层为3~25米厚的褐色、褐灰色薄-中厚层状白云质灰岩,节理裂隙发育,强风化,碎石状,容许承载力800~1000kpa;第三层10米左右的断层破碎带,由黑色、灰黑色含角砾土状炭质板岩组成,挤揉强烈,见檫痕,容许承载力300~400kpa;第四层为灰黑色、褐黑色炭质板岩,节理裂隙发育,强风化,碎石状,容许承载力400~500kpa。
    2.3工程分析
       本桥梁处于清水河两侧,地形陡峭,地基承载力较低,桥梁墩柱较高(最高达51.63米),若采用满樘式支架施工对地基处理极高,不利于保证施工的安全性,质量的可行性,且不能保证工期要求,经研究分析采用移动贝雷支架分段施工。
3 移动贝雷支架分段施工工艺
      3.1 移动支架设计
       3.1.1 原理贝雷支架分段现浇施工采用贝雷桁片连成整体架空于墩柱横向贝雷架上,是箱梁施工的承力支架,其荷载靠钢抱与墩柱磨擦力传到墩柱上。支架与模板整体移动,减少落地支架及施工模板重复装卸等繁琐工序,加快施工进度。支架架空于墩柱上,解决了软基础承载力不够及沉降量大的技术难题。由支架承载力要求,箱梁分段施工,20m箱梁跨中设临时支墩,减小跨中弯矩和挠度变形。
       3.1.2 贝雷桁架布置支架采用装配式贝雷桁片,其具有承载力大、周转次数多、安装拆卸方便等优点。贝雷桁片外形尺寸为3750px×7500px×450px,重量270kg,Φ50插销剪力Q=50t,允许弯矩70 t•m(旧贝雷片[M]=50t•m)。贝雷施工支架由纵向贝雷架与横向贝雷片两部分组成,其布置见图2。
移动贝雷支架逐孔分段现浇箱梁施工技术-2.jpg
移动贝雷支架逐孔分段现浇箱梁施工技术_2 图2 贝雷架布置图
       为满足施工受力及纵向拖拉要求,纵向贝雷支架在桥宽范围内布置3组共16片(4+8+4=16),即中间8榀和两边各4榀三个单元,其弯矩[M]=800~1200t•m左右。采用单排或双排单层局部加强拼装,单元组内用交叉角钢或定型花窗联成整体,加强支架整体刚度和稳定性。纵向贝雷桁片下安装滚轮支座减小磨擦,便于拖拉移动。在墩柱位置,安装钢抱箍和横向贝雷架,作为纵向贝雷桁架的传力支架。横向贝雷桁架采用双排双层(2片×2排)加强安放于墩柱两侧,两排之间用交叉角钢连接。支架与钢抱箍间安放卸载块,便于支架和模板卸载脱落。
      3.1.3 模板安装模板与支架为一体,移动时整体移动。外模采用竹胶模板拼装而成,分三个独立单元,其间采用活动连接,利于拆装和移动。模板尺寸为2.44m×1.22m,用螺栓连接。直接放置于I16分配梁上,分配梁分布间距为1.0m,与贝雷支架连成整体,具有加固支架和移动方便的作用。调节模板标高时,应根据支架变形设置预拱度,标高采用调节整体上下支架和垫分配梁来实行,测量分布点应多,边测边调。
       待一段梁施工完成后,模板随支架卸载整体下落脱模。移动前,应解除三单元贝雷桁梁的活动梁和模板,以致不让墩柱阻碍,使其移动方便。
     3.2 施工要点
      3.2.1 钢牛腿制作与安装在施工中,针对墩柱圆形尺寸,设计两半圆式钢抱箍牛腿。根据受力要求,每个钢抱箍受力约300t,采用10对Φ32精轧螺纹钢筋施加预应力连接。张拉力为50t,考虑损失后按40t计算,磨擦系数按0.40计,牛腿垂直承载力为320t。其设计尺寸见图3。
移动贝雷支架逐孔分段现浇箱梁施工技术-3.jpg
移动贝雷支架逐孔分段现浇箱梁施工技术_3 图3 钢抱箍设计图
        钢抱箍在墩柱设计标高位置安装,便于标高调整。安装时,用千斤顶对每根精轧螺纹钢筋施加预应力,并循环张拉两次,保证每根钢筋均匀受力。钢抱箍安装前,应对抱箍进行除锈处理,避免减小磨擦系数和污染墩柱。
      3.2.2 安装滚轮支座纵向贝雷桁梁放置在滚轮支座上,这是支架顺利前移的主要措施。采用高度为250px,宽1125px的滚轮支座,用Φ40mm钢棒做轴,轴承处设润滑孔,使用时灌压黄油。该支座尺寸小,重量轻,使用十分方便,安装时使用U型螺栓直接固定于横向桁架上。每个排架上的支座安装尺寸应一致,使支架顺直移动,防止脱轨。
       3.2.3 跨中支墩设置20m跨度箱梁施工设置中间临时支墩,以减小贝雷架跨中弯矩和挠度变形。中间支墩采用3Φ900钢管连成排架,与砼扩大基础焊接。横梁为2I56加强工字钢焊接在一起,中间排架用型钢横连两道约束排架自由度,加强稳定性。砼扩大基础尺寸为3.0m×3.0m×1.0m,由于地处软基,承载力不够及沉降量大。针对此问题,我们给基础进行软基处理,采用砂卵石置换软泥,碾压密实后浇砼扩大基础,增加承载力,加大扩大基础尺寸,减小基础沉降。
       3.2.4 支架移动支架移动是该工艺的一个关键工序,其工艺见图4。移动贝雷支架逐孔分段现浇箱梁施工技术_4
移动贝雷支架逐孔分段现浇箱梁施工技术-4.jpg
图4 支架移动工艺图
         纵向贝雷架分为三组两次移动,先移中间,每次移动采用2台同步卷扬机作牵引力。移动中用4个滑轮组增大牵引力,卷扬机固定于前方约40m远的墩柱上,以减小牵引力夹角。前移时,两组卷扬机应同步缓慢移动,先移中间纵梁,后移两边纵梁。移动中应注意:(1)三组纵桁梁之间是否已解除约束,移动中三个单元应独立;(2)脱模时,侧模与箱梁之间应留有足够的空间距离;(3)每片纵梁对应一个滚轮支座,防止脱轨造成移动困难;(4)移动中的墩柱较高,采用缆风绳限位,防止移动中偏位甚至受力折断;(5)移动中应注意安全,要有专人统一指挥前移。
      3.3 分段现浇施工
       依据设计要求和贝雷片受力要求,箱梁砼施工分段进行,即先浇墩顶A块(20m箱梁A块长12m),相邻两个墩顶A块同时进行,A块砼浇达到强度才进行跨中B块(长8m)施工,从而减小了贝雷架所受的内力和产生的挠度。A、B块施工完后,即完成一个工作段的施工。其施工工艺见图5。移动贝雷支架逐孔分段现浇箱梁施工技术_5 
移动贝雷支架逐孔分段现浇箱梁施工技术-5.jpg
图5 分段现浇施工工艺图
4 技术措施
      4.1 压载试验
      支架安装完后,在箱梁施工前,进行压载试验。其目的有三:一是检验支架及牛腿是否满足受力要求;二是消除非弹性变形;三是实测跨中挠度变形量,为设预拱度提供依据。压载为100%,按施工荷载分布进行压载,压载中应时刻观测沉降。
     4.2 安装贝雷桁架前端导向架
      20m跨度支架前移时,端部挠度较大,约有50~1500px,很难过渡上前端横向贝雷架上,所以用角钢加工一简单桁架安装在前端作导向架,以利支架前移。导向架间隔安装,并要有足够的上斜角度,要求其重量轻并起到导向的作用。
      4.3 底模预拱度设置
       箱梁施工压载时,支架产生弯矩和挠度变形下沉,因此施工前,底模应留预拱度,预拱长的依据为压载试验实测挠度,综合考虑支架理论计算变形和地基情况。预拱度为抛物线布置,其各点值为测点与抛物线的交点值。设置预拱度的目的是使箱梁线型顺直流畅美观。
     4.4 倒挂系统
      设置倒挂系统是减小施工跨径的重要技术措施。待箱梁墩顶A块张拉后,在距端头1250px处安装倒待带,吊带为6根Φ32精轧螺纹钢筋,倒吊受力梁为2I36工字钢焊接连在一起组成。施工跨中B块时,作为受力支点。其主要目的是减小施工跨度,从而减小支架受力弯矩和挠度变形,施工接缝良好。
5 几点体会
     5.1 本施工工艺施工进度快劳动力省、机械化作业强。
     5.2 本施工支架模板固定于支架上有不利之处。一是模板需要量大(纵向长40m),造成浪费;二是不利于底模标高调节;三是加重了支架重量,不利于移动。可以改进为移动式台车模板系统,使用手摇千斤顶支撑,墩顶A块施工完后,移至B块继续施工,节省了模板量,而且也便于底模标高调整。
     5.3 减小支架弯矩变形措施。由于贝雷片本身受力有限,大跨度弯矩变形大,除设置中间支墩减小施工跨度外,还设置倒挂系统来减小施工跨径。
     5.4 对本施工工艺在较大跨径桥梁运用的几点意见。为满足20m跨度甚至更大跨度连续梁桥施工的需要,须采取相应措施来保证纵梁承载力。方法如下:(1)在跨中设临时支撑排架,减小跨径一倍,从而减小弯矩四倍(M=qL2/8)。(2)采用挂篮式施工方法,从墩顶逐渐向两侧推进。同时,每段施工完后均采用倒挂系统,以利控制贝雷梁的挠度。5.6 移动中的滚轮支座应尽量长,防止纵桁梁移动中变形脱轨,阻碍支架前移。6 结语采用贝雷移动支架施工主要有以下几点:(1)采用移动支架施工,解决了软基处理的技术难题,从而节约了资金和材料,经济效益较好。(2)该工艺施工进度快、劳动力省、机械化作业强。(3)工艺优点。与落地脚手支架相比,减少了地基处理,脚手架拆卸安装的繁琐工序。(4)工序发展前景远大。该工艺是国内较为先进的施工方法之一,在中小跨径连续梁桥施工中具有较大的优势,值得推广和开发应用。
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zhangjun737

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