独木河大桥主拱圈钢拱架施工方案总结.doc

独木河大桥主拱圈钢拱架施工方案总结路桥建设独木河大桥主拱圈钢拱架施工方案总结月lJ苫独木河大桥位于贵FI省贵定县大花水电站水库淹没区,是贵定县经新巴至龙里千家卡唯一的必经桥梁,因老桥处于水库正常畜水位以下并且水库建成后需要通航,需要新修桥梁恢复当地的交通和经济贸易关系,以满足社会发展的需要.贵定独木河大桥设计桥型组合为2X7m简支板梁+lK84m拟合曲线箱型拱+l7米简支板梁,全长119m,主孔计算跨径为84m,净矢跨比为1/6,等截面拟合拱轴线的箱型拱桥,主桥跨越深沟,拱圈高i.7m,单箱双室,拱圈宽6.1米,箱项,底板厚均为20cm,腹板厚30cm,全桥共设12道横隔板,板厚30cm,混凝土强度为C40.拱上建筑采用空腹式排架结构,共设排架1O处,拱上横墙2道,混凝土强度为C30,盖粱与系梁为C30钢筋混凝土结构,行车道板均为跨径7.0m的C30钢筋混凝土现浇矩形板,桥面铺装用C40混凝土.设计洪水频率:1/5o;设计荷载:公路一II级;桥面宽度:净一7m+2xO.75米人行道,桥面全宽9米.本文主要对主拱圈施工方案进行分析总结.一,主拱圈施工方案的选定在进行方案选择前,先进行拟建桥梁现场的地形地貌,地质情况,支架高度,河流情况等做详实调查,然后结合施工单位现实情况,主要是技术力量,设备情况,资金垫付情况等进行权衡,选择经济,可靠的方案本桥经调查桥下净空高5O多米,河流在当年中期将要进行蓄水,基本排除满堂钢管支架施工方案;由于现场场地狭长,平整费用高,选择预制吊装施工难度大,不经济;桥下净空高,采用修建临时墩柱搭支架方案费用高,而且拆除清理困难.综合各种因素,最终采用缆索吊装悬拼斜拉贝雷钢拱架现浇施工方案作为主拱圈施工方案.主要步骤如下:(一),钢拱架的选用.钢拱架采用国标贝雷片,横向四组,每组按两片贝雷片横向配置,纵向按靠近拱座段采用6米作为节段,其余六段均采用12米作为一节段,段与段间用阴阳接头穿贝雷销连接,阴阳接头采用10号槽钢和锰钢钢板按贝雷片接头等强度焊接而成,贝雷梁上下弦均加设加强弦杆,贝雷架横桥向上弦用1O号槽钢加工成钢架连接,段与段问接头处同样用1O号槽钢花窗横向垂直截面连接,下弦用160号角钢横向连接,两岸各设临时拱座一座,尺寸大小与本桥拱座相同,拱座上预埋厚30ram焊接钢板底座,穿孔后用贝雷销与贝雷梁连接,跨中合拢处临时加工梯型钢桁架联结,材料采用l0号槽钢和l6锰钢钢板;每节段吊装过程中设斜拉扣索4组,调整拼装过程中高程.拱上支架采用国标48.5钢管搭设,立杆间距采用l_O1.Om.(二),贝雷拱架吊装及拱二支架的搭设.主拱圈支架采用缆吊拼装贝雷架,先在贵定岸引桥上按支架图将贝雷片组拼成一节段单元后再进行吊装,为加强贝雷拱架的稳定,另用槽钢架与贝雷拱架作平面横向连接;贝雷架纵向由8段构成,靠近拱座两段长6米,其余全为12米一段,每段内贝雷梁底部横向每9米用l8骑马镙栓连接25a工字钢,节段间由长25CM阴阳接头短焊件联结,贝雷拱架跨中由梯型钢桁架联结.拱架在拼装全过程中进行轴线及高程观测,通过调整浪风索控制支架安装的平面位置.以缆索天线将拼好的贝雷架节段吊移至安装位置,穿贝雷销联接(穿销前需要打黄油润滑),按6米一段两岸对称拼装,并用15.5mm钢丝绳在上下游对称设横向浪风索.(三),拱盔调形支架由国标3.84Kg/m48钢管支架连接而成,按1.OX1.Om的立杆布置,大横杆问步距采用1.2m,拱盔支架向下延伸搭至贝雷片底与贝雷片形成整体:拱圈底模板用l_83mXO.915m0.O16m机压木模板,侧模用定型钢模,内摸采用机压木模板.二,拱架方案验算本方案验算由专业设计部门进行验算,钢拱架受力分析采用Midascivii2006桥梁空间分析软件进行空间分析,计算工况如下:工况一:钢拱架搭设完毕后,风荷载侧向作用,验算钢拱架各构件受力.工况二:底板混凝土浇注完毕后,风荷载侧向作用,验算钢拱架各构件受力.工况三:腹板混凝土浇注完毕后,风荷载侧向作用,验算钢拱架各构件受力.工况四:顶板混凝土浇注完毕后,此时拱圈底板和腹板混凝土参与受力,验算拱圈底板,腹板混凝土受力.拱圈底板和腹板混凝士浇注完毕后形成的开口箱受力分析采用桥梁博士3.1.0进行受力验算.经计算,钢拱架各主要控制点附近的构件在各工况下的强度(应力)和刚度(位移变形)结果显示:钢拱架最大弯曲应力为163.7MPa<o210Mpa(钢拱架下弦杆),变形最大为67.Omm<8OOOO/4OO=2OOmm,满足规范要求.三,拱架预压为确保工程安全,经验算的拱架方案搭设完毕后需要进行预压,此项工作是施工安全必备工作,为拱架验算提供验证.本工程预压采用沙袋预压.施压重量按拱圈开口箱重量1.05倍,预压过程尽量符合拱圈浇筑过程.预压过程中在两桥头设立观测点,全站仪观测拱架横向偏移值,水平仪观测拱架下沉量,观测前先在拱架各节段点处挂塔尺,调至同一水平位置,以便同时观测读数.预压过程中每增加半箱重量观测一次,所得数据与验算数据对比,确定验算可靠性并对验算进行修正.预压过程及结果分析如下:根据施工设计图和主拱圈施工组织设计,按钢拱架设计验算书施工加载顺序对拱架进行加载.1,主要荷载情况如下表:3】陈团结,钱振东,黄卫.交通荷载作用下旧沥青路面裂缝对加铺层的影响J公路交通科技,2002,23(4):23-26【4】4江毅,华建湘,颜可黄立葵.1日沥青路面加铺温度及耦合应力分析J】公路工程,2010,35(1):1-4【5】王朝辉,王选仓.基于沥青加铺层结构疲劳寿命的夹层位置确定中国公路学报,2008,21(1):293466胡珊,任瑞波.具有柔性过渡层的沥青混凝土路面半刚性基层顶部温度状况的234理论模拟J公路,2003,12(12):62657】何兆益.碎石基层防止半刚性路面裂缝及其路用性能及设计方法研究:东南大学博士学位论文J.南京:东南大学,1997,3048【8】莫石秀.多年冻土地区级配碎石路用性能及设计方法研究:【长安大学硕士学位论文.西安:长安大学,2004,4750【9杨学良,刘伯莹.沥青路面温度场与结构耦合的有限元分析J公路交通科技,2006,23(11):14,拱箱底板:405.41吨,拱盔支架荷载:59.45吨,模板:l4.12吨说明:施工时考虑施工误差乘以系数1.05加载量0=405.41+59.45+14.1-478.9611,考虑施工安全预计加载500吨.2,加载过程:(1)分箱:全桥共分9箱(拱脚段坡陡8米设一箱,拱顶坡较缓16米设一箱),由贵定向新巴岸编号,砂袋按50千克装袋,除拱顶一箱按2200袋预压,其余各项按1100袋预压,总重控$,J5oo.(2),加载:整个加载过程尽量摸拟主拱圈混凝土浇筑过程,由拱脚向拱顶对称加载;加载顺序为先加两岸拱脚2箱,再压顶,最后)Jf1.-F4箱,加载过程中横桥向及顺桥向均应做到对称加载,预压过程中特别控制砂袋装填重量,不得超误差2%,并注意监控拱架变形情况,及时对加载进行调整.3,监测:加载过程中跟踪观测,观测点尽量按钢拱支架设计计算书要求进行布置,以便进行数据分析,指导施工,确保安全.控制点按贝雷拱架18米,3O米,42米,54米,66米处左右两侧布置,悬挂塔尺观测,每日早中晚各观测一次,记录累计沉降值;用全站仪将中线引测至贵定岸l2#桥面板上方及新巴岸桥台上方,固定基线进行坐标观测,观测频率为每天一次,并及时分析数据以指导施工.4,观测资料分析6月27日至7月7日沉降观测数据分析图根据加载沉降时间关系图可看出:1,拱架在加载过程中沉降基本是对称的,无明显偏压现象,沉降值基本与验算数据吻合,证明支架在设计荷载下是安全的.路桥建设2,数据显示新巴岸出现偏压,分析认为:新巴岸扣索未完全张拉到位,通过预压整个拱架受力重新调整平衡,对后期施工不会造成大的影响.3,施工过程中应注意:加载至410T时,54米右(新巴岸第三组扣索位嚣)在7月3目至4日沉降较快,并超过警戒值14ram.施工过程中应注意监测,调整4组扣索索力受力均匀,施工过程中必须做到对称加载.综述,经过后期拱圈施工验证,本方案是经济可行的,为我单位今后工程实践多出一条可选之方案,通过对比,相较其他施工方案节约费用,施工程序简化明了./入入r:删啪姗籼.6月27日至7月7日沉降观测数据分析图参考文献:1】,桥涵施工安全技术规程【2,桥涵【3,路桥施工计算手册44,公路桥涵钢结构及木结构设计规范(上接第页230页)性指数应小于4%,液限指数应小于25%;松铺好的集料在压实时,其含水量应比最佳含水量稍高.(2).路面水泥混凝土板施工方面的问题水泥混凝土路面板的施工,往往施工的厚度未达到设计要求,主要是基层施工标高控制不严所引起;粗集料不具有良好的级配,细长及扁平的颗粒含量太高;细集料和粗集料中含泥量过高,降低了混合料的粘结度;所用水泥质量不稳定或已过期;水泥砼在浇筑过程中未完全振捣密实,蜂窝麻面较严重;这样,势必影响水泥混凝土面板本身的质量,而造成损坏.(3).水泥混凝土路面结构层防水或排水未进行有效的处理往往路面板遭到破坏,人们想到的总是路基,路面基层施工质量或台背回填质量或水泥混凝土路面板本身的浇筑质量等,而忽视了由结构表面渗入到路基中的水对路基的侵害.目前,虽说对混凝土路面板的缩缝,胀缝,施工缝(纵向和横向)采取了特制的材料对水进行封锁,使水从路面排走,但效果仍然不佳.据了解,路面板遭破坏的原因有相当部分是由于路表水渗入路基,从而影响路基的稳定而造成的.二,水泥砼路面板破坏的防治:(一).路基施工方面的防治路基的质量是非常关键的,当混凝土路面板遭到破坏后,要想对有质量问题的地段进行返工是不可能的,且水泥混凝土路面板难修补.故在路基施工时应着重注意以下几点:(1).清表要彻底;不适宜的材料应全部清除且按规范要求搞好基底压实.(2).软基处理要慎重;并采用合理的施工方案和施工工艺.(3).路基填筑过程中,要严格按规范要求选好填料,控制松铺厚度和粒径,控制压实含水量与最佳含水量之差在规定的范围内,每层填筑要用平地机等机械整平后压实,并形成横向路拱,做好临时排水设施保持路基干燥等.(4).台背回填施工,要求选用监理工程师或图纸指定的回填材料,保证每层填筑厚度及压实度,回填时在台背可考虑做排水管和土工格栅.排水管间距不得大于2m,土工格栅层间距最好为5080cm(二).路面施工方面的防治(1).路面基层施工要严格按规范要求选好合格材料,保证路面基层设计厚度及顶面标高,保证压实度,严格控制施工质量.(2).水泥混凝土路面板施工要严格按规范要求选好材料及材料的级配,保证砼质量并充分地密实,搞好施工缝,缩缝,胀缝的处治,防止路表水渗入路基(三).对水泥混凝土路面板破坏后的处治(1).对于水泥混凝土路面板错台,沉陷的现象,由于修补困难,以往人们总是用沥青混凝土进行填补压实,实际上这种修补方案是不可取的.对于错台,沉陷的水泥混凝土路面板最好是彻底铲除后采用同标号的新混凝土进行修补,并加入混凝土快速修补剂,这样,很快便能开放通行.(2).对于水泥混凝土路面板出现开裂的现象,可使用专用的补裂缝材料进行灌浆处理,四小时后便能开放通行.(3).对于水泥混凝土路面板龟裂,网裂及胀缝,施工缝,缩缝处