连续刚构桥0号块装配式托架施工关键技术研究

连续刚构桥0号块装配式托架施工关键

技术研究摘要：依托四川省仁寿至屏山新市公路工程项目的马边河1号大桥和马边河2号大桥的0号块作为重点研究部位，着重分析连续刚构桥0号块装配式托架设计和施工的技术要点，通过预埋件安装、托架的设计，以及托架加工、安装、预压、使用与拆除等施工技术，对连续刚构0号块的施工方案进行优化设计，为类似公路隧道建设工程提供建议和参考。关键词：连续刚构桥；悬臂施工法；0号块施工；三角托架；随着我国高速铁路和高速公路的快速发展。桥梁的墩高和跨度形式也在不断地发展和更新，目前在大跨度桥梁施工中比较常见的是现浇连续刚构桥和连续梁桥。连续刚构桥作为一种梁桥，具有很强的整体性。与连续梁桥相对比，其无需对墩梁进行临时加固，避免了临时加固的拆除流程。因此，通常采用悬臂施工法进行施工，与桥墩永久性固接，主桥的其它部分都由0号块开始往两侧对称浇注，作为基准节段最先施工的0号块是关键技术，对后期线形控制影响较大。1.工程概况马边支线段路线起于仁寿经沐川至屏山新市镇高速公路主线新凡乡附近，与主线沐川枢纽互通相接，经富和乡、平乐乡、武圣场、利店镇、火谷，雷打石、石梁子乡、止于马边县城北侧红牌坊大桥附近，路线全长：43.847km。四川省仁寿至屏山新市公路马边河1号大桥、马边河2号大桥主桥均为(75+140+75)m三跨预应力混凝土连续刚构。主梁为分幅式单箱单室截面，每幅箱梁顶板宽12.6m，底板宽7.1m，两翼板悬臂长2.75m。箱梁高度从跨中至根部以1.8次抛物线变化。箱梁腹板在墩顶范围内厚80cm。从箱梁根部至跨中梁端腹板厚由70cm、60cm、50cm组成。每幅主桥共6道横隔板，分别在主墩墩顶各设两道2m厚的横隔板，边跨梁端各设一道2m厚横隔板。马边河1号大桥、马边河2号大桥主桥0号块采用在墩柱顶部安装装配式托架，再在托架上布置分配梁构成作业平台，然后安装模板、绑扎钢筋、浇筑混凝土的施工工艺。0号块计划分二层浇筑：浇筑顺序为第一层浇筑高度6山，第二层浇筑剩余部分混凝土（2.7m）。1.预埋件安装预埋钢板时，为防止混凝土浇筑时钢板移位，现场安装时应采取可靠的加固措施。如与主筋有冲突，可对主筋间距进行灵活调整，禁止将主筋切割；与此同时，预埋件安装，要注意其精度要求，平面位置的偏差应当控制在±20mm以内，底部水平度偏差应控制在±5mm以内。在预埋钢板的浇筑施工中，应将钢板拉筋穿入墩身钢筋，使其牢固，形成整体；紧接着是支模流程，应事先检查预埋的位置有无发生移位，然后再浇筑混凝土。在混凝土浇筑的过程中，应采取一定措施来保证钢板下混凝土振捣密实。当混凝土浇筑至墩柱顶部时，应及时注意预埋吊环，以便在安装和拆除托架斜撑时能够放置操作吊篮。1.托架设计马边河1号大桥主桥墩墩高分别为55m和56m，马边河2号大桥主桥墩墩高分别为73m和83m，两座主桥的连续刚构桥墩均为空心薄壁墩。根据设计要求，主墩0号块混凝土分两次浇筑，第一次浇筑到箱梁腹板顶缘，第二次浇筑顶板和翼缘板。0号块混凝土浇筑采用三角托架支承，托架由双拼36b槽钢焊接而成，下侧搁置在桥墩的预埋钢盒内，顺桥向桥墩两侧的托架上缘采用3根精轧螺纹钢拉杆连接在一起。每侧共布置5道三角托架。1号桥和2号桥托架上分别布置7、6组I22bX字钢横向分配梁，托架与分配梁之间安装砂筒卸落装置，砂筒高度按30cm设计。分配梁上布置15组由双拼［10槽钢焊接而成的支撑梁，支撑架上方布置由［10槽钢与6mm钢板组合而成的钢模板。0号块横桥向各布置2道三角形托架，托架构造与顺桥向托架构造相同，也采用双拼［36b槽钢焊接而成，下侧搁置在预埋钢盒内，上缘采用2根精轧螺纹钢拉杆将两侧托架连接在一起。托架上布置4道I22b工字钢横向分配梁，其上铺6mm钢板，承担0号块箱梁侧模重量，同时形成施工平台。0号块墩顶箱室内沿顺桥向布置斜腿托架，托架下侧与预埋钢板焊接，上侧搁置在预埋垫块上。其中，1号桥布置4道托架，托架之间用方木横向支撑，托架上布置9道16X16mm方木，其上铺底板12mm胶合板模板。2号桥布置5道托架，托架之间用方木横向支撑，托架上布置13道16X16mm方木，其上铺底板12mm胶合板模板。下图所示为1号0号块装配式托架布置。施工时，应准确预埋三角托架钢盒、精轧螺纹钢孔道以及墩顶箱室内斜腿托架的预埋钢板及支撑牛腿，并须准确定位。钢盒和支承牛腿的埋入深度不得小于图中设计值。图1马边河1号大桥0号块装配式托架构造图1.托架预压托架是主要的承重部件。主、次梁安装完成后，首先对整个支架进行预压，以检测托架的安全性。托架预压的目的是检查支架的安全性，保证施工能够顺利、安全地进行。在三角托架安装结束后，选择第一组托架进行预压试验，消除托架的非弹性变形，测量支架的弹性变形，为0号块立模标高提供施工依据。现场预压采用千斤顶反压法加载，预压质量控制在首次浇混凝土质量的120%。预压过程中应随时观察托架的变形情况，并做好记录。0号块托架托架构造布置如下图所示。反压托架的构造与0号块托架构造一致，便于在两座大桥中通用。两托架沿桥墩高度方向的净距为50cm，施工桥墩时应注意预埋反压托架的钢盒和精轧螺纹钢孔道。在上下两个托架之前应设置由双拼［36b槽钢焊接而成临时支承，支承上端留有10mm的间隙，以适应托架沿钢盒的变形。千斤顶置于上托架上，托架上方和下方均布置由2根I32b工字钢组成的分配梁。为使分配梁能连成整体，将千斤顶力作用于三角托架上，应在工字钢上下缘焊接板厚不小于12mm的钢板。若三角托架安装不能处在同一高程时，应根据缝隙大小确定钢板厚度，将其垫塞在托架和分配梁之间。施工方应做好加载操作平台和必须的防护措施。托架预压过程中，如发现异常情况，应立即停止加载，查明原因并采取措施确保托架安全后继续加载。在此过程中，应遵循对称、平衡、缓慢和分级加载的原则，同时进行相应的变形测量和记录。预压工作前应安排专人检查三角支架是否完全插入钢盒，精轧螺纹钢是否已拧紧，预压工作进行时应进行仔细检查。根据0号块悬臂端混凝土重量，按照本设计图加载位置，1号桥拉杆需张拉200kN，此时三角托架悬臂端的弹性变形值为1.993mm；2号桥拉杆需张拉150kN，此时三角托架悬臂端的弹性变形值为1.514mm。

图20号块反压托架立面构造图图30号块反压托架横向构造图1.总结连续刚构桥具有结构整体性能好、适用性、跨度大等优点，近些年，在公路、市政桥梁工程中得到广泛应用。而三角托架作为连续刚构桥采用悬梁法进行施工时0号块的最常用支架形式，结合马边河1号大桥、马边河2号大桥项目高墩大跨径0号块装配式托架的预埋件安装、托架的设计，以及托架加工、安装、预压、使用与拆除等施工技术，进一步证明了三角托架在该桥0号块施工的安全稳定性、刚度是满足要求、实用管用的。对于类似桥梁的施工具有一定的借鉴作用。参考文献1.《公路桥涵施工技术规范》(JTJ/T-F50-2011)2.《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ025-863.王再强戴声茂《高墩连续刚构桥0#块托架反力架预压技术研究》四川水利发电2019.38.06.31-344.吕西林.钢筋混凝土结构非线性有限元理论与应用[M].上海：同济大学出版社，2002.5.龚曙光，谢桂兰.ANSYS操作命令与参数化编程[M].北京：机械工业出版社。2004.6.