杭嘉湖南排独山排涝应急工程现浇预应力系杆拱施工

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摘要:针对下承式现浇砼系杆拱桥梁的特点,结合施工实践,介绍了系杆的原理、施工工艺、施工参数等方法,为类似工程的施工提供参考。

Abstract: According to the traits of bottom-through cast-in-situ concrete tied arch bridges,this paper mainly introduces the principle of tied bar,construction technology and construction parameters combining with construction experiences。

关键词:系杆拱;拱肋浇筑;施工工艺

Key words: tie bar arch;arch rib poring;construction technology

中图分类号:TV52 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)15-0109-02

1工程概况

杭嘉湖南排平湖塘延伸拓浚工程由独山排涝闸及上游配套河道独山干河等组成,郭村桥是应急工程中一座重要桥梁,主跨为70米的双片拱肋下承式系杆拱,引桥为20米后张法预制钢筋混凝土简支空心板。

主桥上部采用全长71.1米预应力混凝土刚性系杆拱,计算跨径L=70米,拱轴线为二次抛物线,矢跨比为1/5,矢高为14米。拱肋采用等截面“工”字型截面,拱肋高1.6米,宽1.2米;系杆采用等截面箱型,系杆高1.8米,宽1.2米;每片拱片设间距为5米的吊杆13根,吊杆采用直径D=273mm的无缝钢管;拱肋间设4道K型风撑,1道一字型风撑,风撑均为钢筋混凝土结构;端横梁高度为1.4~1.46米,中横梁高度为1.05~1.11米,中横梁宽度为0.6米,桥面双向1.5%横坡能横梁高度的变化调整。拱肋为钢筋混凝土结构,系杆为预应力混凝土结构,吊杆为预应力钢管混凝土结构;风撑为钢筋混凝土结构。

该桥上部结构的系杠、拱肋均在现场搭设支架分段浇筑,横梁也在现场支架上浇筑。

2主要施工方法

2.1 系梁施工考虑到系梁支架的受力情况、砼浇筑强度等因素,全桥系共分四次施工,两根系梁同一侧系杆端块件及相应端横梁各作为一个施工段,每根系梁的系杆中段(57米长)各作为一个施工段。

系梁的支架主要采用321型国产贝雷架(外形尺寸为3000×1500mm),支架共分4跨进行搭设,跨径组合为15.0m+17.93m+17.93m+15.0m,每根系梁下设5个支墩,两个边墩采用普通脚手架钢管组织支架直接支撑在主墩承台构成受力墩(每个边墩下设30根普通脚手架钢管立柱,沿立标杆每60厘米设置水平横杆,并布置若干剪刀撑及斜撑,钢管立柱顶部搁置18#“工”字钢形成支座),中墩均采用灌注桩基础,桩径1000mm,桩底高程-43.0米,灌注桩中心到系梁中心线重合,全桥共设6根施工支架用灌注桩。横桥向每两个施工支撑灌注桩顶部采用80cm砼盖梁进行联结,以增强桩柱的刚度、约束桩柱顶部水平向的自由位移,系梁下的纵向贝雷架直接搁置在横桥向的砼盖梁上,纵向贝雷桁架为单层四排,贝雷架排与排间采用支撑件进行连接,纵向贝雷架靠近拱脚处不够整模数时,采用自行定制的简易支架(为提高贝雷架支点处的抗压及抗剪能力,受力中墩处的相应贝雷每排焊4根10号槽钢进行加固)。纵向贝雷架安放12号“工”字钢作为系梁及拱肋的受力平台,“工”字钢间距为60厘米。

支架具体布置见图1。

系梁支架搭设完毕后,应对支架进行预压测试,检查支架基础及支架的变形情况,尽可能消除非弹性变形并获得弹性变形值,为调整结构的施工高程提供可靠的依据,同时验证支架系统的承载力和稳定程度。

支架预压完毕后即进行系梁底模的铺设,系梁底模顶标高=设计梁底标高+设计预留拱度+支架弹性变形值+底模及方木本身的压缩值(取5mm)。系梁底模采用15mm厚竹胶板,底模下铺设方木,方木搁置在“工”字钢平台上,方木下设不同厚度的三角木架,木楔成对放置,以调整预拱度,兼做落架措施。竹胶板的铺设质量要严格控制,拼缝平齐,大面平整,无翘曲、破损。拼缝均应在方木上,否则要加垫方木。底模宽度同系梁设计底宽。

侧模采用15mm竹胶板,以5cm×7cm方木作为竖肋加固,竖肋间距30cm,竖肋外加钢管横肋,横肋共设四道,底部一道,其上每60cm一道,横肋上以间距90cm设对穿拉杆,拉杆采用?准12圆钢,在侧模顶设封顶钢管拉杆,第二道横肋与底模“工”字钢间以碗扣脚手架做斜撑。

内模采用5cm×5cm方木框架外钉12mm胶合板制成,每个内模长度为4m,木工厂加工成型后运至现场安装,为防止内模上浮,在底模与内模间设塑料套管拉杆,每米1根。

系梁砼标号为C50,全桥系梁砼总方量为306m3,全桥系梁共分4次浇筑,两根系梁同侧端块件及相应端横梁作为一个浇筑段,单根系梁中段作为一个浇筑段。系梁砼采用泵送商品砼,并控制砼塌落度在12cm左右。

系梁浇筑时采用水平分层法从一侧向另一侧推进施工,根据系梁的截面构造,在水平方向共分4层进行浇筑,第一层浇筑40cm厚底板,腹板高度100cm分两层施工,最后一层浇筑顶板,为保证砼振捣密实,振捣时可分区域配以不同型号的插入式振捣棒,并应特别注意各节点钢筋密集区和波纹管周围的振捣。砼浇筑后应及时覆盖洒水养护。

2.2 端横梁施工端横梁平行于主墩盖梁,位于其正上方,与系梁端部正交。端模梁截面为实心箱型,端横梁顶部设1.5%的横坡。

由于端横梁底部与系梁端底部相平,因此在底模板下方的空间与支座高度相等(30cm),底模采用15mm的厚竹胶板,竹胶板下为纵向5cm×7cm方木,方木下为10cm×10cm横向方木,横向方木的长度150cm,间距40cm,横向方木下设三个砖墩,砖墩间距为50cm,砖墩采用两砖块平砌而成。外侧两个砖墩采用砂浆砌筑,横梁中间下方的砖墩为干砌,横梁砼达到设计强度后直接拆除砖墩便可落模。为增加施工平度,在主墩盖梁两侧用碗扣式支架设工作平台。侧模采用竹胶模板,端模采用竹胶板与胶合板结合使用。

端横梁砼与系梁端块件砼一同浇筑,浇筑采用水平分层法向前推进,层厚控制在40cm以内。

2.3 中横梁施工中横梁的砼标号为C50,截面为T型(二期砼除外),每座桥梁均设置13根中横梁,梁内设置预应力钢束。

中横梁支架采用普通脚手架钢管搭设,中横梁的支架基础采用25cm砼,基础宽度1.2m,垂直中横梁方向设3排钢管架,排距0.5m,立杆纵向间距0.6m,水平横杆步距1.2m,底部设扫地杆,沿支架纵向每1.8m设一组剪刀撑,中横梁支架与中横梁支架间每2m设一组剪刀撑。

在中横梁支架的水平横杆上直接铺设5cm×7cm的纵向底肋方木,方木间距30厘米,竹胶板底模铺设在方木上,侧模采用15mm厚竹胶板,侧模竖肋采用5cm×7cm方木,方木间距40cm,侧模上口设钢筋对拉杆,中横梁一半高度处设一排?准12圆钢拉杆,圆钢处套PVC管,以利二次利用。

中横梁砼分2次浇筑,砼采泵车泵送入仓,因中横梁断较小,采用斜向分层法从中横梁一端向另一端推进。

2.4 拱肋施工拱肋两个端部与系梁端块件一同施工,每根拱肋中段均一次浇筑成型,中间不再另设间隔槽。“一”字型风撑在拱肋施工完毕后立即浇筑,K型风撑等行道板铺设后在行道板上搭设支架另行施工。

拱肋支架在系梁、横梁全部施工完毕后开始搭设,以达到设计强度的砼系梁及贝雷架上“工”字钢为基底搭设拱肋钢管满堂支施工(拱肋砼自重产生的荷载主要由系梁承担),拱架采用?准48×3.5mm钢筋搭设,由立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、斜撑组成并用各类扣件连接为整体,立杆采用对接扣件及旋转扣件对接,水平杆采用直角扣件连接,斜撑等旋转扣件连接,扣件必须用加力板手拧紧。每根拱肋下沿纵向设6排钢管架,排距0.35~0.9m,立杆纵向间距0.6m,水平横杆步距为1.2m,支架顶端最上部的一根纵向水平杆应按拱肋设计曲线进行弯曲加工,该纵向水平杆上直接搁置10×10cm方木横楞,方木间距30cm,方木上直接铺钉15mm厚竹胶板底模(竹胶板单块长度为2.44m,单竹胶板范围内起拱度约2cm左右,竹胶板可直接起拱),竹胶板拼缝必须设置在方木上,否则局部调整方木间距。为防止方木横楞滑动,方木两侧采用扣件夹紧固定。拱肋支架沿纵横向均设置剪刀撑,支架横向剪刀撑每3m设置一组。在吊杆处增设横向连接钢管支架,以加强两片拱肋支架的横向整体稳定性,拱架搭设按设计要求预留沉降,并调整拱肋底标标高。

单根拱肋砼一次浇筑成型,中间不设间隔槽,但考虑到拱肋支架的受力情况,拱肋砼沉降回缩等因素,拱肋自下而上分4个区对称浇筑,拱肋采用商品砼,直接泵送。拱肋砼浇筑从低点向高点推进,拱肋砼采用水平分层法浇筑,层厚控制在40cm左右。

2.5 预应力施工郭村桥的系梁、横梁预应力钢绞索为两端对称张拉。吊杆预应力钢绞线为一端张拉,张拉端设在拱肋顶,锚固端设在系标底。张拉作业采用双控,以张拉力为主,设计伸长量为校核,当实际伸长量与设计伸长量之差超过±6%时应查明原因,并及时处理解决,方能继续进行,否则应重新张拉。

张拉完毕的孔道应抓紧安排压浆,同一断面原则上按先下后上的顺序进行。对分批张拉未压浆的,压浆时应对下几批次张拉的压浆孔道进行清孔,以防止水泥浆串孔堵塞孔道。压浆采用一次压浆法进行灌浆。

3结语

近年来,系杆拱桥梁因自身美观,建造快等特点,得到较为广泛的应用,其技术也日趋成熟,而上部拱肋通常采用预制安装进行,而在具体实施时由于各种原因,常常无法实施而采用浇筑,本工程为现浇拱肋提供了一个实例,供大家参考。

参考文献:

[1]交通部公路规划设计院.公路桥涵设计规范[S].1995.

[2]建筑结构静力计算手册[M].北京:人民交通出版社.1993.

[3]公路施工手册桥涵手册[M].北京:人民交通出版社.2001.