公路预应力混凝土连续梁桥墩梁式支架施工设计

'公路预应力混凝土连续梁桥墩梁式支架施工设计　　摘要：钢管临时墩梁式支架法现浇连续梁施工是公路施工单位颇受青睐的一种施工方法，其中钢管临时墩梁式支架设计和施工要点（如大跨度支架设计、连续梁结构受力分析、桩基础的确定、预应力施作等）稍有疏忽，就极易面临支架倒塌的危险。一旦支架质量不稳定坚固，留下隐患，就会容易造成后续结构强度和耐久性的降低。因而有必要针对钢管临时支架进行探索。本文试从预应力混凝土箱梁施工方案、预应力混凝土连续梁支架工程施工工艺、支座和支座板安装三方面进行相关阐述。关键字：公路桥；预应力混凝土；连续梁；墩梁支架中图分类号：TU7文献标识码：A长江泰州公路大桥夹江左汊桥为（87.5+3×125+87.5m）预应力混凝土连续梁桥。其中23#墩在岸上，24#～26#墩在水中。连续梁0#块长度为11m。桥面宽16m，梁底宽7.5m，墩顶梁高7.5m，跨中梁高4m。钢筋混凝土容重标准值为26KN/m3；模板及支架自重标准值：侧模自重为2.4KN/m2，内模自重为3.0KN/m2，底模自重为2.35KN/m2，内外模支架为0.75KN/m2；施工人员及设备荷载标准值为3.0KN/m2；贝雷梁反力为62.8KN；7 梁最大变形为30mm；钢管桩单桩最大反力为19845KN；抗倾覆系数为1.38；承载力为21530kN。一、预应力混凝土箱梁施工方案随着大吨位预应力锚固体系、高强度预应力钢材的频繁使用，预应力箱梁结构轻型化，大跨径预应力混凝土连续梁桥得到了迅速发展。由于不同的预应力混凝土连续梁桥施工方法所需人力和机具设备不同，导致施工工期截然不同，因此应根据桥梁所处环境、人员机具配备、施工现场等因素决定施工方案。而施工方案一般是预制架设和桥位制梁，桥位制梁方案分为连续梁、支架浇筑、连续梁顶推、连续钢构的悬臂浇筑、移动模架造桥机制梁五种，其中连续钢构的悬臂浇筑是采取支架临时固结措施，在悬臂施工完毕、相邻悬臂端相互连接成体并张拉承受了合弯矩的下缘预应力后，再拆除固结措施，使悬臂体系转换成连续体系。悬臂浇筑不足是施工设备由桥墩向两侧对称移动施工，当某一墩悬臂竣工后，设备拆除移到另一桥墩上安装进行悬臂施工。夹江左汊桥预应力混凝土连续梁就是采用悬臂浇筑施工方案即两端悬臂对称施工。二、预应力混凝土连续梁支架工程施工工艺（一）支架施工方案和优缺点7 悬臂支架施工方案有满堂脚手架施工方案和钢管桩贝雷架架空方案。满堂脚手架施工缺点是只适用于陆地，汛期不能施工，资源耗损较多；优点是施工费用低且简单。钢管桩贝雷架架空方案缺点是需要准备打桩设备；优点是适用陆地或水中。（二）施工方案的比选施工方案选择对公路预应力混凝土连续梁施工至关重要，应该根据公路桥型结构特点、桥梁所处地势、现场地质情况及施工单位施工能力等，秉承经济、安全、适用原则，综合确定施工方案。以长江泰州公路大桥夹江左汊桥（87.5+3×125+87.5m）预应力混凝土连续梁桥为例来说明。根据该桥的结构和地形特点，经分析，适用该桥墩高、跨径较大，并且三跨连续梁同时浇注的支架主要有贝雷梁柱式支架和碗扣式满堂支架两种型式。贝雷梁柱式支架受力结构复杂，机械使用多，构件吊带有难度，材料投入较少，施工速度快，支架成本低；碗扣式满堂支架受力分析简单，机械使用少投入人力多，支架搭建容易，材料投入较大，施工速度慢，支架成本高。结合该项目结构形式和地形特点，采用碗扣式满堂支架问题有:因该连续梁桥23#墩在岸上，24#～26#墩在水中，桥位地质为可塑性黏性土、粗细砂、砾石，具湿陷性，软基层较厚，地基非弹性变形较大。这样的地质条件使地基处理难度较大，若预加施工荷载时，地基将会不均匀沉降，工程质量留下隐患。7 因此，综合各方面因素，本桥87.5+3×125+87.5m连续梁最后选择贝雷梁柱式支架作为箱梁的现浇支架。缘于在重荷载、高墩柱、跨度大的条件下，贝雷梁柱式支架是经济安全的一种支架型式。由于预应力混凝土连续梁结构受力复杂，因此施工方法、施工内力与变形必须在结构设计中予以考虑，施工和设计不是截然分开的，是相互制约和配合的关系。支架设计采用0号块参数，该桥两端对称分为15个梁段，可以增设临时立柱减小贝雷片的剪力、挠度和弯矩，提高承载能力。箱梁支架现浇施工是将多跨连续梁纵向合理分段浇灌混凝上和施加预应力，逐段灌筑湿接缝合拢，减少混凝土收缩和支架沉陷，形成多跨整体连续箱梁。在方案确定时，综合考虑了劳务队素质、现场条件等情况选择了墩梁式支架现浇法施工。（三）支架工程设计1.支架设计原则:各部位设计荷载标准值满足实际使用荷载要求；基底坚实稳定，尽量减少非弹性变形；落架方便。2.支架设计因素:（一）支架设计主要考虑因素:(1)地基承载力;(2)设计荷载:钢筋混凝土容重标准值；模板及支架自重标准值；施工人员及设备荷载标准值；风荷载、水流冲击荷载等。(3)支架搭建方式；(4)支架沉陷等；(5)预应力支点反力变化。（二）支架设计主要检算因素:(1)强度检算(2)挠度验算(3)预拱度计算。（四）支架施工7 1.支架基础施工：（1）支架本身刚度和强度必须符合标准，不同方向的连接杆件必须能够保证支架的整体性能，确保支架十分稳定。（2）支架基础必须非常坚实，尽量避免不均匀沉降，即使沉陷其沉陷值也要符合施工设计要求。（3）梁柱式支架荷载集中，基脚可支承在永久结构的墩身或临时桩基础上面。2.支架搭建。（1）高程调整：梁底高程需要支架搭建基本成型利用上托进行调节，顶部高程需要支架搭建成形后，根据测量工程师的计算和测量结果进行调整。（2）剪刀撑的设置：严格控制立杆的间距和垂直度，几何尺寸控制在误差范围之内。（3）注意横桥和顺桥：横桥要严格控制扫地杆和竖杆的垂直度；顺桥要向支架和墩身进行连接。3.支架施工要求。（1）支架安装前，要对支架负荷后的挠度和变形有充分的计算；支架安装时设置预拱度。（2）利用木楔、千斤顶等卸落设备进行支架卸架时一定注意对称和均匀，避免主梁发生局部受力。（3）支架脱模措施要简便可行。（4）浇筑混凝土重量要小于预压重量。（5）支架地基承载力必须满足荷载要求，采用明挖扩大钢管桩基础。7 （五）支架预压和调整：为了验证支架的承载能力是否符合设计要求，测验支架地基是否会发生不均匀沉降，确保箱梁混凝土成形后的线形，需要进行支架预压。预压期间为了避免大雨发生使预压荷载变化较大，影响预压记载的参数，事先要求备足防雨材料。加载预压测量观测至关重要，不容懈怠，必须认真观测加载前后沉降量和其它有关预压事项，为箱梁模板的制作提供真实可靠的高程及位移数据。根据加载预压观测结果设置合适的预拱度，调整支架顶面高程，并依据设计高程参数与理论计算挠度及实测弹性变形值的总和值来调整底模标高。（六）支架质量要求：（1）基础施工前要确保施工场地表面平整洁实，对表面松碎石块和淤泥坚决清除干净，对基底风化岩层，按基础尺寸加以凿除，对倾斜施工地段加以整平。（2）基础地质和承载力应符合设计要求。（3）支架搭建完毕，各个连接点必须保证牢固，支架整体必须可靠稳定。（4）支架预压要达到设计要求。三、支座和支座板安装：严格按照设计文件要求和施工技术规范进行安装。（1）墩顶和梁底面的钢垫板必须埋置密实，保持清洁；活动支座安装前，要用洒精擦洗表面及有关部位，并在储油槽内注满硅脂类润滑剂，保持钢板完好无损。（2）橡胶支座顶板和底板联接在梁体底面和墩台顶面的预埋钢板上，梁底部预埋钢板要求设置预偏值。（3）模板安装前要详细检查支座位置。结语：本文旨在通过对长江泰州公路大桥夹江左汊桥支架施工方法的总结，为以后类似大跨度预应力混凝土连续梁桥的支架施工提供一些经验和借鉴。7 参考文献：1.舒丹.铁路预应力混凝土连续梁桥墩梁式支架施工及逐孔施工法关键工艺研究.[M]长沙：中南大学.2009,p7—27.2.史静；高建奇.连续箱梁贝雷支架现浇施工技术[J]筑路机械与施工机械化.2011,09:119-121+125.7'