山区高墩连续刚构桥边跨现浇段支架设计

　　摘要：本文主要结合一直从事多年的工作实践，对山区跨河跨谷高墩连续刚构桥，边跨现浇段支架搭设困难，材料用量大进行了实施操作。分析了地形，大胆采用无支撑支架法，将边跨现浇段和合拢段一起浇注，节约了大量支架材料。
　　关键词：无支撑支架;施工；
　　1工程概况
　　随着桥梁施工技术发展，我国在高墩、大跨连续刚构桥梁施工技术方面积累了丰富的经验，但在实际施工生产过程中，施工工期、施工环境、施工安全、自然条件以及其他不可预见因素影响下，施工单位的施工方案选择、机械设备投入成为施工中的关键因素。
　　福建某工程大桥处于崇山峻岭之中，集高墩、大跨连续钢构于一体。主墩自箱梁顶至原地面69.0m，现浇段长9.84m，混凝土总方量为105.4m3，合拢段长度为2.0m，混凝土总方量为17.64m3。
　　山区间地势陡峭，地形复杂，处理基础比较困难。按设计搭设满堂支架很困难，同时支架的整体稳定性安全问题，满足工期要求。但雨季、台风、暴雨等不良的气候条件也是影响大桥施工的因素。
　　经过合理安排，精心组织，克服诸多的不利因素影响，该桥边跨现浇段利用现浇合拢体吊模施工，自2007年12月15日开始施工现浇段至2008年2月1日施工2个现浇合拢段。
　　
　　2工法特点
　　2.1工作平台大，多工种交叉作业，满空间作业，效率高、成本低；
　　2.2不必拼装高支架，施工安全、施工速度快；
　　2.3采用无支撑支架施工，受地形限制小，不存在基础处理，节约施工工期；
　　2.4全部为钢构件连接，采用精轧螺纹钢悬吊，可精确而方便的调整标高；
　　2.5使用拼装支架的原材料少，节约施工成本；
　　2.6取消了边跨合拢段，现浇段、合拢段整体浇注，减少工序，节约工期。
　　3使用范围
　　本工法适用于跨越高墩、深水、繁忙的河道及地形复杂的山区。
　　4工艺原理
　　无支撑支架法的吊模边跨现浇（合拢）段施工，即不拼装架立浇注边跨现浇段的支架。　　
　　在悬臂浇注的最后一节悬浇箱梁和边墩盖梁上各设立一个支撑点，两支撑点上架立12片贝雷梁，现浇段和合拢段的施工荷载、自身荷载、结构荷载等由底板下桁架片承受，作用在底纵梁上荷载，之后传递至支架前后横梁上，通过吊带传递给贝雷梁承受。见图1五、主要材料设备见表1。具体部位见图2
　　
　　
　　表1无支架悬吊系统主要设备材料
   

　　图2悬吊支架图
　　5施工工艺
　　5.1工艺流程

　　工艺流程图
　　
　　5.2支架设计
　　支架是现浇段施工的主要承重结构，其设计合理与否将直接关系到施工的安全和施工的成败，故必须精心设计，周密计算，严格检算每个部件。设计时应充分考虑受力构件的材料，所选材料要能够承受静荷载和动荷载，同时自身重量不得太重，增加箱梁的承重力；根据箱梁断面，在腹板位置的荷载最大，承重构件要加强；在边墩盖梁上的支点不可偏离盖梁中心太远，同时也不可影响到现浇段钢筋和模板的安装以及预应力的张拉。
　　5.2.1支架设计程序
　　⑴根据箱梁断面面积和第一次浇注位置，考虑施工荷载等确定设计荷载；
　　⑵确定底纵梁的材料和平面摆放位置；
　　⑶选择底横梁的吊点位置和材料；
　　⑷依据吊点处反力选择吊杆数量、位置、材料；
　　⑸根据承重力确定顶纵梁的材料、数量、材料。
　　⑹优化构件的选材、数量、位置。
　　6.2.2检算各部位构件
　　⑴贝雷梁、底桁架片纵梁、下槽钢组合横梁主要承受均布垂直荷载，即为抗弯构件，主要检算应力、剪力、刚度；
　　⑵吊杆主要承受垂直拉力，即为抗拉构件，主要检算拉应力；
　　⑶边墩盖梁上的钢支架立柱主要承受垂直压力，即为压弯构件，主要检算压应力、稳定性。
　　利用结构力学建立模型和受力检算，支架系统的各部位构件全部审核通过后，即可按设计图纸进行支架的加工安装。
　　5.3箱梁检算
　　箱梁自身的检算是最关键的，无论何种施工方案均不能对已施工的悬浇段造成危害。对已浇注完成的每个箱梁块段均要检算，同时对主桥的墩身进行检算。
　　5.4检算程序
　　⑴对已浇注完成的主墩墩身和17个悬浇箱梁块段建立整体模型；
　　⑵依据支架设计过程中，在箱梁上的支点反力，对模型施加荷载；
　　5.5检算内容
　　⑴墩身主要承受悬臂垂直荷载，即为压弯构件，主要检算应力、稳定性；
　　⑵箱梁块段（每个块段预应力不同）主要承受垂直荷载，即为悬臂受压构件，主要检算每个箱梁块段剪力、下沉值；
　　利用桥梁博士软件建立施工过程模型，检算墩身和箱梁块段均能满足要求。
　　5.6支架安装、预压、调整
　　按照支架设计计算书中各部位构件材料进行支架的加工安装，严格按照设计书的图纸和内容施工。特别是对关键部位、关键节点的施工，焊接要饱满，平整，无烧伤，做到每道缝必检，做到“眼看、尺量、仪测”保证支架的施工质量。
　　在支架搭设完成后，仔细认真检查支架，构件数量是否正确，支点位置是否与设计相符，各个连接节点的连接是否牢固可靠，同时填报关键部位的外观描述。
　　根据箱梁的截面构造，确定与箱梁实际最相近的预压方案，各压点均匀对称布置压重，建立预压测量点。由于第二次浇注是在第一次浇注砼达到设计强度的90%，同时底板预应力张拉50%，根据第一次浇注完成部分相当于已经架通的倒∏梁，自身可以承受第二次浇注砼重量。由此预压重量为第一次浇注砼时的重量。
　　用水准仪测出预压前的初始高程；加载到50%时，测出各测点的高程；继续加载到100%，测出各测点的高程；加载至砼重量的120%时，再测出各测点的高程，荷载持荷24h，再测出各测点的高程，如高程不再变化，然后卸载至完毕，再测出各测点的高程。加载过程中，有专人对支架的各部位进行检查，特别是关键部位要与预压之前的描述进行比较，发现问题立即停止加载，处理完毕并确认安全后继续加载。

《山区高墩连续刚构桥边跨现浇段支架设计》

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文章名称： 山区高墩连续刚构桥边跨现浇段支架设计

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