跨线桥施工工作总结范文

时间:2023-09-19 21:41:52

跨线桥施工工作总结

跨线桥施工工作总结篇1

关键词:施工空间 大跨度钢桥架

Abstract: This paper, according to the construction of northeast special steel Dalian foundation environment protection with waste steel factory crane beam, introduces the big span steel beam construction plan choice, technical measure and applications.

Key Words: construction space, big span, steel bridge beam

中图分类号:TU393.3 文献标识码:A 文章编号:

1 前言:

东北特钢大连基地环保搬迁工程废钢车间已施工完,厂房已投入生产,管线桥架需在厂房中部跨越其屋面,且厂房附近其他工程基本完成,施工空间有限。如何保证工期、降低成本、保障安全成为本工程的重点。为此,拟定多种方案,对比各项指标,综合分析选取最优方案,并在施工过程中采取有效技术措施,保障安全。为今后类似工程的施工提供了便利条件。

2 大跨度钢桥架梁的吊装

2.1钢桥架梁概况

一炼钢车间烟气通风除尘设施管线桥架为跨越废钢车间37-38线屋面大跨度结构,跨度达75.5m,桥架为拱形,管廊主梁标高为26.250m,桥架上弦拱梁顶部中心标高为41.800m。桥架两侧主梁中心距离为14.1m,桥架总长107.685m、总宽度17.1m,整体重量约394.675t。

2.2施工方案的拟定及选取

由于废钢车间已施工完,厂房柱、屋面等均已形成,管钱桥架需跨越废钢屋面,且其附近其他工程均基本完成,施工空间有限,给此工程的施工带来很大困难。

针对此工程安装高度高、重量大、跨度大、施工空间有限的特点,初步拟定三套施工方案,即:

(1)桥架整体拼装滑移施工

(2)单侧主梁和拱梁拼装双汽车吊整体吊装后,在空间形成稳定体系

(3)桥架通廊整体拼装双履带吊机抬吊

此3个方案的施工经济费用、技术措施和施工要点比较如下:

参考上述各项指标,经与甲方、监理、设计单位反复讨论,考虑现场实际施工条件、工期、技术和安全的风险及经济指标,最终选定按照第2套方案进行施工。

第2套方案考虑的重点是:单侧桁架吊点的确定;吊装过程杆件截面强度、刚度和稳定性是否满足;吊装过程中及就位后单侧桁架结构的平面内和平面外稳定验算。

2.3大跨度桥架的吊装施工

2.3.1施工部署

(1) 管线钢结构桥架图纸新到,废钢车间结构于2009年已安装完成,所以管线桥架施工前需将废钢车间JK、KL跨36-40线厂房结构及电器照明管线拆除。厂房结构包括36-41线屋面彩板、屋面檩条和支撑拆除,JK跨、KL的36线、39线屋架拆除,K列、L列36-39线吊车梁、柱间支撑、墙架结构拆除并使用25t运输车倒走。

废钢车间厂房内JK跨KL跨36-40线回填好,顶标高为0.80m,上面满铺20mm钢板。厂房两侧道路整平压实,并设置坡道保证与厂房内部贯通。

图一(现场平面图)

(2)跨桥施工采取单侧主梁和拱梁地面拼装整体吊装的方法施工,施工机械使用75t汽车吊。施工时将桥架梁拼装如图一所示回填处位置,然后使用两台大型汽车吊安装。然后再安装管线桥架中部连接梁、支撑、平台管托。由于废钢厂房屋面与桥架梁底部间距约1m,所以桥架跨桥段安装时须同步恢复37-38线屋面结构。

桥架单侧梁拼装后整体重量为135.055t,加上吊钩吊具后总重量为138.655t。根据当地资源施工机械选用一台GMK7450汽车吊和一台LTM1500汽车吊,GMK7450汽车吊主杆49.8m,作业半径12m时额定负荷为91t, LTM1500汽车吊主杆长47.3m作业半径9m时额定负荷为87t,87×2×0.8=139.2t>138.655t。

2.3.2技术措施

(1)复查管线桥架支架基础轴线、标高是否符合要求。每根钢柱底部使用4落-200×200垫板垫至柱底标高位置。将地脚螺栓螺母装配好。

(2)由于管线桥架构件摆放、桥架梁拼装和吊车通行站位需要废钢车间JK跨KL跨36-40线区域的构件杂物必须倒开。在废钢车间JK跨KL跨35线、40线处临时增加车挡,将滑线35-40线位置断电。

(3)拆除废钢车间36-39线厂房结构、燃气管道等。

(4)由于桥架支架无法整体运输出厂,采取散装方式安装,施工机械使用75t汽车吊,ZJ-1、ZJ-2和ZJ-3安装调整焊接后进行柱底灌浆。

(5)桥架拱梁和水平主梁无法整体运输出厂,制作分三段出厂,卸车时立式摆放。使用75t汽车吊将桥架两侧主梁、拱梁和吊杆拼成整体。桥架梁拼装时靠近砼柱拼装使用Ø13钢丝绳和钢支撑固定好。由于桥架梁内力极大,未经技术人员允许确认不得随意进行焊接。桥架主梁应于跨中均匀起拱(需制作时考虑),起拱高度为1/1200。桥架梁整体垂直度和吊杆垂直度必须符合要求。

(6)两侧桥架梁拼装后根据当地资源选用一台GMK7450汽车吊和一台LTM1500汽车吊吊装,一台160t汽车吊,先安装靠近38线侧桥架梁。

(7)38线侧桥架梁吊装过程中另外使用一台25t汽车吊吊装在38线K列伸缩缝处两屋面小钢柱顶增加支架支撑固定主梁。38线侧桥架梁就位后立即使用钢丝绳作缆风绳将桥架梁拉好调整好,所有梁接口位置焊接完成后吊车方可回钩,且中间吊车梁不回钩,以保证桥架梁稳定性。

图二(38线桥架梁吊装)

38线中间汽车吊不回钩以保证桥架梁结构稳定 ,见图三:

图三(中间吊车不回钩)

(8)38线桥架梁安装完成后安装靠近37线桥架梁。吊装过程中已安好的靠38线侧桥架梁上缆风绳由于妨碍吊装所以需要再使用缆风绳拆除。拆除前使用使用两台160汽车吊将38线桥架梁扶稳,然后再将缆风绳拆掉。

图四(37线桥架梁吊装)

(9)37线侧桥架梁吊装就位螺栓固定后立即用缆风绳将桥架梁调整固定好,接着在拱梁和水平主梁间安装支撑保证桥架整体稳定性,然后吊装37线侧桥架梁的吊车方可摘钩。支撑撑结构从南北两侧同时安装以加快速度,安装中必须保证桥架梁的稳定性不得由于支撑构件吊装不方便将缆风绳随意拆除。由于桥架梁较长施工中注意防止梁侧向弯曲。

图五(安装支撑)

(10)JL段管道桥架梁安装后安装管线桥架中部连接梁、支撑和平台管托以及同步恢复拆除的厂房结构。

(11)使用130t汽车吊安装HJ段的桥架梁。然后使用75t汽车吊安装HJ段安装连接梁、支撑和平台管托。

图六(施工完的桥架梁)

3 结语

该工程结构跨度巨大,高度高、重量大,场地较狭小,废钢车间厂房已经建成投产,施工难度大。施工前综合考虑经济、技术等各方面的综合指标,优选施工方案,在保证安全的前提下,降低了工程造价,缩短了工期,为工程顺利进行创造了条件。

跨线桥施工工作总结篇2

关键词:总体设计;预应力混凝土连续梁;结构设计

中图分类号:TV331文献标识码: A

Overall Design of Guangzhou Bridge

ZHANG Li-yi

(Guangzhou Company, Civil Engineering Design Co., Ltd., Southwest Jiaotong University, Guangdong 510095, China)

Abstract:To meet the Guangzhou urban development and traffic demand, the need in both Guangzhou and east of the bridge span to build a new structure in the form of consistent bridge, 5 from the original two-way to two-way lanes to 10 lanes. New Guangzhou main bridge of (81+110+81)m prestressed concrete continuous beam bridge. This paper describes the overall design ideas and principles of structural design of Guangzhou Bridge, and static analysis of the main bridge, checking the structure of the regulatory requirements are met, Guangzhou Bridge overall design is more reasonable.

Key words:overall design ; prestressed concrete continuous beam ; structural design

1 项目背景

广州大道南北贯穿广州市城区,是广州市城市建设标志性道路。广州大桥位于广州大道中,始建于八十年代初期,是横跨珠江前航道和二沙岛的一座特大桥,十几年来为沟通珠江两岸的交通联系和活跃珠江两岸的经济发挥了重要作用。

随着广州市经济的持续发展及城市的增容,现状广州大桥是广州市几个严重的交通堵塞点之一,已经成为广州大道乃至中东部路网的交通瓶颈,严重影响了广州大道发挥南北通道走廊的重要作用,因此进行广州大桥扩宽工程的建设势在必行。

2 设计原则

桥梁布设和桥型选择应充分考虑航道、水利、景观等需要,在保证结构安全的条件下,做到美观、适用和经济,同时还要方便施工,减少工程投资。在以“广州”命名的主干道上,新建广州大桥明确采用既有旧桥的跨径及结构形式,主要基于以下几方面:

(1)此项目为既有桥梁的扩宽工程,采用与旧桥结构形式基本一致的方案,体现双桥的效果。

(2)新桥跨径与旧桥尽量保持一致,确保珠江前航道主通航孔、副通航孔的通航净空和桥下道路的车行净空。

(3)旧桥引桥为小跨径结构,新桥跨径及墩型应尽量与旧桥保持一致,力求结构造型简洁明快,避免出现凌乱感。

3 主要技术标准

(1)设计荷载等级:城-A级。

(2)人群荷载:3.5kN/。

(3) 道路等级:城市主干道。

(4) 设计车速: 单向5车道,60km/h。

(5) 通航标准:前航道主通航孔通航净高8.7m,通航净宽40m。

(6) 桥梁设计基准周期:100年,设计安全等级:二级。

4 主桥结构设计

4.1 总体布置

新建广州大桥主桥跨越珠江前航道主通航孔,大桥顺桥向与河道水流方向的夹角为90°。桥位位于既有广州大桥东侧,新旧桥之间的间距为2m。主桥采用(81+110+81)m预应力混凝土连续梁桥,其美学特征是水平方向突出,充分显示了刚性,具有很强的沿水平方向左右伸展的力动感与穿越感,其形态纤细、轻巧、连续流畅。主桥桥式布置图见图1。

图1广州大桥主桥桥式布置图

4.2 主梁

原有广州大桥主桥的断面形式由5片宽度为4.65~4.9m的预应力混凝土现浇箱梁组成,横向通过横隔板及湿接缝进行连接。旧桥断面形式复杂、孔洞较多、横隔板及湿接缝较多,桥梁运营一定年限后,导致的非结构性开裂问题比较严重,后期维护和运营成本较高。采用此断面形式局限于当时的预应力施工工艺水平。新建广州大桥主桥主梁采用单箱双室的箱型断面,底板宽15m,顶板宽24m,翼板悬臂长4.5m,翼板悬臂根部最大厚度为60cm。采用整体式箱梁断面的形式,截面受力合理,而且便于进

行挂篮施工、工艺成熟。新旧桥箱梁横断面图见图2。

图2新旧桥箱梁横断面图

4.3梁高

根据以往的工程经验,变截面连续梁桥支点梁高一般采用主跨跨径的(1/15~1/20),跨中梁高采用主跨跨径的(1/30~1/50)。原有广州大桥主桥支点梁高2.7m,根部梁高5.5m。新建广州大桥跨中梁高2.8m,为主跨跨径的1/39.3;边跨端部梁高2.5m,为主跨跨径的1/44;根部梁高5.8m,为主跨跨径的1/19。

本设计具有特殊性,为保证新旧桥梁底曲线基本一致,计入竖曲线影响后新旧桥的梁底曲线基本对齐、侧面基本在同一高度位置上,故新桥的梁底曲线参照原有广州大桥主桥的梁高按照2m一段用折线进行逐段拟合。采用这样一个梁高变化规律,导致了梁高与主跨跨径的比值偏上限的情况。

设计时结合实际情况:(1)采用高标号混凝土解决混凝土压应力超限的情况;(2)边跨与中跨的比值达0.74,边跨直线段较长。采用增加底板至顶板的预应力钢束来解决边跨跨中压应力不足的情况。

4.4 主墩

主墩采用矩形板墩,为了改善水流条件,在桥墩迎水面和背水面设一圆弧,承台平面尺寸为19.1x7.5m,高度为3.50m,承台下采用8根直径180cm的钻孔灌注桩。

5 主桥静力计算

采用桥梁结构分析软件对全桥进行结构静力计算。计算中分别验算了各施工阶段和运营阶段主梁的强度、抗裂性、应力及变形。计算分析表明:在施工过程中,主梁最大压应力为12.31MPa,最大拉应力为0.22MPa。在成桥运营阶段最不利荷载作用下,短期效应组合主梁边跨跨中最小压应力0.98MPa,中跨跨中最小压应力1.64MPa;效应标准值组合主梁最大压应力为16.79MPa。正截面抗裂、斜截面抗剪、剪应力及强度均满足规范要求。

6 主桥施工方法

主桥水中主墩采用钢板桩围堰进行下部结构的施工,钻孔灌注桩在施工平台上进行钻孔施工,桥墩采用滑模施工方法进行。跨越主航道的下部结构施工材料的运输主要通过搭设施工栈桥来实施。

由于新建广州大桥主桥处于前航道通航孔,该航道主要通航珠江两岸游观光游船,航道使用频繁,建桥期间也不能封闭航道且要尽量减少对航道通航的影响。鉴于此,主桥上部结构采用对称悬臂浇筑法施工,主梁分为13个施工节段,最大梁段重量2260kN。边跨直线段24.95m在支架上进行现浇。根据结构受力特点,主梁的合龙顺序为:先合龙81m边跨,再合龙110m中跨。拆除临时支架,完成体系转换,形成(81+110+81) m预应力混凝土连续梁。

7 结语

新建广州大桥的设计思路及结构设计原则符合建设项目的总体设计要求;桥梁的设计注重细节,从桥梁表面处理、方墩刻槽、景观照明、排水管采用暗埋设置等方面入手,由点到面,从小到大,体现城市桥梁的标志性和象征意义。主桥采用(81+110+81)m预应力混凝土连续梁桥,具有良好的静力性能。该工程将于2014年5月开工建设,整个拓宽工程建成后,对于促进广州市中心与南部地区的联系,打通交通瓶颈,疏导广州市南部地区过境交通以及促进沿线产业的经济发展等方面具有重要意义。

参 考 文 献:

[1] 陈晓波.马水河特大桥T形刚构桥设计[J].桥梁建设,2011,312:48-51.

[2] 彭文成.杭州钱江铁路新桥总体设计[J].桥梁建设,2011,413:53-56.

[3] 郭安辉,张门哲.沪蓉高速公里铁罗坪大桥设计.桥梁建设,2012,411:64-68.

作者简介:张丽仪(1981- ),女,工程师,

跨线桥施工工作总结篇3

设计者在面对特定桥址时会面对多种桥型的选择,但当考虑所有限制因素和当地条件时,其选择就会受到很多限制。针对不同跨径主梁类型的选择,图4给出了单跨预应力混凝土桥常用桥型选择范围。双跨或三跨的跨线桥也可参照该图进行选择。当桥跨越铁路时,一般采用预制梁,这样不仅能减少对铁路的干扰,还能减少施工的风险。同样,对于小的跨河桥,预制梁能减少对河道的侵害,并且不需采用施工支架。而对于较大跨径的桥,采用箱梁更为有效。对跨铁路或是河流的更大跨径的箱梁结构,可使用顶推法施工或使用分段预制箱梁。长的多跨桥和高架桥由于美学和经济的原因其跨径常大于30m。可采用预制板梁或箱梁。图5给出了最常用的主梁选择范围。预制板梁通常用于跨径小于40m的桥,因为一旦跨径大于这个长度就需要专门的起重设备。当有深谷或其他的阻碍需要逾越时,适宜采用顶推箱梁。其预制块段可采用多样的施工方式,但当桥长大于2km时才显现出经济性。当开始构思结构类型和确定混凝土截面尺寸时,应首先在以往类似工程经验的基础上选择合适的主梁方案、横断面尺寸和混凝土的厚度。然后再进一步考虑不同的荷载、设计标准及具体场地的地质条件。对于预制板梁,承包商通常对不同类型预制板梁的跨径布置和梁间距提出指导意见。而其他类型的桥梁结构在一些论文、专业刊物上的文章和其他相关出版物中都有说明,并且互联网上也有不断搜集的论文和工程报告,从其中都能得到有用的信息资料。桥的美观、耐久及建造可行性都会影响到主梁布置和其他细节的选择。桥梁不但要造型美观还要与其周围环境相协调。耐久性常常与桥梁细节联系在一起,而不是总体结构布置的选择。由于桥梁场地条件和复杂性,施工极具挑战性,因此考虑施工能力是结构选择的主要因素。

2联结和跨径布置

当桥梁总长小于60m时,一般建成与墩台形成整体的连续桥面。这样能减少伸缩缝和支座数量并能够消除因为这些原因引起的养护问题。对于更长的桥梁结构,应按实际情况尽可能将主梁连续长度做大。混凝土箱梁建成的连续长度已达到1.7km,混凝土斜拉桥在两个伸缩缝间的连续长度已达到800m。主梁伸缩缝应设置在设有支承的桥墩或桥台上,并应考虑到达伸缩缝的各个部分的检查通道。除非有足够的工作空间能到达支座和伸缩缝检查、养护和更换,应尽量避免采用半伸缩缝连接。由于桥跨范围内设置半伸缩缝、铰接或其他的不连续点会产生由于徐变和预应力损失引起的长期变形,影响桥面线形,应予以避免。主梁和墩台间是否需要支座取决于结构形式和下部结构的刚度。顶推箱梁结构需要设置支座使顶推过程更为便利;预制节段箱梁结构需要支座来简化安装;现浇混凝土板梁可以设置支座,如果上部结构变位不会对桥墩和基础产生过大内力时,可与下部结构形成整体。位于平曲线上的桥梁设计中应注意联结问题。曲梁总是朝着有效的“固定点”伸长或者收缩,如果导向支座与上面的主梁朝向平行设置,在导向支座中会产生不同的水平荷载分布。正因为此,一些设计者更喜欢将导向支座与固定点方向一致。然而对于曲线长桥或小半径曲线桥,相对于伸缩缝的横向位移会引起一些问题。曲线桥能引起主梁结构的严重扭转和倾覆效应,这就要求支座相对于结构中心线横向偏置或主梁与下部结构连接来抵消其影响。桥跨的布置往往受制于桥址处的自然条件,但应尽可能地使桥跨的布置与推荐的上部结构类型相适应。预制梁采用相同的梁长能更好地使施工设备标准化;对于连续箱梁结构,桥墩设置应使边跨长度为相邻内跨的70%左右,以保持负弯矩和正弯矩间的平衡。主梁采用平衡悬臂法施工时,边跨长度要减少到约为相邻内跨长度的60%,以减小边墩悬臂的不平衡弯距。如果连续梁的边跨长度小于上述的建议值,边支座上就可能出现拉力,这种情况下就需要抗拉措施。最小跨径和地面以上桥面的高度取决于道路、铁路或河道的净空要求。跨径和桥面高度的比率为3时被认为是最适宜达到视觉平衡的,虽然对于特别高或特别低的桥墩来说难以实现。桥梁长度较短时,仅需数跨但要考虑跨间平衡设置,一般认为3或5跨比偶数桥跨有更好的视觉外观。

3体内或体外后张预应力

过去,体内和体外后张预应力钢束在设计、施工和耐久性方面出现了些问题。这些问题已经被弄清并且在详图设计和施工方面已经建立起一个能成功使用两种预应力体系的基础。作为总体概念设计的一部分,设计者必须在体内钢束和体外钢束间作出选择或是两者同时采用。与体内钢束相比较,体外钢束的优势在于:(1)通过取消腹板和翼板内的预应力管道简化了节段的浇筑。并使模板、架立钢筋和养生更容易。(2)不设预应力管道减少了腹板厚度,使得上部结构重量减少并节省下部结构的造价。(3)在条件许可的地方,预制节段结构可以使用干接缝,这使得主梁安装简单、快速,减少了施工费用。(4)可以到达管道的任何部分,使得安装更加简单。钢束敷设更加顺畅且不会产生体内预应力钢束遇到的管道堵塞的情况。(5)钢束布置简单。(6)因为可以直接接触管道且各钢束可各自灌浆,不会出现体内钢束漏浆或管道阻塞等问题,使得灌浆更容易。(7)减少了高强钢绞线的摩擦应力损失。(8)施工和长期养护中检查钢束更加容易。(9)钢束在需要时可以更换。(10)易于主梁升级和承载力增强设置附加钢束。与体内钢束相比较,体外钢束的不足在于:(1)体外束采用HDPE管道防护,需灌注水泥浆或填蜡,这使得预加应力体系的初期材料造价较高。(2)在控制性断面钢索偏心距减小,增加了预加力材料数量。(3)在极限抗弯条件下,体外钢索需要更多的预加应力来产生相同的抵抗力矩。(4)依赖于锚固的整体性来保持预加应力,如果某处锚固失效整个钢索也会失效。(5)锚固点和转向块承受很大的集中力,需要锚固在主梁结构中。(6)如果钢索的自由长度太长,钢索易产生振动,可能产生疲劳和腐蚀问题。(7)外露的钢索更易受到事故损环。(8)钢索、锚固点和转向块的安装、以后的检查以及钢束必要的更换等都需要较好的可到达性。体内钢束和体外钢束都会使结构坚固、有效,两者的选择常受当地需要和实际经验的影响。现在许多桥同时采用体内和体外预应力以取两者之长。

4桥梁造价

一般来说,桥跨越短每平方米桥面的造价越低。桥跨小于20m时预应力混凝土桥是不经济的,此时更适宜用普通钢筋混凝土结构。在通达受限制的情况下,例如跨越河流或铁路,预制预应力梁往往是经济的方案。桥跨越大,每平方米桥面所用的混凝土、钢筋和预应力钢材随之增加,从而引起工程造价的提高。如果有大的临时性工程也会增加总的造价。在有不良地质或为避开地下障碍,需要复杂或花费大的基础,下部结构的造价就占了总造价的大部分比例,此时最好加大跨径调整上下部结构造价的平衡。影响桥梁造价的其他因素还包括桥位及场地条件、设计、劳工费用、材料单价和场地限制等。在英国,一座典型的单跨公路跨线桥或下穿桥每平方米桥面的造价大概为850英镑,其中桥台占总造价的一大部分。一座典型跨径达20m的三跨高架桥,每平方米的造价大概为700英镑。跨径越大每平方米桥面的造价就越大。一座跨长40m的多跨跨线桥每平方米的造价大概为850英镑,而跨径70m的桥其造价增加到每平方米约1200英镑。斜拉桥每平方米的造价超过2500英镑。人行桥因其桥面面积小、桥台较高及支架费用大,每平方米桥面的造价更高。在进行桥梁概念设计时,通常要对不同主梁类型和跨径布置做造价对比。虽然桥梁美学和环境评估等因素会影响最终的方案选择,但对主梁和下部结构数量及施工费用进行估算并提出性价比最高的方案是非常重要的。对于长的多跨高架桥,选择最高性价比的最佳跨径的途径就是使桥梁上部和下部结构造价相平衡。跨径越大其上部构造数量和造价增加,但是可以通过减少下部桥墩数量来减少造价。上部结构造价一般直接与跨径成比例。下部结构的造价(用每平方米桥面的造价来表示)一般随跨径加大而减少。但采用桩基的地方,因为需要增加额外的桩来承担增加的荷载,造价曲线会出现突变点。桥梁上部和下部结构的造价可绘制如图6所示的曲线图,从而选出最佳跨径。每吨体外钢束的造价比等量体内钢束的造价高,但可以通过其他方面费用的节省予以抵消。体外钢束可以使混凝土截面尺寸,特别是腹板的厚度减小。另外,钢筋的固定和混凝土浇筑更容易些。采用体外钢束的节段施工以及逐跨架设施工的,可实现长高架桥快速组装,进而缩短了施工工期,减少了总造价。

5材料数量

对于每座桥来说,数量各不相同。桥面宽度、活载和其他因素都会影响最终的材料数量。但上部结构所用的混凝土、钢筋及预应力钢材的数量对于给定的跨长和主梁类型存在一合理的范围。在设计过程中,与以往的类似工程材料量比较,从而得出有效的桥跨布置是非常重要的。图7给出了跨径从30~150m梁典型的材料数量范围。预制节段施工容易完成较薄的断面构件,与现浇施工相比能节省混凝土数量。顶推箱梁施工出于设计需要,混凝土数量比其他施工方法稍多。预制节段梁和预制梁由于早期热效应和不均匀收缩较小,和其他施工方法相比所需纵向钢筋量较小,因而每平方米桥面所用的钢筋量较小。然而,顶推箱梁在顶推过程中要承受临时荷载和结构受力要求,需要较多的钢筋。对于预应力混凝土梁来说,预制节段梁与现浇梁相比,由于其徐变和钢束应力长期损失均较小,需要的预应力数量较少,节省了造价。顶推箱梁需要额外的预加应力来满足施工条件。如果用体外钢束代替体外钢束,由于有效抗矩减小,预加力数量有所增加。但由于摩擦损失的减小会在一定程度上有所抵消。不同的设计规范和荷载标准会较大地影响桥梁的材料数量。标准铁路荷载比公路的荷载重,这就需要更多的预加应力,而人行桥的荷载较轻,材料数量就比较少。按BS5400标准设计的桥梁会比采用AASH-TO设计的相同结构需要更多的钢筋和预加应力钢材。

跨线桥施工工作总结篇4

关键词:大跨度连续梁;悬臂浇筑;线形控制

Abstract: this paper combined with practical engineering, the large span prestressed concrete continuous girder bridge cantilever construction process of construction monitoring and the linear control and analysis.

Keywords: big span continuous beam; The cantilever; Linear control

中图分类号:TU37 文献标识码:A文章编号:

随着世界经济和科学技术的高速发展,大跨度桥梁的建设出现了前所未有的高潮,桥梁施工质量的好坏直接影响道路的使用性能和安全性能。随着桥梁跨径的逐步增大,桥梁结构的柔性化趋势日趋明显,桥梁结构的安全性、行车舒适性等一系列问题开始变得愈来愈突出,如何更好地解决伴随着桥梁跨径增大而出现的这些问题,成为桥梁工作者共同面对的挑战。目前,我国大跨度预应力混凝土连续梁主要使用的施工主要方法为悬臂挂篮浇筑。文中对大跨度预应力混凝土连续梁桥主梁悬臂浇筑施工过程中的施工监控和线形控制进行探析。

1工程概况

某铁路大桥为双幅预应力混凝土变高度直腹板连续箱梁桥,单箱单室。其跨度布置62 m+125m+125m+62m。主桥下部采用直径5m的半圆形柱式桥墩接承台,基础采用直径2m钻孔灌注梅花桩。引桥部分为双幅预应力混凝土连续T梁。箱梁1~9号块分别独立采用挂篮悬臂浇筑法施工。梁体采用三向预应力体系:纵向预应力束用15-Φ15.24钢绞线和19-Φ15.24纲绞线,两端张拉,张拉时锚下钢绞线控制应力σ≤0.75fpk,精轧螺纹钢锚下控制力σ≤0.9fpk(fpk为预应力钢绞线抗拉强度标准值),设计荷载为:1、恒载(梁体自重,二期恒载:有渣轨道线路设备重,以及防水层、保护层人行道栏杆等附属设施重量),2、设计活载(列车竖向静活载、横向摇摆力、底板预应力索径向力),3、附加力(风力、结构温度变化应力、列车制动力),4、特殊荷载(列车脱轨荷载、地震力)。荷载组合分别以最不利组合进行设计。

梁体变形极值:1、中-活载静力作用下,梁端竖向转角不大于3.0‰,竖向绕度不应大于:边跨:≤L/1200,中跨:≤L/1000;ZK荷载静力作用下,梁端竖向转角不大于2.0‰,竖向绕度不应大于:边跨:≤L/1400,中跨:≤L/1400(L为计算跨度)2、列车横向摇摆力、风力作用下,梁体的绕度应下于活等于计算跨度的1/4000。3、当由恒载及静活载所引起的竖向绕度等于或小于15mm或跨度的1/1600时,可不设预拱度,大于上述数值时应设预拱度;预拱度的数值曲线与恒载及1/2静活载所产生的绕度曲线基本相同,但方向相反。

2线形控制计算与分析

在对主梁施工过程中的各阶段实施控制时,可将其简化成平面结构,主墩为固定铰结,两边跨端部为活动铰支座,其悬臂施工状态和成桥状态的结构计算图式见图1所示。

图1连续梁悬臂施工状态结构计算图式

本工程的结构计算分析采用同济大学桥梁工程系研究开发的结构分析软件桥梁博士V3.0,根据设计参数和控制参数,结合桥梁的结构状态、施工工况、施工荷载、二期恒载、运营活载等实际情况,将主梁离散成多个单元及节点。经过施工分析和荷载分析,按照“前进分析法”的原理输入总体信息、单元信息、预应力信息、施工阶段信息、使用阶段信息进行计算,输出计算结果,从而获得主梁按施工阶段进行的每个阶段的内力和挠度及最终成桥状态的内力和挠度,进而计算各施工阶段的预抛高值及立模高程,混凝土浇筑前和浇筑后、预应力张拉前和张拉后的预测高程。

在建立了正确的模型后,将有关参数及桥梁施工工况、施工荷载、二期恒载、活载等输入施工控制计算分析程序进行理论计算,得到桥梁悬臂施工各节段的理论预拱度,如图2所示。

图2与主梁单元相对应的理论预拱度图

3立模高程值的确定

3.1立模高程的理论计算确定

理论立模高程为

(1)

其中,为梁段理论立模高程;为梁段设计梁底高程;为已浇各梁段自重在梁段产生的挠度总和;为各节段张拉应力在梁段产生的挠度总和;为混凝土收缩、徐变在梁段产生的挠度;为施工临时荷载在梁段引起的挠度;为使用荷载在梁段引起的挠度;为梁段施工挂篮的弹性变形值。

3.2高程计算式中各项取值的确定

(1)设计高程是根据主桥竖曲线和纵断面每节段梁端点梁底的设计高程。

(2) 是由设计人员和测控小组成员结合施工提供的混凝土龄期、强度、容重、弹性模量、施工荷载、日照温差等诸多因素,通过结构分析计算确定,该综合值统称为预拱度抛高值。

(3) 是根据两片三角主桁架对拉加载试验测试结果所得各悬浇梁段自重下的挂篮变形值(模型构造与现场使用的三角挂篮模型一致)。加载方法:将已经拼装好的两片三角主桁架对称平放在平台上,前支点处用型钢对顶,后支点用2根Φ32mm精轧螺纹钢筋对拉(符合实际应用时的受力情况),前端受力点(即前吊点)用YCQ-65型千斤顶通过1根Φ32mm精轧螺纹钢筋对拉两片主桁架,如图3所示。

图3三角桁架片对拉加载试验

张拉力按照每100 kN为一级逐级加载,每加载一级量取变形距离读数,最后一级加载到600 kN。张拉和卸载每一级都量取变形读数,反复2次,对采集的变形数据结果绘制挂篮荷载--挠度曲线图,再按内插法计算即可得出各悬浇梁段自重下的挂篮变形值。

4高程和平面测控的布点

4.1高程布点

在0号块梁面的正中心位置设置高程基准点,采用Φ20mm光圆短钢筋垂直落到顶板底与顶板的上、下层钢筋点焊牢固。基准点钢筋露出箱梁混凝土面10mm左右,测点磨平并用红油漆标记。采用精密水准仪将绝对高程联测至0号块布设的高程基准点并每月联测一次。

1~9号每个悬浇梁段顶面设置3个测点DW1、DZ1、DN1(图4)。顶点测点设置在距离每个悬浇梁段前端10cm处(纵向),沿横向设置在梁面中间位置和翼缘板中间位置,采用Φ16mm光圆短钢筋垂直落到翼缘板底与翼缘板的上、下层钢筋点焊牢固。测点钢筋露出箱梁混凝土面10mm左右,测点磨平并用红油漆标记。根据在每个悬浇梁段翼缘板上布置的

2个对称高程观测点,不仅可以测量箱梁的挠度,同时可以观测箱梁是否发生扭转变形。各悬浇梁段的立模高程控制点布置:每个梁段前端的底模上设2个高程控制点(DB1、DB2),具置见图4所示:

图4悬浇梁段高程测点布置

4.2平面布点

主梁的中轴线和梁体平面坐标的测量控制在0号块混凝土浇筑前,依据已有的桥梁中心控制点引测至0号块中心梁面上,该点亦是0号块施工时在梁面上设置的高程测控基准点,即该点兼作平面控制导线点,该点顶部十字交点为坐标点。0号块上的平面控制导线点与已有的桥梁中轴线控制点组成平面控制网,每施工一个对块时联测一次并每月联测一次。

5线形控制的实施

5.1实施办法

桥梁施工控制是一个预告施工量测识别修正预告的循环过程,本工程由测控小组完成循环的过程控制,主要负责原始数据的采集、整理、汇总、分析和预控处理,其工作程序为:按设计文件进行主梁的施工结构计算与分析提出理论立模高程挂篮变形及施工过程中主梁高程的实测和其他数据采集控制分析和误差分析调整计算确定当前节段梁的立模高程。

(1)建立观测制度,提高测量精度,须做到四定:定人、定时、定点、定仪器。及时准确地实施平面控制测量和高程控制测量。工况观测在工序完成后6~12h完成观测,若急需测量应待工序完成2 h后进行。施工观测宜选择在早上6∶00~8∶00完成外业测量。

(2)对每节梁段施工进行跟踪观测,发现实测值与设计或计算值有差异时,如果高程差值小于20mm,可在下一梁段调整;如果高程差值大于20mm,可在下一梁段调整1/2高差,其余差值在再下一个梁段施工中调整,使结构挠度偏离设计值的误差控制在设计范围内。

(3)重视施工荷载计算和保持施工荷载的稳定,重视立模高程的计算和实测,重视施工气温的掌握,重视对相关实测参数的收集整理、汇总并与计算值对比分析,做到“四重视”的同时还要密切注意施工过程中的梁体线形变化。

(4)挂篮前移、钢筋安装和混凝土浇筑应对称、平衡,实际不平衡重偏差不得超过8 t。材料设备堆放要尽量在墩顶的0号块件上或纵向居中对称摆放。

5.2测控工况

(1)观测以悬臂施工的挂篮前移阶段、浇筑混凝土阶段和张拉预应力阶段这三个阶段作为挠度观测的周期,对每一节段梁实施4个工况观测:混凝土浇筑前;混凝土浇筑后(亦在纵向预应力钢束张拉前);纵向预应力钢束张拉后;挂篮前移定位后。

(2)主梁平面位置和中轴线控制的主要工况:挂篮调整就位后;每节梁段立模时及立模完成后;混凝土浇筑后进行平面位置或中轴线复核,以便及时调整误差。

(3)为防止已浇梁体变形发生突变,3号段以后的块件施工除必要的工况观测外,还需每天进行全梁已完各块体的观测。

(4)悬浇节段完成后,对边跨合龙前、后,边跨合龙钢束张拉后,边跨支承体系解除后;次中跨合龙前、后,次中跨合龙钢束张拉后,次中跨支承体系解除后;中跨合龙前、后,中跨合龙钢束张拉后,中跨支承体系解除后;吊架全部解除后这13个工况实施观测。

5.3线形控制标准

预应力混凝土连续梁桥悬臂施工阶段过程控制偏差值:立模标高[0,+10]mm;轴线偏差≤5 mm;尺寸偏差[-5,+15]mm。

悬臂端合龙口允许偏差:相对高差:合拢段长的1/100且不大于15mm;轴线偏差15mm,顶面高程偏差±10。

6结束语

大跨度连续梁桥的悬臂施工中,挠度的计算和控制(即线形控制)、稳定性和可靠性控制(即应力控制)是极为重要的两个环节,对施工状态进行实时识别(监测)、调整(纠偏)、预测,这关系到成桥合龙精度和施工线形与设计线形的吻合程度、桥梁的施工安全和最终使用寿命,做好施工过程中的监测监控工作是十分重要和必要的。

参考文献

[1]孙之芜,叶生,杨成斌. 大跨度预应力混凝土连续梁桥的施工监控[J],工程与建设,2007。

[2]雷俊卿,桥梁悬臂施工与设计[M],北京:人民交通出版社,2000。

[3]胡银祥,覃丹.连续刚构桥下挠成因的分析及控制下挠的措施[J],工程与建设,2010。

[4]徐君兰,项海帆.大跨度桥梁施工控制[M],北京:人民交通出版社,2000。

[5]余钱华,大跨混凝土桥梁施工监控中应力分析测试[J],中国公路学报,2008。

[6]尹万云,薛金山,收缩徐变对连续梁桥悬臂施工阶段受力的影响研究[J],工程与建设,2009。

跨线桥施工工作总结篇5

【关键词】贡江大桥主桥;连续箱梁;解除临时固结;施工工艺

0.前言

悬浇施工法是大跨度连续箱梁桥施工中常用的方法,施工时采用墩梁临时固结措施,待悬浇施工完成以后,从一端开始逐跨合拢后,拆除临时固结,恢复实际结构支承状态。文章结合实例,对贡江大桥主桥连续箱梁解除临时固结施工工艺进行了论述。

1.悬浇连续箱梁墩梁临时固结常用的六种形式

(1)墩顶预埋钢筋和硫磺砂浆临时固结垫块组成的墩梁固结。其优点是结构简单,施工较为方便,梁体施工过程中比较稳固安全。缺点为电解电阻等容易出现故障,往往不能完全熔化临时支座。

(2)墩顶预埋钢筋与砂筒组成的墩梁固结。优点是墩梁固结较为稳定,拆除方便。缺点是砂筒在承受梁体重量和施工荷载时有较小沉降,选成砂筒受力不均,砂筒制作比较复杂,浪费材料。

(3)钢管混凝土柱与混凝土柱内预埋钢筋组成的墩梁固结,墩身中心线两侧各设两根直径为1.2m的钢管,每根钢管下口与承台预埋钢筋焊接,管内浇注砼,钢管上口预埋钢筋与粱体连接。优点是可适于较长的0#块,可简化0#块支架搭设。可承受不平衡荷载,拆除方便。缺点是钢管砼柱上口与梁体接触面呈倾斜状,两者之间在荷载作用时有微小滑移。

(4)竖向预应力钢筋与钢管组合成墩梁固结。采用直径80cm的钢管设置在承台边缘20cm处。墩身两侧各4根,钢管倾斜,钢管内各设2束竖向临时锚固预应力钢筋,墩身两侧相应2根钢管在纵向支撑处用2股穿过墩身预应力钢绞线对拉。优点是钢管作为0#块支撑,简化了支架,拆除方便。缺点是钢管倾斜,同一排钢管顶面很难控制在一条直线上,导致钢管受力不均,稳定性稍差。

(5)墩梁间四周采用混凝土支墩连接。混凝土支墩内设置钢筋,另外在混凝土支墩与桥墩顶面及连续梁底面间各设置一块5mm厚层板,将支墩混凝土与桥墩混凝土脱离,以便支墩拆除时墩顶混凝土面平整。因此,混凝土支墩起到支撑的作用,而钢筋或精轧螺纹钢筋主要起到拉接的作用。通过墩顶四周的支墩将连续梁与桥墩连接成一个整体,即固结为一个整体,使得连续梁在悬浇过程中稳定。待连续梁合拢后,即可拆除临时支墩。临时固结支墩的混凝土采用爆破或凿除方式拆除,而支墩内的钢筋采用切割机切断拆除。

(6)在主墩外设置临时支墩(临时桥墩)支撑并固结与桥墩连成一个整体。这种方式在墩高较低时可以采用。

2.工程概述

赣县与南康连接线贡江大桥主桥下部构造时采用钢筋混凝土承台基础,墩身形式匀采用花瓶式设计,主桥上部桥梁跨径布置为:43+3×76+106+136+76米,总长589米,采用预应力混凝土变截面斜腹板连续梁,主桥纵坡为2.1%,为双幅桥设计,主梁细部尺寸如下:

(1)箱梁宽:顶板18.34m,底板7m-10.056m。

(2)梁高:136m主跨根部中心梁高8.5m,高跨比为1/16;76m辅跨根部中心梁高为5.2m,高跨比为1/14.6;跨中3.0m,高跨比为1/45.3。

(3)梁底变化曲线:1.8次抛物线。

(4)箱内顶板厚度:标准段28cm,根部加厚到56cm。

(5)腹板厚度:136m;主跨75cm-60cm-45cm;76m辅跨 65cm-55cm-45cm。

(6)底板厚度:136m;主跨根部90cm,跨中30cm;76m辅跨根部70cm,跨中30cm;变化规律同梁底变化曲线。

(7)横隔板厚:136m;主跨根部横隔梁厚3m;76m辅跨根部横隔梁板厚2m,端横隔板厚1.6m。

3.主梁施工情况

箱梁在23#-28#桥墩墩顶分6个“T”平衡对称悬流,两边跨为支梁现浇段,中跨合拢段长2m;23#-26#墩每侧共有9个悬浇节段,挂篮悬浇段长3m、4m,悬浇节段最大重量为159.8T;27#-28#墩每侧共有17个悬浇节段,挂篮悬浇段长3m、3.5m、4m,悬浇节段最大重量为221.3T。0号单段,边跨在线在托梁上浇,中跨合拢段在吊梁上现浇。施工过程中,箱梁与桥墩采用钢筋锚杆混凝土枕梁临时固结,混凝土标号采用C50,合拢后解除临时固结,交成铰接。主桥合拢段顺序如下:先合拢43m边跨,再合拢76m辅跨、136m中跨;最后合拢106m辅跨,合拢温度控制在15℃-20℃之间,两合合拢段施工张拉压浆完成后,及时解除该跨对应的墩梁临时固结。

4.施工解联顺序

先由一端23#墩边跨合拢后将23#墩墩顶临时解除。再进行23#~24#墩中跨,合拢段施工完成后,将由此类推一直解除临时固结到25#墩后。待29#跨边跨合拢后,将28#墩墩临时固结解除,待28#~27#主跨中跨合拢段,将27#墩墩顶临时固结解除完成。

贡江大桥解除临时固结施工图

5.解联方法

采用水钻头取芯切割形式进行,具体方法:先按符合安全要求搭设临时解连支架,并设置临边护救,然后采用水钻头取芯形式,对临时固结钢筋混凝土进行取芯切割作业,取芯部步骤先将底板受力较小段的部位,按工人能够操作搬运的重量进行上下左右分块切割作业,切割完成后。再进行中腹板部位和两侧边腹板部位按上下左右分块切割作业,直到把整个临时固切割完成,待切割完成后,再进行人工修平,并对锚固的钢筋进行防锈处理工作。

6.结语

跨线桥施工工作总结篇6

关键词:道路桥梁 路线线形规划 建设

近年来,随着交通运输需求的日益加大,道路桥梁建设已经成为公路交通建设过程中不可或缺的重要组成部分。传统的道路桥梁建设以跨河和跨沟桥梁建设为主。随着城市化进程的加快和城市用地的紧张,在城市内部出现了越来越多的高架桥建设。它不仅缓解了城市道路交通的拥堵情况,而且提高了车辆行驶的速度和安全。在道路桥梁的设计过程中,工程负责人要根据当地的交通状况进行道路桥梁设计,避免设计不合理导致的安全隐患。路线线形设计和规划的不合理会直接影响桥梁的服务水平,同时也不能满足日常的桥梁运输要求。笔者通过对线形设计方案进行简单的改善,以提高桥梁的运输质量,降低道路桥梁施工难度。

由于资金的缺乏和技术的落后,传统的道路桥梁设计都是与河流进行正交布置。当时的车辆性能比较低,行驶速度也相对比较慢,桥梁的设计能够满足车辆行驶的需要,无论是桥梁设计的技术投入还是资金投入都相对比较少。近年来,随着车辆性能的优化,为了满足车辆行驶过程中的安全和舒适度,对道路桥梁路线线形的设计要求也越来越高。

一、斜交桥(涵)

目前,斜交桥(涵)在道路桥梁建设过程中的应用很广泛,并且已经形成了标准的设计图作为斜交桥(涵)建设和施工的依据,如图1所示。同时,很多中高等级道路在通道和较大型涵洞的建设过程中应用了斜交正做的方法进行道路桥梁建设,如图2所示。运用斜交正做的方法进行斜交桥(涵)的建设,虽然对板表面造成了一定的浪费,但是有利于梁板厚度的减小,虽然增加了一定的工程量,但是在一定程度上简化了道路桥梁的总体设计流程和计算步骤等。

二、弯道宽桥(长涵)

很多山区道路的跨沟设计都采用弯道宽桥的设计方式。当桥梁设在弯道上,并且跨径相对比较短,一般通过增加桥梁的宽度即涵洞的长度,来减少因为公路弯道加宽导致的桥梁问题,从而满足公路曲线展布的要求。这种设计方法比较适用于弯道宽桥的设计,也有相应的标准图案作为桥梁设计的依据[1]。

三、U台侧墙处理

道路桥梁建设过程中U台侧墙的建设一般被用于和路基接线。在道路桥梁建设过程中,如果桥梁的地理位置是在弯道处或者桥梁的侧墙在一条曲线上,可以根据道路桥梁的具体情况对侧墙采取不同的处理方式。桥台的侧墙设计可以根据弯道外侧的路基情况进行布局,也可以在和其他路线交汇的时候,以喇叭形状打开侧墙。这两种处理方式不仅能够改善车辆的行驶条件,提高道路交通质量,而且工程的难度相对比较低。

四、C型桥面直板折线布置

在山区跨河桥梁的规划过程中,采用直线布置,桥头的曲线半径相对比较小,会影响路线线形。针对这种情况,在桥梁规划设计过程中可以结合两岸的线形进行综合设计。

首先,在施工过程中根据水流的方向对墩台进行平行布置,桥梁单跨轴线根据路线中线依次偏转,并通过中墩进行连接。桥梁通过这样的布局,每个单跨的梁板是相同的,但相邻跨的梁板斜度又是不同的。这样的桥梁布置比较适合两岸接线都比较高,并且两侧的河岸相对平行的河流或者河沟,无论是桥梁的长度还是跨度都不应该过大。

其次,在干沟和漫滩以及水流比较平缓的宽滩河床进行桥梁布置的时候,要注意桥台和墩轴线的布置,在布置的过程中沿曲线方向进行布局,每个墩的轴线和河流的交汇情况都不一样。可以采用不同的布置方式对桥梁进行布置。一是具有标准墩,弯道外侧的桥面板相对比较长,同一跨的梁板长度不相同,但是邻跨梁板长度相同,这样的桥面板和墩台设计相对比较简单,但是在设计过程中需要考虑不同梁板的长度。另一种情况是扇形墩,外截面比内截面宽,每一块梁板都是相同的。但是每两个跨度的交接处都有一个楔形空挡,需要在楔形空挡中加入楔形砌块。这种设计梁板制作比较简单,但是墩帽的设计和施工相对比较复杂。

五、桥头异型板布置

在跨河桥梁的设计过程中经常遇到与其他道路丁字相接,河床不可压缩的情况。针对这种情况,在桥梁的设计过程中可以将接线端桥头边跨的桥台加宽,桥面采取梯形异型板制作方式,跨径也相对比较自由。在异型板的制作过程中,可以采取现浇制作,也可以提前制作,这种布置一般适用于板式结构桥梁。

六、桥头异型板配合Y型分道桥布置

在交通流量想对比较大或者正线借口有故障的情况下对桥头异型板进行布置,可以将接线端的2跨或者3跨做成异型板,1跨以两个独立引桥的形式布局,Y型与主桥相连。在地理条件想对复杂的情况下一般采用这种道路桥梁布局方式。这种布局施工成本比较高,桥梁布局方式也想对比较复杂,施工难度较大。如图9所示。

七、梁板现浇

梁板现浇是道路桥梁施工过程中常见的施工方式。在浅滩河床地方进行曲线桥梁的建设过程中,可以采用这种方式进行桥梁的施工。在施工过程中要注意施工位置放线的准确,墩台的尺寸等相关数据可以适当放宽,以便后期进行曲线模板的位置调整。很多板式结构桥梁采取的都是梁板现浇的施工方式。

八、安全带和人行道布置

道路桥梁建设完成后,由于设计图纸和施工的偏差,需要进行重新测量和布线。并在相应的位置对公路中线进行标注,根据公路中线的标注位置进行安全带和人行道的布置工作。施工单位一般在进行安全带和人行道的施工时相对比较保守,同时也会根据公路中线做成相应的曲线,以实现道路桥梁建设的美观。道路桥梁安全带和人行道的布置会存在相应的误差,但是总体上要控制误差范围,以保证后期道路桥梁使用过程中的安全[2]。

九、结语

道路桥梁的施工过程相对比较复杂。相关部门要重视道路桥梁建设过程中的路线线形规划,从根本上改善我国公路路线线形,提高道路行驶的安全性和车辆行驶过程中的舒适度,从根本上提高我国道路桥梁工程的施工质量和施工效率,促进我国道路桥梁工程施工技术的快速发展和施工水平的提高。

参考文献:

[1]王文立,文朝华.浅谈道路桥梁建设路线线形规划[J].中国新技术新产品,2012,(01):77-78.

跨线桥施工工作总结篇7

【关键词】 连续梁 线形控制 单悬臂浇筑 施工精度

宁杭客运专线NHZQ-2标段全长73公里,共有24座连续梁,主跨有48m,56m,64m,80m,100m,125m等多种,其余为简支梁。桥例为特大桥中的一处连续梁,起讫里程为DK78+170.060~DK78+283.46,桥跨布置为(31.9+48+31.9)m预应力混凝土连续箱形梁,不变截面,全长113.3m(含两侧梁端至边支座中心各0.75m)。该桥中跨跨河,两中墩位于河堤上,设计采用挂篮悬臂对称浇筑施工。

1 预设计施工方法及线形控制

1.1 施工及控制的重要性

该连续梁设计采用的挂篮悬臂施工流程为:在下部结构施工完成后,在中墩墩顶处的预埋钢筋上焊接牛腿,牛腿上铺设工字钢及钢管架,然后铺设底模浇筑0#块并与墩顶刚性连接,待混凝土强化、预应力筋张拉完成后,在0#块外侧对称安装挂篮,悬臂浇筑1#块,如此往复,直至浇筑至合拢段,边跨端部各有一段采用满堂支架现浇。完成边跨合拢后,解除中墩墩顶临时固结,进行体系转换,然后进行跨中合龙[1,2]。

由于悬臂梁段自重及施工荷载等会引起已浇筑梁端下挠,导致线形与设计线形不符,而桥梁线形对桥上线路坡度有直接影响,尤其是列车的动力冲击作用、预应力束的形状和位置、桥梁外观、无砟轨道桥梁的轨道系统等影响很大;甚至徐变计算不准和预拱度设置不当,都有可能导致梁部持续上挠而开裂,对于铁路桥的跨度越大,墩越高,速度越快,线形控制的重要性越突出[3,4]。

1.2 连续梁的施工控制

目前较多才用现代控制理论中的自适应控制方法,即对施工过程中的高程和内力实测值与预计值进行比较,对桥梁结构的主要基本参数进行识别,找出实测值与预计值(设计值)产生偏差的原因,从而对参数进行修正,进而对建立的数值计算模型进行修正,使计算模型能准确模拟实际结构,达到施工精确控制的目的;

1.2.1 理论计算

依据图纸及设计参数,采用有限元分析软件建立桥梁数值模型,该连续梁施工控制中的数值模拟采用Midas/civil桥梁有限元分析软件进行模拟,全梁共分113个节点,112个单元。图1为改进前施工方法的计算模型模拟挂篮悬臂浇筑施工阶段。

依据设计参数和控制参数,结合桥梁结构的结构状态、施工工况、施工荷载、二期恒载、活载等,输入分析系统中。可得到结构按施工阶段进行的每阶段的内力和挠度及最终成桥状态的内力和挠度。再假设成桥时为理想状态的各阶段的预抛高值,得出各施工阶段的立模标高以及混凝土浇筑前、混凝土浇筑后,钢筋张拉前、钢筋张拉后的设计标高。

立模标高为

Hlm=Hsj+Hypj+Hgl

式中 Hlm――立模标高;

Hsj――设计标高;

Hypj――计算所得的预抛高;

Hgl――挂篮变形值。

预计标高为

Hyp=Hlm―Hi―Hgl

式中Hi――浇筑当前块件的下挠值或张拉钢筋后的总下挠值。

1.2.2 测量工作

挠度测量资料是控制成桥线形最主要的依据,根据同类施工经验,在每个施工块件顶部外侧横截面布置5个水准点,底部设置2个水准点,这样不仅可以控制挠度,而且可以控制扭转变形。每个节段的施工过程测量4个工况的标高:浇筑前、浇筑后、钢筋张拉前和钢筋张拉后。

2 改进后的施工方法

挂篮悬臂浇筑施工方法是针对当桥下净空对于施工不利时的最优施工方法,DK78+170.060~DK78+283.46处连续梁已成功完成跨中合龙,三处合龙点的梁断头高差平均值为8mm,表明挂篮悬臂施工法与现场采用的自适应控制法完全满足连续梁的施工精度。但是挂篮悬臂法自身也有其缺陷,悬臂浇筑时每个节段由于自重会使得已浇筑梁段出现下挠,导致成桥线形与设计线形不符,造成桥梁结构内部受力不合理;挂篮悬臂浇筑的作业面狭窄不利于迅速施工;挂篮施工采用的挂篮钢模板为专模专用,即只能用于这一座桥甚至是只能用于该段连续梁,过于浪费。

注意到此处的连续梁为三跨一联,中跨跨河,而边跨下为较稳定的土地,传统的挂篮双悬臂浇筑施工方法没有充分利用桥下净空;当桥下为较稳定土质时,可以考虑采用支架现浇法施工该连续梁的边跨;中跨跨越通航河道,故必须仍然采用挂篮悬臂浇筑。具体操作流程为:在完成下部结构的施工后,在中墩墩顶焊接牛腿架设托架,在托架上铺设碗扣式支架并立模浇筑0#块;与此同时对边跨下地基进行处理,浇筑C30混凝土,然后在其上搭设碗扣支架,在支架上用竹胶板搭设模板,将32m长边跨分为四段进行逐段浇筑逐段张拉预应力钢筋,待混凝土强化、预应力筋张拉完成后,在0#块上安装中跨挂篮实施单悬臂浇筑。

用Midas/civil有限元分析软件对改进了的施工方法进行数值模拟,图2为改进后施工方法的计算模型模拟的连续梁边跨施工阶段。

支架现浇段的线形控制时确定立模标高:

Hlm=Hsj+Hypj+Hzj

式中:Hlm――立模标高;

Hsj――设计标高;

Hypj――计算所得的预抛高;

Hzj――支架弹性变形值。

预计标高为

Hyp=Hlm―Hi―Hzj

式中Hi――浇筑当前块件的下挠值或张拉钢筋后的总下挠值。

边跨的施工采取满堂支架现浇法施工分段浇筑,梁体在支架上浇筑,避免了由于梁体自重及施工荷载引起的梁体挠度累积,并且支架现浇更易于调整模板标高,因此提高了线形控制精度。

3 结语

桥梁施工的原则之一就是在保证施工质量的前提下减少施工投入,连续梁由于其结构的特殊性,对于施工精度的要求较高,因此,对施工方法的选择要慎重。在竣工线形得以保证的前提下,原则上可以考虑采用改进的施工方法。从线形控制的角度,基于有限元分析软件对改进的施工方法进行分析,充分利用数值模拟的预测功能,正确评价新施工方法的价值。 结论如下:

(1)从施工线形监控角度,挂篮施工的节段减少,线形监控的影响因素减少,使得控制精度提高。(2)从桥梁施工角度,由于挂篮模板是专模专用,边跨采用支架现浇,可减少挂篮施工节段,意味着降低投资,充分利用现有的资源及空间。改进的施工方法不管从线形控制角度还是从施工角度考虑,都明显优于传统施工方法,因此可以考虑在后续连续梁的施工中推广。

参考文献:

[1]TBJ 2-85,铁路桥涵施工规范[S].

[2]姚玲森.桥梁工程(第2版)[M].北京:人民交通出版社,2008.

[3]张继尧,王昌将.悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥[M].北京:人民交通出版社,2004.

跨线桥施工工作总结篇8

研究 方法 :结合具体工程案例,对城市轨道交通地下区段穿越跨河流桥梁的处理方案,进行具体分析。

研究结果:通过方案分析,提出城市轨道交通线路穿越跨河流桥梁的工程处理原则、处理方案。

研究结论:工程处理措施需结合周边环境条件、桥梁结构形式、基础类型、线路线形、纵坡、线位、站位及施工工艺等综合考虑后确定,处理原则为:能绕避不加固,能加固不托换,能托换不拆桥,最后考虑拆除桥梁复建。

关键词:轨道交通;穿越桥梁;方案分析

随着国民 经济 的持续快速 发展 ,城市化进程不断加快,城市基础设施,特别是城市交通设施与城市化发展的矛盾逐渐显现,从各国城市化发展的实践来看,轨道交通以其运量大、速度快、安全可靠、准点舒适的技术优势,将成为大城市公共交通的发展方向。在沿海地区如上海、南京、杭州、苏州等城市,经济实力雄厚,已经开始大规模地进行城市轨道交通的建设。

1 地形、地貌及工程地质概况

沿海地区城市为冲积相平原,地表水系发育,大小河流纵横交错,跨越河流的桥梁众多,普遍存在的软土,具有高含水量、大孔隙比、高压缩性、低强度、高灵敏度、弱透水性等特点,工程地质条件复杂,跨河流桥梁一般采用直径不小于800mm的钻孔灌注桩,桩身采用分段配筋,桩下段大都为素混凝土。城市轨道交通工程,地下区间隧道常用盾构法施工或明挖法施工,而地下车站可用明挖法或盖挖法施工。城市轨道交通线路地下区段,对穿越跨河流桥梁的处理成为工程的重点与难点,有时成为 影响 线路线位、站位的关键点与控制点。

2 线路地下区段穿越跨河流桥梁处理措施分析

2.1 地下区段穿越跨河流桥梁的处理原则

城市跨河流桥梁是城市道路的重要节点,交通的瓶颈,城市轨道交通工程的施工,在确保使用功能及工程的可实施性的前提下,应尽可能减小对城市交通和环境的影响。线路地下区段穿越跨河流桥梁的处理原则为:能绕避不加固,能加固不托换,能托换不拆桥,最后考虑拆除桥梁复建。

2.1.1 能绕避不加固

绕避分为线路双线单侧绕避城市跨河流桥梁,线路左右线分别从桥梁两侧绕避2种情况,视现场工程环境条件确定。工程环境条件允许,应优先选择双线单侧绕避跨河流桥梁。线路绕避时,应考虑为跨河流桥梁远期按规划道路红线拓宽预留条件,区间盾构隧道与既有桥梁结构间的净距不宜小于1.0m。 当现场工程条件复杂,受线路平面线型控制,无法绕避跨河桥梁时,区间线路可采用下穿桥梁桩基,在竖向标高上躲避。由于沿海地区跨河流桥梁桩基大都为摩擦桩,区间盾构隧道下穿桩基,需对桩基受力地层进行加固处理,以增大地层与桩间的摩阻力,提高单桩承载力,同时对盾构管片作加强,可增大配筋、采用钢管片等,需经 计算 分析后确定。盾构隧道与桥梁桩基底部的净距不宜小于1.0m。

2.1.3 能托换不拆桥

当受线路纵断面坡度控制,区间盾构隧道竖向标高上无法躲避,与桥梁桩基冲突,为避免拆桥,影响地面道路交通,可考虑对桥梁桩基作切削(桩身素混凝土段)或托换处理。桥梁桩基托换需切实做好传力路径的转换及转换节点的构造处理。

2.1.4 最后考虑拆除桥梁复建

当绕避、加固、托换均难以实施时,最后方可考虑拆除复建。

2.1.4.1 对地下车站跨河流设置的情形,结合车站明挖施工拆除桥梁复建。施工主要步骤为:交通疏解、拆桥面、围堰、导流、施作车站围护结构、随挖随破除桩基、施作主体结构、复建桥梁、恢复地面道路交通、疏通河流等。3 处理方案案例分析 杭州地铁2号线一期工程东南段外环南路站-朝阳村站区间,盾构隧道下穿南门江支流,考虑市心南路南延伸段道路西侧规划绿化带宽20m这一有利条件结合朝阳村站站位设置情况,线路单边绕避市心路南延伸潘水六桥。潘水六桥为钻孔灌注桩桩基,桩径Ф1000mm,桩基长23m,盾构隧道由钻孔桩右侧通过。受隧道与河床底部覆土厚度以及相邻桥台基础控制,河床最低处与盾构隧道外缘底部结构净距4m,盾构隧道外缘与钻孔桩基结构净距为1.6m,如图1所示。

3.2 双边绕避(杭州地铁2号线绕避冯家河桥) 3.3 区间盾构下穿桥梁桩基(杭州地铁2号线下穿古荡湾河桥)

3.4 结合车站明挖施工拆桥(杭州地铁2号线下穿莲花河)

丰谭路站为杭州地铁2号线一期工程的起点站,车站位于文新路与丰谭路十字交叉口,沿文新路布设于道路下方,车站站后设折返线(兼作停车线),车站总长440m,下穿莲花河。跨莲花河桥为简支钢筋混凝土桥,基础采用钻孔灌注桩,桩径Ф1200mm,桩长35m,桩间净距3m。结合车站明挖法施工,方案拆桥后复建,围护结构从桩间穿过(先破除承台),基坑开挖时破除桥梁桩基。车站实施时的 交通 疏解、河流的围堰导流方案示意见图6。

3.5 区间穿越拆桥(杭州地铁2号线下穿南沈棣河) 3.5.1 施作围堰和导流设施对河道实施临时截流导流,围堰可兼作交通疏解道路。

3.5.2 抽干围堰间的余水,清淤,场地平整。

3.5.3 拆除桥梁的桥面、桥墩以及承台,拔除盾构范围的桩基。

3.5.4 预留盾构隧道位置,修建新桥。重建桥梁的桩基础在避开盾构位置后,利用未拔的既有桩,在既有桩的两侧新增两根桩。既有桩基与新建台帽应连接可靠,新建的台帽需考虑拔桩后造成部分桩间距增加,加强新建承台的配筋。

3.5.5 拆除围堰和导流设施,恢复河道,盾构通过。

4 结论

沿海地区城市水系发育,河流纵横交错,跨河流桥梁众多,软土遍布。城市轨道交通线路下穿跨河流桥梁的 问题 时常遇到,通过上述工程处理措施的 分析 ,可得出如下结论:

(1)城市轨道交通线路下穿跨河流桥梁时,必须结合周边环境条件、桥梁结构型式,采取安全可靠的处理措施。

(2)沿海地区城市轨道交通线路的线形、纵坡、线位、站位及施工工艺等需结合考虑跨河流桥梁的基础类型、结合型式,及地质条件等才能做出合理的施工方案。

(3)城市轨道交通线路下穿跨河流桥梁时的工程处理措施的原则为能绕避不加固、能加固不托换、能托换不拆除,最后考虑拆除桥梁重建。

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