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牛角坪双线特大桥合拢段施工技术

时间:2018-05-10 16:17来源:未知 作者:360期刊网 点击:

  牛角坪双线特大桥合拢段施工技术

  韦理仁

  (中铁大桥局 第四工程有限公司,江苏 南京 210031)

  摘要:牛角坪特大桥主桥上部结构为主跨192 m的连续刚构,其跨度居国内同类型桥梁第一,各项技术指标要求高。合拢段悬臂端锁定方案采用挂篮轨道作锚固梁,利用千斤顶调整箱梁悬臂端的高程,替代了劲性骨架锁定,压重换载的传统方法,在施工过程中具有独特的优越性。

  关键词:轨道;挂篮;千斤顶;合拢;锁定

  中图分类号:U291.7 文章标识码:A 文章编号:1006-8937(2010)03-0064-03

  Construction technology of the folded segment in the Niujiaoping bridge

  WEI Li-ren

  Abstract:The upper structure of Niujiaoping bridge belongs to continuous frame structure with .main span of 192 meters, which ranks the first among domestic ones with the same type,and each technical index is highly required.Folded segment cantilever end of locking the program to make use of formwork rail anchor beams,box girder cantilever end of the use of jack to adjust the height,replace the force frame-lock,the pressure reset for the traditional methods, in the construction process has a unique advantage.

  Keywords : track ; formwork ; jack ; fold ; lock

  牛角坪双线特大桥为襄渝二线铁路的重点控制性工程。主桥为(100+192+100)m的预应力砼连续刚构箱梁,其192 m的主跨为同类型桥梁的国内第一,世界第二。该桥位于川陕交界的大巴山山脉北部,施工条件恶劣,交通极为不便,采取有效手段克服困难提高工程质量及工程进度是本桥的施工关键。

  1工程概况

  牛角坪桥连续刚构中跨合拢段为26’#节段,长2.0m,高7.2 m,箱梁顶板宽11.2 m,底板宽9.2 m,箱梁顶板厚度为0.62 m,腹板厚度为0.6 m,底板厚度为0.51 m。梁顶设有2%的双向横坡,梁顶面顺桥向设0.4%纵坡。中跨合拢段混凝土方量41.1 m3,重量108.9 t。

  合拢段梁体采用三向预应力体系。纵向预应力:底板采用26对19 +j15.24(N52~ N65)预应力束,底板还设两对远期强度备用束(N103和N104各l对),顶板设置了一对预应力束(N48),除底板的两对备用束采用1 860 MPa级的环氧喷涂钢绞线外,中跨合拢束其余钢绞线均采用1960 MPa级的高强度低松弛钢绞线。横向预应力:采用4巾j15.24预应力束,1 860 MPa级的高强度低松弛钢绞线,中跨合拢段共有4束横向束,固定端采用P型锚,固定端与张拉端交错布置;竖向预应力采用符合预应力混凝土用螺纹钢筋相应标准的+32 mm PSB830高强度精轧螺纹粗钢筋,其fpk =830 MPa,采用JLM-32锚具锚固,单侧腹板共有6根竖向预应力筋。

  预应力管道成孔:纵向预应力管道采用塑料波纹管,波纹管直径为外+100 mm;横向预应力管道采用扁形塑料波纹管SBCB-72成孔;竖向预应力管道成孔采用外+60 mm的高频焊管。

  2总体施工方案选定

  连续刚构箱梁中跨合拢段采用挂篮底模、外侧模及翼缘模,在中跨两侧的2个25块箱梁内顶板上安装托梁,吊挂内顶模,混凝土一次浇注完成。

  3施工步骤

  施工步骤:

  ①由于挂篮相互干扰,合拢段两侧25#块必须错开先后浇注,3}}墩T构先浇注完成25#块,然后将挂篮后移4m并锚固在24#块上。应注意的几个问题:挂篮后移前要拆除3#墩T构中跨侧挂篮的内顶模、内侧模、内导梁、前端短吊横梁等结构;挂篮锚固孔道利用原来悬浇块时的挂篮锚固孔;挂篮后移前需拆除外侧模内导梁上的两根吊杆、底模前下横梁上的六根吊杆。

  ②拆除2#墩T构挂篮底模前端工作平台,然后前移挂篮,浇注该T构上的25’#块。

  ③25’#块纵向束张拉完成后,拆除2#墩T构中跨侧挂篮的内顶模、内侧模、内导梁,内顶模和内侧模可留一部分作为合拢段的内模,但内导梁需拆除拖出至桥面。

  ④将2#墩T构中跨侧挂篮前移2.5 m(连同底模、侧模)。

  ⑤安装对顶结构,对2#、3}}墩T构悬臂端施加对顶力300 t(对顶采用挂篮前支点主干斤顶,该千斤顶的设计理论张拉吨位为300 t,活塞面积373.25 cm2,实际对顶力视合拢时具体温度由设计院调整),使两个T构各对顶偏移一定位移,然后将主千斤顶的活塞螺帽拧紧,然后利用挂篮主钢轨将南北两悬臂端锚死。

  ⑥将底模与合拢段两侧块底板锚固并张拉20 t力。

  ⑦调整侧模位置,将侧模锚固在合拢段两侧25-#块的翼缘上并张拉15 t力。

  ⑧绑扎底板及腹板钢筋,安装底板纵向预应力波纹管、腹板竖向预应力钢筋。

  ⑨安装合拢段内顶模、内侧模,然后安装内外侧模板对拉杆。

  ⑩绑扎顶板钢筋,安装合拢段顶板横向预应力波纹管。选N48和N52各两根作为临时锁定束,上下交替张拉至设计应力的20% (75t),将两侧的两个悬臂端临时锁定。

  ⑩在一天最低气温浇注合拢段混凝土并养护。

  ⑩合拢段混凝土达设计强度的90%并不小于5d龄期后,解除对顶结构及临时锁定结构,补充张拉N48和N52钢束至设计值。

  ⑩张拉合拢段及两侧上的竖向预应力、横向预应力。

  注意:25-#块施工时,其横向及竖向预应力先不张拉。.

  4各分项工序施工方案

  步骤一,对顶。

  在中跨两侧两个块增设一对锯齿块作为顶推块。在顶推块之间设置两台千斤顶对两悬臂端进行对顶,

  2台千斤顶总的对顶力为300 t对顶施工要求:

  ①对顶千斤顶采用挂篮前支点的300 t千斤顶。

  ②为保证混凝土局部受力均匀,对顶杆及千斤顶与混凝土接触面要垫韧性较好的橡胶皮或多层石棉板。

  ③为保证两台千斤顶受力均匀,施工中将两台千斤顶串连起来,加载过程中保证两台千斤顶的活塞伸长量基本一致。

  ④300 t的对顶力为理论值,具体由设计院进行调整。

  步骤二,锁定。

  拖动用于浇注中跨合拢段的挂篮的两组轨道前移,使两组轨道两端分别支承于中跨两个25.#节段上(见图1)。将二组挂篮轨道先锚固在标高偏差较高侧悬臂的25’#块上,每组挂篮锚固均采用箱梁腹板上的2根精轧螺纹蹬筋锚固(注意在锚固时需在轨道下方设置钢垫块,留出调整两悬臂端间的相对高差的空间),每根竖向预应力蹬筋张拉力约25 t。

  再在另一悬臂端的挂篮轨道上利用千斤顶竖向加载来调整两中跨悬臂端的相对标高,标高调整到位后,在此端挂篮轨道下方也设置钢垫块,然后将该端挂篮轨道也锚固于该悬臂端块上,每组挂篮轨道亦采用该端节端上的2根竖向预应力蹬筋锚固,每根蹬筋张拉力约30 t。钢垫块在各蹬筋锚固点位置处均需设置,需保证稳定牢固。

  锁定时,梁端相对高差不得超过2 cm,相对轴线偏差不得超过1 cm。

  合拢段的与两侧节段的预留钢筋采用一半搭接、一半焊接的方式进行连接。

  锁定及混凝土浇筑时间:选择在气温起伏不大的一天中最低温度时进行,时间最好选择在早晨。中跨合拢段对顶及锁定方案如图1所示。

  步骤三,模板施工。

  中跨合拢段砼模板利用挂篮结构上的模板,对破损的模板进行修补或更换。

  ①底模,合拢段底模采用挂篮底模,将挂篮前移到浇注中跨合拢段砼的设计位置,底模前端及后端均采用6根①36的精轧螺纹钢筋吊杆锚固于已浇注的中跨合拢段两侧节段底板砼上。

  注意:底模调整到位后,每根精轧螺纹吊杆均预张拉20 t力,张拉时要两端同时对称张拉。

  ②外侧模及翼缘模,合拢段外侧模直接采用挂篮外侧模,在施工完中跨节段,挂篮移动到位后,调整侧模的位置,将挂篮外侧模内导梁两端分别用两根①36的精轧螺纹钢筋锚固在两端悬臂节段翼缘板上,每侧模与两端已浇砼面贴紧。悬浇施工时,翼缘模前后吊杆的间距为6.3 m。

  ③内侧模及内顶模,浇注完成25’#块后,合拢段施工时,可以在合拢段位置拼装部分挂篮内模作为合拢段模板(不需要内导梁系统),同样也可以在合拢段位置拼装部分挂篮内侧模作为合拢段施工的内侧模,内侧模及内顶模也可以采用新制模板。

  内顶模采用托梁作为支承结构,托梁的规格为2[20a。每个中跨合拢段内顶模需设置七组托梁,每组托梁两端均锚固在中跨两侧节段内顶板上,模板调整好后,每组托梁两端同时对称张拉St的力。

  ④其他,在浇注中跨两侧箱梁节段时,在箱梁顶板、翼缘板及底板上用内径为50 mm的PVC管预留相应的各种锚固孔。

  步骤四,钢筋施工。

  纵向钢筋与两侧中跨}节段伸出的预留钢筋之间采用一半搭接、一半焊接的方式进行连接。

  ①底板、腹板钢筋绑扎,绑扎底、腹板钢筋、安装纵向预应力孔道及竖向预应力筋。竖向预应力筋在组装时,必须将锚板处各接触面密封。竖向预应力上端张拉用的预留槽口必须居中,成孔器居中后用套筒扳手拧紧固定橡胶螺帽。绑扎腹板钢筋时,钢筋要避开拉杆孔,并使箍筋顶面在同一平面内。在底板纵向预应力管道通过位置必须设置定位钢筋。对操作工人进行教育培训、交底,钢筋应绑扎牢固。

  ②顶板钢筋绑扎,绑扎顶板钢筋、安装横向预应力孔道及横向预应力束。顶板拉筋加工尺寸要准确,拉构弯曲须到位,由于顶板为变厚度,所以要按级差来区别安装。P锚制作要规范,钢绞线适当露出挤压套,弹簧丝应压满挤压套,不得外露。P锚约束环与锚垫板的距离按设计图安装,P锚挤压套要紧贴锚垫板。定位筋制作尺寸要准确,防止使波纹管挤压变形。尺寸不得过长,以保证保护层厚度。顶板横向束P锚端螺旋筋应卡在顶板上层纵向筋空档内,约束环应居于螺旋筋中间。横向预应力尤其要关注沿厚度方向的定位必须准确,防止顶板拉崩。

  步骤五,混凝土施工。

  ①混凝土供应,砼泵管直接沿已浇注完成的箱梁节段顶面直接通到合拢段。混凝土由混凝土工厂拌制,通过混凝土搅拌车输送至地泵处。

  ②底板下料,在箱梁内顶模的中心开一个方洞,砼泵管接至方洞处,通过弯头穿过方洞,在泵管的下端接一节软管,一直延伸到底板,通过摆动软管的角度对底板进行布料。

  注意:浇注底板砼时,底板倒角处的模板先不安装,以利于对底板砼进行振捣。倒角模板上要开设一定的振捣孔兼出气孔,底板砼浇注完毕,封堵倒角上的开孔。待腹板下倒角处混凝土振捣密实有一部分砼流人底板后,对底板砼不足处补料。

  上一半高度处开一个下料孔,泵管穿过内顶模的开孔伸入侧模下料孔下料。当混凝土浇注至接近内侧模开孔位置时,及时封堵下料孔,下料必须封堵平整,面板与整体面板平齐,防止出现错台。

  ④顶板布料,顶板采用泵管和软管布料,人工辅助摊平。

  ⑤混凝土振捣,混凝土浇注前对模板内的烟头、扎丝、电焊条头子、锯木屑等杂物进行彻底清理,保证模板内清洁。浇注砼前检查预应力孔道与封端模之间的缝隙堵塞情况,以及封端模与底模面板之间的堵塞情况,防止封端模处漏浆。振动棒在同一点振捣时间不得过长,以免造成翻浆。精轧螺纹钢筋钢筋下端钢筋非常密,应加强此处砼的振捣,倒角处模板可以先不安装,待底板砼浇注基本完成后,再安装倒角处模板和水平压板,同时倒角模板和压板上还应开一些振捣孔。竖向预应力张拉槽口成孑L器内塞棉纱,成孔器固定螺帽用套筒扳手拧紧,防止砼进入竖向预应力槽口中,导致锚板口堵塞或精轧螺纹钢筋钢筋上沾染水泥浆,从而影响后续张拉施工。砼试块要按照要求制作。搭设脚手板设置收浆平台,禁止收浆人员踩踏端头钢筋和波纹管。控制好桥面平整度和高程,平整度≤5 mm,高程最大误差±10 mm。底板和顶板顶面混凝土要用铁耙找平,进行多次收浆,用刚度较好的刮尺刮平,严格控制顶板的横坡和平整度。

  混凝土施工用的工具包括振动棒、铁锹、刮尺、铁耙、平板振动器等需备齐、备足,人员充分且分工要明确。⑥混凝土养护,高性能砼尤其要注意早期保湿养护。气温较高时,表面覆盖土工布洒水保湿。安排专人养护,责任到人,保证养护时间不少于7d。

  适当延缓拆模时间,通过模板保温保湿对混凝土进行养护,砼龄期达7d以上后方可拆除侧模。

  步骤六,预应力施工。

  在合拢段钢筋绑扎和模板安装结束后,先穿人N48和N52各两根管道的钢绞线上下交替张拉至设计应力的20%,作为临时锁定束。合拢段砼达设计强度的90%并不小于Sd龄期后拆除对顶及锁定结构,补充张拉N48和N52钢束至设计值,其余中跨合拢束及合拢段的横向、竖向预应力筋待边跨直线段施工完成后进行张拉。

  5结语

  合拢段施工中传统的施工方法是劲性骨架锁定,然后进行压重换载。本工程合拢段悬臂端锁定方案采用挂篮轨道作锚固梁,利用千斤顶调整箱梁悬臂端的高程,替代了劲性骨架锁定,压重换载的传统方法。挂篮轨道既可调整标高,又可以作为劲性骨架梁,较传统方法减少了材料、设备投入,操作简单、安全,并缩短了工期,节约了资金约50万元。同时标高可控性更强,质量更有保障。

  参考文献:

  [1] TB 10203-2002,铁路桥涵施工规范[S].

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