臥龍湖大橋V型支撐現(xiàn)澆梁施工技術(shù)

1、臥龍湖大橋V型支撐現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)中鐵十四局集團(tuán)三公司 吳春朝【摘 要】臥龍湖大橋0#塊現(xiàn)澆長(zhǎng)度為20m，其獨(dú)特的“V”型斜肢與頂部箱梁構(gòu)成了一個(gè)倒三角形，夾角為120，此類(lèi)水上現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)形式國(guó)內(nèi)少見(jiàn)。本文介紹了臥龍湖大橋墩頂處箱梁索栓支架施工技術(shù)，并對(duì)索栓支架六種工況下采用ANSYS軟件進(jìn)行計(jì)算(midas進(jìn)行復(fù)核)的荷載取值和組合情況做了說(shuō)明，進(jìn)行了分析，對(duì)類(lèi)似結(jié)構(gòu)很有借鑒價(jià)值【關(guān)鍵詞】V型支撐 索栓支架 現(xiàn)澆箱梁 施工技術(shù)一、工程概況臥龍湖大橋?yàn)閷幊８咚俟蜂嗨粯?biāo)段主線橋，橫穿臥龍湖水庫(kù)，大部分墩位于水中，水庫(kù)常年水位為15.3m,最高洪水為16.3m，常水位時(shí)水深最深達(dá)6.0m左右，

2、臥龍湖大橋左右幅分離設(shè)計(jì)，上部構(gòu)造采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力砼V型支撐連續(xù)箱梁，跨徑組合為30+12×40+30m，全長(zhǎng)547.88m。全橋14孔一聯(lián)，箱梁頂寬除右幅第13孔寬度由23.05520.75m過(guò)渡外，其余箱梁?jiǎn)畏攲捑鶠?0.75m，箱梁底寬不加寬段為15.75m，右幅13孔為加寬漸變段，橫向設(shè)計(jì)為單箱三室截面。箱梁距路線中心線10.875m處梁高170，墩頂處梁體總高為716.9，呈空心 “ ”型，梁底設(shè)盆式支座。橋梁下部構(gòu)造為實(shí)體式墩和肋板式橋臺(tái)，基礎(chǔ)為直徑1.50m和1.20m嵌巖樁（群樁）。二、技術(shù)難點(diǎn)分析臥龍水庫(kù)為南京市溧水縣兩鎮(zhèn)的飲用水源，又兼有泄洪、農(nóng)田灌溉和淡水養(yǎng)殖，

3、環(huán)保要求較高。根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)，墩頂處箱梁現(xiàn)澆長(zhǎng)度為20m，其獨(dú)特的“V”型斜肢與頂部箱梁構(gòu)成了一個(gè)倒三角形，夾角為120，此類(lèi)水上現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)形式國(guó)內(nèi)少見(jiàn)。墩頂部分兩次分開(kāi)施工，最后連成整體，進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換?！癡”斜肢在未與頂部箱梁形成整體之前，其砼結(jié)構(gòu)自身及承托支架會(huì)承受很大的水平力，先行施工的“V”型結(jié)構(gòu)對(duì)溫度變化、砼徐變及支架變形很敏感，支架的輕微變形很容易導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)變形或發(fā)生位移，甚至?xí)?dǎo)致斜肢根部變形拉裂。施工難度大，施工要求高，施工方案實(shí)施過(guò)程中必須切實(shí)可行，安全要有保證。三、索栓支架的設(shè)計(jì)思路鑒于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的特殊要求，又受限于地方環(huán)保，只有想辦法利用已施工的墩臺(tái)設(shè)計(jì)一個(gè)自平衡支撐體系，

4、由于墩頂箱梁部分結(jié)構(gòu)要求高、砼方量大，斜肢夾角大，水平分力大，很難采用一般的O號(hào)塊施工的臨時(shí)托架結(jié)構(gòu)，這樣就必須采用一種頂拉結(jié)合結(jié)構(gòu)，索栓支架無(wú)疑是最理想的結(jié)構(gòu)形式，經(jīng)過(guò)幾次優(yōu)化，形成了以鋼桁架結(jié)構(gòu)為曲梁、以索栓為支點(diǎn)的索栓支架結(jié)構(gòu)形式。四、V型塊施工方法1、支撐體系的組成及安裝支架主梁為13米長(zhǎng)【32a型鋼，腹桿采用【18a槽鋼，索栓為32精軋螺紋。分配梁采用【20aa型鋼，索栓墊梁為兩片【32a槽鋼單片桁架通過(guò)承臺(tái)預(yù)埋件，利用銷(xiāo)子與主梁栓接，桁架相互間距為1.7m共設(shè)置10排，采用塔吊安裝。桁架與桁架之間，用10槽鋼作剪刀撐,槽鋼與主梁用25U型螺栓聯(lián)結(jié)。墩身兩側(cè)桁架用32精軋螺紋索栓對(duì)拉

5、。支架整體結(jié)構(gòu)見(jiàn)附圖：在墩身澆筑完畢，混凝土達(dá)到強(qiáng)度的80%以上時(shí)，拆除墩身模板進(jìn)行墩頂塊索栓支架的拼裝。支架安裝前，首先將桁架兩兩利用支撐架拼裝好，并對(duì)預(yù)埋件的位置進(jìn)行檢查，確保無(wú)誤后，利用塔吊或浮吊進(jìn)行吊裝。安裝時(shí)先邊后中，對(duì)稱(chēng)安裝，及時(shí)鎖定，邊桁架片安裝時(shí)要利用橫穿臨時(shí)支座索栓和墩身拉桿孔設(shè)置拉筋進(jìn)行臨時(shí)鎖定。中部索栓要等到鋼筋綁扎完畢、內(nèi)模安裝后再穿拉鎖定。2、桁片托架拼裝及支架搭設(shè)注意事項(xiàng)a、承臺(tái)施工時(shí)必須按照支架索栓設(shè)計(jì)要求預(yù)埋專(zhuān)用預(yù)埋件，專(zhuān)用預(yù)埋件的頂面標(biāo)高誤差不大于1cm，橫向尺寸偏差不大于5cm。預(yù)埋件制作嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，特別是銷(xiāo)子孔偏差應(yīng)不大于2mm。b、桁架各焊接部位必

6、須滿焊，確保能形成整體后受力均勻。c、I28a工字鋼分配梁和18a槽鋼、模板桁架與分配梁接觸要嚴(yán)密，接觸面如有空隙可根據(jù)空隙的大小采用鋼板墊穩(wěn)、墊牢，必要時(shí)可采取點(diǎn)焊。d、支架索栓安裝時(shí)有專(zhuān)人指揮，嚴(yán)禁碰撞墩身，影響外觀質(zhì)量。e、為提高支架穩(wěn)定，支架與墩身要利用墩身拉桿孔鎖定。3、索栓支架預(yù)壓：為檢驗(yàn)支架承載能力和變形情況，對(duì)支架系統(tǒng)進(jìn)行堆載預(yù)壓，堆載材料采用砂袋，實(shí)心段橫隔板和腹板處，為了預(yù)壓方便適當(dāng)用鋼筋配重預(yù)壓；預(yù)壓根據(jù)澆筑的順序分次預(yù)壓，第一次堆載為斜肢重量(不含根部豎直段砼)和橋面系箱梁左右5.7米重量的1.2倍計(jì)1519t，主要是檢驗(yàn)支架的承載能力和變形情況，預(yù)壓重量分布情況（見(jiàn)第

7、一次預(yù)壓立面圖）；第二次堆載為空心倒三角橋面系箱梁重量的1.2倍計(jì)390t，檢驗(yàn)剛性倒三角的承載能力和變形情況，另外還可消除砂箱壓縮變形，（見(jiàn)第二次預(yù)壓立面圖）。由于采用一般砂袋堆載預(yù)壓方式不能與支架拉桿實(shí)際受力相吻合，我部借助ansys軟件對(duì)拉桿支架在六種工況下進(jìn)行了有限元分析，分析出支架結(jié)點(diǎn)最大豎向變形量為2mm，預(yù)壓時(shí)在這些位置先設(shè)立觀察點(diǎn)，用水準(zhǔn)儀測(cè)高程，觀察支架變形量，根據(jù)理論分析，支架預(yù)壓前要設(shè)置預(yù)拱度，在支架受壓穩(wěn)定后卸載，支架連續(xù)三天變形量不大于1mm時(shí)視為穩(wěn)定。將預(yù)壓過(guò)程中得有關(guān)數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)對(duì)比，而后進(jìn)行合理調(diào)整并對(duì)拉桿支架進(jìn)行鎖定。同時(shí)安排專(zhuān)門(mén)人員將支架各部位重新檢查一遍

8、，確保支架各桿件密貼。見(jiàn)下圖4、混凝土澆筑砼的設(shè)計(jì)技術(shù)要求：砼的初凝時(shí)間在8小時(shí)以上；砼的坍落度為1416cm；砼的三天強(qiáng)度要達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的60%以上，七天強(qiáng)度要達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%。澆筑程序：砼澆筑采用水平分層的施工方法，考慮砼外觀質(zhì)量，斜腿根部不設(shè)砼進(jìn)料口，只設(shè)排氣孔，砼在斜腿頂部采用滑槽入模，防止離析。砼澆注：選用砼輸送泵澆灌，輸送管直徑為0.2m每小時(shí)輸送量60方砼。輸送泵澆筑方量大、沖擊力大、控制出料口高度，每層厚度2030cm,嚴(yán)格執(zhí)行澆注程序，控制連續(xù)梁模板與支架發(fā)生的變形在允許范圍內(nèi)。5、支架拆除支架在墩頂塊張拉壓漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后完畢后拆除，由于支架較高，要搭設(shè)作業(yè)平臺(tái)，作

9、業(yè)平臺(tái)利用圍堰和承臺(tái)作基礎(chǔ)四周及底部掛設(shè)防落網(wǎng)，拆除時(shí)要利用導(dǎo)鏈或吊具牢靠的把支架吊好再松動(dòng)螺栓，脫離模板后，抽出銷(xiāo)子，用10T導(dǎo)鏈配合把支架平穩(wěn)地放到準(zhǔn)備的船只或浮箱上，然后逐塊拆除模板，移運(yùn)至另外墩位。四工況驗(yàn)算加載說(shuō)明1計(jì)算模型的建立建立平面模型，采用ANSYS軟件進(jìn)行計(jì)算(midas進(jìn)行復(fù)核)。2、荷載組合強(qiáng)度檢算：抗風(fēng)穩(wěn)定性計(jì)算：3、荷載確定A.支架結(jié)構(gòu)承受的主要荷載有：混凝土荷載，施工人員及機(jī)具荷載，振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載；風(fēng)荷載，支架自重等。具體計(jì)算如下：工況一：拉桿施加預(yù)拉力1下側(cè)拉桿10噸，上側(cè)拉桿20噸2支架自重（程序自動(dòng)計(jì)入）工況二：澆注第一次混凝土（混凝土分段參見(jiàn)施工技

10、術(shù)方案）1.混凝土重量G1：2.施工人員及機(jī)具等荷載G2； （其中）3.傾倒砼時(shí)的豎向荷載不計(jì)。4.振搗時(shí)荷載G3： （其中）5.支架自重G5：計(jì)算時(shí)自動(dòng)計(jì)入。 工況三：澆注第二次混凝土1.混凝土重量G1：2.施工人員及機(jī)具等荷載G2； （其中）3.傾倒砼時(shí)的豎向荷載不計(jì)。4.振搗時(shí)荷載G3： （其中）5支架自重程序自動(dòng)計(jì)入。工況四：澆注第三次混凝土1.混凝土重量G1：2.施工人員及機(jī)具等荷載G2； （其中）3.傾倒砼時(shí)的豎向荷載不計(jì)。4.振搗時(shí)荷載G3： （其中）5支架自重程序自動(dòng)計(jì)入。工況五：偏載作用1偏載按6噸計(jì)（6噸根據(jù)施工單位施工方案確定）；2支架自重程序自動(dòng)計(jì)入。工況六：風(fēng)載1風(fēng)荷載G4：