赤峰市友谊大桥V型墩连续刚构桥施工技术

GXF360 2018-04-19

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1 工程概况

赤峰市友谊大桥位于赤峰市内,起点位于银河路与友谊大街交点位置,向东延伸跨越阴河,终点与现有道路赤锡路相交，是连接赤峰市区与物流园区的主要通道之一。

桥梁全长295m,桥梁全宽48m。桥梁跨径组合为(30+5×47+30)m,全桥纵向分为五个区段,其中一、三、五区段由两个V型墩加合龙段构成,二、四区段为挂梁。上部结构为带挂梁V型墩连续刚构,挂梁采用预应力混凝土现浇T梁,其他处采用单箱三室预应力混凝土箱梁结构。下部结构1#～6#墩为钢筋混凝土V型墩,厚度由80cm渐变至170cm,V型墩与箱梁底板等宽,为9.4m,下部采用整体式承台接群桩基础,桩基础采用顺桥向双排6根直径120cm钻孔灌注桩。

图1

2 施工难点分析

友谊大桥处于阴河河道内,本身结构形式有现浇连续箱梁、现浇T梁及斜腿墩柱,结构形式复杂多变。桥宽为48m,桥梁宽度较宽,斜腿墩柱宽度与箱梁底板同宽,横桥向同时布置4座斜腿墩柱,混凝土浇注量很大,需要分多次浇注。墩柱与箱梁刚接,浇注混凝土时需注意合理安排施工顺序及衔接部位的位置设置。环节多,施工难度大,施工顺序复杂,为保证施工质量及施工安全性,现对施工难点进行分析。

(1)V型墩高度较高,支撑体系搭设高度超过8m,属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程范围。

(2)V型墩根部较薄,斜腿施工时会对其产生不利影响,而与V型墩斜腿相交处主梁浇注时,又会对V型墩斜腿根部产生二次影响。

(3)V型墩连续刚构桥属于多次超静定体系,其施工浇注顺序、支架布置形式以及线行控制等对桥梁成桥后的受力状态有较大影响。

(4)主梁分多次浇注,新老混凝土的结合及接缝处混凝土收缩徐变的控制难度较大。

(5)本桥施工工期较短,各个工序衔接紧凑,且初期机械、材料、人员投入量大,由于桥位位于季节性河流,雨季降水量及河道过水断面年际变化较大,导致桥梁施工泄洪通道布置难度提高。

3 主桥上部结构总体施工步骤

步骤一：清理河床,平整场地,墩位处放坡开挖,施工钻孔桩；施工主桥下部承台,并预埋V型墩施工桁架所需的预埋件；主桥1、7号桥台浇注到盖梁,耳背墙待到主桥桥后再进行浇注。

步骤二：搭设V型墩施工桁架,并进行预压,浇注主桥部分第1～6号墩顶斜腿与斜腿两侧各4.5m的箱梁部分。

步骤三：在第1～6号墩钢管桩平台上方搭设脚手架,并进行预压,现浇第1～6墩墩顶10m范围内的主梁。

步骤四：考虑雨季施工,在第2～6孔之间预留泄洪通道；搭设钢管支架和脚手架,并进行预压,浇注1号墩小里程桩号方向20.5m和大里程桩号13m范围主梁,2号和4号墩小里程方向13m和大里程桩号5.9m范围主梁,3号和5号墩小里程方向5.9m和大里程桩号13m范围主梁,浇注6号墩小里程桩号方向13m和大里程桩号20.5m范围主梁。

步骤五：搭设合龙段脚手架,并进行预压,在当天最低温度时锁定边跨和中跨合龙骨架,浇注2m合龙段主梁,钢束张拉完毕后24h内进行压桨。

步骤六：拆除边跨和中跨钢管支架和脚手架；搭设第三、五孔挂梁处脚手架并进行预压；待混凝土强度达到100%后张拉第三、五孔阶段钢束,钢束张拉完毕24h内进行压桨。

步骤七：拆除第三、五孔挂梁处钢管支架；清理河床上的混凝土垫层；施工桥面系和护栏。

步骤八：当第一、三、五区段的主梁任意一个合龙后以及主梁张拉钢束完成后,开始浇注湿接缝；第二、四区段T梁浇注完成以及钢束张拉完毕后,开始浇注湿接缝；湿接缝强度达到90%后铺设桥面铺装和安装栏杆。

4 施工方案

V型墩采用斜腿桁架施工、主墩墩顶采用π型支架施工,合龙段采用贝雷梁支架施工,边跨现浇段采用满堂支架施工。支架考虑一次性投入。待第一、三、五区段施工完成后,部分脚手架用于二、四区段挂梁施工,待主梁施工完毕后,进行桥面系及护栏施工。V型墩斜腿及其主梁相交处采用钢模,其余主梁采用木模。

模板安装要求：

(1)组合钢模板安装和拆除必须分开拼装,不得整体全重吊装；

(2)安装和拆除组合钢模板,高度在3m及一下时,可使用马凳操作,高度在3m及以上时,应搭设脚手架或工作平台,并设置护栏栏杆或安全网；

(3)安装组合钢模板,一般应按自下而上的顺序进行,模板就位后,要及时安装好连杆并将螺栓紧固,同时,架设支撑以保证模板整体稳定；

(4)拆除时应先松连接螺杆,再分节分片拆除,先拆非承重部分,再拆除承重部分。

支架搭设要求：

(1)满堂支架必须有足够的强度、刚度和稳定性,在允许施工荷载作用下,不变形、不倾斜、不摇晃。满堂红支架立杆下的垫板采用长度不少于2跨,厚度不小于50mm的木板,也可采用槽钢或12cm×12cm方木,底座应准确放在定位位置上。

(2)拆除时由上而下按层拆除,先拆护身栏、手脚板和横向水平杆,再依次拆剪刀撑的上部扣件和接杆。拆除全部剪刀撑、抛撑以前,必须搭设临时加固斜支撑,预防架子倾倒。

4.1 施工结构说明

V型墩采用桁架预拉法进行施工,本结构主要由桁架、预拉筋(Φ32mm精轧螺纹钢筋)、对拉筋(Φ32mm精轧螺纹钢筋)、扁担梁(2[36b)及钢模系统组成。桁架为型钢焊接而成,桁架高1.8m,每个V型墩单侧斜腿上按4组8片布置,底口通过预埋件固定于承台上,顶口通过设置预拉筋来控制V型墩上口在混凝土浇注过程中的变形。扁担梁与桁架间采用对拉筋连接底模、顶模系统。

V型墩顶箱梁采用π型支架施工,该结构主要由钢管桩(Φ426×8mm)、立柱(Φ426×8mm或型钢构件)、柱顶分配梁(2[40b)、小横梁(Ⅰ16)、钢管脚手架组成,脚手架上布置木模系统。在V型墩斜腿施工过程中需在单侧斜腿上预留2处立柱空洞,供立柱穿越。钢管桩及立柱之间设置联结系,以便形成稳定的整体结构。钢管桩及立柱顶面设置桩顶分布梁,分配梁上设横梁搭设Φ48×3.5mm脚手架构成墩顶梁段浇注支撑。

合龙段箱梁及挂梁采用贝雷梁支架法施工,其结构组成为钢管桩(Φ426×8mm)、桩顶分配梁(2[36b)、贝雷梁、小横梁(Ⅰ16)、钢管脚手架(Φ48×3.5mm)及木模系统。插打钢管桩,设置桩间联结系,在钢管桩上设桩顶分配梁,分配梁上设置4组贝雷梁(两片一组),贝雷梁上布置小横梁,小横梁上搭设钢管脚手架,然后安装木模系统进行箱梁施工。

边跨现浇段采用满堂支架(Φ48×3.5mm)法施工,箱梁实体部分及腹板下方,立杆按60cm×60cm布置,其余按90cm×90cm布置,步距按120cm设置一道,纵桥向每6m设置一道剪刀支撑,横桥向每4m设置一道剪刀支撑。施工前需要进行地基处理及混凝土垫层浇注。混凝土垫层浇注完成后搭设Φ48×3.5mm脚手架,然后在脚手架上布置木模系统进行箱梁施工。