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V形墩连续刚构桥施工技术研究

  • 简介:(毕业论文 字数:4214 页数:10)提 要:本文介绍了一座V形墩连续刚构桥的主要施工技术,包括V形墩支撑系统设计、墩身混凝土及预应力施工工艺,探讨了在V形墩区域采用不同的支撑拆除方案对施工过程及成桥内力的影响,对同类桥梁设计及施工具有参考价值。...
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(毕业论文 字数:4214 页数:10)提 要:本文介绍了一座V形墩连续刚构桥的主要施工技术,包括V形墩支撑系统设计、墩身混凝土及预应力施工工艺,探讨了在V形墩区域采用不同的支撑拆除方案对施工过程及成桥内力的影响,对同类桥梁设计及施工具有参考价值。

关键词:刚构桥,V形墩,预应力混凝土梁桥,施工,分析

目 录

1.工程概况…………………………………………………………1
2.V形墩支撑系统设计……………………………………………1
3.墩身混凝土及预应力工艺………………………………………2
4.V形墩区域施工支架拆除方案对施工过程及成桥内力的影响…3
4.1 两种支架拆除时机……………………………………………3
4.2施工阶段分析……………………………………………………4
4.3成桥状态分析……………………………………………………5
5.结束语……………………………………………………………7
参考文献……………………………………………………………7

1 工程概况
浙江****大桥的主桥采用V形连续刚构,跨径组合为 32m+55m+32m,桥梁总宽度为32.5m,设双向四车道及中间绿化带和人行道、非机动车道。横断面设计为分离式单箱双室截面,梁高从根部的2.5m按圆曲线变化到跨中的1.5m,下部结构为24根直径1.5m的嵌岩桩及承台。箱梁设计为三向预应力体系,分段满布支架施工。在V形墩每个斜向支腿内布置10束 钢绞线,其下端锚固于承台、上端锚固于横隔板内。
确保V形支墩区段在施工过程中不出现裂缝,是本桥设计施工的技术难点。据调查,在国内同类型桥梁中,由于施工技术不当导致箱梁0号块底板和斜腿根部出现裂缝的情况不乏其例。这些裂纹一般与该部位横向拉应力较大,构造配筋不足以及施工技术不当有关。为此,在七星大桥建设中,要求V形墩和0号块在未形成闭合的三角结构之前,必须保证V形墩根部在各种荷载作用下不能出现任何的拉应力。
为此,在施工对策上,设计了刚度较大的V形墩支撑系统,在混凝土及预应力施工工艺方面提出技术保障措施,研究了V形墩区域不同的支撑拆除方案,对桥梁施工过程及成桥内力的影响。由于采用的施工技术正确、措施得当,从成桥过程观测及运营后的情况来看,V形墩部位没有发现任何裂缝。
2 V形墩支撑系统设计
支架是用来支撑V型墩墩身及0号段混凝土重量的重要结构,其设计荷载应综合考虑0#段混凝土重量,模板、钢管架重量、人群机具荷载、施工振动等因素。
V形墩垂直高度5.15m,纵向长度7.28m,V形墩支撑系统设计如图1所示。
V形墩区域属于三维空间结构体系,在浇筑该区域混凝土的过程中,结构易受支架变形的影响产生裂缝,为了减少浇注后的混凝土受支架变形的影响,V形墩及箱梁0#段支架分内、外支撑,并要求支撑有足够的强度、刚度和稳定性,以保证在外部荷载作用下结构不产生拉应力,为此,在支架结构上,采用了万能杆件和自加工杆件结合作内支撑、八三式支墩和自制桁架相结合作外支撑,内外支撑用28号拉杆联接形成平衡托架体系,进行内外支撑,保证结构的稳定性,安全性和可靠性。
内支撑采用拆装式桁梁。根据墩身高度、0#段尺寸以及施工操作需要,用混凝土自重乘以振动系数1.2计算,然后分配到各支点,确定每个支架的承载力。内支撑安装后,要进行预压,以消除其非弹性变形,减少梁段沉降量,使灌注后的梁段标高符合设计要求,同时通过预压测定支撑的弹性变形量,为调整模板标高提供依据。
外侧模支架设计荷载由混凝土外侧模侧压力和施工附加荷载确定,按支架间距分配在钢管架上,根据每片支架受力状况进行设计。
支架的安装在八三式军用墩基础浇注完毕后进行,八三军用墩之间用螺栓连接,安装完毕吊装支撑桁架,在吊车和倒链的配合下,将单片支撑桁架调整到位,用螺栓与八三军用墩连接后焊牢,然后吊装纵梁、横梁,纵梁与承台中预埋件焊接。
3 墩身混凝土及预应力工艺
本桥每个承台上有6个独立V型墩墩身,需要对称浇注以保证结构的均匀受力及稳定性。混凝土浇注分层震捣,每层高度不大于40cm;每次浇注高度控制在3m左右,每个V型墩浇注分两次进行,两次浇注高度在6.7m(即0号段横隔板连接筋位置);根据分层灌注时间确定混凝土的缓凝时间。为防止意外情况发生,混凝土缓凝时间定为8h,坍落度为16cm~18cm。泵送至V型墩顶部,再通过导管和漏斗下滑入模。0#段混凝土灌注及振捣情况与V型墩一致,须注意预应力钢筋的管道影响,保证锚下混凝土振捣密实,为了减少主桥混凝土收缩,施工中加入一定剂量的微膨胀剂。按照底板→横梁→腹板→顶板的顺序浇注。
待混凝土强度达到设计强度的95%,开始张拉V形墩预应力钢束,张拉方式为单端张拉,张拉端位于箱梁横梁的齿板上。0#块采用两端同步张拉方式张拉。对于支墩区段,钢束均为 ;张拉控制应力1340MPa,张拉控制力1688kN;采用张拉吨位、延伸量双控;张拉延伸量以10%张拉吨位时的延伸为计算初始张力,伸长量容许误差取 ± 6%。张拉端、锚固端都设置符合钢束要求的螺旋筋,锚垫板严格垂直于钢束。通过现场试验确定钢束弹模E、摩擦系数k及偏差系数μ,并根据实测值对延伸量进行相应修正。张拉时注意钢束的左右对称,张拉完成后立即进行灌浆。
4 V形墩区域施工支架拆除方案对施工过程及成桥内力的影响
4.1两种支架拆除时机
V形墩连续刚构桥的V墩区域一般采用支架法施工,在V墩区域形成之后,要不要及时拆除支架,关系到后续施工阶段的安全和成桥后的结构受力,为方便讨论,按V区支架拆除时机定义如下两种方案。
方案A:如图2所示,在V墩区域混凝土现浇并张拉预应力筋后,拆除支架,进行悬臂段施工,直至合龙。除了合龙段,各梁段的自重在施工过程中都已通过V形墩传至承台,其受力对象为各施工阶段的已形成结构,因而其对合龙后的结构不产生影响。
方案B:如图3所示,在V墩区域混凝土现浇并张拉预应力筋后,保留支架,进行悬臂段施工,在全桥合龙之后拆除支架。施工过程中,各梁段恒载除了通过V形墩传至承台外,还有一部分由V区支架承担,而且,V区支架各部位所承担的恒载大小是不均匀的,端部大,中间小。在全桥合龙后,再拆除V区支架,原本被支架支承住的那部分恒载此时开始作用在桥梁结构上;与方案A不同的是,它们的受力对象是合龙后结构。正是由于这一点,方案A、B的成桥内力、变形将不同。

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