张垒
中铁二十四局集团公司上海200071
摘要:通过对漯河互通立交匝道桥施工的例子,对双向预应力箱梁支架及模板施工进行了详细的阐述,并对支架的安全性能进行了检算,论述了支架的控制要点,从而可以对本技术进行推广使用。
关键词:双向;预应力;支架;施工
Abstract:BidirectionalprestressedboxbeamsupportsandframeworkconstructionareelaboratedindetailwithaconstructioncaseofLuoRiverinterchangerampbridge,andthesafetyofsupportswascheckedbycalculation.Controlpointsofthesupportswerediscussed,andtherebytheproposedtechniquecouldbepopularizedwidely.
Keywords:bidirectional,prestressed,support,construction
1、工程概况
漯河互通立交F匝道桥位于漯河郊区附近,全长411.823M,桥面宽10M,底宽7M,共15孔。上部结构为双向预应力砼连续现浇箱梁,箱梁为单箱双室截面,外型简洁、流畅、轻巧、美观,桥台处设置伸缩缝。桥台和立柱顶面设盆式橡胶支座。
2、施工方案的确定
F匝道桥现浇梁根据现场情况,经过几种方案的对比、优化,最终确定的方案是:对地基进行灰土处理并压实;用碗扣式杆件搭设满堂架做支架;用竹胶板做外模板;内模采用钢、木结合模板。跨路部分采用工字钢预留门洞法施工。
2.1地基处理
对桥下地基进行现场实地试验后,原地基承载力均在200Kpa以上。根据计算地基承载力应不低于120KPa,原地基能够满足承载力要求,不需要特别处理,只对高低不平的地方进行推平碾压即可。考虑到雨季施工,故使用20cm厚度4%的石灰土封闭地基下层,以防止雨水浸泡,造成地基承载力下降。地基碾压的压实度要求在95%以上,以消除地基的瞬时沉降。
处理后的地基总宽度为14m,并从中间向两侧设置1%的坡度,以利于排水。地基两侧各设置一道排水沟,水沟宽度与高度分别为50*50cm。
图一
2.2支架施工
架杆使用WDJ碗扣件,根据需要,立杆使用各种型号搭配,并使立杆接口交错布置。结构形式为:立杆纵横向间距为90CM×90CM,步距120CM;箱梁纵向腹板处荷载集中,立杆横纵向间距采用60CM×90CM,步距120CM;箱梁每跨横隔梁处由于是实心段,荷载较集中,立杆纵横向间距布置采用60㎝×90㎝,墩身两侧各布置5排(箱梁起始端、终点端每侧布置7排);箱梁纵向右侧布置间距90CM立杆一根作为施工平台,顶托和底托调整高程。
为保证箱梁的整体稳定,在支架的纵、横向每隔4排立杆用φ48×3㎜钢管搭设一道通长剪刀撑,剪刀撑杆件与地面角度控制在45°~~60°之间,保证剪刀撑处在最好的受力状态。
2.3模板铺设
箱梁外模采用厚15mm,尺寸为1.22M×2.44M大块覆膜竹胶板,为保证砼外形美观,模板长边纵向铺设,底板单幅共铺6块。腹板与底板的连接采用底模包侧模的方式。箱梁内模采用钢、木结合模板,在内模上铺厚塑料薄膜,以防止砼漏浆,利于脱模。
①外模安装
支架安装加固完成后,在支架顶托上铺设纵向方木,纵向方木采用10×12CM截面的方木,放置在顶托上;横向方木采用8*10CM截面,间距30CM;腹板侧模和翼缘板,采用6×8CM方木制作加强肋,间距35CM。利用铁钉联结方木,保证方木与顶托,方木与方木连接可靠、平稳。
模板拼缝时,纵横向要在一条直线上,拼缝要严密,排列整齐,特别是位于墩柱处的模板,左右前后要对称。所有竹胶板接缝均应位于其下方的横向分配方木上。竹胶板用钢钉固定在其下面的横向分配木上,竹胶板与竹胶板之间粘贴海绵条。腹板模板置于底板上,能较好的保证底板与腹板、腹板与翼板边缘线条顺直,在腹板与底板外侧粘贴一条双面胶带,在胶带外侧用钢钉固定一根厚1cm,宽10cm的板条,可有效的控制腹板底部的线条不发生跑模变形,同时可防止漏浆现象。如图二。
为方便底板混凝土施工,在每一跨箱室顶板纵向中心全长范围内,预留通长的混凝土浇注槽口,宽度30~60cm,待底板混凝土浇注完毕顶板混凝土施工前封闭。
③箱梁端模采用壁厚为3CM的木板做模板。按照钢筋和锚垫板的位置在模板上开孔,作为预埋钢筋和锚垫板的定位架,并用海绵条塞紧孔道间隙,以防漏浆,同时将端模用预埋钢筋和钢管夹紧固定,防止模板在混凝土施工过程中震动错位,以保证锚垫板的定位准确。
3.结构检算
(1)荷载组成
荷载主要包括:钢筋混凝土自重、模板自重、支架自重、施工荷载等分别计算如下:
①箱梁混凝土自重q1=13.95KN/M2;
②内模(含框架、钢模)自重:q2=0.284+0.491=0.775KN/M2。
③箱梁外模(包括外腹板侧模的加劲肋、竹胶板、箱梁底模)自重,取箱梁纵向1M方向计算荷载:q3=0.467KN/M2。
④碗扣件(含方木、顶托、底托)自重,取支架最高高度为17M,则荷载为:q4=3.036+0.375=3.411KN/M2。
⑤枕木自重荷载q5=0.48KN/M2
⑥施工荷载,查施工手册取施工荷载为:q6=2.5KN/M2
⑦混凝土振捣荷载,查施工手册取施工荷载为:q7=2.0KN/M2
(2)模板检算
经计算作用在模板上的荷载总荷载为:23.97KN/M2。取横向1M宽度范围,纵向按三跨连续量计算,跨度L=0.30M,则纵向线荷载为:
q=23.97×1=23.97KN/M
Mmax=0.08×ql2=0.08×23.97×0.302=0.173KN?M。则最小抗弯模量
W0=Mmax/[σw]=0.173×106/90=1922mm3(15mm竹胶板的容许弯应力[σw]=90Mpa。)
竹胶板抗弯模量:W=bh2/6=1000×152/6=37500mm3>W0=1922mm3,满足要求。
跨中挠度:f=0.677×ql4/(100EI)=0.8mm=L/400=0.8㎜,则横向方木采用间距30CM可保证竹胶板的刚度满足要求。
(3)作用在支架上的荷载为:q=28.66KN/M2
按照支架的布置一般断面为S=0.9×0.9M2,故每根立杆实际承受的荷载N=23.2KN。查路桥施工手册:当步距为1.2M时立杆的容许承载力[N]=30KN>N=23.2KN,故碗扣件采用该间距布置满足要求。
(4)地基承载力检算
每根立杆通过地基上的枕木支撑在地基上,作用在地基上的荷载为
N=[1.2×(q1+q2+q3+q4)+1.4×(q6+q7)]×0.9×0.9+q5×0.9×0.9
=28.66+0.48×0.81=29.05KN,采用枕木作为持力面,则需要的地基承载力为σ=N/(b×1/0.9)=29.05/(0.22×1/0.9)=119Kpa,
故要求地基承载力达到120Kpa以上。
4.预拱度的设置
预压沉降量观测点位按照跨度的1/4,1/2,3/4布设三排,每排分左、中、右三个点位。实测成果见表一
经过预压及浇注砼后得出的数据,每25m跨沉降总量约为25mm,其非中弹性沉降为20mm,弹性沉降为5mm。考虑实际施工过程中其它因素的影响,每跨预拱度按照10mm预留,并按二次抛物线布设。
5.小结
针对箱梁箱室较小且尺寸多变的特点,采用钢木组合内模,具有结构简单,可以重复倒用、拼装、拆除比较方便、经济合理等优点。拆模后浇注的梁体曲线圆顺,表面光滑,各项指标检查均符合设计要求。
上述施工技术简便、安全、质量可靠、经济,为同类桥梁施工提供了宝贵经验。
参考文献:
[1]范立础.预应力混凝土连续梁桥[M],北京:人民交通出版社,1996。
[2]材料力学[M].普通高等教育规划教材,2003。
[3]路桥施工计算手册.人民交通出版社发行,2001。