MSS62_5移動模架分塊澆筑大跨徑箱梁橋的施工創(chuàng)新(62.5m)_圖文

1、浙江建筑 , 第 26卷 , 第 1期 , 2009年 1月 Zhejiang Constructi o n , V o. l 26, No . 1, Jan . 2009收稿日期 :2008-08-06作者簡介 :項貽強 (1959 , 男 , 浙江杭州人 , 教授、 博士生導(dǎo)師 , 主要研究方向 為大跨度 橋梁的分 析理論、 健康 監(jiān)測與控 制、 損傷識 別、 評估管 理系統(tǒng)。M SS62. 5移動模架分塊澆筑大跨徑箱梁橋的施工創(chuàng)新The cons truc ti o n i nnova ti o n o f l a rge span conc r e te box g i r de rm

2、ak i n guse o fMSS 62. 5mob il e t emp l a t e she lf a nd pa rtiti o n i n g cas ti ng項貽強 1, 上官興 2, 3, 黃成造 3, 柏華軍 1, 晁春峰 1, 趙 陽1XIA NG Yi 2qiang, S HA NG Guan 2xing, HU A NG Cheng 2za o , BAI Hua 2jun, C HA O Chun 2feng, Z HA O Y a ng(1. 浙江大學(xué)土木工程系 , 浙江 杭州 310027; 2. 華東交通大學(xué)土木建筑學(xué)院 , 江西 南昌 330013;3. 廣

3、州珠江黃埔大橋有限公司 , 廣東 廣州 510735摘 要 :針對 80m 跨徑等高連續(xù)箱梁的特點 , 提出了采用已有 M SS62. 5m 移動模架進行分塊澆筑 80m 跨徑 等高連續(xù)箱梁的 創(chuàng)新思路、 施工工藝及步驟 , 并進行了 80m 跨徑等高連續(xù)箱梁施工工法的概念設(shè)計及配筋估算 , 結(jié)果表明所提出的工法技術(shù)可行 , 施工經(jīng)濟 , 現(xiàn)行的 MSS62. 5m 移動模架施工跨徑可推廣至 80m 跨徑的等高混 凝土連續(xù)箱梁的 施工 , 且模架的 主梁結(jié)構(gòu) 幾乎不需 多大的改造。關(guān)鍵詞 :混凝土等高連續(xù)箱梁橋 ; 移動模架 ; 分塊澆筑 ; 施工方法 ; 設(shè)計中圖分類號 :TU745. 2

4、文獻標(biāo)識碼 :B 文章編號 :1008-3707(2009 01-0042-041 概 述預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù) 梁橋在恒載作用下因支點截面 的負彎矩大于跨中截面的正彎矩約一倍 , 所以大部分 跨徑在 50m 以上時都選用變高度梁 ; 跨徑范圍絕大部分在 50m 以下往往選擇等高連續(xù)梁 , 它具有結(jié)構(gòu)構(gòu)造 簡單、 線性簡潔美觀、 施工方便、 跨中撓度小等諸多優(yōu) 點。但是隨著橋梁的設(shè)計和施工技術(shù)的進步和發(fā)展 , 變截面連續(xù)梁橋結(jié) 構(gòu)復(fù)雜 、 工期長等缺點顯露出來 , 在 很多情況下 , 由于工藝復(fù)雜所增加的費用往往超過結(jié) 構(gòu)體積的節(jié)省 , 同時變截面連續(xù)梁橋因跨中梁高偏矮 (僅有支座梁 高 1/3,截

5、面抗彎剛度不足 , 跨中出現(xiàn)持 續(xù)下?lián)虾烷_裂的現(xiàn)象。因此從變形控制角度出發(fā) , 在 80m 跨徑以內(nèi) , 推薦等高連續(xù)梁。在不少特大規(guī)模橋 梁中經(jīng)過綜合比較 , 80m 跨徑以內(nèi)都采用了等高連續(xù) 梁。目前中國等高連續(xù)梁最大跨徑為南昌贛江大橋(80m 和蘇通長江大 橋 (75m; 國外為 委內(nèi) 瑞拉卡 羅尼 河 大橋 (96m 。 不 完全統(tǒng) 計 , 近年 來在長 江入海 口的超長橋 (如 上海東 海大橋 、 浙江杭州 灣大橋、 蘇通長江大橋和 廣 州黃埔 珠江 大橋等等 ?？鐝皆诖笥?50m 以上的預(yù)應(yīng) 力 混凝土 連續(xù) 梁采用 等高 的橋有 15座 , 總長 約 50k m 。隨著大跨徑等高

6、連續(xù)梁逐漸推廣 , 特別是 80m 跨徑等高連續(xù)梁應(yīng)用 , 有必要結(jié)合跨徑大于 50m 的 等高度梁的寶貴施工經(jīng)驗 , 優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工工 藝 , 把移動模架工法的施工跨徑從原來 60m 增加到 80m , 具有十分重要的現(xiàn)實意義。2 傳統(tǒng) M SS 移動模架工法移模工藝施工的經(jīng)濟跨徑在 50m 以內(nèi) , 用鋼量 400600, t 否則主梁因受力 過大不但用鋼 量倍增 (見圖 1, 而且拆卸、 運輸和安裝均十分困難 , 不利 推廣。以珠江黃埔大橋兩套 MSS62. 5移動模架為例 , 施工跨徑 62. 5m, 主梁重 550, t 每套設(shè)備總重 1400t 。 因此該工藝推廣到 65m 以

7、上跨徑 , 尤其達 到 80m 跨徑連續(xù)梁橋移動模架施工 , 還需在移動模 架設(shè)計觀念、 箱梁施工工藝上繼續(xù)創(chuàng)新。圖 1 移動模架用鋼量統(tǒng)計曲線3 M SS 移動模架分塊澆筑等高連續(xù)梁的提出3. 1 貝雷移動支架分塊逐孔澆筑工藝及應(yīng)用1991年湖南安鄉(xiāng)大瓊港大橋 (830m 首創(chuàng)貝雷移動支架分塊逐孔澆筑新工藝。迄今不完全統(tǒng)計 , 僅湖南廣東兩省推廣這種工藝建成的連續(xù)梁橋七座 , 總長 7527m, 表 1給出了采用貝雷移動支架分塊逐 孔澆筑連續(xù)混凝土橋梁的應(yīng)用實例及經(jīng)濟指標(biāo)。3. 2 MSS 移動模架分塊澆筑等高連續(xù)梁的創(chuàng)新思路MSS 移動模架分塊逐跨澆筑工法是在傳統(tǒng)移動 模架工法的基礎(chǔ)上 ,

8、 將 /分塊懸臂施工 0和 /逐孔澆 筑 0兩種工 藝巧妙地相結(jié)合 , 它的 特點系利用連續(xù) 恒載有兩個 /彎矩零點 0, 將主梁分成 A 、 B 兩塊 , 見 圖 2。對于 MSS62. 5移動模架 , 要施工澆筑 80m 的 等高度 連續(xù) 梁 , 宜將主 梁分 成 A 、 B 兩 塊 , 每塊 約 20m 長 , 先利用該模架澆筑 19m 長的 A 塊后 , 借助張拉箱梁的部分預(yù)應(yīng)力束使 A 塊 自動脫離模架支 承 ; 再利用 A 塊預(yù)應(yīng)力作支撐 (設(shè)計的連續(xù)箱梁的 配筋應(yīng)考慮承受該施工荷載 , 使 MSS62. 5模架的 受力跨徑控制在原設(shè)計的澆筑跨徑范圍內(nèi) , 這樣依 靠先 澆 預(yù) 應(yīng)

9、 力 混 凝 土 箱 梁 本 身的 支 撐 , 提 高 了 MSS62. 5移動模架的施工跨徑。表 1 貝雷移動支架分塊逐孔澆筑連續(xù)混凝土橋梁經(jīng)濟指標(biāo)序列橋名 /長度 /m 跨徑 L /橋?qū)?B /m支架用量移動模架用鋼量指標(biāo) GT G 1=t /孔 G 2=kg/m2G 3=kg/m3混凝土湖南1瀏陽河橋 , (760m 三套 , 280m 一套 20/2423016. 434. 2952石龜山大橋副 橋 (630m 30/1029013. 846. 096廣東3肇慶大橋北引橋 ,(600m 20/172468. 224. 1504肇慶大橋北引橋 , (710m 30/1739816. 63

10、3. 0615韶關(guān)五里亭大橋 引橋 , (315m 20/3021513. 422. 859江蘇6蘇通大橋北引橋 , (2360=720m 30/1734614. 428. 3 52圖 2 M SS 分塊逐跨澆筑 工法結(jié)構(gòu)原理示意圖3. 3 工藝流程移動模架分塊逐跨澆筑工法作為一種標(biāo)準(zhǔn)化循 環(huán)施工的橋梁施工設(shè)備 , 其施工工藝 具有重復(fù)性。 標(biāo)準(zhǔn)的移動模架施工工藝為 :(1 移動模架的現(xiàn)場拼裝、 吊裝提升及行走、 荷 載試驗 ;(長度對稱 40m;(3 混凝土養(yǎng)護 , 拆除內(nèi)模 ;(4 待混凝土達到設(shè)計強度 90%以上 , 張拉腹板束、 頂板束 ;(5 在 A 塊懸臂端支撐數(shù)控液壓千斤頂 ,

11、輔助 移動模架主梁 ;(6 兩邊對稱澆筑 B 塊混凝土 , 養(yǎng)護達到強度 后張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋 ;(7 移動模架落主梁脫模 , 縱移后退 40m 澆筑 首跨 40m 合攏段 ;(8 移動模架前移 120m, 進行標(biāo)準(zhǔn)跨澆筑 , 重 (6, ;43第 1期項貽強等 :M SS62. 5移動模架分塊澆筑大跨徑箱梁橋的施工創(chuàng)新(9 移動模架前移 80m, 循環(huán)施工標(biāo)準(zhǔn)跨 ; (10 待標(biāo)準(zhǔn)跨施工完成 , 移動模架前移 40m,澆筑尾跨 40m 合攏段 , 完成移動模架施工。3. 4移動模架分塊逐跨澆筑工法施工步驟(1 模架拼裝完畢 , 調(diào)整模架 , 準(zhǔn)備澆筑混凝土 ;(2 澆筑首跨 A 塊混凝土 , 張

12、拉預(yù)應(yīng)力鋼筋 ;(3 在已澆段 A 塊端支撐數(shù)控液壓千斤頂 , 輔 助移動模架 ;(4 首跨澆筑 B 塊 , 張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋 ;(5 移動模架后退 40m, 準(zhǔn)備澆筑首跨合攏段 ;(6 澆筑首跨 40m 合攏端混凝土梁 ;(7 移動模架前移 120m , 準(zhǔn)備澆筑標(biāo)準(zhǔn)跨箱梁 ;(8 標(biāo)準(zhǔn)跨 A 塊澆筑 , 張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋 ;(9 在已澆筑 A 塊懸臂端 支撐數(shù)控 液壓千斤 頂 , 準(zhǔn)備澆筑 B 塊 ;(10 標(biāo)準(zhǔn)跨 B 塊澆筑 , 張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋與上一 跨合攏 ;(11 循環(huán)澆筑完標(biāo)準(zhǔn)跨 , 移動模架前移 40m, 準(zhǔn)備澆筑尾跨 ;(12 尾跨 40m 澆筑 , 張拉預(yù)應(yīng)力合攏。 3. 5MS

13、S 移動模架分塊逐跨澆筑工法工藝特點 MSS 移動模架分塊逐跨澆筑工法 , 同一個移動 模架采用不同的施工順序 , 減少移動模架受力跨徑 , 從而使主梁承載彎矩減少 , 鋼量大幅度下降 , 克服移 動模架向大跨徑發(fā)展的壁壘。此外 , 如果采用閑置 的軍用桁架設(shè)備 (貝雷桁架 做移動模架主梁 , 結(jié)構(gòu) 裝拆、 運輸均十分方便 , 使貝雷移模分塊逐孔澆筑工 藝的施工費用比 MSS 法節(jié)約 40%, 同時也為小跨徑 移動模架施工大跨徑混凝土連續(xù)梁提高一種新的思 路。如果應(yīng)用于廣州珠江黃埔大橋 62. 5m 移模 , 可 使其施工跨徑擴大到 80m , 而用鋼量保持原先 P = 1450t 。 可見在

14、大于 60m 跨徑的移動模架中 , 創(chuàng)新地 運用 /分塊澆筑 0新工藝 , 具有十分顯著的經(jīng)濟效益。4MSS 移動模架分塊逐跨澆筑工法的概念 設(shè)計4. 1移動模架主梁 -鋼框架承載力估算移動模架的主要承力結(jié)構(gòu)為鋼框架的主梁 , 廣 州珠江 黃埔 大橋 MSS62. 5m 主 梁的 截面 尺 寸見 圖 3, 根據(jù)規(guī)范 , 考慮允許應(yīng)力值 R =160MPa , 則 相應(yīng)的主梁允許彎矩值 M=R W =1. 6105 1. 132=1. 8112105kN #m 。 4. 跨徑的 1/17.8。圖 4給出了該混 凝土梁高截面的 尺寸及預(yù)應(yīng)力束的初步布置圖。由圖 4, 知該混凝土截面箱梁的幾何特性

15、, 對跨中 截面 A =14. 8m 2, 單位長度自重約為 g =390kN /m, 支 座截面 A =17. 2m 2, 單位長度自重約 g =450kN /m。 因此 , 根據(jù)鋼框架的自重分布 , 按懸臂梁分別計 算現(xiàn)澆混凝土 A 塊及 B 塊 時鋼梁所 承受的彎 矩 , 圖 5給出了現(xiàn)澆 A 塊時鋼梁自重及相關(guān)尺寸和模架 彎矩圖 , 圖 6給出了現(xiàn)澆 B 塊時鋼梁自重及相關(guān)尺 寸和模架彎矩圖。通過計算分 析 MSS62. 5移動模 架鋼梁按所提的澆筑順序和施工工藝施工 80m 跨 徑混凝土截面箱梁時同樣能滿足其承載的要求。圖 5雙懸臂移模自重及 A 塊澆筑44浙 江 建 筑 2009年

16、 第 26卷 圖 6 A 塊張拉預(yù)應(yīng)力后 , 現(xiàn)澆 B 塊4. 2 移動模架施工的等高 80m 跨混凝土箱梁的預(yù)應(yīng)力筋設(shè)計4. 2. 1 預(yù)應(yīng)力筋配置的原則 對于移動模架施工 的等高 80m 跨混凝土箱梁的預(yù)應(yīng)力筋設(shè)計應(yīng)采用 如下原則 :(1 A 塊、 B 塊的腹板斜向預(yù)應(yīng)力束的豎向分力 應(yīng)與澆筑的 A 塊、 B 塊的混凝土自重所平衡 ; (2 A 塊、 B 塊的頂板預(yù)應(yīng)力束的數(shù)量應(yīng)與澆筑 A 塊、 B 塊的混凝土自重產(chǎn)生的彎矩相平衡 ; 4. 2. 2 混凝土箱截面的預(yù)應(yīng)力束配置 圖 7圖 9為按照上述配束原則計算的等高 80m 跨混凝土箱 梁的腹板和頂板預(yù)應(yīng)力束的配置示意圖 ; 圖 10為底 板索布置示意圖 , 其中四孔為跨中合龍束 , 其余二孔 為預(yù)留孔道。5 結(jié) 語本文針對 80m 跨徑等高連續(xù)箱梁的特點 , 提出 了采用 MSS62. 5m 移動模架進行分塊澆筑 80m 跨 徑等高連續(xù)箱梁的創(chuàng)新思路及施工工藝及步驟 , 并 進行了 80m 跨徑等高連續(xù)箱梁施工工法的概念設(shè) 計及配筋估算 , 結(jié)果表明所提出的工法技術(shù)可行 , 施 工經(jīng)濟 , 現(xiàn)行的 MSS62. 5m 移動模架施工跨徑可推 廣至 80