連續(xù)剛構(gòu)特大橋撐架式滿布拱架預拱度研究

連續(xù)剛構(gòu)特大橋撐架式滿布拱架預拱度研究

2拱圈施工過程該拱橋的安裝方法主要有兩種類型：支架安裝和無支架電纜安裝?？紤]到本橋跨越澄碧河等實際情況,決定采用撐架式滿布拱架施工方案。由于拱圈施工過程是一個不斷對拱架施加荷載,拱架不斷隨之相應變形的過程。為避免拱架的變形異常,在考慮施工安全性后,決定采用“不分環(huán),但分段,兩邊對稱施工”的混凝土施工方案。即總體先施工拱腳至L/8跨段,然后施工跨中段,最后施工L/4跨部分,段與段間留1m寬的間隔槽。另外,根據(jù)設備的能力,以及更有利于拱架安全的原則,采用半幅成拱方案。3拱圈施工預拱度確定拱圈在澆筑完成達到設計強度而卸架后,在拱圈自重、溫度應力,以及墩臺位移等因素的影響下會產(chǎn)生彈性變形而下移,并且,在施工過程中,拱架在拱圈荷載、施工臨時荷載等作用下,會產(chǎn)生彈性變形和非彈性變形。因此,為了使卸架后的拱圈拱軸線與設計拱軸線相吻合,在拱架施工時必須預留預拱度。考慮到預拱度的影響因素有很多,用公式法不可能準確的計算出實際情況,因此采用綜合分析評估法確定最終的預拱度值,即既運用公式法進行預拱度的計算,又考慮現(xiàn)行橋涵施工技術(shù)規(guī)范給出的估算范圍(l200~l400)(l200~l400),同時還考慮拱架預壓觀測經(jīng)綜合分析后的成果,最終確定本橋拱圈施工預拱度為7.5cm。拱圈預拱度按拱頂為7.5cm,拱腳為0cm,其余各點按公式1分配。δx=δ(1?4x2l2)(1)δx=δ(1-4x2l2)(1)式中:δx——距拱頂距離為x處的預加高度;δ——拱頂總預拱度值。4鋼模、底模的安裝由于本橋跨越澄碧河,其常年不斷流,但沒有通航要求,因此決定采用先在河中埋設鋼護筒,搭設水上施工平臺,然后在施工平臺上搭設撐架式滿堂拱架的施工方案。在順橋向布置6排?900mm鋼護筒,橫橋向方向布置7排?900mm鋼護筒(見圖1)。鋼護筒壁厚10mm,長1200cm。拱架布置見圖2。在鋼護筒上部設牛腿以支撐縱向貝雷片。牛腿采用4根[25槽鋼做成。為防止牛腿撓度過大,在其底下加撐了八字撐,見圖3。拱架立桿采用?48鋼管,按60cm×60cm的步距布置,每1.2m層高設置水平桿。立桿支承在貝雷片上的墊底梁上。墊底梁由2根[12#槽鋼組成。每隔2根立桿設縱、橫向剪刀撐各一道。底模采用1.5m×1.2m×4mm的大塊鋼模板,支承在用[10#槽鋼做成的“橫木”上。在立桿的上部設置可調(diào)頂托,用以調(diào)整底模標高及拱架卸落。拱軸線的形成主要依靠設置在立桿頂部的弧形桿實現(xiàn)。設置“橫木”的目的是使拱圈荷載均勻的傳遞給拱架。安裝底模時要準確測定標高,并考慮預拱度,以使底模安裝位置正確。經(jīng)拱架預壓結(jié)果分析,底模的標高在必要時必須進行調(diào)整,以確保拱架卸架后拱圈設計拱軸線得以形成。5預壓及加載過程對拱架進行預壓的目的是消除拱架的非彈性變形,測定拱架的彈性變形,并建立拱架不斷加載與變形之間的關系,同時,也檢驗了拱架的強度、剛度及穩(wěn)定性。這對指導拱圈施工,確保施工安全意義重大。預壓重量采用拱圈重量與施工臨時荷載重量之和的1.2倍。預壓重量分5環(huán)加載完成,第1環(huán)加載20%,第2環(huán)加載35%,第3環(huán)加載18%,第4環(huán)加載17%,第5環(huán)加載10%。加載順序按先在兩邊拱腳對稱加載至L/8處,然后在跨中兩側(cè)L/6長區(qū)段對稱加載,最后在L/4處兩側(cè)區(qū)段對稱加載。預壓物為袋裝砂子,每袋都應進行稱量。在預壓前應對拱圈底模進行標高量測。在加載過程中也應對測點進行量測,并作記錄,用以分析拱架隨不斷加載而變形的情況。拱架預壓見圖5。在加載完成若干天后,經(jīng)測量,各測點不再沉落即可開始卸載。卸載應分層、有序進行。卸載完成后要測量各測點標高,并計算拱架彈性變形量及非彈性變形量,經(jīng)分析并對拱架采取相應措施后,調(diào)整預拱度值及底模標高。澄碧大橋預壓觀測結(jié)果見表1。6環(huán)混凝土施工6.1護肋、梁端安裝為保證拱圈的厚度及外形美觀,側(cè)模、端模及拱背模板均采用鋼模板。側(cè)模板通過斜撐利用拱架加寬部分加以固定,中間部位用[10#槽鋼作加強護肋,頂部用拉桿對拉固定。拱腳處的拱背模板在混凝土澆筑前先安裝好,其余位置拱背模板邊澆筑混凝土邊安裝,且探出混凝土澆筑面的長度≯2m。拱背模板通過拉桿及頂撐與底模聯(lián)接固定,以確保拱圈厚度和外形。為避免脹模,拱背模板用鋼管及槽鋼作為縱橫向模板護帶肋以加強,護帶肋按60cm×60cm的間距布置。由于拱圈采用分段施工方案,因此,在施工段的端部必須安裝端模板。端模板必須與拱軸線相垂直,并固定。6.2鋼筋綁扎及固定鋼筋加工、安裝采用在橋下加工場集中加工、存放,拱背上就地綁扎安裝的施工方案。鋼筋在存放時要架起,并避免露天存放,以免銹蝕。若有銹蝕,要除銹后才能澆筑混凝土。鋼筋在綁扎過程中及骨架成型后,要做好支撐架,避免變形。鋼筋保護層墊塊按60cm間距梅花形布置,并與主鋼筋綁扎固定。間隔槽鋼筋和箍筋在澆筑前綁扎,且鋼筋的錯開長度應滿足規(guī)范要求。鋼筋接長采用搭接焊。6.3混凝土澆筑和振搗澄碧大橋拱圈混凝土澆筑采用汽車泵注施工方案,因此,混凝土的配合比設計除滿足強度要求外,還必須注意其施工和易性。粗骨料的最大粒徑和坍落度是兩大控制指標。粗骨料的最大粒徑應根據(jù)輸送管徑及泵送高度確定。坍落度宜≮100mm,水灰比宜≯0.6,砂率宜在35%～45%之間。澄碧大橋拱圈厚度較大(100cm),按規(guī)范要求分層澆筑,分層厚度在25～30cm之間?；炷恋臐仓陌敕闹胁块_始,必須對稱進行,即橫橋向左右側(cè)對稱,順橋向拱頂兩邊對稱。澆筑前將澆筑范圍用彩旗拉線作為標志,把澆筑范圍劃分為1m×2m的小塊方格,通過方格判斷左右及兩端的進度是否對稱進行。在同水平高度的格子澆筑完之前,中部的進度不得高于兩側(cè)一個格子以上。由于拱圈鋼筋比較密集,因此,混凝土的搗實也是質(zhì)量控制關鍵點之一?；炷琳駬v要避免漏振、超振、欠振。澄碧大橋拱圈混凝土施工采用插入式振搗器進行搗實。振動器的插入深度為5～10cm,移動距離不超過其有效半徑的1.5倍,且必須與側(cè)模保持≮10cm的距離。對每一振搗部位的振搗時間不能過長,也不能過短,以該部位的混凝土停止下沉,不再冒氣泡,表面平坦為度,然后,即可緩慢地拔出振動器。為保證混凝土的外觀和避免泌水,對模板的邊角地帶要適當加振。間隔槽混凝土施工時,已澆筑好的拱圈端部混凝土應進行鑿毛處理。為克服混凝土收縮產(chǎn)生微裂縫,間隔槽混凝土采用微膨脹混凝土加以澆筑。另外,拱頂處作合龍用的間隔槽混凝土在一天中最低溫度的凌晨時段進行澆筑,以確保拱圈合龍質(zhì)量,因為在這個時段拱圈及砂、石等材料經(jīng)過長時間的自然降溫,內(nèi)外溫度比較一致。7旋轉(zhuǎn)頂托與橫橋同時卸落拱架卸落是拱圈施工的最后一道工序,應在拱圈混凝土強度發(fā)展到設計強度的90%以上方可卸落。澄碧大橋拱架在拱圈混凝土強度達到設計強度,且1#～3#橫墻、側(cè)墻及拱上填料施工完成后才開始卸落。拱架卸落具體操作為旋轉(zhuǎn)拱架上預先安裝的可調(diào)頂托,用旋轉(zhuǎn)圈數(shù)控制卸落量,既準確又方便?？紤]到卸落點多、均勻卸落難度大的特點,我們采用了橫橋向方向同時卸落,順橋向方向由拱頂向拱腳方向兩側(cè)對稱、分4個階段依次卸落,每次卸落總卸落量的1/4的施工方案。拱架卸落相鄰階段應間隔1h以上,以使拱圈有充分的時間進行變形及內(nèi)力調(diào)整。拱架的卸落總量Δ總為拱圈自重產(chǎn)生的彈性撓度Δ1、拱圈因溫度變化產(chǎn)生的彈性撓度Δ2、拱圈混凝土硬化收縮產(chǎn)生的拱頂下沉值Δ3以及拱架受荷后產(chǎn)生的彈性壓縮值Δ4之和。最大卸落量在拱頂處,為Δ總。最小卸落量在拱腳處,為0。中間各點的卸落量由拱頂向拱腳按拋物線分配,按公式1計算。在拱架卸落過程中,應進行拱頂標高測量,以了解拱圈變形情況,作出應對措施。8技術(shù)指標檢測百色市澄碧大橋于2009年12月10日竣工。經(jīng)檢測,各項技術(shù)指標均符合有關技術(shù)規(guī)范要求。大橋質(zhì)量安全、可靠,外形美觀(見圖3),獲得社會各界的好評。9施工質(zhì)量保障拱圈的施工質(zhì)量控制是整個拱橋質(zhì)量控制的關鍵部分,然而,拱圈的施工質(zhì)量又與拱架搭設與卸落質(zhì)量、模板安裝質(zhì)量、鋼筋加工安裝質(zhì)量,以及拱圈混凝土施工質(zhì)量等各施工環(huán)節(jié)質(zhì)量息息相關。只有做好各相關施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制措施,拱圈的施工質(zhì)量才有保障。百色市澄碧大橋拱圈施工質(zhì)量控制方法可為其它相同橋型在類似施工環(huán)境下的拱圈施工質(zhì)量控制提供有益的參考。0拱圈施工質(zhì)量控制的意義拱圈是拱橋的重要承重結(jié)構(gòu)。拱圈施工質(zhì)量的好壞關系到拱橋的安危,因此,做好拱圈施工質(zhì)量控制工作有著重要意義。本文以百色市澄碧大橋拱圈施工為例,介紹了拱圈施工質(zhì)量控制的主要環(huán)節(jié),以期為同類橋梁類似工況下的拱圈施工質(zhì)量控制提供有益