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草街嘉陵江特大桥合拢段施工技术

日期:2015-6-12 15:24:52 来源:本站原创 浏览数:
 
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    1 ·工程概况
    新建铁路遂渝线草街嘉陵江特大桥为双线大桥,横跨四季通航的嘉陵江,设计最大时速200 km/h。主桥为88 m + 160 m + 88 m 三向预应力连续刚构桥,主跨为160 m。梁体为单箱单室变高度变截面箱形梁,箱顶板宽度为11. 4 m,箱底板宽7. 8 m。全桥共有3个合拢段,分中跨合拢段和两个边跨合拢段,长度均为2 m,梁高6 m。施工时,先合拢中跨,再合拢边跨。
    2· 施工工艺
    2. 1 中跨合拢施工工艺流程
    合拢段施工艺流程: 测量全桥内力、温度场→测量合拢段两侧梁体标高及平面位置→ 调整两侧梁体标高及平面位置→安装合拢段临时锁定劲性骨架、顶梁骨架及千斤顶→择时顶梁→锁定梁体→预张拉合拢临时锁定钢束→模型安装、钢筋及预应力施工→平衡重水池蓄水→浇注砼,平衡重水池同步放水→砼强度及龄期达到设计要求即可解除临时锁定,张拉锚固合拢段钢束。
    2. 1. 1 温度场的建立
    合拢前,80 m 的主梁,在温度每变化10℃时梁体的长度变化是10. 7 mm。中跨20#梁段施工完成后,派专人连日( 每天每隔1 h 一次) 观测昼夜的温度场变化与合拢高程、合拢长度的关系,找出它们间的规律; 同时,还应对主桥的内力进行一次全面的测量,分析其变化值与温度场的关系、变化值是否在设计范围内。
    2. 1. 2 标高及平面位置确定
    按《铁路工程质量验收标准》( 2004 年新标准) 要求,合拢前两端梁体的相对高差应在合拢段长度的1 /100以内,且不大于15 mm,本桥合拢段为2 m,两梁体相对高差应控制在15 mm 以内。梁段轴线偏差应不大于15 mm。梁段顶面绝对高程应控制在± 10 mm以内。为此,在中跨20#梁段施工完成后,对施工精确测定两T 构20#梁段两端的绝对高程及平面位置,以确定是否在允许值内。测量时间尽量选在夜间温度( 约17℃) 较稳定时进行,消除日照及温差的影响。若出现较大误差,且在设计允许误差范围内,可采用对压重进行调整。本桥经测量,两悬臂端相对高差为2 mm,两梁段轴线完全重合,绝对高程也均在规范允许范围内。
    2. 1. 3 安装合拢临时锁定劲性骨架及顶梁装置
    ( 1) 安装合拢临时锁定劲性骨架
    在施工中跨20#梁段时,在箱梁顶板、底板顶面预埋反力座。合拢前先将劲性骨架固定端焊牢,焊缝必须达到相关钢结构施工验收规范要求。
    ( 2) 安装合拢顶梁劲性骨架
    为了调整大桥成桥后的内力及线型状态,对本桥中跨合拢施工时采取施加水平推力的措施,即顶梁。顶梁时将4 台YCW100B 型千斤顶上下、左右对称布置于靠近腹板的两T 构顶、底板之间,待时间进入最佳砼浇筑时段时( 拟选择在日出前的凌晨) ,同时对称施顶,施加顶力共200 t。
    2. 1. 4 顶梁施工
    ( 1) 确定合拢时间
    合拢前派专人对梁体随温度变化情况进行观测,对悬臂端进行一昼夜分时段连续观测。观测气温与悬臂端的标高变化,气温与合拢段长度的变化,气温与梁体温度的关系,对相关数据进行分析,最后根据分析结果确定最佳合拢时间。选择一天中最低气温( 12 ~ 22℃之间) ,温度变化幅度最小时段,且在未来的3 d 内均不会有较大的温度变化,温度变化幅度在10℃以内。
    ( 2) 顶梁施工
    本桥在凌晨2 点开始顶梁施工,气温15℃。为了调整大桥成桥后的内力及线型状态,对本桥中跨合拢施工时采取施加水平推力的措施,即顶梁。为了达到预期的效果,采用顶裸梁的方式进行,即所有模板均不密贴,所有钢筋、预应力管道均留一端为自由端。顶梁时将4 台YCW100B 型千斤顶上下、左右对称布置于靠近腹板的两T 构顶、底板之间,待时间进入最佳砼浇筑时段时( 拟选择在日出前的凌晨) ,同时对称施顶,施加顶力共200 t。
    ( 3) 位移观测
    顶梁前,在5#、6#墩中心、中跨20#梁段各设置一个棱镜,全站仪置于大桥附近的导线点上,与此4 个点均能通视,以测定顶梁时5#、6#墩中心的水平位移、中跨20#梁端的竖向及水平位移。在4#、7#墩上各高一台水准仪,以观测边跨20#梁段端面在顶梁产生的竖向位移。另在4#、7#墩上以及边跨20#梁段上各设一固定点,用卷尺测定边跨20#梁段在顶梁时产生的水平位移。
    2. 1. 5 锁定
    顶梁施工一完成,立即将劲性骨架焊接锁定。在焊接锁定时,派四个熟练焊工,迅速、对称地对活动端焊接锁定。用薄钢板将反力座与劲性骨架之间的缝隙垫密贴,并施焊,焊缝必须符合相关钢结构质量验收标准,并派专人负责检查,合格后方可预张合拢锁定钢束。
    2. 1. 6 预张临时合拢锁定束
    锁定完成后,根据设计提供的张拉力大小,立即依次快速预张N49、N23 钢束,作为合拢锁定束。
    2. 1. 7 模型、钢筋及预应力施工
    锁定前,便将钢筋、预应力管道等安装好,留一端为自由端。模型与梁体也分离开来。这样做主要是在确保顶梁效果的同时为合拢锁定节约时间。锁定后迅速将模型安装到位,迅速将钢筋、预应力孔道自端连接。为了确保压浆质量,合拢段所有纵向预应力管道均采用VSL 塑料波纹管有孔连接器设置排气孔。
    2. 1. 8 平衡重水池蓄水
    为确保在砼浇筑过程中梁体始终不产生挠曲变形,在中跨箱室内设置平衡重水池。水池采用红砖砌筑,其所装水重量与1 /2 合拢段梁体重量对桥墩的弯矩相当。在合拢施工前,根据砼灌注速度,在水池内墙划上水池容量刻度,其刻度与砼单位时间内浇筑方量成正比。在浇筑砼时,派专人同步放水。
    2. 1. 9 混凝土浇筑
    中跨合拢段砼方量为35 m3,采用两个拌和场、两台输送泵同时分层浇筑,分层厚度为30 cm,整个浇筑过程一次性连续完成,完成时间1. 5 h,在凌晨3∶00—4∶30之间完成。本桥浇筑砼时气温15℃,经观测,一天中气温为15 ~ 18℃,而气温最高时是在14∶00。本桥在浇筑合拢段砼时前后9. 5 h 气温保持恒定不变,均为15℃。
    浇筑砼时,输送管从顶板中间进入内箱,在腹板内侧开仓浇筑腹板。浇筑顺序: 浇筑底板砼时,从中间向两侧浇筑; 浇筑腹板砼时,一台输送泵负责一个腹板,保持对称进行。顶板浇筑时,从翼缘板向梁中心对称浇筑。在浇筑砼的同时,同步放水,以确保梁体在砼浇筑过程中始终处于平衡状态。
    2. 1. 10 混凝土养护
    采用表面覆盖海绵,浇水湿润养护,养护时间14 d。
    2. 1. 11 张拉锚固合拢钢束
    在混凝土强度达到80%,且龄期达到3 d 以上时,第二次依次张拉至设计锚下控制应力并锚固合拢临时锁定钢束( N49、N23 钢束) 。并陆续张拉锚固其它合拢钢束( N28、N29 钢束) 并锚固。张拉时,先对称张拉底板束N49( 靠近腹板束先张) ,再张拉顶板齿块束即N23,最后张拉腹板上弯束,即依次张拉N28、N29 钢束( 即先张短束,再拉长束) 。
    按设计要求,纵向预应力钢束张拉结束后迅速解除临时固结措施,以消除由于温度变化产生的结构变形的内力,保证梁体的预应力度及安全性。
    3. 2 边跨合拢施工
    22#梁段为边跨合拢段,全桥共2 个,边跨合拢段不再设置平衡重水箱,不再顶梁,但同样在最低温度且温差最小时段锁定。为了克服梁体伸长量不一致带来的剪力,在边跨两腹板内侧各增设一组剪力撑,其它锁定施工工艺与中跨合拢段相同。另外,在22#梁段砼浇筑完成后,砼龄期达到3 d 后、强度达到80%,在张拉前将支座锁定解除,张拉后迅速解除临时固结措施,以消除由于温度变化产生的结构变形的内力,保证梁体的预应力度及安全性。

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