探究桥梁工程支架施工

满堂支架法(又称就地浇注法)施工是—种比较古老的施工方法。施工过程出较明确易控制,设计计算也比较简单,是工程技术人员乐意采用的施工方法。施工时在支架上安装模板,绑扎及安装钢筋骨架,预留孔道,并在现场浇筑混凝土与施加预应力。但施工过程中需使用大量的楼板支架,一般仅在小跨径桥或交通不便的边远地区采用。随着桥梁计算理论的进步。桥梁的结构形式的样式越来越多,出现了一些变宽的异形桥、斜弯桥等复杂的混凝土结构。又由于近年来临时钢构件和万能杆件系统的大量应用,在其他施工方法都比轻困难或经过比较,施工方便、费用较低时,也有在中、大跨径桥梁中采用满堂支架法施工。如在洛三高速公路许沟特大桥(跨度为220m的拱桥)就采用了支架施工。

1.2 支架的形式

支架按构造可分为梁式、支柱式和梁桂式。支柱式支架构造简单, 在陆地或不通航的河道中经常用到, 或用于桥墩不高的小跨径桥梁。其特点是在桥垮下满布支架立柱,模板直接支承在立柱上的方术或型钢上。梁式支架则是在两端设立柱,上方设承重梁,模板直接支承在承重梁上。依其跨径可采用工字钢、钢板梁或钢桁梁作为承重梁,当跨径小于l0m时可采用工字梁,跨径大于20m采用钢桁架。

2、支架制作的要求

2.1支架虽为临时结构,但它要在施工过程中承受桥梁的大部分恒载。因此从受力和使用性能上要求必须有足够的强度和刚度。同时支架的基础应可靠,构件之间的结合要紧密.并要有足够的纵、横、斜向的连接杆件,使支架成为空问稳定的整体。

2.2对河道中的支架要充分考虑洪水和漂流物的影响。支架组拼后,应考虑洪水的影响及漂流物对支架安全的威胁。

2.3支架在受荷后将有变形和挠度,在安装前要进行计算.以便设置合理的预拱度,使结构的外形尺寸和标高符合设计要求。

2.4支架上要设置落架设备,落架时要对称、均匀,不应使主梁局部受力。

2.5构造和制作简单,装拆方便,要能增加周转次数。

3、支架计算要点

3.1作用在支架上的荷载有桥跨结构的重力、浇筑设备的重力(包括振动荷载)、风力及施工人员的重力,连同模板和支架自重均由支架承受;

3.2支架的各构件应按其计算图式进行强度计算,容许应力可按临时结构予以提高;

3.3支架的挠度需要验算,并小于其容许值;

3.4支架的预拱度计算包括梁自重所产生的挠度、支架受载后产生的弹性变形和非弹性变形、支架基础的沉降量等;

3.5支架卸架设备的选用及受力计算。

4、支架施工的方法

预应力混凝土连续梁桥需要按一定的施工程序完成混凝土的就地浇筑,待混凝上达到所要求的强度后,拆除模板,进行预应力筋的张拉、管道压浆工作。至于何时可以落架,则应与施工程序和预应力筋的张拉工序相配合。当在张拉后恒载自重巳能由梁本身承受时可以落架。对多联桥梁,支架拆除后可周转使用。有时为了减轻支架的负担,节省临时工程材料用量,主梁截面的某些非主要受力部分可在落架后利用主梁自身进行支承.继续浇筑第二期结构的混凝土,但由此要增加梁的受力.井使浇筑和张拉的工序有所反复。

小跨径预应力混凝土连续梁桥,一般采用从～端向另一端分层、分段的施工程序。大跨径预应力混凝土连续梁桥常采用箱形截面,施工时要分层或分段进行。一种是水平分层方法。先浇筑底板,待达到一定强度后进行腹板施工,或直接先浇筑成槽形梁,然后浇筑顶板。当工程量较大时,各部位可分数次完成浇筑。另一种施工方法是分段施工法,粮据施工能力,每隔20～45m设置连接缝,该连接缝一般设在梁的弯矩较小的区域,连接缝宽约1m。待各段混凝土浇筑完成后.最后在接缝处施工合龙。为使接缝处结合紧密,通常在梁的腹板上做齿槽或留企口缝。分段施工法,大部分混凝土重力在梁合拢之前已作用,这样可减少支架早期变形和由此原因而引起的梁的开裂。

5、工程实例

某大桥跨结椅布置为9×20m+220m+4×20m,全长493.14m,桥面纵坡为2%。主孔为等截面悬链线箱形无铰拱,截面为三室箱,拱轴系数m=1.543,净跨径m,净矢高f。=40m,矢跨比为1/5.5,拱上建筑为13～17.5m预应力混凝土空心板连续桥面及双柱式排架立柱,柱间设横向联系。东西引轿为顶应力混昆凝土空心板,桥面连续,下部为双柱式墩台,基础为钻孔灌筑嵌岩桩i.桥面宽度为2×(净llm+2×0.5m墙式护栏),主拱拱箱采用50号混凝上。

该桥位于山区跨越河沟,村槽表层为亚砂土,下层为卵石土,两岸地质较好。设计方案为有支架预制拼装,其原因是主孔桥面设计标高上空10m处有ll00kV高压线通过,且不宜改线另架,故无法采用无支架吊装施工。经多种施工方案研究比较后。决定采用有支架施工方案,但改预制拼装方案为现挠方案,因预制拼装又必须有大型缆索吊装设备。就施工方法而言,如何使逐步浇筑的混凝土得到——临时结构的可靠支撑,直到形成拱圈,是问题的核心。本文就支架设计和计算分析的有关问题进行介绍,由于本桥为双幅拱桥,这里介绍的内容均为单幅,另幅相同。

支架设计的思想是充分发挥施工单位具备制式器材的优势,安全可靠、施工简便、经济舍理。根据施工单位制式器材的具体情况,采用铁路军用器材和常备万能杆件组拼现浇支架主体, 在近拱脚两端34m范围内采用万能杆件组拼支架,碗扣式支架形成拱弧兼卸落设备;中间大部分采用六五式铁路军用墩组立支墩,两支墩墩顶设置六四式铁路军用梁,支墩之间设置万能杆件纵系梁两道,形成梁柱式结构体系的现浇支架。考虑到桥址处地质情况,整个支架组立于混凝土或片石混凝土临时墩上。支墩采用六五式铁路军用墩,其布置方式为2×5柱,根据位置不同其高度也不同,最低支墩为l8.1m,最高支墩为36.6m,顶端因支承位置不同略有变化。梁部采用双层六四式铁路军用梁,跨度均为20m,横向共8片。由其配套器材形成横向连结。两拱脚34m范围内采用万能杆件直接组立。并与梁柱式结构联结,形成一体支架共同受力。在整个支架上部, 采用碗扣式支架形成拱弧, 其上采用组合钢模板。

6、小结

通过工程实践总结一些有益的经验,供同类工程施工参考。

6.1临时结构的计算分析模型要尽量接近实际情况,计算工况应直接模拟施工过程。荷载的影响因素考虑要全面。对于拱桥的施工支架,尤其是水平力要充分考虑。

6.2采用制式器材组拼施工支架快捷经济,能移充分发挥战时器材在和平时期的作用。碗扣式支架现浇施工的底模标高相差较大时很方便,且为多点卸落;但要注意加强横向联结措施,增加水平刚度,防止水平位移过犬。

6.3支墩较高时要注意加强纵向联结系,以保证其整体稳定性。计算和实测表明。本支架上纵系梁受力较大,下纵系梁受力较小,在受力上稍欠合理。但构造上保证了支墩的稳定性要求。

6.4施工预拱度必须严格计算和控制,应充分考虑非弹性变形的影响,必要时进行加载试验取得经验数据,然后对立模标高进行修正,才能保证结构线型符合设计要求。

6.5对大跨度拱桥应进行施工监控,及时发现问题并予解决,防止出现施工安全事故的发生。