中铁二十四局集团有限公司 上海 200071
摘要:轨道交通地上区间常采用高架桥梁设计,本文以中铁建青岛蓝色硅谷城际轨道交通工程07标段钢筋混凝土简支箱梁为例,介绍轨道交通现浇梁钢管柱支撑施工技术,为类似工程提供施工经验。
关键词:简支箱梁;钢管柱支撑;施工技术
1工程概况
中铁建青岛蓝色硅谷城际轨道交通工程07标段现浇简支箱梁为单箱双室斜腹板箱型截面,梁长32m,梁顶宽10.2m,底宽5.0m,梁高1.8m,跨中断面腹板厚度为0.27m,顶板厚0.25m,底板厚0.25m,箱梁重450t;新浇钢筋混凝土容重按26KN/m³考虑,翼缘板钢模板180kg/m²,箱梁底模 120kg/m²。箱梁现浇施工采用钢管柱支撑方案。
2支架设计
跨径32m简支箱梁采用钢管柱支架方案,地基采用换填处理,钢管柱基础采用C30混凝土条形基础,钢管采用壁厚10mm直径630mm钢管,钢管柱为双排,柱间撑采用16#槽钢连接,钢管柱顶部设置砂箱,砂箱上为双拼45#工字钢,其上采用标准1.5m高贝雷架作为纵跨梁,贝雷架上放置I16工字钢,间距1m,工字钢上铺设定型钢模板。
3支架搭设
3.1基础施工
双排钢管柱底部设置条形配筋基础(高80cm、宽200cm、长770cm),若条基下持力层经夯实后不能满足承载力要求,则换填1.5m深级配砂砾石。换填层宽400cm、长970cm、厚150cm,持力层为卵石层。换填级配砂砾石分层碾压,每层30cm厚。为保证换填质量,采用机械夯实,检查合格后进行下步施工。
基础采用钢筋混凝土结构,混凝土采用C30,主钢筋采用直径为22的螺纹钢筋,箍筋采用直径为12的螺纹钢筋。
钢管柱与基础连接采用高强螺栓进行对接,基座采用钢板+钢架焊接制作而成。基座预埋部分需局部加强处理,增加局部配筋量。预埋时,基座脚部应与基础钢筋骨架焊接牢固。
3.2钢管柱加工及安装
钢管柱采用直径为63cm的钢管,钢管节采用法兰盘对接,高强度螺栓进行固定。对接完成之后,采用扭力扳手进行螺栓拧紧情况检查。
基座钢板与预埋杆件进行穿孔对接,对孔完成之后,在基座垫板上放置钢垫块,拧紧螺母,采用扭力扳手进行检查。
组装完成之后的钢管柱采用吊装与基础上的锚杆进行对接,采用铅锤线量测钢管柱的垂直度,并用卷尺量测柱顶标高。调准垂直度之后,进行紧固。
在立钢管柱时采用缆风绳进行斜拉临时稳固,并在现场注意锚固点的稳定情况。
在钢管柱帽位置从上到下30cm区域,采用1cm钢板进行井字型加强。
3.3砂箱制作及安装
砂箱采用钢管+钢板焊接而成。焊接时,应按照钢结构焊接规范要求施工。焊接之后,检查每个焊接部位的焊接质量(如饱满度、宽度、长度等)。砂箱安装时,砂箱中心点必须与钢管柱中心点重合,上箱体中采用C30混凝土浇筑。根据支撑高度设定砂箱装砂高度,并采用50t荷载力进行预压,砂箱底部侧面设有一直径3cm圆形放砂口,放砂口采用螺栓进行临时封堵,箱梁张拉压浆完成后,便可打开螺栓放砂卸荷。
3.4贝雷片拼装及吊装
砂箱顶部横梁采用两根长12m的双拼I45B工字钢,上方放置贝雷片组合钢架。大梁(双拼工45B型钢)与砂箱接触位置处,工字钢设钢板加强肋进行局部加强。贝雷片钢架与工字钢交接处采用直径20mm圆钢桥形固定,圆钢两端焊接于工字钢上。贝雷片采用标准尺寸结构,长3m、高1.5m和长2m、高1.5m两种规格。每个组合贝雷片钢架由两排贝雷片连接组成。每排贝雷片钢架之间采用钢件进行横向加固,顺桥向设置3道,分别在贝雷片钢架的两端及中部。
3.5分配梁铺设
分配梁采用工16B型钢,长度为12m,间距1m铺设一道,采用U型扣固定分配梁与贝雷片,两端交替布置。
4支架预压
预压的重量按1.2的安全系数计算,预压荷载采用混凝土预制块,吊车起吊就位来实现。预压时应按实际施工时的压力的分布来预压,荷载主要集中在底、腹板位置,翼板位置适当减少。
预压前,在模板上部标记沉降观察点,沉降观察点在主墩柱轴线向两侧布置每隔1/4跨径设置一道,每道观察点布置在底板中部、腹板处、翼缘板中部,每道共计5个点。在主墩顶混凝土面上设置水准点(固定后视点),并对每个点进行初读书记录,并对每个观察点进行标记、编号。
加卸载顺序及时间:采用吊车吊装预制块至支架体系模板面上,加载时按照分级加载的施工步骤分别加载施工总荷载1.2倍作为加载总荷载的60%、80%、100%。其加载断面应对于箱梁断面结构,箱体底板、腹板、翼缘板。对每级加载后,对支架体系的观察点进行沉降观察和水平偏位观测、支架地基变形沉降观测、支架的变形观测等。
5支架拆除
箱梁张拉压浆完成后进行支架的拆除。
5.1拆除流程
按照“纵桥向对称均衡、横桥向基本同步”的原则分阶段循环进行支架拆除。单孔支架自上而下的拆除顺序为:
张拉完成→砂箱放砂下落→拆除方木、侧模、脱内模及底模等→拆除除贝雷梁以外的16工字钢分配梁→贝雷梁拖移→横移并吊下贝雷梁片→拆除主横梁I45B工字钢→吊卸砂箱→拆除水平桁及剪刀撑→分节拆除钢管立柱
5.2拆除方法
(1)拆除内模、侧模
内模:在梁体混凝土达到规范要求后,先拆除梁端内模,再由梁端开始向另一端依次拆除。
侧模:在梁体混凝土达到规范要求后,松开侧模竖向撑杆,松开侧模横向联接螺栓,进行张拉,张拉完成后,两侧外模拆除。
(2)落砂箱
落砂箱:梁体张拉完成后,方可卸落砂箱。同时打开同一孔(跨)同一排上(即横桥向同一主横梁下的)每一个砂箱卸漏口(必要时采用弯钩钢筋掏砂),均匀降低贝雷桁架,使底模板、方木及贝雷梁桁架上的横向分配梁I16工字钢等支架系统与梁底脱离。
(3)拆除底模
底模:依次抽出16工字钢分配梁上竹胶板、预拱度调节块及方木后,用导链将16工字钢分配梁向外拉出,拉至翼缘板位置用吊车将模板装车运走。
(4)组合贝雷梁拖移
因单组贝雷梁宽度较窄,拖拉过程中容易发生倾覆,贝雷梁片拆除时应缓慢拖出。
(5)横移并吊下贝雷片
将贝雷梁稳步拉至翼缘板外,为防止梁片拖拉过程中的摆动,注意两端同时拖拉,拖拉时根据贝雷梁的挠度进行控制,一次拖拉距离不得超过2米,每次拖拉完成后,必须等贝雷片的自然挠度恢复后再进行下一次的拖拉,拖拉过程中要加强观测。利用固定在主横梁工45B型钢上的定向滑轮(手动葫芦),滑轮用钢板焊接固定,采用手动拉链葫芦人工将贝雷梁拖拉至翼缘板位置。
拉点设于贝雷梁片的下端外侧脚,拉绳应跟主横梁水平线平行,防止拖拉过程中过震过摆或过偏位。
贝雷梁拖拉到位后注意分组进行栓挂保险,在组织吊装前,要求在吊机吊装范围及梁体另外一侧对应吊装范围拉设警戒绳、安全警示标志。
(6)拆除主横梁及吊卸砂箱
解除主横梁与砂箱之间的限位连接,利用汽车吊直接将主横梁缓慢下放。解除砂箱与钢管桩之间的连接,利用汽车吊吊离砂箱。
(7)拆除水平桁和剪刀撑及分节拆除钢管立柱
应分水平桁以上部位及以下部位两部分的钢管拆除。首先应解除水平桁以上位置的钢管支墩间的横向连接及其与墩身之间的连接(如顶楔、撑架等),然后分节松开法兰盘连接螺栓分节吊离钢管,再拆除钢管支墩纵向的剪刀撑、水平桁连接杆件。最后用吊机一根根吊装钢管支墩,遵循“解除一根,吊走一根”的原则。
6结束语
本方案采用砂砾对软基进行处理,采用砂箱辅助拆除箱梁底模和分配梁,利用贝雷梁刚度大、跨越能力大的特点作为主分配梁。通过本方案实践证明,本方案安全简便易行,与一般满堂支架相比,具有地基处理面积少、砂箱卸载简单方便、钢支撑及分配梁安拆工程量小的优点,总体施工效率进一步提高,施工质量优良,工期成本节约,为同类工程提供了丰富经验。
参考文献:
[1]范立础,桥梁工程(上册)人民交通出版社2001
[2]顾安邦,桥梁工程(下册)人民交通出版社2011
[3]《公路桥涵施工技术规范》JTG/F50-2011
[4]《公路工程质量检验评定标准》JTGF80-2017