景兆德
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摘 要:近年来城市市政桥梁为达到美观效果,设计在进行桥梁结构设计时会考虑工程所在地的人文、地理、文化、美观等方面的因素进行桥梁结构设计,这就会出现异形的桥梁结构形式。为实现设计意图施工难度会越来越复杂,采取正确的施工工艺及施工监控措施是保证施工质量的前提保障,本文就单索面梁拱组合体系的三角异形拱的浇筑、耳板安装及落架工艺进行了阐述。
关键词:单索面梁拱组合体系;三角异形拱;施工工艺
1 工程概况
伊川县滨河新区伊龙路跨伊河桥梁及引线建设工程新建的伊龙大道桥梁主桥结构采用单索面梁拱组合体系,主桥跨径布置为60+120+50=230m,主桥主梁为混合梁,分为三段,其中西侧87m,东侧65m为预应力混凝土箱梁,中部78m为钢箱梁,拱肋为钢筋混凝土结构,横桥向一片,布置在中央隔离带范围内。梁上三段分别为左边拱、主拱肋及右边拱。各段拱肋均呈三角形布置,拱肋直线段为箱型断面,与桥面相接部分渐变为实心矩形断面,各拱顶圆弧段为实心断面。
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1.1拱肋结构
本次主要以主拱肋为代表介绍此类工程的施工方法。
主拱肋小桩号侧直线部分箱型断面为1.5m×2.5m渐变为3.072×2.5m,壁厚为0.3-0.4m,拱肋净高34.546m,水平倾角30.434°;大桩号侧直线段部分箱梁断面为1.5m×2.5m渐变为3.061m×2.5m,壁厚0.3-0.6m,拱肋净高34.743,水平倾角49.6°。
2拱肋施工方法
2.1拱肋现浇
伊河大桥混凝土现浇梁三角拱肋支架采用满堂式碗扣支架,钢管规格为
φ48×3.5mm,在搭设满堂支架时,封闭施工时封闭施工区间,确保满堂架施工安全。满堂支架基础为已经施工完成的主桥现浇箱梁与钢箱梁,支架顶部为纵横向方木,对于左边拱肋、设置缆风绳,箱梁内外模板采用竹胶板木模,整个支架的搭设在主桥混凝土箱梁张拉完成,钢箱梁焊接完成后进行。
2.2 拱肋线形控制
拱肋轴线对最终成桥状态作用至关重要,拱肋线形的控制主要是对立模标高的控制,主要从以下几个方面进行控制:一、支架的弹性变形、支架的非弹性变形以及设计预拱度。由于该桥拱肋支架基础为已经施工完成的桥面上基础变形可以不加考虑,所以对支架进行分段预压并进行观测获取之间的弹性变形数据,并将最终数据以及施工方案上报监控单位形成最终立模标高。为保证立模标高的准确性,测量控制频率为沿纵桥向方向每1m一个断面,每个断面横桥向方向布置3个观测点,控制频率与底模相同。
拱肋线形控制表
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3.1 耳板加工
该桥主拱耳板厚度13.5cm,按原设计运输尺寸达1417cm,宽度519cm,运输重量45t,若按原设计整块进行加工无法进行运输,故与设计院沟通后将整个耳板进行分块加工再运输至现场吊装焊接成型。
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由于耳板分块后安装精准度方面增加了难度,现场施工时采用加工桁架结构在桥面上将耳板进行整体定位,在吊装至拱顶设计位置后焊接成型后拆除桁架结构的方法完成了此项工序施工。
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4 拱肋落架
跨伊河大桥工程的主拱肋结构形式复杂,结构内部应力计挠度变化多样,在拱肋支架进行落架前编制详细可靠的施工方案可在落架过程中及落架后保证拱肋的整体结构受力满足设计及监控要求,确保施工质量及施工安全。
4.1 拱肋浇筑情况及支架情况
4.1.1 拱肋浇筑情况
主拱肋浇筑完毕后通过试验现场同养试块达到设计落架的强度要求(100%)。三组试块强度如下:
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4.1.2 拱肋支架情况
主拱肋支架立杆纵向排列共计128排,间距60cm;横向12排,间距60cm;斜撑纵桥向方向共计105排,间距60cm,横向6排,间距60cm;其中由拱脚至拱肋1/4处斜撑全部撑到钢梁顶面,此种斜撑小里程侧共计165根,大里程侧105根,其余斜撑均为撑至钢梁顶面。
② 支架浇筑过程中及浇筑完成后变形情况
通过在拱肋支架上设置观测点,在浇筑各段混凝土时以及主拱合拢后对支架进行纵、横、竖向变形数据分析,在此些过程中支架的整体以及局部稳定性、刚度均符合要求。
4.1.3 落架方案选择
方案一:通过拱肋计算结果拱顶处在落架完成后应力挠度较小,拆除拱
顶6#、7#吊杆范围内的支架,对6#、7#吊杆进行张拉,再进行挠度较大的1/4-1/2处落架,再对1/2-3/4处进行落架,最后对0-1/4处进行落架。
方案二:落架时通过旋转顶托使支撑系统与拱肋脱离,拱顶顶托一次性进
行脱离(监控观测)→第一循环大小里程侧从上之下对称下落2-3cm(过程监控观测)→第二循环大小里程侧从上之下对称下落2-3cm(过程监控观测)→如此进行循环落架直至整个支撑系统与拱肋彻底脱离。
⑴ 方案比选
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6:考虑张拉6#、7#吊杆张拉100t后计算 7:考虑耳板刚度计算
计算模型下的计算结果分析,拱肋的最大弯矩、应力、挠度以及弯矩均出现在1/2拱肋处,具体数据如下:
最大挠度(cm) 顶面最大应力(MPa) 底板最大应力(Mpa)
模型1 7.741 7.471 6.9
模型2 3.832 6.5 5.6
模型3 3.699 6.8 4.9
通过建模分析,此两种模型计算结果落架后拱肋结构从挠度方面较小,模型2与模型3的计算结果对比在张拉6#、7#吊杆后拱肋的内应力以及挠度的分布及大小几乎没有影响,如果要进行其他吊杆的张拉势必要进行1/2处下方支架的拆除,通过方案比选分析选择第二种落架方案。
⑶ 落架过程监控结果
最大挠度(cm) 顶面最大应力(MPa) 底板最大应力(Mpa)
计算值 3.832 6.5 5.6
实测值 2.9 4.5 3.8
5 综述
通过对新建的伊龙大道桥梁主桥结构采用单索面梁拱组合体系中三角异形拱采用上述的施工工艺及方法,工程总体质量可控。并通过理论计算于实际效果对比比较切合,为以后此类工程的施工具有一定的参考意义。
参考文献
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