浅谈移动式贝雷支架连续箱梁现浇施工技术
关健词：移动贝雷支架,连续箱梁,现浇工艺
1工程概况
某城市高架桥长889m,引桥长176m,分四联设计,跨径组合为6×30m+5×30m+l0×20m+9×20m,桥宽17m,上部结构为单箱三室连续箱梁,箱高1.7m(20m跨径箱高1.3m),采用移动贝雷支架分段现浇施工。
2移动式贝雷支架设计
2.1支架工艺原理
贝雷支架分段现浇施工采用贝雷析片连成整体架空于墩柱横向贝雷架上,是箱梁施工的主承力支架,其施工荷载通过钢抱箍与墩柱之间的摩阻力传递给墩柱,所有施工荷载由圆柱墩承担。设计采用支架与模板整体移动,减少了落地支架与施工模板重复装卸等繁琐工序,加快了施工进度。支架架空于墩柱上,解决了软基础承载力不够及沉降量大等技术难题。受贝雷支架承载力较低所限,箱梁采用分段施工,对于跨度为3Om的现浇箱梁,由于支架跨度大,为减小支架的跨中弯矩和挠度变形,拟采用在跨中设临时支墩的办法。
2.2贝雷析架布置
支架采用装配式贝雷析片,具有承载力大、周转次数多、安装拆卸方便等优点。雷析片外形尺寸为105cm×300cm×18cm,质量为270kg,小50插销剪力Q=50t,允许弯矩70t·m。贝雷施工支架由纵向贝雷架与横向贝雷片两部分组成。
为满足施工受力及纵向拖拉要求,纵向贝雷支架在17m桥宽内布置3组共16片,即中间84榀,两边各4榀,共3个单元,其承载力为800一1200 t·m。采用单排或双排单层局部加强拼装,单元组内用交叉角钢或定型花窗联成整体,加强支架整体刚度和稳定性。纵向贝雷析片下安装滚轮支座以减小摩擦,便于拖拉移动。
在墩柱位置安装钢抱箍和横向贝雷架,作为纵向贝雷析架的传力支架。横向贝雷析架采用双排双层(2片×2排)加强,安放于墩柱两侧,两排之间用交叉角钢连接。支架与钢抱箍间安放卸载块,便于支架和模板卸载脱落。
2.3模板安装
模板与支架为一体,整体移动外模采用竹胶模板拼装而成,分3个独立单元,其间采用活动连接,利于拆装和移动模板尺寸为2.44m×1.22m,用螺栓连接,直接放置于116分配梁上。分配梁分布间距为l.0m,与贝雷支架连成整体,具有加固支架和移动方便的作用。
调节模板标高时,应根据支架变形设置预拱度,标高采用调节上下支架和支垫分配梁来实现。在调整标高时,应多分布测量点,边测边调。
当一段梁施工完成后,模板随支架卸载整体下落脱模移动前,首先应解除贝雷析梁的活动梁和模板,这样才能使其移动方便。
3贝雷支架拼装施工工艺
3.1钢牛腿制作与安装
在施工中,针对墩柱为圆柱形的特点,设计两个半圆形钢抱箍牛腿。根据受力要求,每个钢抱箍受力约为30t,采用10对Φ32精轧螺纹钢筋施加预应力连接。张拉力为50t,考虑到预应力损失,按40t计算,摩擦系数按住40计,牛腿垂直承载力为320t。
3.2安装滚轮支座
纵向贝雷析架放置在滚轮支座上,这是支架顺利前移的主要措施。采用高10cm、宽45cm的滚轮支座,用Φ40钢棒做轴,轴承处设润滑孔,使用时灌压黄油。该支座尺寸小、质量轻,使用十分方便,安装时使用U形螺栓直接固定于横向析架上。每个排架上的支座安装尺寸应一致,使支架顺直移动,防止脱轨。
3.3跨中支墩设置
采用移动贝雷支架施工30m跨度现浇箱梁时,需设置中间临时支墩,以减小贝雷支架跨中弯矩和挠度变形中间支墩采用3根Φ900钢管连成排架,与混凝土扩大基础焊接。横梁为2I56加强工字钢焊接在一起,中间排架采用型钢横连两道,以约束排架自由度,加强排架的稳定性。
混凝土扩大基础尺寸为3.0m×3.0m×l.0m,由于地处软基,承载力不够及沉降量大针对此问题,对基底进行了处理。采用砂卵石置换软泥,砂卵石垫层碾压密实后浇注混凝土扩大基础,增加了地基承载力,并加大了扩大基础尺寸，减小了基础沉降量。
3.4支架移动
支架移动是一个关键工序,其工艺见图2。纵向贝雷架分3组2次移动,先移中间,每次移动采用2台同步卷扬机作牵引力。移动时采用4个滑轮组增大牵引力,将卷扬机固定在前方约6Om远的墩柱上,以减小牵引力的夹角。
向前移动支架时,2组卷扬机应同缓慢启动,先移中间纵梁,后移两边纵梁。移动时应注意:3组纵析梁之间是否已解除约束,移动时3个单元应独立;脱模时,侧模与箱梁之间应留有足够的空间;每片纵梁对应一个滚轮支座,防止脱轨造成移动困难;移动时,由于墩柱较高,采用缆风绳限位,防止移动过程中偏位甚至受力折断;移动过程中应注意安全,必须有专人统一指挥前移。
3.5分段现浇施工
依据设计要求和贝雷片受力要求，箱梁混凝土施工分段进行,如图3所示。即先浇墩顶A块(30m箱梁墩顶块,长16m),相邻2个墩顶A块同时进行,墩顶块混凝土浇注达到强度并张拉完成后,才进行跨中B块(长14m)施工。墩顶块张拉完后,箱梁自重所产生的弯矩由纵向预应力承担,不再作用在贝雷析梁上,从而减少了贝雷析架所受的内力和挠度。
4施工过程中所采用的技术措施
4.1压载试验
支架安装完成后,在箱梁施工前进行压载试验，其目的为:检验支架及牛腿是否满足受力要求;消除非弹性变形;实测跨中挠度变形量,为设预拱度提供依据，压载为100%,按施工荷载分布进行压载,应时刻观测沉降量。
4.2安装贝雷析架前端导向架
30m跨度支架前移时,端部挠度较大,大约有50～60cm,很难过渡到前端横向贝雷架上,因此采用角钢加工一个简单析架安装在前端作导向架,以利于支架前移导向架间隔安装,并要有足够的上斜角度,要求其质量轻,并起到导向的作用。
4.3底模预拱度设置
箱梁施工压载时,支架产生弯矩和挠度变形下沉,因此施工前底模应留预拱度。预留预拱度的依据为压载试验的实测挠度,综合考虑支架理论计算变形和地基情况。预拱度为抛物线布置,其各点值为测点与抛物线的交点值。设置预拱度的目的是使箱梁线形顺直、流畅、美观。
4.4倒挂系统
设置倒挂系统是减小施工跨径的重要技术措施。当箱梁墩顶A块张拉完成后,在距端头50cm处安装倒挂吊带。吊带为6根中犯精轧螺纹钢筋,倒吊受力梁由2I36工字钢焊接在一起组成。施工跨中B块时,每根吊带施加预应力,作为受力支点。其主要目的是减小施工跨度,从而减小支架的受力弯矩和挠度变形,使施工接缝良好。
5贝雷支架现浇箱梁施工中的注意事项
(l)施工支架模板固定在支架上有不利之处。一是模板需要量大(纵向长6Om),造成浪费;二是不利于底模标高调节;三是加重了支架质量,不利于移动可以改进为移动式台车模板系统,使用手摇千斤顶支撑,墩项块施工完成后,移至跨中块继续施工,节省了模板,也便于底模标高调整。
(2)减小支架弯矩变形措施。由于贝雷片本身受力有限,大跨度弯矩变形大,除设置中间支墩减小施工跨度外,还可设置倒挂系统来减小施工跨径。
(3)牛腿采用钢抱箍,在安装时应尽量使中犯预应力筋伸长,减小预应力损失。施加预应力时,至少循环张拉两次,使每根预应力筋均受力良好。
(4)为满足30m跨度甚至更大跨度连续梁桥施工的需要,须采取相应措施来保证纵梁承载力。方法如下:在跨中设临时支撑排架,使跨径减小一半,弯矩减小3/4;采用挂篮式施工方法,从墩顶逐渐向两侧推进。当每段箱梁施工完毕达到强度并张拉后,箱梁内力由纵向预应力承受,而不作用在贝雷析梁上。同时,每段施工完成后均采用倒挂系统,以利于控制贝雷梁的挠度。
(5)移动时,滚轮支座应尽量长,防止纵析梁移动过程中变形脱轨,阻碍支架前移。
6结束语
综上所述，采用移动贝雷支架施工, 不受地形施工场地及桥下通行等限制,能够满足河流通畅要求)在跨越宽度较小的小河、水渠、公路等障碍物时,施工非常方便。该工艺与满堂支架现浇法相比,减少了地基处理及脚手架拆卸安装等繁琐工序,克服了满堂支架受力不均衡的缺点。在中小跨径连续梁桥施工中具有很大的优势,值得大力推广应用。
参考文献
[1] 张瑞现，浇连续箱梁支架施工技术简介[J]交通标准化，2011.01
[2] 张俊芳 上官小荣，浅谈现浇连续箱梁施工工艺控制[J]科技风，2011.03