港丰一级公路二干河大桥,主跨为60m的刚性系杆拱,拱轴线为二次抛物线。拱肋预制吊装,纵梁现浇。主跨桥形式:上部结构简支于墩台上,系杆即纵梁属于弯拉结构,是一种拱梁体系组合。其结构受力明确,为外部静定、内部超静定结构,但节点处理和吊杆张拉调整困难。因其与墩台之间由支座联接,横向稳定不利,因此需要加大端横梁的刚度,以增强拱脚处横向变形,并通过系杆之间的中横梁和拱肋的风撑形成闭合框架结构,采用刚性吊杆将拱肋与系杆相连。在实际运作中通过吊杆将静载传递给拱肋。施工须采取少数支架和整片浮运,主要应用于江南水乡河网地区。
一、实际施工工序 在实际施工中,针对系杆拱的特点,采用下面施工工序。
1、搭设支架并预压,实测贝雷梁的变形值并与设计的预拱值相加铺设底模。
2、现浇拱脚段,纵梁和端横梁,待砼强度达到设计强度的90%后张拉端横梁第一批预应力束,并压浆。
3、安装位于风撑位置下的中横梁,并使其与纵梁铰结,暂不浇筑湿接头。
4、左右两幅同时对称均匀地张拉,纵梁第一期预应力为2S1、2S2、2S3(断面图略),并压浆。
5、在纵梁上搭设拱肋安装支架,考虑拱肋预拱度和支架变形值,吊装和拼接拱肋的1/4节段和1/2节段,合拢拱肋,安装风撑。
6、安装吊杆并穿索,焊死吊杆套管两端,先跨中后两侧交替、对称均匀地在拱顶上单侧张拉吊杆钢丝束。下一期预应力(张拉值为设计值地一半)张拉顺序及图(略)。
7、对称安装剩余的中横梁,张拉吊杆的二期预应力并压浆。
8、浇筑中横梁接头砼,待接头砼达到设计强度后,先跨中,后两侧交替、对称、均匀地张拉中横梁第一批预应力束并压浆。同时先安装靠近纵梁两侧的行车道板,每侧各四块,以作为施工期间人形通道。
9、拆除支架左右两幅,同时对称均匀张拉纵梁二期预应力束2S2、2S5、2S6并压浆。
10、安装剩余的行车道板:先跨中后两侧,交替对称均匀张拉中横梁第二批预应力束并压浆,然后浇筑行车道板铰缝和其纵向接头砼。
11、铺设桥面铺装,完成路缘石和栏杆施工。
二、针对性质量控制要点
1、水中临时支架搭设。严格审查承包人的水中临时支架搭设技术方案,并验算钢管桩和贝雷梁的承载力。打钢管桩时,严格控制钢管桩的入土深度和垂直度。搭设支架时应注意其横向稳定性。针对施工拱肋支架放在纵梁上的情况,请设计院验算纵梁的承载力和变形能力,满足要求时才允许施工。对支架进行超载预压(尤其是临时墩处),以便得到弹性变形值和消除弹性变形,有效地检验临时墩外钢管桩的承载力。监理工程师必须控制预压时间和预压菏载,督促承包人做好沉降规划,确定变形稳定后方可卸载。
2、现浇纵梁。现浇纵梁时,检查钢筋应注意中横梁预埋和波纹管位置,与预制场的相对应并采取有效固定措施。拱脚钢筋密集,此处受力又较复杂,C50砼配比应精心配制,并采用泵送砼。振捣时采用小型振动棒,配合插钎、插捣以保证密实。纵梁采取底板-腹板-顶板浇筑顺序,一次完成,防止出现施工缝。底板砼应适当少些,防止泛浆严重,并随时加强对临时板和贝雷梁的检测。
3、拱肋吊装。严格审查承包人的拱肋吊装施工技术方案,确定浮吊的起吊能力,满足要求方可施工。施工过程中监理工程师应检查拱肋安装支架的稳定性,以及肋拱的横向稳定。对于拱轴线控制每个湿接头接点标高都用CAD计算,并结合纵横梁变形每个都量测,跨中应适当抛高2~3cm。拱肋湿接头钢筋不全部焊死(一般先焊顶层钢筋,四个角用槽钢顶死),用螺旋千斤顶调整。
4、观测与记录。系杆拱没成拱之前变形较多,应随时加强观测,以便为后续施工提供数据,包括纵梁在安装拱肋之前、安装拱肋之后、卸落拱架之后、纵梁支架脱落后,纵梁二期预应力完成后的标高,监理工程师都应一一记录。
5、预应力张拉压浆。所有波纹管管道都要穿PVC衬管,并严格遵循设计图纸中的张拉顺序;张拉的千斤顶和油泵表必须配套标定,张拉采用应力与伸长量双控制,超出伸长量±6%时停止张拉,并查明原因;钢铰线张拉采取102%бk超张拉。施工中出现断丝、滑丝现象应按规范处理。吊杆钢丝束张拉,上下套管应焊死,钢丝束下料时保证同束长度一致,以保证受力均匀,张拉105/%бk超张拉。
压浆时应控制好水泥浆配比,实际操作中两端锚头封死,露出钢铰线,并坚持稳压,直到沁出清水成滴状。
6、卸落拱架时应对称均衡地由两侧向跨中卸落,以保证拱肋受力稳定。
7、中横梁标高调整,其底应设置螺旋千斤顶,吊杆张拉后应复测标高。
8、湿接头处钢筋焊接应满足规范要求,砼应精心配制,采用同标号的膨胀砼。