大跨度连续箱梁

大跨度连续箱梁（精选12篇）

大跨度连续箱梁 第1篇

预应力混凝土拱形连续梁桥将梁与拱完美结合, 是一种拱与梁刚性连接、共同承担荷载的新型桥梁体系。本桥型充分、合理地利用了梁的抗弯性能及拱的抗压性能, 在桥墩顶部形成空心三角区, 大大减轻了桥身的自重, 结构轻盈且视野通透, 在提高美观性的同时降低了工程造价。

漳州市沙洲岛特大桥北溪主桥地处漳州市角美镇沙洲村, 跨越九龙江北溪, 桥下通航净空为24m×2.5m。全桥布置如图1所示。

全桥由2孔60m主跨和两侧37m边跨组成, 桥梁纵坡1.3%, 全长194m。单幅桥宽21m, 桥面布置为1.5m人行道+3.5m非机动车道+15.5m机动车道+0.5m护栏=21m。

本桥梁方案结构新颖, 桥型舒展优美, 以蓝色的河面为背景, 白色为主色调, 桥梁造型犹如张开翅膀的大鸟飞翔于九龙江上, 将本桥型的美在当地环境的衬托下得到了充分的展示。

2 结构设计

2.1 桥梁基础

根据地质勘查揭露, 主桥桥墩处岩层埋深较深, 主墩基础按摩擦桩设计, 采用三排直径D150cm钻孔灌注桩基础。

2.2 桥墩结构

主墩墩身采用等截面矩形实心墩, 截面尺寸13.0m×2.2m, 高约8m。主墩承台采用矩形承台, 截面尺寸14.0m×10.1m, 厚3m。

2.3 上部结构

本桥上部构造采用跨径37+60+60+37m预应力混凝土拱形连续箱梁, 梁拱结合处梁高4.35m, 跨中梁高2.1m;顶板厚30cm, 梁拱结合处箱梁顶板加厚至65cm, 底板厚从跨中至根部由28cm变化为100cm;腹板从跨中至根部由50cm变化为70cm;箱梁梁底线形采用半径R=57.8m的圆曲线。箱梁顶板横向宽21m, 底宽13m, 翼缘悬臂长4m。

箱梁0号节段长37m, 每个悬浇“T”纵向对称划分为3个节段, 边、中跨合龙段长均为2m, 边跨现浇段长为5.92m。梁拱结合部设厚2m的横隔板, 中跨跨中设一道厚0.3m的横隔板, 边跨梁端设一道厚1.5m的横隔板。

主桥上部构造采用预应力结构, 纵向按全预应力混凝土构件设计。顶板横向按部分预应力构件设计, 钢束采用扁锚体系。

3 施工方案及要点

3.1 施工方案

由于本桥上跨九龙江北溪, 地质条件较差, 为减小施工风险及不影响通航, 除墩顶0#节段及边跨现浇段采用满堂支架施工外, 跨中部分节段采用挂篮悬浇施工。本桥设计采用的施工过程为:

(1) 场地平整及桩基础施工;

(2) 插打钢板桩围堰, 施工桥墩承台及墩身;

(3) 搭设墩顶0#节段 (空心三角区域) 施工用支架并预压;

(4) 墩顶0#节段施工, 并与桥墩临时固结;

(5) 挂篮悬浇1#~3#节段;

(6) 先后施工边跨合拢段、中跨合拢段;

(7) 拆除临时固结, 施工桥面铺装及护栏等附属设施。

3.2 施工要点

考虑到施工过程对桥梁内力分配的影响较大, 为了保证桥梁施工安全和质量, 施工控制至关重要, 施工过程中要合理选择施工方法和落架顺序, 必要时应对其进行监测:

(1) 落架时应尽量采用间隔拆除、分阶段施工的方法, 并在受力较大的关键部位采用循环落架的方法, 确保结构的安全。

(2) 在条件允许的前提下, 尽量使用屈服强度较大的支架, 可加快施工进度。

(3) 在拆除支架和循环落架的过程中, 应对关键截面的应力和位移进行监测, 若发现应力及变形过大, 则应及时停止支架卸落或拆除, 并恢复支撑系统。

4 结构计算

本桥结构仿真分析采用有限元分析软件Midas Civil建立桥梁的三维有限元分析模型, 如图2所示。

上部结构共划分158个单元, 192个节点。其中1~80单元为桥面板单元, 81~158单元为拱腿单元。

根据计算模型, 在各个施工阶段分别加入结构自重、二期恒载、混凝土不同龄期的收缩和徐变、温度荷载、施工荷载、支座强迫位移、活载及结构体系转变等的作用及影响。

4.1 桥面系主梁验算结果

主梁按全预应力混凝土构件设计。根据计算结果, 按照荷载最不利原则进行效应组合, 荷载效应S及截面抗力R的计算结果见表1。

由承载能力验算可知, 上部结构的抗力值均大于其对应的内力值, 极限强度满足规范要求。

结构在短期效应作用组合作用下, 对于采用全预应力混凝土构件的桥面单元, 最大主拉应力为0.74N/mm2, 小于规范限值。

4.2 拱腿验算结果

拱腿按钢筋混凝土构件设计, 根据计算结果, 按照荷载最不利原则进行效应组合, 荷载效应S及截面抗力R的计算结果见表2。

由承载能力验算可知, 上部结构的抗力值均大于其对应的内力值, 极限强度满足规范要求。拱腿中最大裂缝宽度0.16mm, 小于规范限值0.2mm。

5 结语

城市桥梁的设计, 要求设计者不仅要具有扎实的结构知识, 而且要对建桥环境有深刻理解, 北溪主桥的设计在这方面做了有益的实践。同时, 拱形连续梁作为一种新颖的结构形式, 桥式舒展优美, 造价经济合理, 目前在国内建成的同类桥梁不多。通过北溪主桥的建设和本文的介绍, 希望能推动该桥型在国内的发展。

摘要：城市桥梁对景观的要求日益增高。以漳州市沙洲岛特大桥北溪主桥-拱形连续梁为研究对象, 结合该桥的结构特点, 阐述了本桥的景观特色, 并着重介绍了本桥的结构设计、施工方案和受力分析, 对同类桥梁的设计具有一定的参考价值。

关键词：大跨度,拱形箱梁桥,结构设计

参考文献

[1]罗世东, 严爱国, 刘振东.大跨度连续刚构柔性拱组合桥式研究[A].2004年武汉市首届学术年会[C].2004.

[2]李传习, 夏桂云.大跨度桥梁结构计算理论[M].北京:人民交通出版社, 2002.

[3]金成棣.预应力混凝土梁拱组合桥梁:设计研究与实践[M].北京:人民交通出版社, 2001.

[4]JTG D62-2004.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].

大跨度连续箱梁 第2篇

大跨度连续刚构桥的Pushover分析

文章介绍了Pushover分析方法的基本原理和加载模式,对某大跨度连续刚构桥实体工程分别采用五种常用的荷载模式进行了全桥结构纵向和横向的.Pushover分析,并对其进行了抗震性能评价,算例分析结果可为同类桥梁工程的抗震设计提供参考.

作 者：叶光耀 刘廷望 曹云强 YE Guang-yao LIU Ting-wang CAO Yun-qiang  作者单位：惠州市道路桥梁勘察设计院,广东,惠州,516000 刊 名：西部交通科技 英文刊名：WESTERN CHINA COMMUNICATION SCIENCE & TECHNOLOGY 年，卷(期)：2009 “”(3) 分类号：U448.23 关键词：连续刚构桥   Pushover分析   加载模式   抗震设计  

大跨度连续箱梁 第3篇

关键词：大跨度；连续箱；梁桥悬臂；现浇施工

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）08-0090-03

1 工程概况

太和乡特大桥48+80+48m连续梁，梁全长为177.5m，计算跨度为48+80+48m。合拢段施工模板采用行走到位的挂篮模板。合拢段施工时先进行边跨合拢，后进行中跨合拢。混凝土由拌合站集中供应，泵送入模。梁体为单箱单室、变高度、变截面结构。箱梁顶宽12.0m，箱梁底宽6.7m。顶板厚度除梁端附近外均为40cm，底板厚度40～100cm，按直线线性变化，腹板厚度48～60cm、60～90cm，按折线变化。全联在端支点、中跨中及中支点处共设5个横隔板，横隔板设有孔洞，供检查人员通过。梁全长为177.5m，计算跨度为48+80+48m，中支点处梁高6.65m，跨中9m直线段及边跨13.25m直线段梁高为3.85m，梁底下缘按二次抛物线变化，边支座中心线至梁端0.75m。具体梁体断面尺寸如图1所示：

2 菱形挂篮的应用

本连续梁采用菱形挂篮进行梁段施工，挂篮请有资质的专业厂家进行设计、生产。0#块采用搭设钢管柱支架法，并在墩顶设临时支座。浇筑0#块后在0#块上安装预压后的菱形挂篮，浇筑1#块。然后对称向两侧行走挂蓝并依次浇筑其他标准梁段。边跨直线段采用钢管柱支架做支撑系统。菱形挂篮由主承重系统、底模系统、内外模板系统、悬吊系统、锚固系统及行走系统组成。

2.1 菱形架灌注混凝土验算

结构部件分析验算，灌注1#块的工况时，前上横梁受力最大，棱形架受力最大。如图3所示的受力状态，计算出最大压力Fmax=1611kN。

从以上计算结果表明，本工程菱形架杆件压应力及拉应力均通过。

然后再对其进行位移验算，位移图如图4所示。计算出节点4最大位移fx=10.18mm，fy=18.99mm。走行时，仅承载底模自重、侧模自重及内模自重，与施工荷载相比，其载荷很小，不对此工况进行验算。

2.2 挂篮制作与安装

挂篮桁架及模板均在工厂内加工制作，所用材料必须质量可靠，具有相应的产品合格证，并做适当的材料力学试验。加工中严格执行《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001），对构件、零部件及焊缝进行质量验收评定。每套加工完成后在工厂及时进行试拼，并对构件进行编号。为避免运输过程中对构件的损坏，运输时采取防护措施，构件进场后及时进行检查、核对验收。

2.3 挂篮预压

考虑到挂篮受力变形主要为主桁架受力变形，因此为了节省预压时间及施工方便，挂篮采用在地面上预压后再吊装，如图5所示：

2.4 挂篮安装步骤

连续梁0#块梁体浇筑前，按照设计图纸预留圆孔Φ50mm，用于滑道吊架、后锚梁锚固及模板后锚杆安装等。待0#块梁体混凝土达到设计强度，并在预应力张拉完成后进行挂篮安装。安装主桁架及联结系；放样挂篮走行轨道中线，安装走行轨，用薄钢板调整使走行轨处于水平位置，用吊机吊装主桁架就位后，利用梁体竖向Ф32精轧螺纹钢临时锚固，采用四台5t导链临时固定并调整好主桁架垂直度。随后采用同样步骤安装下一片主桁架，并及时调整间距安装立柱横联。吊装前、后上横梁及后锚梁，并与主桁架采用焊接形成整体，组装Ф32精轧螺纹钢吊杆，吊装前、后下横梁，安装底模纵梁。安装模板系统采取吊装底模，并固定于纵梁上，再安装前吊杆及后锚杆。接着吊装外滑道，导链配合外滑道置于侧模内，松开侧模板，使侧模重量全部置于外滑道上，采用钢丝绳及导链牵引侧模到位，安装前、后吊杆。底腹板钢筋及竖向预应力绑扎完成后吊装内模滑道及内模板，安装内模前、后吊杆，使内模作用于滑梁上。

2.5 挂篮使用控制技术措施

针对挂篮使用，如何确保挂篮使用的安全性以及高效性是关键。在施工前，制定安全技术措施；挂篮试拼后，要进行全面检查，并做静载试验。在墩上进行0#块施工并以钢管柱支架做施工平台时，在平台边缘处，设安全防护网，墩身两侧槽钢管柱支架平台之间搭设人行道板并且连接牢固。使用的机具设备（如千斤顶、滑车、手拉葫芦、钢丝绳等），进行检查，不符合安全规定的严禁使用。双层作业时，操作人员必须严守各自岗位职责，防止铁件工具掉落等。挂篮拼装及悬臂组装中，根据作业点的具体情况设置安全防护设施。

挂篮使用时，后锚固筋、张拉平台的保险绳等经常检查。底模标高调整时，设专人统一指挥，且作业人员站在铺设稳固的脚手板上。挂篮行走时，要缓慢进行，速度控制在0.1m/min以内。挂篮后部各设一组溜绳，以保安全。滑道要铺设平整、顺直，不得偏移。在挂篮上另行增加设施（如防雨棚、人行通道）时，不得损坏挂篮结构及改变其受力形式。连续梁混凝土接触面的凿毛作业人员要有安全防护措施。

3 悬臂现浇施工技术

3.1 挂篮及模板前移

挂篮桁架、底模、侧模采取同步前移方式移动。在走行轨上涂上黄油，接长行走轨道并锚固，再接长竖向精轧螺纹钢，将精轧螺纹钢锚固在挂篮主桁上，每侧锚固不少于两根，防止反压轮受力破坏和挂篮前移时倾覆。再将侧模后锚杆、前吊杆松开，再松开侧模、底模，使底模下落10 ～ 20cm。再在后锚梁上安装2个10t手拉葫芦，挂钩挂在后锚梁上，吊钩钩在已浇筑梁段的内模吊杆孔上，两侧均匀拉动手拉链条，牵引桁架前移；侧模在吊架上滑动前移，实现与挂篮桁架同步前移，底模通过底模桁架与挂篮桁架同步前移到位。锚固挂篮桁架及底模、侧模，调整标高及平面位置，即可进行绑扎梁体底板、腹板钢筋。

3.2 钢筋及预应力管道安装

钢筋成型过程中，尽量不采用点焊，否则很容易烧伤模板的表面，且容易损坏波纹管。底腹板钢筋绑扎完成后进行内模安装，然后进行顶板钢筋的绑扎、顶板预应力管道安装。预应力管道位置采用定位钢筋固定，定位钢筋牢固焊接在钢筋骨架上，如管道位置与骨架钢筋相撞时，保证管道位置不变，仅将钢筋稍加移动。定位筋直线段间距0.5m，曲线段需适当进行加密，管道转折点增设定位筋，保证管道位置正确，同时确保预应力管道圆顺，避免出现死弯。本梁采用纵、竖向预应力体系，由于钢筋、管道密集，如钢绞线、精轧螺纹钢筋等管道、普通钢筋发生冲突时，允许进行调整，调整原则是先普通钢筋，后精轧螺纹钢筋，保持纵向预应力钢筋管道位置不动。锚具垫板及喇叭管尺寸正确，喇叭管的中心线要与锚具垫板严格垂直，喇叭管和波纹管的衔接要平顺，不得漏浆，并杜绝堵塞孔道。

梁体钢筋最小净保护层不得小于30mm。为确保使用过程中梁体钢筋不发生锈蚀，绑扎铁丝的尾段不伸入保护层内，预留孔不出现集中应力裂缝而影响梁体耐久性，所有梁体预留孔处增设相应的环状钢筋，桥面泄水孔处增设斜置的井字型钢筋进行加强。严格控制梁体保护层厚度，垫块采用与梁体同等标号C50细石混凝土垫块，保证梁体的耐久性。

3.3 模板安装

模板前移到位后，调整模板标高及平面位置后，再进行底、腹板钢筋绑扎，底、腹板钢筋绑扎完成后，安装内模板，调整标高及平面位置后，绑扎顶板钢筋并安装端模，腹板端头模采用木模，对应纵向钢筋处钻孔，为防止漏浆，待钢筋穿过后用泡沫胶堵住缝隙，内侧模上、下口分别焊定位角钢，中间由纵向钢筋焊防胀模横向钢筋，外侧利用纵向钢筋焊定位钢筋。锚垫板采用螺栓固定在端模设计位置，确保位置准确。为有效防止混凝土侧压力造成模板变形，侧模上、下口设三道Φ25精轧螺纹钢拉杆，由于腹板高度高，混凝土侧压力大，采用Φ16拉杆进行模板拉杆，竖向间距0.8m，横向间距0.8m。混凝土浇筑前，复核模板偏位、标高情况。

3.4 混凝土的浇筑

本桥采用C50混凝土高性能泵送混凝土，对混凝土和易性有严格的要求，经对高标号水泥、早强缓凝减水剂及外加剂进行多次选择实验，可以满足早强缓凝、耐久性能良好和可泵性好等要求。混凝土由长昆二分部四#拌合站集中供应，混凝土采用泵车输送到作业面。先底板后腹板、再顶板，从低处向高处对称进行浇筑。底板及腹板下部混凝土由串筒导流入模，立模时按规划在顶板上留好天窗，底板浇筑完成后继续对称分层浇筑腹板混凝土，上部腹板2m范围可由输送管直接插入，分层厚度为30cm。混凝土振捣采用插入式振捣器，振捣器插入下一层混凝土5～10cm，插入间距控制在振捣棒作用半径1.5倍之内，振捣到混凝土不再下沉，表面泛浆有光泽并不再有气泡逸出时将振捣棒缓慢抽出，防止混凝土内留有空隙。

3.5 混凝土悬臂现浇注意事项

混凝土要分散缓慢卸落，防止大量混凝土集中冲击钢筋和波纹管；捣固混凝土时避免振动棒与波纹管接触振动；混凝土入模过程中随时注意保护波纹管，防止波纹管碰撞变形；对支座及横隔板等钢筋密集部位，需要开孔进行捣固，以保证该部位混凝土浇筑质量。混凝土浇筑完成后，表面采用土工布覆盖，并洒水养护，待同等条件养护的混凝土试件其弹性模量和抗压强度均达到设计强度的90%，且混凝土龄期达5天以上方可张拉预应力束，张拉顺序为先腹板束，后顶板束，左右对称张拉。张拉完成后继续洒水养护，始终保持混凝土表面潮湿，养护天数14天以上。

4 悬臂现浇施工控制分析

对于桥梁悬臂现浇施工来说，对其施工控制是关键技术之一。连续梁悬臂施工中要在设计给出的理论挠度值的基础上，通过测得各种材料的实际参数（混凝土弹模、强度、容重、坍落度、挂篮变形、温度等）和实际梁段位移，采用大跨度预应力混凝土梁桥施工动态跟踪程序“TRBT”计算并调整梁端立模标高，确保其合拢后的线形符合设计要求。悬臂施工的连续刚构桥梁结构的最终形成需经历一个复杂施工过程以及结构体系转化过程，对施工过程中每个阶段的变形计算和受力分析，是桥梁结构施工控制中最基本的内容。施工监控的目的就是确保施工过程中结构的安全，保证桥梁成桥线形和受力状态基本符合设计要求。为了达到施工控制的目的，必须对桥梁施工过程中每个阶段的受力状态和变形情况进行预测和监控。因此，必须采用合理的理论分析和计算方法来确定桥梁结构施工过程中每个阶段的结构行为。针对该桥的实际情况，采用正装分析法和倒退分析方法进行施工控制结构分析。

（1）按照施工步骤进行计算，考虑各梁段的自重、施加的预应力、混凝土收缩徐变以及温度的变化等因素对结构的影响，对于混凝土的收缩、徐变等时差实效在各施工阶段中逐步计入。

（2）每一阶段的结构分析必须以前一阶段的计算结果为基础，前一阶段结构位移是本阶段确定结构轴线的基础，以前各施工阶段受力状态是本阶段确定结构轴线的基础，以前各施工阶段结构受力状态是本阶段时差实效的计算基础。

（3）计算出各阶段的位移之后，根据后续施工阶段对本阶段的影响，进行倒退分析即可得到各施工阶段桥梁结构的合理状态和立模标高。

（4）施工监控首先根据施工图纸进行初步的计算，在施工过程中会存在许多难以预料的因素，可能导致施工进度安排等与初始计算不符，若有与施工图不同的地方应根据施工单位实际提供的施工步骤进行重新计算分析，施工单位应在开始施工前提供详细的施工步骤，包括预应力的张拉顺序、每阶段的施工持续时间、混凝土的加载龄期等。

5 结语

文章通过结合特大桥悬臂现浇实例，总结出预应力箱梁悬浇施工控制以及笔者在工程中的成功经验，提出应当如何进行大跨度预应力箱梁挂篮悬浇施工质量的控制，为同行提供借鉴。

作者简介：陈渊（1980—），男，湖南娄底人，中铁十一局集团第二工程有限公司工程师，研究方向：施工

管理。

大跨度连续箱梁挂篮施工力学分析 第4篇

为了使结构在最终成桥状态时达到设计要求的各项性能指标, 确定各施工阶段结构的线形是桥梁悬臂施工中最重要的任务之一, 而决定上部结构每一待浇块件的预拱度尤其重要。因为: (1) 合拢前, 一个单跨的两个悬臂端部应该尽可能在同一水平上和同一中轴线上; (2) 桥梁在施工和营运状态下, 上部结构的标高频繁发生上挠或下挠, 因此, 在上部结构各个截面的施工中应该预留容许偏差, 以期保证在“无限长时间” (约15~20年) 以后结构能够保证在设计所规定的标高范围内。在大桥的施工中, 可从前进分析、倒退分析、实时跟踪分析三方面入手, 相互结合, 实现成桥结构在线形、内力各方面满足设计要求的目标。本文采用数值计算的方法对大跨度连续箱梁挂篮施工进行了分析。

1 工程概况

某铁路客运专线某立交特大桥, 主桥为60m+4×100m+60m现浇预应力混凝土铁路连续梁桥 (双线) 。设计时速为350km/h。连续梁全长521.57m (含两侧梁端至边支座中心各0.75m) 。采用无碴轨道。梁顶面宽12.0m, 桥梁建筑总宽度12.28m;防护墙内侧净宽8.8m, 桥上人行道钢栏杆内侧净宽11.9m。

箱梁横截面为单箱单室、变高度、变截面、直腹板结构。边跨直线段和跨中处梁截面高为4.85m, 中支点梁截面高为7.85m, 梁底下缘按二次抛物线变化, 顶板厚度除梁端附近外均为0.4~0.45m, 局部加厚。全桥共设5道横隔梁, 分别设于中支点和中跨跨中。

全桥共分87个梁段, 0号块梁段长14m, 合拢段长2.0m, 边跨直线段长9.75m, 一般梁段长2.0m~3.5m。大桥预应力混凝土连续箱梁总体布置如图1所示。

2 计算模型

2.1 计算参数的选取

混凝土参数:C55混凝土容重为26.5kN/m3, 弹性模量为35500Mpa, 混凝土平均加载龄期7天。预应力钢筋参数:标准强度fpk=1860MPa, 锚下张拉控制应力采用设计图纸提供的数值, 预应力筋弹性模量E=195GPa。预应力损失参数:管道摩阻系数为μ=0.23, 局部偏差系数k=0.0025, 松弛率为2.5%, 锚具变形及钢筋回缩值 (一端) 取6mm。荷载:二期恒载为151.3kN/m (曲线有声屏障) 。

2.2 建立施工阶段计算模型

为了达到施工控制的目标, 必须首先通过计算确定桥梁结构施工过程中每个阶段在受力和变形的理想状态, 据此控制施工中每个阶段的结构行为, 使其最终成桥线形和受力状态满足设计要求。

根据设计资料和施工方法将主桥主梁分为226个单元, 60个施工工序, 成桥后的半桥有限元模型如图2。在施工控制过程中, 计算桥梁施工的控制参数, 同时对计算结果与实测结果进行比对, 施工过程中对各个基本参数进行识别, 并不断调整, 以期达到最优效果。

3 计算结果

竖向支反力汇总见表1;主梁各施工阶段的累计挠度、静活载挠度、施工预拱度及主梁各施工阶段的线形见图3~6。

结语

4.1 本文计算得到的恒载作用下竖向支座反力与设计院提供的竖向支座反力相差不大, 能够为类似工程计算提供参考。

4.2 本文计算得到的最大静活载挠度为42.11mm, 为跨度的1/2375, 满足相应规范要求, 为相关设计提供较重要的参考依据。

4.3 系梁立模标高=设计标高+预拱度+挂篮变形, 预拱度=1/2静活载产生的挠度值加上成桥并考虑10年徐变后的挠度值取负值。

4.4 合拢成桥状态下主梁线形顺畅, 结构受力符合设计要求, 主梁结构安全可靠。

摘要：本文采用数值分析的方法, 按某铁路客运专线某立交特大桥主桥施工顺序和施工工艺, 对大跨度连续箱梁挂篮施工过程进行了分析。数值计算结果表明, 施工过程中连续箱梁的受力和变形均满足规范要求, 施工方案合理可行。

关键词：大跨度,连续箱梁,挂篮

参考文献

[1]雷俊卿.桥梁悬臂施工与设计[M].北京:人民交通出版社, 1999.

浅谈大跨度连续刚构桥梁的施工控制 第5篇

浅谈大跨度连续刚构桥梁的施工控制

根据控制截面的`应力应变和主梁标高的测量是桥梁施工控制的主要测试工作,就应力应变监测关于传感器的选择、应变监测断面的布置进行了探讨,并对高程控制的观测和立模标高的修正作了论述,从而确保大跨度桥梁施工过程的安全和质量.

作 者：周志光 ZHOU Zhi-guang 作者单位：深圳市路桥建设集团公司,广东,深圳,518000刊 名：山西建筑英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE年，卷(期)：35(13)分类号：U445关键词：大跨度 连续刚构桥 应力应变 高程测量 立模标高

大跨度连续梁支架节段施工技术 第6篇

【关键词】大跨度;连续梁;支架;节段施工

0.概述

目前铁路建设中，桥梁比重和规模越来越大，为适应国家规划，跨越江河、既有道路、建筑的大跨连续梁也越来越多，且通常为总体或局部铺架的控制点。如何利用现有投入的材料因地制宜、采取合适的施工方案是实现节点工期、减少经济投入是大家关注的重点。

如新建向塘至莆田铁路东新赣江特大桥全长27.3公里，沿线跨越南昌市红谷新区、南昌县东新乡、小蓝经济开发区、富山乡、岗上乡等，为全线的控制性工程，上部结构共811跨，其中有八处连续梁跨越既有河流、公路和赣江大堤，均为该标段架梁的控制节点。八处连续梁中有四处跨越公路和赣江大堤的大跨度连续梁采用挂篮悬臂浇筑施工，根据工期安排，四处连续梁需同步施工，如全部采用挂篮施工，挂篮投入相当大，根据地理位置及现场既有材料，为减少挂篮投入，节约挂篮制造时间，施工单位提出了对跨越赣江大堤的连续梁采用支架节段施工的新型方案。

跨越赣江大堤连续梁主跨80m、两边跨均为44m，为变高度、变截面单箱单室双线连续梁，设计采用挂篮悬臂浇筑施工。该连续梁梁高3.8m～6.6m，全联箱梁划分为33个节段，其中0#块和边跨直线段各2个，合拢段3个，悬浇节段28个。连续梁采用主跨跨越赣江大堤，施工期间均为旱地施工。

1.支架法节段施工原理

支架节段浇筑连续梁施工原理是在不改变连续梁原设计节段划分和预应力及其它构造的原则下，通过搭设支架为连续梁底板和腹板分别提供模板支撑平台和走形通道，采用移动式支架完成悬臂节段及合拢段的施工方法，其施工步骤与挂篮悬臂施工一致，即：0#块施工→悬臂节段施工→直线段施工→合拢段施工。

2.支架节段施工主要结构介绍

2.1支架

节段施工连续梁支架作用在于为连续梁底模和侧模提供支撑平台，同时为侧模和底模的移位提供走形通道。

支架应根据荷载大小、变形要求、梁体结构特点及其使用功能进行设计。既要满足承重要求，同时也要满足移位要求，根据变截面梁结构特点，该项目将底腹板和翼缘板部分支架分开设计，主要结构为：

支架下部结构各临时墩采用φ600×8mm钢管桩，各临时墩钢管桩数量根据荷载大小而定；临时墩墩顶标高根据模板安、拆及移位要求而定。其中跨中临时墩采用打入钢管桩基础，墩旁临时墩直接支承于承台上，各临时墩之间设置φ273×6mm钢管联接系，临时墩墩顶设置分配梁。

支架上部结构采用贝雷片，横断面内贝雷片根据荷载特点布置，为满足变形要求，贝雷片跨度不宜过大，可根据梁体荷载分布及具体地形具体设计，其结构形式见图1。

2.2侧模架

侧模架用于梁体腹板外模和翼缘板底模，采用整体钢模，其强度和刚度应满足使用要求，施工时支承于贝雷片上。其基本构造包括模板、拉杆、锚杆、吊杆和走形纵梁、垫梁及限位装置等。

侧模架底部通过走形纵梁支承于贝雷片顶的垫梁上，后端分别通过吊杆和锚杆与上一节段翼缘板和腹板锚固，顶部采用4根拉杆将两侧侧模架对拉，保证侧模架的稳定，其结构形式见图1。

2.3底平台

底平台即梁体底板模板，采用钢结构形式，基本结构包括模板、支撑纵梁、前后横梁(支点)、吊挂装置等。其中模板采用10mm钢板和小号槽钢加劲，纵梁采用型钢组，承受节段连续梁梁体及施工荷载；前后横梁为荷载传递点，施工时，底平台前横梁通过抄垫支撑在贝雷片上，后横梁通过锚固装置吊挂在前一节段底板上，梁体标高通过抄垫前横梁和调整后横梁吊挂装置实现，为适应支架不同坡度，前后横梁与纵梁采用铰接连接方式，其结构形式见图1。施工过程中应根据需要预留孔洞，满足施工过程支架系统的吊挂和锚固要求。

3.支架节段施工方法

3.1总体施工流程

支架节段连续梁施工流程与挂篮悬臂浇筑连续梁施工流程一致，即0#块施工→节段施工→边跨直线段施工→合拢段施工。

支架节段施工过程中0#块和直线段施工与采用挂篮施工方法一致，均采用支架施工，只是不需另外搭设支架，直接采用节段施工支架即可。

3.2支架节段施工关键工况介绍

3.2.1浇筑工况

前一节段施工完成、底平台和侧模架移动就位、调整完毕后，支架系统进入处于浇筑工况，见图1所示。

图1 支架节段施工浇筑工况示意图

浇筑工况时，底平台前横梁通过抄垫支撑在底平台贝雷片上，后横梁通过吊杆吊挂在前一节段底板上。其中底平台前端标高通过抄垫调整，后端标高通过吊杆紧缩装置调整，确保底平台与已施工梁段底面密贴。

此时，侧模架底部通过走形纵梁支撑在侧模架贝雷片顶部的垫梁上，上端吊挂于前一节段翼缘板上，两侧模架顶部通过拉杆对拉，后端通过锚杆与前一节段翼缘板固定。

底平台标高、吊挂系统、侧模架拉杆、锚杆及支撑情况调整就位后即可开始梁体施工。

3.2.2前移工況

节段施工完成后，开始前移支架系统，。前移时，先前移底平台，后前移侧模架。前移方法及要求如下：

⑴解除侧模架与上一节段腹板锚杆及与已施工节段腹板范围拉杆、拆除侧模架与上一节段翼缘板锚固吊杆、将两侧模架上端拉杆螺栓向外侧各松开10cm但不拆除，用倒链将侧模架向梁体外侧移动10cm脱模，便于底平台前移。

⑵松开底平台后端与前一节段底板吊杆的紧缩装置，将底平台后端下放至贝雷片上，拆除后端吊杆；用吊挂在刚施工梁体顶板的倒链吊挂底平台前端、拆除底平台前横梁下的抄垫，然后将底平台下放至贝雷片分配梁上。

⑶采用3个倒链挂在前方贝雷片分配梁上、后端平均分布挂在底平台前横梁上，同步将底平台前移至下一施工节段。

⑷调整底平台横向位置，安装底平台后横梁紧缩装置和吊杆，通过紧缩装置将底平台提升与梁体预留5cm左右缝隙；然后采用倒链将底平台前端提升并抄垫；调整底平台后端紧缩装置使底平台与梁体密贴并通过前方抄垫设置预拱度；

⑸分别用倒链挂在两侧侧模架上，同步将侧模架慢速、平稳前移至下一施工节段，调整侧模架底端位置，紧缩侧模架顶端拉杆螺栓调整侧模架顶端位置，然后用分别用吊杆和锚杆将侧模架与刚施工完成节段的翼缘板和腹板锚固，进入下一节段施工。

3.2.3合拢工况

合拢段采用吊架施工，施工进入合拢段后，拆除T构一侧侧模架和底平台，采用一套侧模架和底平台进行合拢段施工。吊架底模采用节段施工用的底平台，底平台通过吊杆吊挂于合拢段两侧梁体底板上；吊架侧模采用节段施工用侧模架，侧模架分别与两侧已施工梁体腹板和翼缘板锚固，上端通过拉杆对拉。如图2所示。

图2 合拢工况示意图(中跨合拢段)

3.3线形监控

为确保梁体线形符合设计要求，施工过程必须对梁体线形进行监控。施工前，应根据实际荷载分别计算各节段施工过程支架变形，必要时对支架进行预压消除支架非弹性变形；同时，采用有限元程序模拟施工过程计算各节段梁体的挠度；施工过程根据已施工梁体桥面标高、支架变形及节段梁体挠度确定下一节段底平台前端标高预抬量。同时，每一节段施工完成后，应对梁体纵向轴线进行测量，施工下一节段时对偏位情况进行调整，确保梁体最终的线形。

4.支架节段施工特点

根据支架节段施工工艺，与传统挂篮施工相比，具有明显的优势：

4.1安全风险低

支架节段施工方法将悬浇转换成落地支架施工，大大降低了悬浇施工过程中的安全风险，可避免挂篮施工过程中的倾覆、坠落事故；同时，支架节段施工方法减少了梁体悬浇施工过程中的挂篮荷载，梁体自身安全风险也得到了改善。

4.2节约工期

支架节段施工时，支架结构简单，受力明确，钢结构加工、安装速度快，并可在下构施工过程中同步施工支架，而挂篮设计、制造、验收周期长，相比之下，支架节段施工可有效将总体工期提前；其次，支架节段施工工艺简单，支架前移、调整便利，过程中体系转换少，而挂篮前移工况较为复杂，调整难度较大，过程锚固、吊挂系统复杂，安全风险大，因此，采用支架节段施工方法可有效缩短节段施工周期，节约工期。

4.3节约成本

支架节段施工受力明确、荷载较小，设计支架时，可根据现有已投入使用完毕的型钢、管桩等材料，将支架设计成实用、便利的结构，且支架施工简单，材料可在过程中前后倒用，不需备齐全联支架材料，因此，采用支架节段施工能大大减少施工投入，节约成本。

5.结语

大跨度连续箱梁 第7篇

1 工程概况

某桥为大跨度预应力混凝土连续梁桥,全桥长360m,跨径组合为45+80+110+80+45m,如图1所示。主梁为单箱双室预应力混凝土箱梁,顶宽17.82m,底宽10.82m,箱梁底部下缘线型按二次抛物线变化,箱梁中心0号块梁高5.8m,跨中合拢段及边跨现浇段梁高为2.75m。本桥为大跨度连续梁桥,考虑到施工渡汛的需要,采用分段悬臂施工的施工工艺。全桥共分为19段,其中0号块2段,1号块4段,2号块4段,3号块4段,边跨段2段,边跨合拢段2段,主跨合拢段1段,施工段划分如图2。施工工序为:0号块施工、1号块施工、边跨施工、2号块施工、3号块施工、边跨合拢段施工和主跨合拢段施工。在悬臂施工0号块、1号块、2号块和3号块时,为了克服施工期间的不平衡力矩,在距2号和3号桥墩两侧各4m处,设置了临时辅助墩。

2 施工控制理论计算

在桥梁实施控制之前,应对桥梁的位移、应力等进行计算,从而为桥梁施工监控提供基础的理想状态数据。对连续梁进行正装分析[1,2],可以得到各施工状态以及成桥状态下的结构变形和应力等控制数据,作为连续梁桥施工监控的理论基础数据。本文使用桥梁结构分析程序MIDAS[3]和桥梁博士进行计算,采用空间杆系单元,按照设计所确定的施工工序,对施工全过程进行仿真分析。对每一梁段分为浇注混凝土、张拉预应力钢筋和卸除支架3个工况。有限元分析模型如图3:

3 理想状态下立模标高的确定

采用分段施工的连续梁桥,需要根据设计院提供的桥梁施工流程建立结构分析模型,通过有限元软件的正装分析,得到各施工梁段的预拱度。预拱度设置的目的有两个:

(1)确保分段施工的连续梁桥能够按计划合拢;

(2)分段施工的连续梁桥的成桥线形平顺流畅,达到设计线形。

监控方应向施工方提高包含预拱度的立模标高,立模标高的公式为:

H${}_{\text{l}\text{m}}^{\text{i}}$=Hi+H${}_{\text{s}}^{\text{i}}$+H${}_{\text{c}}^{\text{i}}$+fz

其中,H${}_{\text{l}\text{m}}^{\text{i}}$为第i节段的立模标高;Hi为第i节段的设计标高,由设计院提供的桥梁设计线形确定;H${}_{\text{s}}^{\text{i}}$为施工阶段预拱度,即第i节段从该段施工到成桥各工况的累计挠度并反号,为预拱度的主要成分;H${}_{\text{c}}^{\text{i}}$为第i节段的成桥预拱度,计算公式为H${}_{\text{c}}^{\text{i}}$=-(1/2活载挠度+长期徐变挠度),实际桥梁施工中,由于徐变计算不精确,可以根据桥梁跨长设置经验预拱度,以抵抗桥梁长期徐变变形;fz为支架变形,包括支架的非弹性变形、地基变形和支架弹性变形,施工单位通过支架预压实验确定。

本工程采用桥梁结构分析程序MIDAS和桥梁博士进行计算。经计算,施工阶段立模预拱度H${}_{\text{s}}^{\text{i}}$和各施工阶段的剩余预拱度见图4～图7。由于结构对称,下面主要给出左半跨桥梁的预拱度情况。各图以桥梁中心为0点,0轴方向为负,5轴方向为正。

从图4～图7可以看出:

(1)预拱度是以成桥状态为零点,根据第i节段从该段施工到成桥各工况的累计挠度并反号而设置的,因此在理想状态下,能保证成桥线形为设计线形。

(2)预拱度是针对施工阶段而言的,预拱度是随施工阶段而变化的,施工阶段不同,预拱度的数值也不同。从图5可看出,某节段的立模标高由初始预拱度控制;该节段经过张拉预应力钢束和卸除支架后,该点的高程由当前阶段结束时该点的剩余预拱度控制。

(3)当施工新的梁段时,新施工梁段的预拱度和前一段施工梁段经变形后的剩余预拱度是连续的。此时从图6可看出,2号块浇筑时,其预拱度按照图4给出, 2号块设置的预拱度与1号块经受力后的剩余预拱度是连续的。

(4)从图7可看出,连续梁桥在合拢时,合拢前两侧的节点预拱度数值相同,从而保证了分段施工的连续梁桥能够按计划合拢。

4 线形监控

4.1 标高测量方法

桥梁线形测量需要进行当前施工段的测量和已施工段的联测。当前施工段的测量主要控制当前施工梁段的变位,为下一梁段的施工提供依据,同时核对桥梁挠度与设计的偏差;对当前施工段和已施工梁段的联测可以核对桥梁挠度与设计的偏差,从而确定桥梁的实际受力状态与设计是否一致。桥梁实际挠度与设计挠度比较时,应注意桥梁挠度应剔除墩顶位移的影响。

连续梁采用分段支架浇注时,每段箱梁线形测量分4个施工阶段:浇注混凝土前,浇注混凝土后,张拉预应力钢筋后和支架卸架后。测量采用水准测量。在每一箱梁断面上布置3个测点,分别为箱梁外侧、箱梁内侧和箱梁中点。

4.2 温度观测

在白天阳光照射下,箱梁顶板温度高、底板温度低,该温差会使悬臂施工的箱梁有下挠的趋势。因此,大跨连续梁在悬臂施工中,在环境温度的影响下,梁体悬臂端处于不断变形中。桥梁悬臂段越长,温差越大,桥梁悬臂端的变位越大。因此挠度的观测最好在清晨6:00～8:00梁体温差较小时测量。在实际施工中,由于工期限制,某些工序的标高测量需要立即进行,将这样的测量数据用于施工监控中,需要考虑温度的修正量。

4.3 支架变位

在连续梁施工时,支架变形较大,因此必须精心对待支架变位。支架变位包括支架的非弹性变形、地基变形和支架弹性变形,施工单位通过支架预压实验确定。实际工程中,可以采取以下措施减小支架变位:在支架下铺设一定厚度(10cm)的混凝土来减小地基沉降和增强地基的承载力;搭设支架时,在箱梁梁肋下支架比底板下支架密些,从而保证箱梁结构在自重下的均匀下沉。在分段施工连续梁中,后浇筑梁段与前一梁段的结合很重要,施工单位应将结合面凿毛,涂胶,做好结合面普通钢筋的设置,从而保证结合面混凝土不开裂。

5 结语

(1)对于分段施工的大跨连续梁桥,采用正装分析可以确定预拱度。

(2)预拱度是以成桥状态为零点而设置的,因此在理想状态下,按照设置的预拱度进行,能保证成桥线形为设计线形。

(3)预拱度是针对施工阶段而言的,预拱度随施工阶段而变化,施工阶段不同,预拱度的数值也不同。

(4)当施工新的梁段时,新施工梁段的预拱度和前一段施工梁段经变形后的剩余预拱度是连续的。

(5)连续梁桥在合拢时,合拢前两侧的节点预拱度数值相同,从而保证了分段施工的连续梁桥能够按计划顺利合拢。

(6)在桥梁线形监控中,应注意墩顶沉降、温度变化和支架变位对桥梁标高测量结果的影响。

摘要：以采用分段施工的某大跨度预应力混凝土连续梁桥为例,分析了该类型桥梁线性控制的内容和方法。给出了预拱度设置的具体方法,详细说明了立模标高的计算和挠度检测等重要内容。

关键词：分段施工,连续梁桥,线形监控

参考文献

[1]葛耀君.分段施工桥梁分析与控制[M].北京:人民交通出版社,2003.

[2]向中富.桥梁施工监控技术[M].北京:人民交通出版社,2003

[3]M IDAS使用手册.北京迈达斯技术有限公司.

大跨度连续箱梁 第8篇

永定河特大桥在跨长韩路处, 设计为60+100+60三跨连续钢构箱梁, 主墩为301#墩、302#墩位于公路两侧, 连续梁位于曲线上。基础为钻孔桩基础, 墩柱为双线圆端实体墩, 墩高16.5~18 m。受客观条件影响, 此段开工较晚, 为确保施工工期, 此段大跨度连续梁中的19座采用支架法现浇施工。全联长度221.5 m, 主跨为100 m, 箱梁为单箱单室、变高度、变截面结构, 顶板宽12.0m, 底板宽6.8 m;中支点梁高7.85 m, 端支座处及中跨跨中截面梁高为4.85 m, 梁底下缘按圆曲线变化。节段施工顺序为:A0、A2→A1→B1→B2, 主要节段划分见图1。

2 对比选择支架

2.1 碗扣式脚手架的施工方案

最常用的脚手架就是碗扣式脚手架, 其具有很多优点, 然而该工程做的第一件事是以设计图纸和现场的实际情况为依据, 设计检算了碗扣脚手架的支架, 将贝雷梁门洞用在跨路上, 17.5 m是搭设的最高的碗扣脚手架。跨的主要位置是跨长韩路贝雷梁上面和两侧边, 满堂红碗扣支架体系是使用的主要体系, 将厚15 cm的C20混凝土用作支架基础, 用粗1 m厚的粗圆砾土加强基础地基, 完成换填工作后, 地基的承载力可以达到310 k Pa。将15 cm×15 cm的方木或枕木铺设在基础上面, 按0.6 m的步距布置脚手架的纵向步距, 保持0.3 m为腹板底下支架的横向间距, 在底板和缘板下分别0.6 m和0.9 m的地方以及梁高5 m以上的部分用0.3 m的步距加密腹板下的纵向步距[1]。在A2段两端的3 m处进行加密布置, 采用的是0.3 m×0.3 m的步距加密其纵横向脚手架步距, 按照60 cm布置所有加密区的水平步距, 剩下的加密布置按照120 cm进行。支架的纵向和横向设置扣件钢管, 每隔4.5 m设置一道, 设置剪平剪刀撑的间距在4.8 m以下, 保持剪刀撑与地面的夹角为45°~60°之间;将扫地杆水平设置在底部水平, 水平剪刀撑的设置要保持水平方向隔4.4 m设置。根据支架设计对碗扣脚手架的检算结果为:

1) 单根脚手架在梁段腹板处最大受力为38.620 k N, 在中跨腹板最大受力32.269 k N, 小于40 k N, 满足要求。

2) 梁段的腹板处有最大应力302.348 k Pa, 所以要求地耐力大于302.348 k Pa, 地基处理后310 k Pa地耐力满足设计要求。

2.2 进行碗扣、钢支墩、贝雷梁组合式支架施工的具体方案

该工程结合了现场的具体实际情况, 将支架支墩设计为贝雷梁和钢支墩, 支架纵梁是贝雷梁, 梁体线型的组合支架体系由碗扣脚手架进行调节, 因为在跨路的时候道路与铁路桥梁出现斜交的情况, 因此, 采用的方案是保持门洞纵梁与线路平行, 同时保证其与道路斜交, 支架的安全得到保证, 同时支架的数量被减少。设计支架的具体情况如下:将4个10~15.8 m的门洞设置在每侧边跨60.8 m处, 将6个门洞设置在中跨100 m处;在长韩路上, 门洞支墩基础采用的是扩大基础, 5根1.25 m钻孔桩基础使用在其余的跨中基础上, 设置的系梁为2 m×0.6 m×14.4m;7根609 mm钢支墩应用在墩柱两侧的支墩, 将5个贝雷梁支墩应用在其余的门洞支墩上, 将2根45b工字钢设置在支墩上面作为分配梁;将321军用贝雷梁应用在支架纵梁上, 45 cm是贝雷梁在底板范围内保持的间距, 22.5cm是腹板加密保持的间距, 将一组90 cm间距设置在两侧, 已达到翼缘板和防护的作用;将3~6 m的碗扣支架支撑体系搭设在贝雷纵梁上面, 以利于对梁型进行调节和对支架进行搭拆。

槽钢剪刀撑设置的位置是在钢支墩支架间隔6 m的地方设置, 焊接牢固剪刀撑与钢支墩连接的地方。根据支架设计对组合支架架的检算结果为:

1) 贝雷纵梁:最大弯矩为789.86 k N·m, 小于容许弯矩958 k N·m;最大剪力为199.965 k N·m, 小于容许剪力245 k N;最大挠度为5.5 mm小于L/400=17200/400=42.9mm, 满足要求。

2) 45b工字钢分配梁:建立Midas/civil有限元模型, 其最大应力143.8 MPa<允许应力170 MPa, 满足要求。

3) 贝雷支墩:贝雷临时支墩底部最大受力为:855.8+9.45=865.25 k N<1 000 k N, 满足要求。

4) 钢管支墩:钢管支墩底压应力:, 强度满足要求。长细比:l=ml/i=1 12/0.21 57, 查表得:F=0.894 S=85.382MPa<F[S]=0.894 140 125.16MPa, 满足要求。

2.3 对比两种支架施工方案

上述两种支架体系在经过验算后达到了施工要求, 现对两种支架方案的优缺点进行对比。

2.3.1 碗扣脚手架的优缺点及施工成本

1) 优点: (1) 拼拆较为容易; (2) 拼拆的速度较快; (3) 不需要使用大型施工设备; (4) 容易运输和搬运;

2) 缺点: (1) 构架的尺寸受到一定的限制, 横杆使用的定型杆; (2) 需要搭设的节点比较多, 需要加大质量管控力度; (3) 承台和支架基础不可以平行施工。

3) 工程施工总投资金额为443.53万元。

2.3.2 组合式支架的优缺点

1) 优点: (1) 拼装速度比较快; (2) 结构受力比较明确, 可以按照受力情况对支架进行组装, 具有良好的稳定性; (3) 为厂家生产的标准性构架, 质量比较可靠; (4) 不容易被损坏, 也不容易丢失。 (5) 承台和支墩基础可以平行施工。

2) 缺点: (1) 需要使用大型的施工设备进行搭拆; (2) 由于设置有剪刀撑, 因此, 拆除过程中的整体速度比较慢。

3) 工程施工总投资金额435.9万元, 经济效益优于碗扣脚手架。

综合对比后, 本工程最终使用更具优势的组合支架体系进行大跨度连续梁的现浇施工。

3 连续梁支架法的施工技术分析

3.1 组合支架的施工技术

贝雷支架体系是按照由上而下的顺序逐级排列的。若干个贝雷桁架单元组成了贝雷支墩和贝雷纵梁, 上下弦杆、竖杆以及斜撑焊接形成了桁架单元。上、下弦杆氛围两端, 分别为阴头和阳头, 销子孔都在阴、阳头上出现, 用销子将单片与单片连接接长, 将保险卡插入销子端头, 以避免发生销子脱出的情况[2]。标准桁架单元的长和宽分别为3m和1.5 m, 重量为270 kg, 需要4个人进行肩抬作业, 需要8人手抬进行拼装, 因此, 需要人工配合机械完成贝雷支架的拼装工作。图2为桁架单元及桁架销子尺寸。

以设计为依据整体组装贝雷支墩和贝雷纵梁, 人工配合吊车进行安装工作, 进行吊装工作前, 全面检查各连接杆件、螺栓, 检验合格后才可以进行下一步操作。

3.2 连续梁节段现浇的施工技术分析

3.2.1 制作安装模板

选用模板工作:选择1.2 cm厚的制作箱梁外模及内模, 骨架选择10 cm×10 cm的方木, 将钢管脚手架作为上下左右的支撑。利用人工配合机械的方式完成模板的安装, 为使底板混凝土浇筑工作的便捷性, 将40 cm×40 cm的预留浇筑孔设置在内模顶板在预应力管道间, 保持纵向的间距为6 m。

3.2.2 制作安装钢筋

在模板内现场对钢筋进行整体绑扎, 进行钢筋的施工时, 首先钢筋下料、弯曲、成型和必要的焊接要在钢筋加工场完成, 再将其运送到需要的地点, 钢筋卸至作业面进行的安装工作要采用人工配合机械的方法。因为需要一次性完成浇筑, 因此, 需要一次完成节段钢筋的绑扎工作[3]。由于腹板钢筋的高度为7.8 m, 在安装时容易出现倾覆的情况, 所以要想使钢筋安装质量得到保证, 钢筋的倾覆风险被降低, 安装腹板钢筋时, 用钢管与支架体系将竖向主筋接固定, 但是保持间隔为3m, 用钢管支撑内侧。

3.2.3 混凝土浇筑施工

每一节段浇筑混凝土都要遵循一定的顺序。进行浇筑混凝土工作时, 要遵守一定的原则, 即由低到高, 由变形小到变形大。采取分层浇筑的方式且要进行连续性的浇筑, 在浇筑过程中由专门人员对支架、模板的稳固情况进行检查。利用顶板预留孔下混凝土浇筑底板, 切忌从腹板下混凝土, 底板混凝土稳定一段时间后, 再进行腹板浇筑工作。为了避免出现混凝土不密实产生麻面及空洞情况, 在浇筑时派专人对内模下倒角及腹板进行认真检查。

4 施工总结

综上所述, 本工程通过使用组合支架法现浇施工技术, 极大地提升了工程的施工效率, 施工经济效益和社会效益显著, 整个连续梁的线型控制起来比较方便, 连续梁的线性控制和外观质量都达到了设计要求, 节约了施工成本, 受到了业主的好评。

摘要：以永定河特大桥为载体, 对普通碗扣式支架及组合支架法从施工控制及施工成本等方面进行了对比分析, 综合分析最终采用了组合支架法施工, 经过对实际应用情况的分析总结, 该方法在永定河特大桥的应用满足了工期、安全、质量的要求, 并取得了一定的经济效益。

关键词：大跨度,连续箱梁,组合支架法,现浇施工

参考文献

[1]李松报, 李陆平.滠水特大桥连续梁支架现浇法施工技术[J].铁道标准设计, 2008, 52 (4) :51-53.

[2]陈安伍, 赵忠.武广客运专线群力特大桥跨京广铁路连续箱梁支架施工技术[J].铁道标准设计, 2008, 52 (11) :42-44.

大跨度连续箱梁 第9篇

1 工程概况

1.1 桥型结构

东胜大桥位于鄂尔多斯市东胜区,跨越昆独仑河,桥梁总长1 170 m。主桥为跨径40 m+90 m+230 m+90 m+40 m的自锚式悬索桥,主梁为钢箱梁,边跨采用预应力钢筋混凝土箱梁结构配重,主塔采用门式结构。主桥桥型布置如图1所示。

钢箱梁全长384 m,桥面全宽50 m(含风嘴总宽51.162 m),梁高3.0 m。采用流线型正交异性板结构,由顶板、底板(包括斜底板)、横隔板、纵隔板、吊索锚箱、外侧腹板等组成。

全桥钢箱梁分为6种类型43个梁段,分为标准梁段、端梁锚固段、合龙段及塔下梁段等,其中标准梁段共34个,长9 m,其他梁段共9个,长度从7.5 m至10.4 m不等。

1.2 工程难点、特点

(1)鄂尔多斯市属于大陆性半干旱气候,冬季严寒、夏季干热、冬春多风沙。本工程工期自2009-09~2011-10,需跨越2个冬季施工,实际有效工期仅为16个月。根据总体施工安排,钢箱梁现场施工时间为2011-06~10,工期非常紧张。

(2)主桥钢箱梁宽度为50 m,为国内同类型桥梁宽度之最。设计分段长度标准节段为9 m,重量为255 t,安装高度约30 m。由于鄂尔多斯地处内陆无水运条件,大节段运输受公路条件所限亦无法实现,且施工现场受地形限制不利于大型吊装设备进场及开展吊装作业,钢箱梁制作安装难度大。

2 钢箱梁施工方案比选

方案1:工厂分段制作并进行预拼装,分段运至现场进行支架吊装。这也是钢箱梁施工的常规方案,优点是现场焊接工作量小,钢箱梁工厂制作可先期进行,现场所需工期短;缺点是工程所在地无水路运输条件,陆路运输距离为1 500 km,大件超限公路运输无法实现且现场需要配置大型吊装设备。

方案2:钢箱梁板单元在厂内制作,陆路运输至现场后在现场附近设置临时加工厂进行分段制作、吊装。优点同上,缺点是受现场条件限制,制作场地选择困难,现场同样需要配置大型吊装设备。

方案3:钢箱梁制造采用“板板单元涂装桥位预拼装、焊接”方式生产,即厂内完成零件及板单元后运输至桥位现场,桥位处以支架作为胎架逐块进行板单元吊装、匹配预拼装、焊接成整体。优点是运输、安装均能满足现场条件要求,缺点是现场焊接工作量大,施工质量控制难度大,所需工期较长。

采用何种施工方案,应根据结构特点、运输条件、场地要求、施工水平、工程进度要求、经济性等方面进行综合考虑确定。由于受运输条件和施工现场场地限制,上述备选方案中方案1、方案2组织实施难度很大;经过认真比选,在征得设计单位和专家组同意后,最终选用方案3,即钢箱梁板单元在厂内制作,陆路运输至现场在支架上进行拼装的施工方案。为保证工程质量、安全和施工工期,对板单元划分、临时支架设计、吊装设备、吊装顺序等进行了分析研究,制定了相应的技术措施。

3 板单元划分

板单元划分以设计图纸分段为对象进行。划分时除了要考虑结构特点外,还必须充分考虑钢厂板材的供货能力、厂家现有板单元制造设备及工装条件、公路运输条件、安装支架情况以及吊装工艺等因素。工厂内板单元划分如图2所示。

4 临时支架体系

4.1 支架体系选型原则

支架体系选型应结合钢箱梁单元板划分方式和现场条件确定,同时遵循支架体系牢固可靠、施工速度快、尽可能降低成本的原则。通过对贝雷支撑系统与钢管柱支撑系统方案进行对比分析,选用钢管柱支撑系统。

4.2 支架的总体布置

依据吊装工艺及安装顺序,钢箱梁支架自塔区向两边划分为塔区段支架、正常段支架、钢混结合段支架3个部分。均采用Φ500 mm8 mm螺旋焊管钢管柱支架,管柱支架顶纵向采用50b工字钢作重力分配梁,横向采用45b工字钢作为支撑体系,钢管柱间隔采用槽钢剪刀撑连接系加固。根据受力计算,各区段支架采用不同的间距和布置形式。

根据计算结果(过程略),正常段支架纵桥向按照每间隔1道横隔梁下设置1排钢管支点,然后采用50b#工字钢将每根钢管纵向连接起来,每2道横隔梁有1道横隔梁支点设置在工字钢上。横桥向共布置7排钢管,上部采用20#槽钢连接,兼做人员脚手平台。纵横向分别使用槽钢剪刀撑连接系固定,如图3所示。

4.3 支架基础

根据当地的地质条件,钢管支承柱下采用混凝土扩大基础。基础厚度均为60 cm,平面尺寸为1.8 m1.8 m,采用C25混凝土,中区1.5 m1.5 m范围内铺设1层15 cm15 cm的Φ12 mm钢筋网片,在基础顶面预埋20 mm厚的钢板,钢板尺寸为0.7 m0.7 m。

支架从钢箱梁施工开始至体系转换前均处于受力状态,时间长达16个月(包括5个月左右的冬季停工期),必须高度重视支架基础的施工。基础施工前,应按方案要求对地基进行处理;必须完善基础排水设施,防止雨水浸泡地基。

4.4 支架预压

根据支架结构特点,采用支点预压法。在支架混凝土基础达到设计强度后用混凝土预制块按照1.2倍设计荷载进行预压,沉降观测稳定后进行钢管立柱搭设施工。

5 吊装

5.1 吊装设备

根据桥位处地势较为平坦的地形特点,采用10 t行走式龙门吊机进行钢箱梁板单元桥位吊装。龙门吊具有作业灵活、视野开阔的优点,运输车辆可直接运送钢箱梁板单元至安装位置处,可避免龙门吊在吊重物状态下纵向位移,安全性高。

根据工期安排,共配备4台龙门吊机(主跨2台,边跨各1台),4个作业面同时进行吊装施工。考虑安全作业净空尺寸,确定起升高度为36 m,龙门吊跨度为58 m。

5.2 吊装顺序

总体吊装顺序:先安装塔区节段及边跨区结合段,然后由塔区向两侧分4个作业面同时展开工作。在边跨和主跨分别设置合龙节段,如图4所示。

节段板单元吊装顺序:每个标准梁段分割成50块板单元,按照底板、斜底板横、纵隔板、锚箱中间顶板边顶板风嘴的吊装顺序,实现立体阶梯形推进方式逐段组装与焊接。组装采用“正装法”,以胎架为外胎,以横、纵隔板为内胎,各板单元按纵、横基线就位,辅以加固设施以确保精度和安全,重点控制钢箱梁几何形状和尺寸精度、相邻接口的精确匹配等。以标准段为例,具体步骤如下:

(1)组装底板

先将中间一块底板单元置于胎架上,使其横、纵基线在无日照影响的条件下与胎架上的基线精确对正并固定。然后依次对称组装两侧底板,焊接同一块体中相邻的2块底板,焊接相邻节段的底板间焊缝。组装时应按设计宽度精确预留焊接收缩量,使用经纬仪控制底板基准头在同一直线上。

(2)组装中间横隔板

组装前底板上划好横隔板中心线。因钢箱梁位于一定的竖曲线上,横隔板不与大地铅垂,这时应采用吊铅垂的方法控制横隔板倾斜角度,以保证横隔板与底板垂直,吊铅垂测量时应取隔板两端及中间3点。两侧隔板点焊时应检查隔板对中情况,对中合格时方可点焊固定。

(3)组装中间纵隔板

以底板横、纵基线为基准,组装中间纵腹板。组装时纵腹板侧面加临时斜撑,通过斜撑上的丝杠来调整纵腹板垂直度。组装时确保中间纵隔板在桥梁中心线上。

(4)组焊边横隔板及边纵隔板、锚箱单元件

依次组装边纵腹板及边横隔板、锚箱单元件,确保各边横隔板及中间横隔板在同一平面上。焊接时应严格执行焊接工艺规程,保证焊接顺序无误,防止箱梁变形过大。

(5)组装中间顶板

横向以胎架两端标志塔上标志线为中心,定位中间顶板。纵向根据实际放样的数据,采用吊铅垂的方法,确保顶底板纵向相对位置。同时应使用水准仪检测顶板标高。

(6)组焊边顶板

以中间顶板为基准,依次组装边顶板。使用经纬仪控制所有顶板横基线在同一直线上,使用卷尺控制顶板间的间距,注意预留焊接收缩量。组装时应注意检查顶板与横隔板间的间隙在公差范围以内。焊接时严格执行焊接工艺,防止箱梁变形过大。顶板焊接完毕后焊接其他结构及附属结构。

6 施工中应注意的问题

(1)划分板单元时,应结合现场作业条件同步设计现场焊接接头的位置和形式。顶板、底板、外纵腹板下料时除考虑焊接、修整收缩量外,还应考虑桥梁竖曲线的影响。

(2)支架搭设除应确保牢固可靠、受力满足要求外,还应满足其作为拼装胎架的结构要求。支架顶应按监控和制作要求设置预拱度,安装开始后直至体系转换前均应加强沉降和变形的观测。

(3)胎架上应按要求设置纵、横、基线和基准点,在架设吊装过程中应定人、定仪器、定时间对钢箱梁进行跟踪测量,确保钢箱梁的位置、标高和线形符合设计要求。

(4)应合理安排焊缝的焊接顺序,遵循结构对称、接点对称、全方位对称的焊接原则。焊接前对构件的组对质量及坡口进行认真检查,焊接过程对焊接参数进行监控并做好焊接记录。焊缝焊接完经外观检查合格后,应根据设计要求进行无损探伤检验,不合格的焊缝应进行返修处理,直至验收合格。

(5)根据当地早晚温差大、春冬多风沙的气候特点,现场焊接除应严格执行焊接工艺要求外,还应在现场焊接作业处设置移动式防风防雨棚,确保焊接质量。气温5℃以下的时段严禁进行焊接施工。

7 结语

目前本桥主体结构施工已全部完成,钢箱梁制作安装满足施工规范和设计图纸要求。钢箱梁采用板单元现场支架拼装的施工工艺,克服了运输条件的限制,无需大型吊装设备,符合东胜大桥地处内陆无水运条件、施工现场受地形限制不利于大型吊装设备进场以及开展吊装作业的工程特点。实践证明该施工工艺是成功、可靠的,可供今后类似条件的钢箱梁施工借鉴。

参考文献

[1]DB32/T947—2006公路桥钢箱梁制造规范[S].

[2]GB50205—2001钢结构工程施工质量验收规范[S].

大跨度斜拉桥钢箱梁非对称安装技术 第10篇

辽宁省滨海公路辽河特大桥主桥采用跨径为 (62.3+152.7+436+152.7+62.3) m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥, 主梁为单箱多室流线型扁平钢箱梁, 中心线处梁高3m, 含风嘴钢箱梁全宽34.994m, 底板宽23.2m。斜拉桥跨越辽河, 南主塔墩位于辽河近岸位置, 主跨位于水中, 边跨位于岸滩地带。边跨及主塔区钢梁共19段, 包括次边跨SA10～SA14梁段, 边跨合拢段SAL段, 边跨标准梁段SA2～SA9段, 主塔区S01、S02、S03、SA1、SH1梁段。其中主塔区最大重量约175t;边跨标准梁段长度15m, 最大重量约260t。主跨钢梁SH2～SH13、SH14段分别为长度15m、13.5m标准段, 最大重量约255t。

根据本斜拉桥钢梁的特点, 结合各桥跨地形情况, 斜拉桥南侧钢梁安装采取了边跨、次边跨钢梁节段支架安装、中跨钢梁节段悬臂安装的非对称悬臂安装方案。

2 方案比选

本桥钢箱梁设计安装采用节段法拼装, 由于钢梁从水上运输供应, 而主塔墩位于岸边, 辅助墩和过渡墩均位于岸上, 边跨及主塔区钢梁安装节段难以采用常规的水上吊装方案, 根据现场实际情况, 边跨及主塔区钢梁安装初拟了两个不同的解决方案:一是采用边跨钢梁高支架上直接纵向滑移就位的方案, 即将边跨、次边跨钢梁节段在满布高支架上由水边主跨向边跨纵向滑移直接就位的施工方案;二是采用边跨钢梁上岸并悬臂吊装的方案, 即在桥位附近水边设边跨钢梁上岸码头并运输至安装位置下方, 通过桥面吊机起吊悬臂安装的方案。

2.1 方案一:边跨钢梁高支架上滑移就位方案

在高支架上由水边主跨向边跨纵向滑移直接就位的施工方案:在边跨及主塔区通长搭设高支架, 并在支架上设置纵向滑道, 边跨及主塔区钢箱梁段水上运输至塔侧河边后, 利用河边固定钢梁提升站卸船、提升至主塔河侧支架上, 再在支架上纵向滑移至安装位置, 将边跨及主塔区钢箱梁节段摆放在满布支架上, 并调整好安装线形, 最后进行钢梁节段拼接安装。

边跨及主塔区钢梁供应及吊装就位从边跨至中跨逐段顺序进行:SA14段 →SA13段…… →SA1段 →S03段→S01段 →S02段 →SH1段。

边跨及主塔区钢箱梁19块梁段因提升空间及通过主塔时的空间限制, 两端风嘴部分后安装, 安装时间在该段钢箱梁对应斜拉索张拉前。

2.2 方案二:边跨钢梁上岸并对称双悬臂吊装方案

边跨钢梁上岸并对称双悬臂吊装方案, 首先需要在桥位附近的岸边设置钢梁上岸码头, 将边跨钢梁节段运上岸并运输到达桥位边跨安装位置下方, 再利用边跨侧桥面吊机逐段吊装预先排列在地面上的边跨钢梁节段;次边跨及辅助墩、边墩墩顶位置钢梁同样利用钢梁码头上岸, 逐段运输至37#墩位处, 利用2台300t履带吊机抬吊放置在次边跨钢梁支架上, 逐段纵向滑移到设计安装位置;主塔区钢梁采用与方案一相同的方法, 利用河边钢梁提升站提升钢梁并在主塔区安装支架上滑移就位。

2.3 技术方案可行性研究

(1) 本斜拉桥钢梁安装原设计方案为边、主跨逐节段对称悬臂安装至边跨合拢, 再在主跨侧单悬臂安装钢梁, 对称张拉斜拉索, 具体施工步骤为:主塔施工→主塔区钢梁节段 (5个节段) 支架法安装→初拉第1对索→撤除主塔区钢梁支架→安装桥面吊机→悬臂吊装并焊接第1段SH1、SA1钢梁→初拉第2对索→前移桥面吊机→悬臂吊装并焊接第2段SH2、SA2钢梁……→在支架上安装焊接SA10～SA14段钢梁→边跨钢梁合拢→预拉第10对索→单悬臂安装主跨SH10钢梁→桥面吊机前移→初拉第10对索……→初拉第14对索→跨中合拢→调整索力→二期铺装→成桥。原方案钢梁在边跨合拢之前为对称施工, 两侧有两台桥面吊机同时移动。

(2) 边跨钢梁高支架上直接滑移就位安装方案的特点是将边跨钢梁在支架上按照设计线形全部或部分先于主跨钢箱梁安装连接好, 然后单悬臂安装主跨钢箱梁。考虑到如边跨钢箱梁在挂索前全部连接好, 长度超过200m的整段边跨钢箱梁在索力纵向分力及温差应力作用下变形位移会受到支架支撑点的影响, 从而使钢梁结构的应力、线形以及支架结构受力变得十分复杂, 为减小上述因素影响, 边跨钢梁就位后的节段连接采取超前主跨对应节段逐段焊接, 超前节段数为3段, 即要求在主跨SHi段钢梁吊装前, 边跨SAi+2段钢梁应调整就位、焊接完成。按照上述钢梁安装方案, 施工具体步骤为:主塔施工→边跨、次边跨钢梁提升、滑移, 在支架上就位→提升主塔区钢梁节段 (5个节段) 在支架上就位→主塔区及边跨SA2、SA3、SA4段钢梁节段焊接成整体→初拉第1对索→中跨侧安装桥面吊机→单悬臂安装中跨侧SH2钢梁→初拉第2对索→边跨SA5段钢梁节段焊接连接→单悬臂安装中跨侧钢梁SH3节段→初拉第3对索……→初拉第9对索→边跨逐段焊接安装SA12、SA13、SA14段钢粱→边跨边墩、辅助墩顶拉压支座安装→单悬臂安装中跨侧钢梁SH10节段→初拉第10对索……→单悬臂安装中跨侧钢梁SH14节段→初拉第14对索→跨中合拢→调整索力→二期铺装→成桥。

对于中跨侧的每根索, 与边跨、次边跨的每根索张拉一一对应。由于边跨、次边跨钢梁的焊接连接段数多于主跨侧, 边跨、次边跨部分钢梁自重支撑于支架上, 同时在中跨侧钢梁安装为单悬臂施工, 仅中跨有一台桥面吊机在移动。

(3) 根据实际施工工况对斜拉桥结构体系建模计算, 钢梁非对称单悬臂安装方案 (边跨钢梁高支架上直接滑移就位方案) 与原设计方案 (对称双悬臂安装方案) 结构内力及索力计算结果比较, 两方案计算结果比较接近, 特别是在斜拉索成桥索力上更是相差不大, 两种施工方法成桥索力最大值相差不超过3%, 最不利索力最大值相差不超过3.5%。由于施工方案变化, 主梁在成桥状态弯矩图变化较大, 特别是在次边跨区域, 但整体弯矩数值还是较小的, 结构处于安全状态。

2.4 方案经济性比较

根据上述技术方案估算成本比较, 方案一、二钢梁安装的主要材料设备使用成本差别约在100万左右, 且方案一较方案二钢梁安装工艺简单、安全, 在工期上可提前进行边跨钢梁安装, 具有较明显的经济性。

3 施工方案介绍

3.1 钢梁支架结构

钢梁安装支架采用钢管桩 (柱) +贝雷纵梁结构, 支架贝雷梁设计标准跨度12m, 根据桥面及地面标高, 钢梁支架高度约36～40m, 在支架顶面设置纵向滑道, 支架顶面线形参照钢梁安装线形设置。

边跨钢梁支架支墩采用Φ0.8m钢管桩 (柱) , 单根钢管桩承载力不小于85t, 支墩横桥向由上、下游的各两根Φ0.8m钢管柱组成, 上、下游的各两根钢管柱中心线分别与钢梁腹板对应。钢管桩顶面工字钢分配梁将钢管桩连成整体, 钢管桩立柱在高度方向上设置了2道连接系, 增加横向稳定性。

边跨钢梁支架纵梁为加强型单层贝雷架结构, 上下游每侧一组贝雷梁;在贝雷梁顶横向的2I22工字钢分配梁上顺桥向设置3I25工字钢构成的滑道梁, 作为钢箱梁滑移的轨道, 型钢滑道顶面平整顺直, 并铺设不锈钢板减小滑道的摩阻力。

3.2 钢梁提升站结构

为了将水上运输到桥位的边跨及主塔区钢箱梁吊装至钢梁安装支架上, 在塔柱临水侧设置1座钢梁提升站, 钢梁提升站结构设计最大吊重265t, 提升高度约45m, 满足将驳靠主墩承台的运输船上的钢梁提升并纵移、放置在钢梁支架上的功能。钢梁提升站主要由钢管柱支撑、纵向走道梁、提升横梁、提升系统、提升横梁纵向牵引系统等组成。

(1) 提升站钢管柱支撑由左右每侧各2根Φ1.0m钢管柱和2根Φ0.8m钢管柱组成, 钢管柱均支承在主墩承台上, 为保证提升站提升吊点伸入水面上方, 满足吊点竖直吊装要求, 两侧钢管柱支撑的外排钢管支腿设计为顶部外倾的结构, 倾斜钢管支腿顶部设水平拉杆作用在塔柱上, 保证倾斜钢管支腿的受力稳定性。

(2) 提升站纵向走道梁是提升横梁的支承结构, 分左右两侧布置, 分别安装在两侧的钢管柱支撑上及塔柱预埋件上。纵向走道梁主要由单层加强型贝雷梁及顶面的滑道组成, 提升横梁结构支承在滑道上, 并在轨道上纵向滑移。

(3) 提升横梁主要由8排双层加强型贝雷梁组成, 钢梁提升系统安装在提升横梁上。

(4) 钢梁提升系统主要为2台0VM生产LSD2300-500型连续提升千斤顶系统及附件, 单台提升千斤顶公称提升力约2300kN, 提升速度约20m/h, 提升千斤顶底座置于提升横梁顶面并固定。

(5) 提升横梁纵向牵引系统主要满足提升横梁在不同工况下在纵向走道梁纵向来回移动的要求, 每侧设置1套, 主要由60t穿心千斤顶、Φ32精轧螺纹钢和固定牵引反力座等组成。

3.3 钢箱梁安装及合拢

在边跨及主塔区钢梁支架和提升站设施完成后, 利用较高潮位时将运梁船驳靠主塔墩北侧提升站下方, 对位后提升站提升吊具与钢梁吊耳连接, 提升钢箱梁至超过主塔区钢梁支架顶20cm左右高度, 纵向牵引提升站提升横梁向塔柱侧滑移后将钢梁落在钢梁支架上, 再由钢梁支架上的牵引系统将钢梁滑移到设计安装位置附近。

边跨及主塔区钢箱梁块段滑移至安装位置附近后, 进行平面位置及标高的调整 (每段钢梁间可预留出3cm左右间隙) , 使之尽量符合成桥线形, 每段钢梁均通过梁底两侧纵腹板各2～3个滑块支撑在支架上, 并可在支架滑道上纵向滑移。

梁段定位调整采用4台85t的三向顶镐进行, 三向顶镐可在顶起时双向移动, 可使钢箱梁的空间位置任意调整。边跨及主塔区钢箱梁在支架上就位后, 调整主塔区5段钢箱梁平面位置及标高, 将此5段钢箱梁连接并焊接成整体, 并利用临时固结结构将主塔区钢箱梁临时固结, 并挂设张拉第一对A1、H1斜拉索。

边跨钢箱梁的安装采用逐段调整与已安装钢梁对位并焊接连接方法, 中跨钢箱梁安装采用桥面吊机逐段悬臂吊装并焊接连接的方法。由于中跨钢梁安装位置相对于边跨增加了约160t的桥面吊机的自重荷载, 而边跨钢梁在支架支撑下安装, 支架可承受边跨钢梁相对中跨不对称的超重荷载, 因此边、中跨钢梁安装时, 采用两侧不对称安装的方案, 即在边跨侧相对主跨侧多安装3个钢梁块段, 具体钢梁安装顺序为:SA2段 →SA3段 →SA4段 →SH2段 →SA5段 →SH3段 →SA6段 →SH4段 →SA7段→SH5段 →SA8段 →SH6段 →SA9段 →SH7段 →SAL段 →SA10段 →SH8段 →SA11段 →SH9段 →SA12段 →SA13段 →SA14段 →SH10段→SH11段→SH12段 →SH13段 →SH14段。

钢箱梁悬臂安装完成且线形及高程调整完毕后, 在夜间合适温度安装合拢段, 立即焊接临时加强型钢及马板, 安装顶板U肋联结板, 焊接钢箱梁两侧接缝。临时加强型钢、马板以及合拢段两侧腹板焊缝焊接完成后, 及时解除钢箱梁索塔处的临时固结, 完成钢梁合拢。

4 结论

辽宁滨海公路辽河特大桥钢箱梁安装因地制宜采用了边跨钢梁在高支架上滑移安装、主跨钢梁悬臂吊装的不对称安装方案, 通过理论分析和实践, 该钢梁安装技术可行, 方案施工控制难度小, 保证了在台风期斜拉桥漂浮体系结构大悬臂施工的结构安全, 并得到了成功应用, 且取得了较好的经济效益, 节约了成本, 具有很好的应用价值。

参考文献

[1]秦顺全.桥梁施工控制[M].人民交通出版社, 2007.

[2]吴建中.杭州湾跨海大桥钢箱梁安装线形控制中的几个问题[J].桥梁建设, 2009 (A02) .

[3]周绪红, 乔朋.杭州湾跨海大桥南通航孔斜拉桥施工监控[J].桥梁建设, 2009 (1) .

大跨度连续箱梁 第11篇

摘要：本文对大跨度多箱室近距离双幅市政连续梁施工技术进行了探讨。

关键词：大跨度 连续梁 施工技术

1 工程概况

郑州市三环线快速化工程中州大道互通立交M主线桥57+96+57连续梁主桥，墩号23#～26#墩。本桥分左右幅，左右幅对称于路线设计线。箱梁断面为单箱双室直腹板断面，支点桥墩为24#、25#墩，单幅梁顶宽2350cm。

按施工顺序单幅共划分51个梁段。两中支点桥墩上为0号段，与墩顶临时支座固结，形成T构，该梁段长11.0m。1～5号梁段长3.5m，6～11号梁段长4.0m， 12号梁段为合拢段，梁段长为2.0m。13号段为边跨现浇段，梁段长为7.65m。其中挂篮施工的最重梁段为1号段，重约318.71t。

2 施工工艺

2.1 梁体0#段施工

0#段施工和普通箱梁施工一样，采用碗扣式支架现浇法施工，首先进行地基处理、碗扣支架搭设及预压、支座安装、模板安装、钢筋制作安装及预应力管道埋设、混凝土施工、预应力施工、模板支架拆除。

2.2 临时支座

在每个主墩上设置两排C50砼临时支座和两排HRB335Φ32钢筋，将悬臂箱梁临时锚固在主墩墩顶，形成墩梁临时固结。

2.3 永久支座

本桥支座使过渡墩采用QZ球形支座，连续墩采用KZQZ抗震球形支座，连续梁位于线路坡道上，梁底需要设置楔形块，支座保持平置。活动支座纵向预留预偏量。

2.4 梁体悬灌段施工

2.4.1 挂篮选型

根据本桥的特点及技术、经济、操作可行性的比较，本桥施工挂篮采用菱形挂篮。（图1）

2.4.2 挂篮安装

挂篮拼装应按照构件相应位置，依据所做标记对号入座。

2.4.3 挂篮预压

为检验挂篮实际承载能力，确定施工最不利条件下挂篮的安全可靠性，使用前必须进行试压，并通过试压检查结构的安全性，消除挂篮自身非弹性变形，测得挂篮弹性变形值，根据测得数据绘制荷载-变形关系曲线，为线形控制提供重要数据，并根据测得的数据，推算各阶段挂篮浇筑施工时的竖向位移。

2.4.4 悬灌段施工

悬灌段采用菱形挂篮进行施工，外模采用定型钢模板，内箱采用组合钢模，根据预压数据立模，再制安钢筋及预应力管道，采用输送泵两端对称进行混凝土浇筑。

2.4.5 挂篮移动，模型调整

梁段预应力张拉、压浆完毕，即可移动挂篮，准备施工下一段梁。挂篮移动模型调整应遵照以下步骤进行：

①在已经浇筑好的梁面铺设行走轨道，行走轨道下要求用中粗砂调平，锚固滑道，松开主梁后锚杆。利用25t千斤顶顶推主梁在滑道上前后，左右对称前移，主梁的前移带动侧模系统，底模系统及内滑梁整体移位，随着主梁的前移，滑到位以后将主梁后锚杆锚紧。

②侧模系统在主梁前移时与主梁同步前移，到位后，用精扎螺纹钢从预留孔道穿下与滑梁上的吊环连接，将侧模系统托起，然后将滑梁挂轮滑移到位，将底模系统后锚点锚固于已成梁段上

③初调中线、标高。

④用千斤顶将底模系统与底板，侧模系统与翼缘板及腹板外侧密合，并将后吊杆带上保险螺母。

⑤精调中线、标高。

⑥用倒链将内模系统拖移到位，并调好中线及标高。

2.5 边跨现浇段施工

边跨直线段采用碗扣式支架现浇法施工，首先进行地基处理、碗扣支架搭设及预压、支座安装、模板安装、钢筋制作安装及预应力管道埋设、混凝土施工、预应力施工、模板支架拆除。

2.6 合拢段施工

在悬灌段及边跨现浇段完成后，即可进行合拢施工。按照设计的合拢顺序为：先边跨合拢，边跨张拉完毕后，解除基础墩梁固结，再进行中跨合拢，而后张拉完成体系转换。

2.6.1 劲性骨架设计

为避免合拢段砼终凝前不承受悬灌段砼因温度产生扰度而发生的内力，确保梁体的安全，合拢段均设置体外合拢劲性骨架，每个合拢段底板顶面及梁顶顶面布置12根劲性骨架，具体布置见图2。

■

图2 合拢段劲性骨架横断面图

2.6.2 边跨合拢段施工

2.6.2.1 边跨合拢支架

边跨合拢段利用现浇段支架伸长立模浇注。挂篮拆除后，将边跨现浇段落地支架接长至合拢段下方。翼板底模及内顶底模采用钢管支架支撑，随内外模安装接高。

2.6.2.2 劲性骨架的锁定

①选择在较低气温时，确定劲性骨架连接杆的长度。

②安装劲性骨架连接杆，将一端用缀板与锚固件连接成整体，减少锁定时的焊接量。缀板焊接时，注意留出竖向预应力筋位置，以免发生冲突。上下层劲性骨架锁定时的焊接接头错开设置，避免重叠作业。

③选择一天中较低气温时间，集中组织人员在短时间内完成劲性骨架的锁定焊接，焊接时应对两端砼浇水，防止砼被烧坏，劲性骨架锁定后至砼浇筑前不间断地对合拢段两端砼浇水降温。

④劲性骨架锁定后，立即张拉临时束至设计吨位，锚

固。

2.6.2.3 钢筋及预应力筋施工

①施工方法与悬臂段施工相同，底板预应力束拟在砼浇注前完成全部穿束。

②先完成底板、腹板钢筋和竖向预应力筋的施工，待劲性骨架锁定后，即尽快完成顶板钢筋、横向预应力筋和竖向预应力筋上齿块等工作，达到砼浇注前的要求。

2.6.2.4 配重

在劲性骨架锁定前压重，采用水箱或沙袋，便于卸重。

2.6.2.5 砼浇注

①选择在气温较低的阴天或一天中气温较低、较稳定的时间进行，原则上选在当天0点以后进行。

②合拢段砼适量掺加膨胀剂，并具有早强的要求。

③浇注砼前，将两悬臂梁端砼面洒水降温。

④砼分层浇注，浇注顺序与悬臂砼浇注方案一致。

⑤为保证腹板特别是劲性骨架内砼振捣密实，腹板砼浇注时适当放慢浇注速度，增加振捣时间，并适当通过振捣内外模板，以保证腹板砼密实。腹板的砼及振捣由顶板通过劲性骨架间隙进入。为防止倒角处砼出现空洞，应通过敲击模板或留孔检查是否密实。

⑥砼浇注时，根据入模砼量，同时同步放水卸重或卸载沙袋，放水量或沙袋卸载量为入模砼重量的一半，以每5t为一级校核。

2.6.3 中跨合拢段施工

边跨合拢段设计张拉预应力束张拉完成后拆除主墩两侧临时支座，将梁落在正式支座上，将活动支座临时锁定，中跨合拢口锁定后解除支座临时锁定，安装中跨合拢段吊架及模板，中跨合拢段模板及底模板利用一套挂篮进行改装，先将T构一侧的挂篮及模板拆除，并将另一侧挂篮行走到对岸悬灌段，拆除挂篮上主桁架，后续施工工艺及顺序同边跨合拢段。

合拢段施工注意事项：

①掌握合拢期间的气温预报情况，测试分析气温变化规律，以确定合拢时间并为选择合拢锁定方式提供依据。

②根据结构情况及梁温的可能变化情况，选定适宜的合拢方式。

③选择日气温较低、温度变化幅度较小时锁定合拢口并灌注合拢段混凝土。

④合拢口的锁定，应迅速、对称地进行，先将外刚性支撑一段与梁端预埋件焊接，而后迅速将外刚性支撑另一端与梁连接。在合拢口锁定后，立即释放锁定的活动支座，使梁一端在合拢口锁定的连接下能沿支座左右伸缩。

⑤合拢口混凝土应严格控制坍落度及配比，并认真振捣和养护。

⑥为保证浇筑混凝土过程中，合拢口始终处于稳定状态，浇注之前在各悬臂端加与混凝土重量相等的配重（等代换重），加、卸载均应对称于梁体轴线进行。

2.7 梁体线型监控

桥梁的施工监控通过施工中标高及截面尺寸和弹性模量等数据采集，在对所得到的数据进行误差分析后，不断修正设计参数，使标高的计算值与实测值之差不断缩小，从而使计算程序把握住目前的施工过程，进而预估将来的施工状况，达到施工监控的目的。

参考文献：

[1]中华人民共和国交通运输部，中交第一公路工程局有限公司.JTG/T F50-2011，公路桥涵施工技术规范[S].北京：人民交通出版社.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部，中国建筑科学研究院.GB

50204-2011，混凝土结构工程施工质量验收规范[S].北京：中国建筑工业出版社.

大跨度连续箱梁 第12篇

沪昆高速铁路是我国“四纵四横”的快速客运通道之一, 也是我国东西向线路里程最长、影响范围最大、经过省份最多的高速铁路, 线路由东面的上海途经杭州、南昌和长沙等省会城市, 西至昆明。建成后, 长沙将升级成铁路枢纽城市, 线路全长2 264 km。

高位轮胎式搬运机是为了满足铁路客运专线900 t箱梁的吊装需要而设计的, 整体起升高度比一般搬运机高, 主要完成梁场内32 m、24 m和20 m双线整孔预制混凝土箱梁的吊运, 或在预制场内用于YL900运梁车装梁, 还可以用于预制场箱梁预扎钢筋和内模的整体吊装。

2 双主梁高位搬运机的应用

MDEL900S轮胎式搬运机的额定起重量为900 t, 起升高度为20.5 m, 比传统搬运机起升高度高, 适应线路坡度为15‰.主要由主梁、支腿、车架、吊梁小车、主动轮组、从动轮组、转向机构、动力系统、电气系统、液压系统和司机室等组成。主梁的跨度为40.5 m, 总长43.74 m, 是搬运机结构中的重要受力部件, 其设计质量直接关系着整机的安全性。双主梁搬运机起吊架桥机工况如图1所示。

3 主梁的结构形式

主梁采用箱型截面, 具有良好的结构性能。随着起升高度的增加, 为了满足高位宽式支撑、低位宽式支撑和低位窄式支撑等工况, 主梁采用双主梁的结构形式, 中部与两端通过横联连接在一起, 从而形成一个整体。

由于本设备的起升高度比传统搬运机提高了1倍, 在采用传统单主梁的结构形式时, 主梁下挠量很大, 主梁的刚度很难达到设计要求, 为了提高主梁的刚度和缩小主梁的截面, 采用了双主梁的结构形式。

每根主梁由5个节段拼装而成, 每个节段均采用焊接箱型结构, 如图2所示。为了保证箱型结构的稳定性, 箱梁设有加强筋和隔板, 并在箱梁内部设有加强结构。在主梁与支腿两端的连接均采用法兰连接, 整个门式采用双刚性连接。

4 主梁截面设计

根据主梁受力的各种工况, 分析其最不利的受力情况, 从而确定主梁的截面, 如图3所示。主梁高度为3 000 mm, 截面宽度为1 300 mm, 上、下翼缘板厚30 mm, 腹板厚12 mm。

根据《起重机设计手册》, 计算了主梁整体的稳定性、主梁腹板的局部稳定性和主梁翼缘板的局部稳定性。

4.1 主梁整体的稳定性

由主梁的截面可知, 受压翼缘板的自由长度l1与其宽度b1之比为:

式 (1) 中:fy为钢材的屈服强度, 因此不计算整体的稳定性。

4.2 腹板局部的稳定性

受弯构件腹板的局部稳定性主要通过设置加强筋来保证。可根据腹板高度h0与腹板厚度δ1之比确定。本设备中, 对于Q345C而言, 需要设置横向加强筋, 并在腹板受压区设置2道纵向加强筋。在本搬运机中, 为了提高主梁的刚度, 在腹板区域设置了3道纵向加强筋。

4.3 翼缘板局部稳定性

5 有限元分析

5.1 有限元模型的建立及其边界条件

对该搬运机的双主梁进行有限元分析计算, 由于主梁主要由板焊接而成, 所以, 选用shell63单元模拟, 该单元每个节点具有6个方向的自由度, 能很好地表现主梁的受力特性。根据主梁结构建立了主梁的有限元模型, 并进行了网格划分, 如图4所示。

对该模型施加了边界条件, 在支腿连接处分别施加了X, Y, Z三个方向的位移约束, 并根据工况添加了载荷。经综合考虑, 作用于主梁上的载荷主要由如下4部分组成: (1) 主梁的自重, 均布加载于模型上; (2) 吊梁小车的质量为30 t, 施加在主梁上; (3) 起升机构的质量为10 t, 施加在前、后横梁上; (4) 梁片载荷, 考虑了32 m梁 (900 t) 、24 m梁 (686 t) 和20 m梁 (545 t) 三种梁片, 且研究了偏载的不利工况。

5.2 有限元具体分析

根据简支梁模型分别计算了32 m、24 m和20 m三种梁型的有限元分析, 通过有限元计算后得到了主梁的强度应力分布图。

根据《机械设计手册》, 关于板厚16 mm<δ≤35 mm的Q345C材料的屈服极限为325 MPa, 取安全系数为1.33, 则许用应力为244 MPa。

由图5可见, 32 m梁工况下的应力最大值为243.8 MPa, 但在最大应力发生的部位为局部应力, 已经通过结构优化补强, 因此, 主梁整体强度可满足设计要求。

由图6可见, 双主梁在该工况下的位移下挠量 (f) 最大为69 mm。因主梁本身的质量等因素会产生下挠变形量, 所以, 根据以往的设计经验, 只需要满足f<L/400即可。本设备的跨度L为40.5 m, 因此, 该设备的刚度可满足设计要求。

6 结束语

通过上述计算, 主梁的强度、刚度和稳定性均可满足设计要求。MDEL900S双主梁高位搬运机的设计突破了以往搬运机较低的起升高度的限制, 采用双主梁的结构型式, 具有安全性和可靠性, 可满足梁场内高位和低位等工况的需要。该高位搬运机自应用以来, 较好地完成了梁场内预制箱梁的起吊工作, 取得了较好的社会效益和经济效益, 为今后类似设备的研制积累了经验。

参考文献

[1]张质文, 虞和谦.起重机设计手册[M].北京:中国铁道出版社, 1988.