高墩悬臂连续梁0号块托架及模架体系无堆载预压技术研究

高墩悬臂连续梁0号块托架及模架体系无堆载预压技术研究

北京化建建筑工程有限公司

摘要:银西铁路漠谷河2#特大桥,桥位处于渭北黄土台塬及沟壑地区,地形高差较大,运输条件不便,桥墩位于谷底,墩身较高,如采用传统堆载预压方法和承台预留锚固下拉法,对0号块托架和模架体系进行安全性检测难度较大、周期较长,为了保证施工便利、节省时间、安全高效,经与模板、挂篮制造单位和相关检测单位共同研究分析,进行反复可行性研讨,查阅相关资料,多次建模分析,对托架和模架体系的预压方法进行了优化,采用下锚反力梁的方式代替堆载预压或是预留锚固下拉法预压,施工过程中加以验证,为该类工程工装的设计和施工提供参考。

关键词:连续梁0号块托架模架预压

0引言

随着国家路网的的迅速扩建和完善,越来越多的复杂地形、地貌的地区将加入路网建设行列,我国西、北部的自然条件恶劣,地形地势复杂,高墩、跨江河等地段,连续梁0号块现浇段托架和模架体系预压使用传统方法,耗时长,施工安全风险高,为了克服施工条件的限制,确保施工进度,保证施工安全和质量。通过对漠谷河2#特大桥0号块现浇托架预压采用锚下反力梁新型预压方式,代替了传统堆载预压或是预留锚固下拉法预压,既提高工效,避免了焊接作业,保证托架和挂篮的质量;克服频繁高空吊装,降低了安全风险,且节约工期,材料重复利用率高。此预压方法的优化,简化了施工重难点控制要点,保证了安全和质量,以便为该类工程的设计和施工提供了成熟的经验。

1工程概况

银西铁路漠谷河2#特大桥位于咸阳市乾县境内,地处渭北黄土台塬及沟壑地区,地形起伏,相对高差小于56m,线路行进在黄土台塬低段,途径各类冲沟较发育,其中4#墩位于漠谷河沟底,主跨分别跨越司家沟河、漠谷河两条大型冲沟,常年无流水;漠谷河2#特大桥中心里程DK84+350,桥梁全长1605.22m,主桥1#墩~5#墩采用(97+2×180+97)m加劲钢桁连续刚构组合结构,主梁为单箱双室预应力混凝土箱梁,主跨跨中156m范围内设置无竖杆三角形加劲钢桁,2、3、4号墩分别高度为46、52、87米,见图1。

图1连续梁纵断面图

漠谷河2号特大桥主墩2#~4#墩0#块全长为13m,墩顶纵向长度8m,横向宽度11.4m,0#块混凝土数量为1182.3m3,其中墩顶8m范围梁体760.0m3,悬出两侧墩身外2.5m范围梁体各约207.5m3。由于受主墩墩身高度的限制,本桥0#块托架采用牛腿托架作为承重结构。0#块墩顶范围内梁体砼由墩身直接承重,0#块在主墩两侧各2.5m长悬臂部分采用托架现浇。

根据要求,为保证施工安全,要对安装的0#块托架及挂篮模架体系的安全性进行必要的验证,并消除除支架的非弹性变形,得到支架的弹性变形参数。

2预压新技术原理

2.10#块托架预压

0号块现浇托架预压,利用贝雷梁的强大抗弯性,通过梁体预埋精扎螺纹钢将贝雷梁锚固在墩顶,底部采用工字钢作为临时支垫,在托架顶部(贝雷梁下部)安装千斤顶,通过千斤顶顶升对托架产生向下的力达到预压的目的,等效做到了消除支架的非弹性变形,得出支架的弹性变形的数值,见图2。

3关键施工技术

3.1托架反压

托架预压利用双拼贝雷梁的强大抗弯性,通过梁体预埋精扎螺纹钢将贝雷梁锚固在墩顶,底部采用工字钢作为临时支垫,在托架顶部(贝雷梁下部)安装千斤顶,通过千斤顶顶升对托架产生向下的力达到预压的目的,等效做到了消除支架的非弹性变形,得出支架的弹性变形的目的。

(1)托架安装完成后测量托架顶标高,根据测量数据设计下落垫块,保证千斤顶下部反力横梁在处在同一平面。

(2)安装千斤顶顶梁、分配梁,顶梁需要放置于千斤顶上部的中心位置,之后分别在每组托架上方安装千斤顶,见图2。

(3)贝雷片安装,提前在施工场地内将贝雷片拼装成型,同时在顶梁上方贝雷梁采用10槽钢作加强处理。

(4)精扎螺纹钢锚固,贝雷梁上方安装双拼工字钢作为扁担梁,利用墩身预竖向精扎螺纹钢,将贝雷梁锚固,见图4。

图4精扎螺纹钢锚固体系图(单位:mm)

(5)施加荷载,托架预压。

3.2挂篮模架反压

挂篮预压利用既有0#块托架,将0#块托架倒置,锚固于0#块端部,挂篮底模采用工钢垫平,托架与底模中放置千斤顶,通过千斤顶顶升使挂篮底模产生向下的力,等效做到了消除挂篮的非弹性变形,得出挂篮的弹性变形的目的。

(1)0#块施工前预埋托架锚固精扎螺纹钢;

(2)挂篮安装验收完成后,将托架倒置安装与0#块端部,挂篮底板采用工字钢垫平,将千斤顶放置在托架与垫平工字钢中间,千斤顶顶升,对挂篮进行反压。

3.3数据采集

加载过程中,必须按照设计要求进行对称预压,大小里程、左右对称,保证最大不平衡重不超过5t。预压加载前,应监测记录各监测点初始值。每级加载完成1h后进变形监测,以后间隔6h监测记录各测点的位移量,当相邻两次监测位移平均值之差小于2mm时方可进行后续加载。全部预压荷载施加完成后,间隔6h监测记录各监测点的位移量,当连续24h监测位移平均值之差小于2mm时方可卸载;通过各级荷载下的变形值,消除非弹性变形测出弹性变形,绘制沉降观测曲线,弹性变形曲线,从而确定立模标高。

测点均采用徕卡反射片,使用高精度全站仪进行测量,具体测点布位置见图5、6。

图5托架监测点布置图6挂篮监测点布置

4应用效果

通过对漠谷河2#特大桥(97+2×180+97)m连续刚构桥,使用新型高墩0#块托架反力架预压及挂篮反力架预压工装与传统工艺对比,单个预压施工周期节约10d。

5结束语

通过对银西铁路漠谷河特大桥连续梁0#块托架和挂篮模架系统的预压工装和方法进行了技术研究并在施工中成功的应用,不仅克服了受限条件下的预压难度和施工周期长的弊端,减少了预压材料的投入,避免了繁琐的吊装过程,而且减少了高空作业人员的风险,同时通过千斤顶压力值显示,提高了预压值的施工精准度,对类似工程具有参考借鉴作用。

参考文献

[1]中铁十一局集团铁路公路与地铁施工临时结构设计范例.中国铁道出版社,2016.

[2]周水兴等路桥施工计算手册.人民交通出版社,2001.

[3]铁路预应力混凝土连续梁(刚构)悬臂浇筑施工技术指南(TZ324-2010)

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