钢管混凝土系杆拱桥无支架施工技术探讨.pdf
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1、公路 交通技术2 0 1 1年 1 0月 第 5期T e c h n o l o g y o f H i g h w a y a n d T r a n s p o r t O c t 2 0 1 1 N o 5 钢管混凝土系杆拱桥无支架施工技术探讨 王建锋 ( 湖州市交通规划设计院, 浙江 湖州3 1 3 0 0 0 ) 摘要 : 以7 5 m跨 径钢管混凝 土系杆拱桥 为例 , 介绍利 用拱肋铜 管所 形成 的劲性骨架 , 进行构件制 作、 安装和现 浇等 工艺的无支架施工过程。建立计算模型, 对主要构件各施工阶段的受力和稳定性进行验算, 为桥梁安全施工提供依 据 。 关键词 : 钢管混凝
2、土 ; 拱桥 ; 无 支架; 施工技术 文章编号 : 1 0 0 9 6 4 7 7 ( 2 0 1 1 ) 0 5 0 0 8 6 0 4 中图分类号 : U 4 4 8 2 2 文献标 识码 : B Pr o b e i n t o Su p p o r t f r e e Co n s t r u c t io n Te c h n i q u e s f o r St e e l Tu b e Co n c r e t e Ti e d Ar c h Br i d g e s WANG J i a n f e n g 随着社会经济不断发展和工业化生产水平不断 提高, 拱桥在结构形式 、
3、 材料选择和建筑造型等方面 均有 了较大创新 和突破 , 其 中钢管混凝土系杆拱桥 就是一例。钢管混凝土拱桥具有造型优美 、 结构轻 盈和跨越能力大 的特 点 , 自 2 0世纪末 以来发展较 快 , 并被大量采用 , 但 同时也存在施工工艺复杂 、 安 装支架设施 费用 高 和桥下通航 影响大 等缺点。因 此 , 钢管混凝土拱桥施工采用无 支架或少支架方法 便引起 了业界人士更多的关注, 同时 , 越来越多桥梁 建设者也愿意去尝试和应用。无支架施工方法尤其 适合于平原水网 、 通航繁忙区域内中等跨径钢管混 凝土系杆拱桥施工。本文结合 7 5 i n跨径钢管混凝 土系杆拱桥的工程实例 , 详述
4、其无支架施工技术 。 1 工程概 况 7 5 0 0 1 25 0 0 某公 路桥 梁位于浙 江省北 部 , 地 处杭嘉 湖平 原 , 全长 2 5 6 m, 桥下为规划 级航道一杭 湖锡 线。 设计为公路一I级 , 双 向 4车道 , 上 下行分 幅建设 。 主桥上部为钢 管混凝 土系杆拱 , 计算跨径 7 5 m, 单 幅桥宽 l 4 7 m, 桥面净宽 1 1 r l l , 见 图 1 。 1 1 拱肋 主桥计算跨 径 7 5 n l , 计算矢 高 1 5 IT I , 矢跨 比 1 5 , 拱肋轴线为 2次抛物线 , 即 Y= 4 f( L ) L 。 拱肋采用 2根钢管和 2块腹
5、板焊接组成哑铃型断面 结构 。钢管直径 q b 7 5 0 mm, 壁厚 1 4 m m, 中心 间距 1 0 5 m。腹腔由 2块 1 4 mm厚钢板焊接组成 , 间距 0 4 5 I n 。钢管、 拱脚与 1 吊杆 间的腹腔内灌 注 C 5 0 微膨胀混 凝土 , 其余腹 腔 内采 用 I 4 5 a号工字 钢加 劲。拱肋、 加劲板均采用 Q 3 4 5 D钢 。 图 1 桥梁总体布置 收稿 日期 : 2 0 1 1 0 51 1 作者简介 : 王建锋 ( 1 9 7 3一) , 男 , 浙江省湖州市人 , 本科 , 高工 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2
6、 0 1 1年 第 5期 王建锋 : 钢管混凝土 系杆拱桥无支架施工技术探讨 8 7 1 2 系梁 系梁为 C 5 0预应 力混 凝 土结 构 , 矩形 截 面 为 1 7 m1 3 m, 在拱脚处通过 2 m长进行直线渐 变 为梁高 1 7 m, 宽 1 3 m的拱脚矩形截面。纵 向预 应力钢束采用 1 1 1 5 2 m m高强低松弛钢绞线 , 采 用预埋塑料波纹管成孔 , 锚下控制应力 1 3 0 2 MP a 。 1 3 吊杆 吊杆间距 5 m, 共 1 3对 , 在拱肋上缘一端 张拉 。 吊杆采 用 高 强 钢 丝成 品拉 索 , 标 准强 度 1 6 7 0 MP a , 弹性模量
7、为 1 91 0 MP a , 采用配置冷铸墩 头 锚具及相应配套构造 。吊杆处锚垫板 、 加 劲板等 钢 材均采用 Q 3 4 5 C钢 , 吊杆预埋钢管采用不锈无缝 钢 管。 1 4 横梁 对应吊杆处设置 中横梁 ( C 5 0预 应力混凝土 T 梁 ) , 梁高 1 41 6 4 2 1 1 1 , 梁底 与系梁齐平 , 腹板厚 0 6 0 8 1 1 1 , 翼板宽 1 3 m, 厚 0 2 5 1T I 。端横梁采用 预应力混凝土单箱单室截 面, 高 2 02 2 4 2 m, 腹 板厚 0 90 5 m, 顶 、 底板 厚 0 3 5 m。横梁 采 用 9 1 5 2 mm、 1
8、1 1 5 2 m m 预应 力高强低 松弛 钢 束 , 采用预埋塑料波纹管成孑 L , 锚下控制应力 1 3 9 5 MPa。 1 5其他 行车道板厚度 0 2 5 m, 现浇 C 5 0钢筋混凝土 。 设置 “ 一 字型 ”和 “ K 字 型”风撑 各 2道 , 均 采用 Q 2 3 5 c钢 。 2 施工方案 施工方案的主要特点是采用无支架 、 无缆索施 工方法 , 充分利用拱肋钢管劲性骨架 , 实现横梁 、 系 梁和桥面索的空中施工 。 主桥上部施工过程主要包括拱肋制作与安装 、 吊杆安装 、 横梁预制与吊装 、 系梁浇筑和行车道板 浇 筑等工序 。同时 , 还应做好施工监控 , 及时
9、了解关键 部位 的应力与应变 , 确保桥梁施工安全。 2 1 施 工流 程 主桥上部结构制作 、 安装和成型共分 为拱脚段 施工 、 钢管施工 、 风撑及拱肋混凝土施工、 吊杆及横 梁施工 、 系梁施工 、 行车道板施工和成桥 7个 阶段 。 施工过程中系梁钢束布设 、 临时束张拉控制见 图 2 、 表 1 。 1 )拱脚段施工。对 已完成 的下部结构进行检 查 , 安装主桥支座。搭设拱脚 至 1 ( 1 ) 号横梁 间的 现浇支架 , 堆 重预压 。浇筑拱脚 、 横梁及行 车道板 C 5 0混凝土。待混凝土强度达到设计值 , 且期龄 达 到 1 4 d后 , 张拉端横梁 、 1 ( 1 )
10、号中横梁 预应力束 , 钢束锚下张拉控制应力 1 3 9 5 MP a 。 2 )钢管施工 。专业工厂制作拱肋钢管 , 并运 至 现场 , 拼装成型 。用钢锲锲 紧拱脚限位块 和桥墩 间 隙 , 防止拱脚转动 。用 2艘浮 吊起 吊单片钢管拱肋 ( 约 5 3 5 t ) , 运至桥位处 , 安装 、 固定 , 并及时安装揽 风 , 稳定拱肋 , 张拉临时束 L l 。 I 、 I L : 1 H I ! I H I 1 r 1 广 A 。 注: 1 L 1 一I A为临时钢束 , N1 N 3 为系梁永久钢束 ; 2 单 位: c n l 。 图 2 系梁 钢束 布设 表 1 临 时束 张拉
11、 控制 k N 注: 表中数据系结合桥墩、 拱脚水平推力及位移求得; 临时束应在计算 出临时张拉 控制应力后实施, 并且要求全部完成张拉。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 公路交通技术 2 0 1 1丘 3 )风撑及拱肋混凝土施工。拱肋安装后应及 时 吊装肋 间风撑 , 提高拱肋 的横 向稳定性。由拱脚 同时对称 向拱肋下钢管、 拱脚与 1 ( 1 件) 吊杆间腹腔 内压注微膨 胀混 凝 土, 完 成后 即张拉 系梁 临时束 L 2 , 混凝土达到设计强度 , 且龄期达到 1 4 d后 , 即压 注上钢管混凝土。 4 )吊杆及横梁施工。中横梁采用现场预制成 型
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