摘要:通过国内第一例上行式滑模在青银高速齐夏段马颊河特大桥现浇箱梁中的应用,介绍了上行式滑模施工的优点及结构特点,论述了小半径曲线现浇箱梁采用上行式滑模施工注意事项。
关键词:上行式滑模;小半径曲线;现浇箱梁;应用
引言
在国外,上行式滑移模架在预应力箱型连续梁施工中得到了较多应用,但在国内现浇箱梁桥施工中应用较少。马颊河特大桥在国内首次采用上行式滑模施工,较好地解决了小半径曲线连续现浇箱梁梁体线型差这一问题。同时上行式滑移模架具有周转次数多,使用辅助设备少、能够实现高度的自动化和机械化施工等优点,由于模板、钢筋、砼、张拉及压浆等工序均在模架上完成,不受现场和外界因素的干扰,既保证了工程质量和施工进度,又能在不中断桥下交通的情况下,保证施工现场的文明施工和安全施工。
1 工艺原理及特点
1. 1 原理
上行式箱梁滑模就是在待浇的混凝土箱梁段上建立一套上行移动式支撑系统。滑移模架主要承重构件为两道纵向钢箱梁,钢箱梁在浇筑梁段的上方。该系统无需在跨间设置落地支架,而是采用两个顺桥向承重钢箱梁来承受模板、箱梁重量及各种施工载荷。首次使用时后支点支撑在台身上,前支点支撑在下部承台上。钢梁顶端设有导梁,钢箱梁和导梁各节段均用高强螺栓连接,导梁起过渡、引导及控制方向的作用。钢箱梁底部及支点上方设置滑动面,配置液压系统使箱梁滑移。当一跨梁段浇筑张拉完成后,落下模架,分开底模,并在滑模液压系统的引导下,纵向移动至下一跨。
1. 2 特点
(1)滑模适用于修建等截面小跨径(30—50m)的多孔现浇箱梁的施工,施工不受桥下环境控制,不影响桥下通行通航。
(2)每孔仅在0. 2L(L为跨径)设一道垂直施工缝,因而混凝土箱梁的整体性较好,施工时的受力状态与使用阶段相似。
(3)模架整体性好,刚度大,上部结构的几何形状易于控制,浇筑好的梁体平顺,线型美观;施工梁体整体性好,不易出现裂缝。
(4)下部工程仅需提前上部3—4孔,上、下部可流水施工,能有效缩短工期,减少资源投入。
(5)工程重复作业,周期性强,施工简便,管理程序化、标准化,质量易于控制和保证。
(6)该设备由专业厂商设计制造,机械化程度高,周转期长,功能完善,施工效率高,并节省大量的人力、物资等资源。
2 施工应用
马颊河特大桥全长607. 06m,大桥处于6500m半径的曲线上。为保证模架滑移方向的易操控性及结构的线型圆顺,设计文件中采用了上行式滑模。该桥结构型式为:下部结构桩基、柱式墩、肋板式桥台。上部结构为20孔×30m预应力混凝土连续梁箱,每联长120m;箱部高1.5m,桥面宽13.5m,翼板宽2m。马颊河特大桥2003年11月初开工至2004年4月上旬完成0#台至4#墩的下部工程,具备使用滑模施工连续箱梁的条件。
2. 1 上行式滑模的主要组成部分及功能
移动支撑系统主要由推进平车,主钢箱梁(包括导梁)、横梁及吊杆、外模及内模、后行走轨道等组成。每一部分都配有相应的液压或机械系统。
(1)推进平车:主要包括钢结构车身,固定丝杠、液压系统,滑动滚轴及挂轮等。用来控制完成整套移动模梁的推进、顶升、落模等。推进平车上表面安有聚四氟乙烯滑板,通过三向液压系统使主梁在横桥向、顺桥向及标高上正确就位。
(2)主梁:主梁共两根,为三节钢箱梁结构。主梁前端设有导梁,导梁在滑模向下孔纵向移动时起导向承重作用。主梁各节及导梁间均用高强螺栓联接。
(3)横梁:横梁由型钢加工而成,分上横梁、下横梁。上、下横梁垂直布置,下横梁分两段可从中间打开,每对上下横梁间设4道吊杆,通过吊杆实现底模的收放和调整。吊杆由精轧螺纹加工,并用螺栓与上下横梁连接。
(5)外模及内模:外模有底模、侧模及翼板模板等组成,底模分块直接铺设在横梁上,并与横梁吊杆相对应,外侧模及翼模用可调钢支架固定在横梁上。内模为定型钢模。
(6)后行走轨道系统:后行走轨道包括配电设备、液压系统及钢梁轨道等。可推动主钢梁在轨道上纵向前移或后退。
2. 2 模板拼装顺序
移动支撑系统按如下工序进行拼装:牛腿及主梁的组装及有关施工设备、机具的就位→推进平车及支腿的安装→主梁吊装就位→横梁安装→悬挂吊杆并铺设底板、安装外腹板及翼缘板→内模安装(在绑扎底板和腹板钢筋后)。
2. 3 调整
滑模主要构件全部拼接完成后,此时可用液压系统、吊杆、翼板可调钢支架等将外模调整至浇筑状态。浇筑状态的调整重点是移动支撑系统预拱度的调整。移动支撑系统挠度值要考虑周全,挠度值的计算要尽量结合实际情况。该移动支撑系统的挠度值,主要有以下四部分组成: (1)混凝土自重产生的主梁、横梁等的挠度值。应考虑首孔、中孔、末孔各梁段自重的变化; (2)腿节间、推进平车间、钢板压缩变形及吊杆伸长变形; (3)浇筑下孔箱梁时,对本孔箱梁的挠度影响值; (4)预应力钢束张拉产生的梁板起拱值。移动支撑系统拼装时,要求各部件之间连接可靠,拼装完成后通过全面严格的检查,确认安全可靠后方可作施工使用。
2. 4 预压
当滑模支架按照设计要求拼装后,在首次使用前要进行预压。预压的目的一是检验滑模的工作可靠性;二是验证计算挠度值的准确性,并根据实际预压观测数据对挠度值的最终设定提供参数。预压荷载应考虑等载预压,尽量避免超载预压,挠度值观测点设置在各下横梁位置,横向设左、中、右三点。预压过程中即开始观测并对各构件主要受力点进行检查。满载后持续观测支架变形,确认变形稳定后获得各构件的弹性变化值。根据预压结果,重新调整底板标高。
2. 5 混凝土浇筑
滑模上的混凝土浇筑有其特殊的要求:合理安排浇筑的顺序,能使支架在浇筑前期完成大部分变形,保证箱梁整体性能。由于滑模具有周转期强的特点,宜采用一次浇筑法。
(1)砼浇筑采用泵送,首段梁从后端开始向前浇筑,其余各段从悬臂端向已浇梁段推进浇筑。每段梁横断面混凝土浇筑顺序为:先浇筑底板—再浇筑腹板—最后浇筑顶板。纵向分段浇筑应根据浇筑能力、砼性能及天气情况确定长度,分台阶推进。
(2)由于滑模为整体钢构件,混凝土及施工荷载引起的整体下沉会造成梁底错台。为防止病害的产生,在滑模后端已浇梁段增设4根垂直加强吊杆,现场效果较好。
(3)当混凝土由前向后浇筑完成后,混凝土自重引起的各构件弹性变形,将引起底板、腹板已浇筑混凝土与后段梁体接合面处的裂纹,影响新旧混凝土的结合。此时应对结合面的底板、腹板混凝土进行充分复振。这就要求底板、腹板、顶砼的分层长度及浇筑进度应满足混凝土的初凝时间。即顶板浇筑完成时,新旧砼结合处一定长度内的(一般不低于5m)混凝土尚未初凝。
(4)由于腹板内模板底口悬空,入模混凝土在自重和振捣作用下易溢出,造成底板过厚或造成腹板下部混凝土不密实、露筋等通病,因此腹板与底板接合处的砼浇筑质量是施工中的难点。首先应严格控制混凝土的坍落度,其次是浇筑底板时同时浇筑腹板内一定高度的混凝土,振捣时要坚持振捣棒快插慢拔,腹板混凝土应在底板混凝土失去流动性时开始浇筑。并设专人检查腹板内混凝土是否密实,可采用开孔法和锤击法。
|
