預(yù)應(yīng)力混凝土斜腿鋼構(gòu)橋有支架施工工法

1、.wd預(yù)應(yīng)力混凝土斜腿剛構(gòu)橋有支架施工工法TLEJGF-92-09鐵道部第三工程局預(yù)應(yīng)力混凝土斜腿剛構(gòu)于1954年首次在德國(guó)應(yīng)用于霍萊姆大橋，該橋跨度85.5m，在膺架上施工，采用迪維達(dá)格體系，是目前世界上最大跨度的鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土斜腿剛構(gòu)橋。斜腿剛構(gòu)是剛構(gòu)中的一種特殊形式，有其構(gòu)造上的固有特點(diǎn)，如：斜腿與中跨形成拱的作用，具有較大的軸向壓力(天然預(yù)應(yīng)力)；梁部類(lèi)似三跨連續(xù)梁，既具有拱橋的優(yōu)點(diǎn)，又有連續(xù)梁的特性，梁拱結(jié)合，受力合理；構(gòu)造整體性好，線條挺拔，外觀輕巧，等等。這種橋跨構(gòu)造我國(guó)于70年代后期在公路、鐵路上相繼使用。主跨82m的濁漳河預(yù)應(yīng)力混凝土斜腿剛構(gòu)橋系鐵道部科研工程，是我國(guó)鐵路上

2、第一座斜腿剛構(gòu)橋，于1981年8月建成通車(chē)，在世界上跨度僅次于霍萊姆大橋。該橋竣工后經(jīng)動(dòng)載、靜載試驗(yàn)，跨中撓度為8mm，為跨度的1/5500，列車(chē)速度60km/h時(shí)豎向和橫向自振頻率接近計(jì)算值。工程于1983年獲國(guó)家銀質(zhì)獎(jiǎng)，施工技術(shù)于1984年通過(guò)部級(jí)鑒定。一、工法特點(diǎn)及適用范圍1.以鋼拱架、膺架作支架，就地分段由跨中向兩端連續(xù)對(duì)稱(chēng)灌筑梁體混凝土，不需大型機(jī)械設(shè)備，施工安全、可靠。2.灌筑梁段混凝土前，于拱架跨中節(jié)點(diǎn)預(yù)加荷載；隨梁段混凝土灌筑而相應(yīng)卸除預(yù)加荷載，這樣能最大限度地消除鋼拱架非彈性變形，從而確保斜腿剛構(gòu)的設(shè)計(jì)拱度。3.本工法適用于修建跨越山谷、河道的預(yù)應(yīng)力混凝土斜腿剛構(gòu)橋、拱橋等。

3、二、施工工藝(一)工藝流程(見(jiàn)圖1)圖1 斜腿剛構(gòu)施工程序(二)主要工序架設(shè)纜索吊機(jī)預(yù)拼拱架橋上拼拱拱架抄平、測(cè)設(shè)中線鋼拱架預(yù)加載支立木排架鋪設(shè)底板安裝支座并灌注斜腿混凝土灌注中跨混凝土并相應(yīng)卸載形成門(mén)式剛構(gòu)落拱第一次預(yù)應(yīng)力架設(shè)邊孔支架、立木排架鋪設(shè)邊孔底板灌邊跨梁部混凝土全橋預(yù)施應(yīng)力壓漿撤除拱架。(三)施工工藝1.架設(shè)纜索吊機(jī)82m跨度斜腿剛構(gòu)橋，根據(jù)地形和設(shè)備情況，兩端索塔以萬(wàn)能桿件拼裝，塔高30m，跨度280m 。由于拱架拼裝和灌注混凝土的需要，采用兩條主索道和一條輔助索道，主索道臺(tái)車(chē)吊重為 70kN，輔助索道臺(tái)車(chē)吊重30kN。2.拼裝鋼拱架(1)選配所需要的桿件，并對(duì)扭曲變形桿件進(jìn)展校

4、正和整修。(2)預(yù)拼：預(yù)拼的目的在于核定設(shè)計(jì)拱軸線、拼裝工人熟悉施工程序和為橋上高 空拼裝組成吊裝單元。預(yù)拼施工組織設(shè)計(jì)的原那么是：預(yù)拼場(chǎng)地應(yīng)距橋頭較近，以便于運(yùn)輸； 預(yù)拼宜選用半跨立體拼裝，采用混凝土墊層基礎(chǔ)，木排架支撐，木排架的變形應(yīng)壓縮到最低 限度。預(yù)拼的順序是：a.將拱腳安裝就位，安裝上下平聯(lián)的斷面聯(lián)結(jié)系。b.將 基本節(jié)與下弦桿組成單元。c.組裝上下平聯(lián)和斷面聯(lián)結(jié)系。預(yù)拼需用的主要機(jī)具見(jiàn)表1。預(yù)拼需勞力17人，其中 基本節(jié)組裝起重工4人，安裝聯(lián)結(jié)系起重工6人，桿件挑選起重工2 人，小搬運(yùn)普工2人，指揮1人，司機(jī)1人，木工1人。 表1 預(yù)拼需用機(jī)具(3)鋼拱架拼裝a 準(zhǔn)備工作：核對(duì)中線和

5、支座墊石標(biāo)高；制作墊木，整修砂箱，配滑板、墊板；選配砂子，砂箱預(yù)壓等。應(yīng)做到：砂箱除根據(jù)載荷要求設(shè)置外，還應(yīng)考慮掏砂操作方便；使用的砂子應(yīng)進(jìn)展強(qiáng)度試驗(yàn)，其破碎率不大于10%；砂箱使用前應(yīng)進(jìn)展預(yù)壓，以減少?gòu)椥宰冃危豢缍确秶?內(nèi)架設(shè)安全網(wǎng)。b.按施工設(shè)計(jì)要求，于3#、4#墩頂拼裝塔架，安裝分配梁，吊掛斜拉索。c.利用纜索吊機(jī)拼裝中間4片拱架。首先安裝拱腳節(jié)和支座，而后按照預(yù)拼順序所組成的單 元進(jìn)展拼裝，并按施工設(shè)計(jì)要求的吊點(diǎn)位置設(shè)置斜拉索。d.兩端交替調(diào)整斜拉索，利用特制的剎尖箱和剎尖板使拱頂合攏，形成三鉸拱。e.拼裝兩側(cè)其余2片拱架并進(jìn)展貼邊，安裝平面和斷面聯(lián)結(jié)系。放松斜拉索。(4)拼裝拱架本卷

6、須知a.拱架拼裝過(guò)程中，應(yīng)遵循“寧高勿低的原那么，以便于落拱合攏。b.拱架平面中線與橋梁中線偏差不大于20mm。c.封拱是鋼拱架成拱的最后一道工序，根據(jù)“低溫封拱的原那么，封拱時(shí)間以選在氣溫變化 較小的早晨為宜。d.拱架頂留高度可考慮以下因素：鋼絲繩溫度變形：缺公式鋼絲繩彈性變形：其他非彈性變形：式中at鋼絲繩溫度膨脹系數(shù)；Ls鋼絲繩長(zhǎng)度；Es鋼絲繩彈性模量；Fs鋼絲繩截面積。(5)鋼拱架拼裝需用的機(jī)具(見(jiàn)表2)表2 鋼拱架拼裝機(jī)具(6)鋼拱架拼裝需勞力30人，其中指揮1人，穿鋼銷(xiāo)起重工6人，安聯(lián)結(jié)系起重工4人，拉倒鏈 滑車(chē)起重工2人，推絞車(chē)普工10人，卷?yè)P(yáng)機(jī)6人，安檢員1人3.鋼拱架加載鋼拱

7、架合攏后進(jìn)展加載，以消除拱架非彈性變形。加載噸位根據(jù)設(shè)計(jì)要求而定。4.鋼拱架弧度調(diào)整為調(diào)整鋼拱架弧度，于鋼拱架上設(shè)立木排架。排架豎向軸線在斜腿局部垂直于斜腿軸線，梁 部按鉛垂線布置。木排架設(shè)計(jì)應(yīng)考慮預(yù)留拱度的因素，主要有以下各項(xiàng)：(1)鋼拱架在承重后產(chǎn)生的撓度(由設(shè)計(jì)單位提供)。(2)木排架承重后的壓縮量及各接縫壓密值。(3)砂筒壓縮值。(4)斜腿剛構(gòu)在自重以及溫度作用下的撓度值(由設(shè)計(jì)單位提供)。5.模板制作及安裝(1)模板設(shè)計(jì)參數(shù)的選定水平荷載：Pmax=r·2R (舊標(biāo)準(zhǔn))豎向荷載最大組合：0.138MPa模板跨徑：L=缺公式 撓度控制，小 于跨度的1/400 (強(qiáng)度控制)選定

8、最小L值式中r混凝土容重；R附著式震搗器作用半徑；模板厚度；L模板跨徑；q均布載荷。(2)模板材質(zhì)及構(gòu)造根據(jù)構(gòu)造形式、工程數(shù)量和施工方法等情況，可選用組合鋼模板、木構(gòu)造鑲鐵皮模板、滑動(dòng)模板或鋼模板。無(wú)論何種模板必須保證混凝土外形尺寸的正確和具有較好的光潔度。一個(gè)梁段模板鋼筋安裝程序?yàn)椋涸谀九偶芸v梁上鋪設(shè)底模支立外模綁扎底板腹板鋼筋安裝底、腹板內(nèi)預(yù)應(yīng)力成孔管道依次支立內(nèi)模底板、腹板、頂板及隔墻等綁扎頂板、道碴槽鋼筋安裝頂板內(nèi)預(yù)應(yīng)力成孔管道支立道碴槽模板安裝附著式震搗器去除雜物、清洗模板。6.灌注斜腿及梁段混凝土(1)預(yù)應(yīng)力混凝土箱形梁灌注混凝土的必要條件是：必須有足夠數(shù)量和一定振動(dòng)力的混凝土振搗

9、設(shè)備；混凝土要在保證強(qiáng)度的前提下，有足夠的坍落度，以確保灌注過(guò)程中有一定的流動(dòng)性；一般情況下應(yīng)保證混凝土連續(xù)灌注。(2)斜腿局部的軸線和水平線夾角為40°50°，混凝土灌注系在斜面上進(jìn)展，但仍應(yīng)水平分層施工。(3)梁部混凝土分段灌注，其灌注順序如圖2所示。灌注時(shí)應(yīng)注意：圖2 梁部混凝土分段灌注順序a.一般情況下，除隅節(jié)點(diǎn)處外，均應(yīng)一次成箱灌注。b.梁部混凝土灌注應(yīng)從低處向高處對(duì)稱(chēng)進(jìn)展，并同時(shí)按灌注混凝土重量進(jìn)展相應(yīng)的卸載。(4)混凝土灌注可采用吊機(jī)提升，也可用泵送混凝土，使用泵送混凝土應(yīng)注意以下問(wèn)題：a.由于箱形梁鋼筋密集，管道較多，混凝土需較大的坍落度，一般取值為16&#

10、177;2cm。含砂率比普通混凝土增加3%7%。b.泵送混凝土供料以直接供料為好，它可以減少混凝土坍落度的損失。c.為防止堵管，應(yīng)選用可泵性良好的材料及骨料級(jí)配，確定合理的施工配合比。7.預(yù)應(yīng)力張拉(1)張拉設(shè)備(見(jiàn)表3)表3 張拉設(shè)備(2)張拉工藝要點(diǎn)a.為改善鋼鉸線松弛狀態(tài)，初調(diào)應(yīng)力為6MPa，并以此為零點(diǎn)記錄伸長(zhǎng)值。b.鋼鉸線伸長(zhǎng)值按下式計(jì)算：缺公式及注解c.鋼鉸線梁部通長(zhǎng)束均較長(zhǎng)，由于受千斤頂行程限制，一般應(yīng)分兩次張拉，第一次按50%張 拉力同時(shí)頂錨，并記錄伸長(zhǎng)值。d.調(diào)整錨具重新起步第二次張拉時(shí)，應(yīng)復(fù)核并記錄伸長(zhǎng)值。e.待拉到張拉控制應(yīng)力時(shí)，檢查鋼鉸線總伸長(zhǎng)值與計(jì)算值之差在±

11、;10%以?xún)?nèi)時(shí)，可認(rèn)為合格 。f.兩端分別按50%張拉力進(jìn)展頂錨。頂錨后24h內(nèi)鋼鉸線與錨塞滑移值不大于2mm，那么認(rèn)為合 格。(3)勞力10人，其中司泵2人，裝卸千斤頂4人，丈量伸長(zhǎng)值2人，指揮兼記錄2人。(4)效率：2.55束/日。8.孔道灌漿(1)水灰比選用0.3，體縮率小于2%，流動(dòng)速度228mm。(2)自一端向另一端壓漿，壓力為0.7MPa，穩(wěn)壓25min。9.落拱及拆拱(1)門(mén)式剛構(gòu)形成后，為使混凝土內(nèi)應(yīng)力得到調(diào)整，待混凝土強(qiáng)度到達(dá)40MPa后，即可落下拱架。落拱通過(guò)砂箱排砂實(shí)現(xiàn)，分三次進(jìn)展。第一次下落1.5cm，第二次為3cm，第三次為20cm 。(2)邊跨局部排架撤除通過(guò)退出硬

12、木楔實(shí)現(xiàn)，木楔角度不大于25°，接觸面壓力不大于2MPa。(3)撤除拱架應(yīng)利用已完成的斜腿剛構(gòu)橋面為支承，以纜索吊機(jī)為輔助工具進(jìn)展。撤除的原那么是：先從拱頂開(kāi)場(chǎng)，逐步向兩端，先外側(cè)拱片，而后逐步向中間撤除。三、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1.考慮懸拼時(shí)鋼絲繩的變形和拱架合攏的方便，拱架實(shí)際標(biāo)高可較設(shè)計(jì)標(biāo)高高出1020cm。2.凡屬自制特種桿件，均應(yīng)標(biāo)明產(chǎn)品精度，以便安裝時(shí)選配。3.模板支立時(shí)，每個(gè)接觸面要考慮12mm的非彈性變形。4.梁體混凝土應(yīng)滿足?鐵路橋涵工程質(zhì)量評(píng)定驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)?的要求。5.所選用膠管應(yīng)經(jīng)過(guò)0.5t拉力反復(fù)10次試驗(yàn)后，剩余變形不大于1.4mm，徑縮不小于10mm，管道安裝誤差應(yīng)在5mm以?xún)?nèi)。6.頂錨后兩端伸長(zhǎng)值之和不得超過(guò)計(jì)算值的±5%。四、安全措施1.纜索吊機(jī)所用卷?yè)P(yáng)機(jī)較多，要集中控制。對(duì)繼電器、接觸器等應(yīng)經(jīng)常保養(yǎng)。2.索道主繩和起重繩每710天檢查一次。3.拱架合攏后，在卸除拉索時(shí)，應(yīng)自跨中向兩側(cè)分三個(gè)階段逐步進(jìn)展，并應(yīng)注意觀察。4.預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固完成后，張拉缸回油要平緩，以防由于降壓過(guò)快而發(fā)生意外。5.卸落鋼拱架時(shí)，應(yīng)聽(tīng)從指揮，嚴(yán)格統(tǒng)一掌握砂箱出砂量，保證拱架均衡下落。五、工程實(shí)例工程名稱(chēng)：邯長(zhǎng)鐵路濁漳河大橋(圖3)圖3 濁漳河大橋構(gòu)造類(lèi)型：預(yù)應(yīng)力混凝土斜腿剛構(gòu)跨 度：82m全 長(zhǎng)：1