深圳地鐵大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁工法比選

深圳地鐵大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁工法比選研究摘要：結(jié)合合深圳地鐵大大跨度橋梁工工法變更對(duì)幾幾種橋梁施工工工法進(jìn)行了了工藝介紹和和經(jīng)濟(jì)、工期期上的比較，并并對(duì)工法變更更對(duì)設(shè)計(jì)和施施工的影響進(jìn)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介介紹。關(guān)鍵詞：大跨度度箱梁，掛籃籃懸澆，懸臂臂拼裝，支架架現(xiàn)澆，工法法比選一、工程概述深圳地鐵1號(hào)線線（**線）續(xù)建工工程高架段沿沿**大道中央綠綠化帶布設(shè)，經(jīng)**站后以斜交角度16度跨越**大道進(jìn)入機(jī)場(chǎng)范圍，由于**大道為雙向12車(chē)道，交通繁忙，設(shè)計(jì)采用60m+100m+60m預(yù)應(yīng)力混凝土雙線連續(xù)箱梁,箱梁為直腹板的單箱單室結(jié)構(gòu)，箱梁頂板寬度為9.2m，底板寬度為5.4m，梁高為2.8m-6.2m，箱梁中跨跨中和邊墩處底板厚度為30cm，中墩底板根部厚度100cm，頂板厚度全橋等厚為30cm，箱梁腹板厚度以50cm-70cm按折線變化，梁底曲線按二次拋物線變化,全聯(lián)在邊跨中及中跨中設(shè)3道橫隔板。箱梁按部分預(yù)應(yīng)力混凝土A類(lèi)構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)，受拉區(qū)容許出現(xiàn)拉應(yīng)力，但不容許出現(xiàn)裂縫,混凝土強(qiáng)度為C50。60m+1000m+60mm橋梁平面位位置示意圖箱梁最初設(shè)計(jì)工工法為掛藍(lán)平平衡懸臂澆注注，懸臂施工工時(shí)要求對(duì)稱(chēng)稱(chēng)澆注，其中中100m跨劃分為0#塊、1#-133#節(jié)段、合攏攏段。設(shè)計(jì)要求預(yù)應(yīng)力力鋼束張拉時(shí)時(shí)必須具備下下列三個(gè)條件件：①混凝土強(qiáng)度度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)強(qiáng)度的90%；②彈性模量達(dá)達(dá)到90%；③滿足混凝土土齡期不少于于10天。二、方案比選由于受拆遷和管管線遷改等因因素影響，導(dǎo)導(dǎo)致此大跨橋橋梁開(kāi)工時(shí)間間延誤，剩余余工期僅有300多天，而根根據(jù)施工計(jì)劃劃安排，掛籃籃懸澆工法需需要工期419天，而且由由于掛籃工法法作業(yè)面唯一一，以及設(shè)計(jì)計(jì)要求的張拉拉時(shí)長(zhǎng)要求，所所以梁部施工工工期相對(duì)固固定，無(wú)法進(jìn)進(jìn)行趕工。在在這種情況下下，為確保工工期，必須對(duì)對(duì)梁部工法進(jìn)進(jìn)行調(diào)整，根根據(jù)國(guó)內(nèi)同類(lèi)類(lèi)工程經(jīng)驗(yàn)和和現(xiàn)場(chǎng)情況，有有預(yù)制節(jié)段懸懸臂拼裝和支支架現(xiàn)澆兩種種方案可供選選擇。1、掛籃懸澆法法懸澆法是當(dāng)橋墩墩施工完成后后，在墩頂安安裝腳手鋼桁桁架并向兩側(cè)側(cè)伸出懸臂以以供垂吊掛籃籃，對(duì)稱(chēng)澆筑筑混凝土。懸澆時(shí)，由墩頂頂段（0#塊）開(kāi)始始，分段兩側(cè)側(cè)對(duì)稱(chēng)澆筑。采采用懸澆時(shí)由由于墩梁鉸接接而不能承受受彎矩，因此此，施工0#塊前，在橋橋墩兩側(cè)加設(shè)設(shè)臨時(shí)支墩將將墩、梁固結(jié)結(jié)，臨時(shí)支承承一般采用硫硫磺水泥砂漿漿（埋電阻絲絲），以便結(jié)結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換換時(shí)，釋放臨臨時(shí)固定設(shè)施施。施工完0#塊后進(jìn)行掛掛籃安裝施工工1#塊，1#塊完成混凝凝土澆筑、張張拉、壓漿并并達(dá)到設(shè)計(jì)要要求后掛籃前前移施工下一一節(jié)段，最后后在邊跨和跨跨中進(jìn)行合攏攏段澆筑，完完成體系轉(zhuǎn)換換（即在懸臂臂施工時(shí)，結(jié)結(jié)構(gòu)的受力狀狀態(tài)呈T形剛構(gòu)，懸懸臂梁，待施施工合攏后形形成連續(xù)梁）。掛籃施工示意圖圖掛籃懸澆法現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)施工照片2、預(yù)預(yù)制節(jié)段懸臂臂拼裝法預(yù)制節(jié)段懸臂拼拼裝法與掛籃籃懸澆法施工工原理一致，不不同的是在預(yù)預(yù)制場(chǎng)將各節(jié)節(jié)段預(yù)制好，每每節(jié)段端部增增設(shè)抗剪鋸齒齒，預(yù)留預(yù)應(yīng)應(yīng)力孔道等。橋橋墩施工完成成后按照掛籃籃懸澆法一樣樣施工0#塊（也有預(yù)預(yù)制0#塊，但重量量較大不利于于吊裝），然然后在0#塊上安裝懸懸臂吊機(jī)，將將預(yù)制好的節(jié)節(jié)段逐段吊裝裝拼接、張拉拉、壓漿，節(jié)節(jié)段間接縫又又分為濕接縫縫（立模澆筑筑混凝土進(jìn)行行連接）和干干接縫（端面面涂刷環(huán)氧樹(shù)樹(shù)脂等粘接劑劑進(jìn)行粘接）兩兩種，最后同同樣在邊跨和和跨中進(jìn)行合合攏段澆筑，完完成體系轉(zhuǎn)換換。預(yù)制節(jié)段懸臂拼拼裝法現(xiàn)場(chǎng)施施工照片3、支架現(xiàn)澆法法支架現(xiàn)澆法是在在墩柱施工完完成后在地面面搭設(shè)支架，在在支架上鋪設(shè)設(shè)模板進(jìn)行梁梁體澆筑，分分段或整體進(jìn)進(jìn)行澆筑、張張拉、壓漿。與與懸臂施工不不同的是，施施工時(shí)各種荷荷載均通過(guò)支支架傳遞到地地面，而懸臂臂施工時(shí)各種種荷載均通過(guò)過(guò)已澆梁段、墩墩身傳遞到橋橋梁基礎(chǔ)。為為滿足不同地地形和通車(chē)、航航的要求，支支架有滿堂、門(mén)門(mén)洞等形式。支支架法施工對(duì)對(duì)分段施工等等較為靈活，可可進(jìn)行平行施施工,為消除地基基沉降、支架架變形的影響響，在施工前前均要求對(duì)支支架進(jìn)行預(yù)壓壓。支架法現(xiàn)場(chǎng)施工工照片4、工法優(yōu)缺點(diǎn)點(diǎn)比較施工方案優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)掛籃懸澆1、整個(gè)過(guò)程是是高空作業(yè)，對(duì)對(duì)交通影響小?。?、不受地形限限制；3、機(jī)械化程度度高，減少了了勞動(dòng)力、模板板等材料的投投入量。1、各工序之間間不能平行施施工，同時(shí)，張張拉受到彈性性模量的限制制，節(jié)段施工工周期長(zhǎng)，工工期固定，無(wú)無(wú)法進(jìn)行趕工工；2、節(jié)段間標(biāo)高高等不易控制制，合攏精度度要求高；3、雖然對(duì)交通通影響小，但但長(zhǎng)時(shí)間的跨跨路施工安全全隱患較大，受受臺(tái)風(fēng)等影響響大。預(yù)制節(jié)段懸拼1、節(jié)段是在工工場(chǎng)進(jìn)行預(yù)制制，生產(chǎn)條件件穩(wěn)定、可靠靠，安全、質(zhì)質(zhì)量容易得到到保證；2、采用整體臺(tái)臺(tái)座預(yù)制能保保證連續(xù)梁橋橋的線型，砼砼強(qiáng)度、彈性性模量等容易易滿足，可減減少混凝土早早期徐變帶來(lái)來(lái)的負(fù)面影響響,使橋梁在各各階段的受力力情況更接近近于設(shè)計(jì)假定定；3、節(jié)段預(yù)制可可以和下部結(jié)結(jié)構(gòu)以及其它它工序平行、交交叉施工，梁梁部施工速度度快，總工期期較短；4、現(xiàn)場(chǎng)基本沒(méi)沒(méi)有混凝土現(xiàn)現(xiàn)澆施工，更更安全、文明明、環(huán)保。1、預(yù)制場(chǎng)占地地面積較大，場(chǎng)場(chǎng)地使用后還還需恢復(fù)原狀狀，對(duì)運(yùn)輸線線路、起吊設(shè)設(shè)備、場(chǎng)地要要求高，而且且吊裝時(shí)必須須占路施工；；2、技術(shù)要求及及費(fèi)用高，節(jié)節(jié)段間錯(cuò)臺(tái)、不不密貼等不易易解決；3、預(yù)應(yīng)力筋防防銹及結(jié)構(gòu)耐耐久性問(wèn)題還還需研究；4、需修改設(shè)計(jì)計(jì)。支架現(xiàn)澆1、可加長(zhǎng)節(jié)段段長(zhǎng)度，各節(jié)節(jié)段還可平行行施工，可縮縮短工期，且且可減少梁體體的各種預(yù)留留孔洞；2、簡(jiǎn)單方便，便便于操作，支支架的穩(wěn)定性性在施工時(shí)也也易于控制，線線形、頂面高高程較好控制制；3、可減少臨時(shí)時(shí)預(yù)應(yīng)力束。1、需占道搭設(shè)設(shè)支架，對(duì)交交通影響大，施施工機(jī)械與過(guò)過(guò)往車(chē)輛間會(huì)會(huì)時(shí)有沖突，安安全防護(hù)困難難較大；2、鋼管樁、支支架、模板等等材料投入大大。5、三種工法工工期、造價(jià)比比較施工方案工期（天）造價(jià)（萬(wàn)元）造價(jià)增加掛籃平衡懸臂澆澆注41910190預(yù)制節(jié)段懸臂拼拼裝2091700681支架法現(xiàn)澆2431744725上表中工期均指指下部結(jié)構(gòu)施施工工期固定定為91天，因?yàn)轭A(yù)預(yù)制節(jié)段懸臂臂拼裝法梁部部預(yù)制可與下下部結(jié)構(gòu)施工工同時(shí)進(jìn)行，所所以工期最為為節(jié)約。因?yàn)闉榭紤]工期緊緊迫，表中造造價(jià)估算時(shí)，預(yù)預(yù)制節(jié)段模板板、支架法支支架系統(tǒng)鋼材材、門(mén)架、模模板等均按一一次投入計(jì)算算，在本項(xiàng)目目不考慮周轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。6、結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情情況進(jìn)行工法法選擇①受工期限制制，掛籃懸澆澆的方案不滿滿足要求；②由于項(xiàng)目地地處深圳機(jī)場(chǎng)場(chǎng)附近，用地地十分緊張，且且多為軟基地地段，修建預(yù)預(yù)制場(chǎng)需進(jìn)行行軟基處理、施施工臺(tái)座、定定制整體鋼模模，一次性投投入大且只進(jìn)進(jìn)行一聯(lián)梁體體的預(yù)制，利利用率低，資資源浪費(fèi)。道道路、起吊場(chǎng)場(chǎng)地也很難滿滿足梁體運(yùn)輸輸、吊裝的要要求；③橋跨下均為高高標(biāo)準(zhǔn)修建的的**大道，地基基承載力高，適適合搭設(shè)支架架，但**大道交通量量大，進(jìn)行交交通疏解難度度大，而且需需要采用鋼管管樁和貝雷梁梁搭設(shè)多個(gè)門(mén)門(mén)洞，用鋼量量大。結(jié)合以上情況，經(jīng)經(jīng)過(guò)綜合考慮慮，最終決定定此大跨橋梁梁選擇支架法法進(jìn)行梁部施施工以滿足工工期要求。三、工法變更研研究目前梁部由掛籃籃懸臂澆注改改為支架法施施工有兩種形形式：1、不修改設(shè)計(jì)計(jì)，仍按照掛掛籃懸臂施工工的工況在支支架上模擬整整個(gè)掛籃施工工過(guò)程，即通通過(guò)在上一節(jié)節(jié)段上采用壓壓重來(lái)模擬掛掛籃重量和抵抵消支架的支支撐力，在施施工節(jié)段張拉拉完后進(jìn)行支支架拆除；2、修改設(shè)計(jì)，調(diào)調(diào)整施工節(jié)段段的長(zhǎng)度，對(duì)對(duì)梁體內(nèi)預(yù)應(yīng)應(yīng)力進(jìn)行重新新設(shè)計(jì)，基本本不考慮T型鋼構(gòu)的受受力工況，施施工期間均由由支架系統(tǒng)承承擔(dān)所有施工工荷載，這種種工法與原懸懸臂施工受力力情況完全不不同：一是原原梁部懸臂所所受掛籃部分分荷載被去掉掉，二是新澆澆段張拉前，存存在支架所產(chǎn)產(chǎn)生的冗力，為為依次超靜定定結(jié)構(gòu)。由于于日照所形成成的梁部溫差差會(huì)產(chǎn)生溫度度應(yīng)力，以及及張拉頂錨后后，新澆梁段段重量部分由由于支架支撐撐和未加掛籃籃會(huì)使預(yù)應(yīng)力力高強(qiáng)鋼束在在張拉后產(chǎn)生生預(yù)應(yīng)力增量量。由于第1種變更更形式能爭(zhēng)取取回的工期很很有限，所以以我們最終決決定采用第2種形式，對(duì)對(duì)梁部進(jìn)行重重新設(shè)計(jì)，變變更設(shè)計(jì)和下下部結(jié)構(gòu)施工工同步進(jìn)行，最最大限度的爭(zhēng)爭(zhēng)取工期。初初步計(jì)劃將梁梁體分成三段段整體澆筑，梁梁體內(nèi)布設(shè)通通長(zhǎng)和局部預(yù)預(yù)應(yīng)力，腹板板及底板上設(shè)設(shè)置張拉齒塊塊。支架變形值的控控制對(duì)支架法法施工非常重重要，支架變變形分為非彈彈性變形和彈彈性變形，所所以在進(jìn)行地地基處理、支支架搭設(shè)時(shí)都都必須嚴(yán)格控控制，在澆筑筑前還必須對(duì)對(duì)支架進(jìn)行預(yù)預(yù)壓以消除非非彈性變形影影響，彈性變變形必須通過(guò)過(guò)測(cè)量得出數(shù)數(shù)據(jù)后進(jìn)行預(yù)預(yù)拱度設(shè)置，預(yù)預(yù)拱度包括設(shè)設(shè)計(jì)考慮的張張拉預(yù)拱度、支支架變形以及及梁體撓度，在在進(jìn)行立模前前都必須對(duì)預(yù)預(yù)拱度設(shè)置進(jìn)進(jìn)行認(rèn)真計(jì)算算、研究。另外由于橋梁是是一種狹長(zhǎng)結(jié)結(jié)構(gòu)，溫度變變化導(dǎo)致箱梁梁發(fā)生縱向位位移(橫向溫差影影響可以忽略略不計(jì))，日照變化化會(huì)產(chǎn)生頂板板和底板溫度度梯度，使主主梁受力不均均勻而發(fā)生伸伸長(zhǎng)或縮短以以及撓曲，在在合攏時(shí)更要要注意溫度影影響，確保合合攏段施工質(zhì)質(zhì)量和精度。四、結(jié)語(yǔ)由于大跨度橋梁梁施工的每種種工法都有其其特點(diǎn)和適應(yīng)應(yīng)性，在遇到到特殊情況進(jìn)進(jìn)行工法變更更比選時(shí)必須須進(jìn)行綜合考