连霍高速郑州段改建工程NO.3标桥梁拼宽施工技术
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xmns_38903 Lv.9
2015年07月22日 05:31:00
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 一、工程概况   柳林互通式立交位于连霍高速公路与老107国道交叉处。立交所处位置地势平坦,北侧紧邻杨槐村,南侧为连霍高速郑州东收费站,东南有重点文物保护单位大河村遗址。既有立交设计为双喇叭型互通式立交,立交主线为桥梁形式,主线桥为4联9×20米,共36跨,长720米,上部构造中部为14m的预制空心板,墩顶部分为6m的现浇钢筋混凝土接头形成连续刚构,桥面净宽10.75米。下部为截头倒锥形双柱式墩身,直径1.5m钻孔灌注桩基础,桩长30米。

 一、工程概况

  柳林互通式立交位于连霍高速公路与老107国道交叉处。立交所处位置地势平坦,北侧紧邻杨槐村,南侧为连霍高速郑州东收费站,东南有重点文物保护单位大河村遗址。既有立交设计为双喇叭型互通式立交,立交主线为桥梁形式,主线桥为4联9×20米,共36跨,长720米,上部构造中部为14m的预制空心板,墩顶部分为6m的现浇钢筋混凝土接头形成连续刚构,桥面净宽10.75米。下部为截头倒锥形双柱式墩身,直径1.5m钻孔灌注桩基础,桩长30米。

  本工程为在既有柳林互通式立交桥两侧均加宽8m,拼宽桥的结构形式及孔跨布置与老桥相同。

  二、桥梁拼宽技术措施

  为尽量减少新老桥梁下部的沉降差异,拼宽桥梁采取如下处理措施钻孔桩桩径变为1.6米,桩长变为35米。桥梁上部构造与原桥的对应部位连接,横桥向在老桥空心板顶部植筋与新桥预埋钢筋焊接连接,底部通过粘贴钢板形式的连接;墩顶现浇段与老桥对应为通过植筋焊接连接。

  既有道路为连霍大动脉,车流量极大,为保证在施工期间维持既有道路的畅通,减少社会的负面影响,同时又必须减少既有桥梁震动对拼宽桥梁现浇砼的质量影响,新老桥间采取“防震隔离带”先断开,后连接的处理措施。

  三、主线桥地基的处理

   (一)现场情况

  新拼桥墩绝大部分处在既有主线桥施工所留的泥浆池中,而且既有主线桥北侧地势较低,有一条排水沟沿大桥纵向从32#墩延伸到8#墩旁的水渠之中,北侧新拼宽桥的桥墩刚好设置在水沟中。经施工现场探测泥浆池及水沟深度为2m多,地基土以黄色亚砂土及亚黏土为主,呈软塑状,土质结构松散,固结性差。

   (二)处理方案

  因主线桥施工现浇异型板及墩顶砼时,必须搭设支架,为防止地基下沉,必须对地基进行处理。处理的方法采用砖渣换填,水沟及泥浆池位置处理的深度不小于2米,其他地方视实际情况而定,宽度及长度必须满足施工及设计要求,采用压路机分层(每层松铺厚度不超过30厘米)碾压密实,对压路机碾压不到的地方,采用打夯机夯击密实。处理完的地基必须进行承载力检测,其值不小于150KPa。

  四、支架的布设及受力计算

   (一)现浇墩顶砼及支撑主桥预制梁支架的布设

  本支架采用满堂脚手架,立杆为φ48×3.2钢管,现浇墩顶砼支架布设宽为6.0 m,长为9m,间距90cm×90cm,步距90cm;预制梁顶一端布设支架宽为2.4m,长为9m,间距60cm×60cm,步距90cm。支架安装调整好后,在立杆上口安装可调顶托。在可调顶托上铺设12cm×15cm的横桥向方木。

   (二)现浇墩顶砼处支架的受力计算

  1.现浇墩顶砼底模板下木枋(12cm×15cm)受力验算。现浇墩顶砼底模下脚手管立杆的纵、横向间距都为0.9m,木枋按横桥向布置,间距也为90cm ,因此计算跨径为0.9m,按简支梁受力考虑,验算底模下木枋。由梁正应力计算公式得σ= 8.04 Mpa < [σ] = 9.5Mpa 强度满足要求;由矩形梁弯曲剪应力计算公式得:τ= 1.34 Mpa< [τ] = 1.7Mpa(参考一般木质)强度满足要求;由矩形简支梁挠度计算公式得fmax=1.064mm<[f] = 2.25mm([f] = L/400 )刚度满足要求。

  2.立杆强度验算。钢管(φ48×3.5)立杆间距为0.9m×0.9m,步距为0.9m,则长细比为λ=ι/ i = 600 / 15.78 = 38,查表可得φ= 0.899 ,则有:[ N ] = φA[σ] =0.899×489×145= 63.7 kN。现浇墩顶平面尺寸为长6m,宽8.38 m,支架布置平面尺寸为长6.0m,宽9 m,布置管钢间距为90cm×90cm,则可布置钢管84根,平均每根钢管受力为:N=6×8.38×40.2/84=24.1 kN <[ N ]= 63.7 kN,立杆抗压强度满足要求。另由压杆弹性变形计算公式得:(按最大高度8m计算)△L = 1.971mm 压缩变形很小。

  3.预制梁底处支架的受力计算

   (1)预制梁底下12槽钢受力验算。经计算,每跨每侧拼宽部分有预制梁6榀,每榀梁板的重量为17.1~21.2t,按最重的一榀梁21.2t计算,并取1.2的安全系数,则预制梁下支架荷载计算:强度满足要求;刚度满足要求。

   (2)立杆强度验算。钢管(φ48×3.5)立杆间距为0.6m×0.6m,步距为0.9m,则长细比为λ=ι/ i =900 / 15.78 = 58,查表可得φ= 0.829 ,有:[ N ] = φA[σ] =0.829×489×145= 58.8 kN ,预制梁底支架荷载计算:P=1/2×6×212/(2.4×9)×1.2= 35.3 kN /m2,预制梁底支架平面尺寸为长2.4m,宽9 m,布置管钢间距为60cm×60cm,则可布置钢管4排,每排布置钢管15根,平均每根钢管受力为:N=2.4×9×35.3/(4×15)=12.71kN<[N]=58.8kN,立杆抗压强度满足要求。

  4.地基承载力计算。由以上计算可知,立杆的承受的最大荷载:P=24.1kN,则需地基承载力为(枕木受力长按60cm,宽按30cm计算):F=22.97KN/(0.3×0.6)m2=127.6KPa<[F]=150 KPa,地基满足要求。

  五、架梁施工方案

  经计算,每片梁板的重量为17.1~21.2t,拟采用一台50t的吊车对梁板进行架设。主要工序如下:

  1.在梁两端处理好的地基上搭设支架。

  2.支架经预压,确定其强度、刚度、安全性和稳定性满足要求后,将空心板吊放到支架上(梁板所放位置在支架上已测量放线定好位)。

  空心板梁吊装施工工艺如下:

   (1)梁体运输:空心板梁用平板车从预制场运抵架梁现场,运输过程中注意梁的摆放方式和加固措施。

   (2)起重机的运转检查:起重机在安装构件前,先对其传动部分进行试运转,要求各部操纵系统完全正常,并检查所有起重索具是否符合规定,发现有不符合要求或损坏的索具立即更换。

   (3)起重机走道等的加固:起重机的行走通道和停机位置,均须事先检查整修,必要时可采取加固措施(如松软地段的地基加固),以满足起重机的工作稳定性。

   (4)试吊检查:在规定的吊点按照设计位置和方法挂钩或绑扎,吊起构件离地20~30cm时,检查机身是否稳定,吊点是否牢固,在情况良好的前提下,方可继续进行起吊工作。

   (5)吊梁:起吊时必须垂直吊升,起吊安装时必须以支腿放下支撑稳固;起吊速度:起吊速度均匀,进行平稳升降。

   (6)落梁时,应缓慢下落,并注意保持梁体中线与支座中线一致。

  六、防撞墙、翼缘板及异型板拆除方案

  桥梁拼宽时,需将老桥防撞墙、翼缘板及异型板拆除、为保证老桥结构安全,采用盘踞及链踞进行静力切割。

  1.防撞墙、翼缘板。(1)首先对整个护拦进行理论重量计算,护栏每延米砼方量为0.3m3,重0.78t,每跨20m分成5块,每块重3.12t/4m。(2)根据分块的大小,在每块最合理(1/3)的部位钻吊装孔,采用8t的吊车吊移。(3)先用金刚石绳锯先将护栏沿垂直方向按分块长度切割至根部,然后再沿水平方向切割分离,再在用8t的吊车将护栏吊移至桥面紧急停车带内侧边线,作为路面行车的安全护栏,而后再用盘踞切割翼板。盘踞切割速度:3~5m2/h。(4)将切割的翼缘板砼块运至弃土场。

  2.异型板的拆除

   (1)用脚手架搭设卸荷支撑。桥底设木方或工字钢。

   (2)用M16化学锚栓固定绳锯主脚架及辅助脚架。

   (3)根据已确定的切割方式,将金刚石绳索按一定的顺序缠绕在主动轮及辅助轮上。

   (4)在切割前对金刚石绳锯机进行试转和空转,确定设备运转、水源供应正常的情况下,方可进行切割。切割时必须先对跨中进行切割,待跨中切割完成后,再对支座位置进行切割。

   (5)将被切割的混凝土块用汽车吊吊到破碎场地进行破碎。

  七、墩顶现浇段砼浇注及养生的防震措施

  既有桥梁上车流量很大,车辆行驶对桥梁产生激烈的振动,新旧桥梁墩顶现浇段通过植筋,现浇砼连接成一个整体。为减少老桥震动对砼施工质量的影响(即墩顶现浇砼在初凝至终凝期间,砼受震会产生裂缝),在墩顶现浇段施工时采取如下措施:

  1.墩顶现浇段砼浇筑时,其内侧与既有桥梁相接触部分暂留50cm不浇筑,形成一条“防震隔离带”。

  2.在防振隔离带内,植筋钢筋提前植入,但暂不与墩顶现浇段主体钢筋焊接。

  3.待主线桥墩顶现浇段砼半幅完成二联(18跨),再封闭半幅交通,将防振隔离带内的植筋钢筋与主体钢筋焊接连接,然后浇筑防振隔离带预留的50cm砼。

  八、结语

  实践证明,通过“静力切割”,“防震隔离带”等施工措施,能有效地减少桥梁在拼宽施工时,对老桥的影响,保证既有道路畅通,减少社会的负面影响,保证社会经济稳定发展有着积极的意义。

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加倍努力
2015年07月22日 08:15:21
2楼
学习啦,谢谢楼主!
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lrg005
2015年09月25日 09:01:23
3楼
谢谢楼主,好资料,学习了
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