大跨度V撑连续梁0号块施工技术

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　　摘  要：黄大铁路东青高速立交特大桥跨越荣乌高速公路G18（东青段）采用（36+64+36）mV撑连续梁。连续梁的V撑0号块具有跨度大，支架结构复杂等特点，文章着重介绍V撑0号块的支架选择及结构施工。
　　关键词：大跨度V撑;连续梁;0号块;支架;混凝土;施工技术
　　中图分类号：U445.4 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）11-0160-03
　　Abstract： The Dongqing Expressway Interchange Bridge across Rongwu Expressway G18（Dongqing Section） adopts （36+64+36） mV continuous beams. V-brace 0 block of continuous beam has the characteristics of large span and complex support structure. This paper mainly introduces the support selection and construction of V-brace 0 block.
　　Keywords： long span V-brace; continuous beam; 0 block; support; concrete; construction technology
　　1 工程概况
　　黄大铁路东青高速立交特大桥为跨越荣乌高速公路G18（东青段）及周围干渠而设，位于山东省东营市境内，中心里程为GDK167+879，全桥长为2274.06m，孔跨布置为：5-24m+25-32m简支T梁+（36+64+36）V撑连续梁+1-24m+33-32m+3-24m简支T梁。其中（36+64+36）mV撑连续梁于GDK167+761处跨越荣乌高速公路G18（东青段），交叉高速公路里程K470+930，交叉角度88°。
　　底部结构桥台为单线T字桥台，双线圆端实心桥墩，整个桥梁基础采用桩径1.0～1.5m的钻孔桩基础，上部结构为简支T梁和混凝土预应力连续梁。梁体采用单箱单室等高直腹板箱形截面。一个接头的总长度为137.5m，从侧支架到梁段的距离为0.75m，计算跨度为（36+64+36）m，三角支撑区梁高2.85m，其他梁段梁高2.6m，箱梁顶宽7m，底宽3.8m，单侧悬臂长1.6m，悬臂端高30cm，根部高55cm。箱梁顶板厚40cm。腹板厚45～60cm，V撑三角区内底板厚76cm;其余标准段箱梁底板厚40cm，支座处底板加厚至66cm。全梁在支座及V撑顶部共设置10道横隔板，横隔板厚分别为1.5m和1.2m。桥面板宽7m。两侧人行道宽各为0.8m。
　　V撑连续梁0号块总长33.1m，V撑全高14.77m，采用变截面板式结构，板厚1.8m，V撑底座高3.2m，顺桥向长7.1m，横桥向宽7.1m，V形支撑和箱梁的交点由圆曲线过渡，其半径为R=16m。
　　2 方案比选
　　V形连续梁与大跨连续梁相比，会延伸到主跨跨径为支撑点，有效跨径缩短，跨中正弯矩减少，支点处的负弯矩变小，有效地将梁高度降低，节约材料，但是由于V撑的支臂刚度较大，梁体受混凝土收缩徐变的影响较明显。在施工过程中，难以控制V型支撑臂强度，为了确保V撑0号块的施工质量及施工安全，所以要分别分析研究施工和监控，从中选择最佳方案，重点是对V撑部位支架结构及模板方案的比选。保证结构的稳定性和施工过程的可靠性，支架及模板方案必须考虑如下几点。
　　（1）为了保证浇筑0号块混凝土操作的安全，必须具有足够的刚度和稳定性的支撑和模具工作系统。
　　（2）在浇筑混凝土过程中，V形支架支撑着0块，V形支架臂将承受较大的水平和垂直力，为了防止V形支架混凝土开裂应实施有效措施。
　　（3）V撑支臂为圆弧状，需考虑支臂圆弧段与边跨现浇段模板拼接问题，同时需考虑圆弧段与箱梁梁体衔接处的线形。
　　出于以上原因的考虑，主要比较了碗扣式脚手架支架方案和工字钢支架方案的优缺点。碗扣式脚手架支架虽然施工经验较多，支架搭设简易，但是其支架构件施工节点较多、受力状态不明确、支架稳定性一般，并且构件数量大、加固措施比较繁琐、人工及机械消耗较大、材料损耗率较高、经济效益及施工效率一般。
　　工字钢支架方案工期长，周转利用率较低，有多处焊接;其优点在于支架构件施工节点少、受力状态清晰、构件刚度大、支架整体性和稳定性良好，并且构件数量小、安拆损耗小，可重复利用，提高施工效率，降低施工成本。
　　为了保证支架稳定性，本次施工选择工字钢支架方案。并且为了有效减少梁体混凝土浇筑过程V撑支臂产生的水平力对底座的破坏，支臂间采用拉杆连接，拉杆与支架形成有效整体，保证支架稳定。
　　模板选型时，结合钢模板、木模板、竹胶板模的各自特点，并且考虑边跨现浇段与0号块衔接处线形的控制，通过比较后选择钢模板方案。钢模板可以根据结构尺寸进行定制定型，它是由平板和加强筋组成。其结构尺寸精确，混凝土表面平整，并且模板可定制固定尺寸，模板间采用螺栓连接，方便拼装及拆除，并且钢模板拆除后可实现二次周转，经济效益较好。
　　3 混凝土浇筑方案
　　根据施工图设计，理想的施工方案应该是V形支撑和连续梁0#段混凝土在支架上一次性浇筑完成，一次性拆除模板支架。但实际施工中，根据东青立交特大桥V形支撑的结构特点，结合V形支撑较高，且横向宽度较大，V形支撑和连续梁的混凝土方量较大的实际情况，采取一次性浇筑对支架产生较大的水平力和竖向力，对支架的强度和稳定性来说是一个很大的考验，同时由于支架变形会引起V形支撑和箱梁的变形，且V形支撑和连续梁0#段内钢筋密集，如采用一次性浇筑混凝土的入模时间长和振捣难度大，因而需要分层浇筑。该V形支撑和0#段共分3次浇筑，第一次浇筑V形支撑下部直线段部分，高度3.2m;第二次澆筑至V形支撑两肢底部，高度约4.4m;第三次整体浇筑连续梁0#段。分层浇筑如“图1混凝土分层浇筑示意图”所示： 　　4 施工工艺
　　4.1 地基处理
　　易液化的粉土和粉质粘土作为支架范围内地基，地下水相对自然地平高差不大，春夏两季不到1m，秋冬两季不到 1.5m，地基承载力很低。因此地基处理拟采用推土机将支架范围内地基基底以砂夹石（1：2）进行标准处理，表面混凝土硬化处理的方式，目的是在软基上形成一个硬壳层。
　　一般地面先换填50cm厚砂夹石，分层碾压密实，之上浇筑C30混凝土垫层，承台开挖处及泥浆池处地基处理方式为换填50cm厚级配碎石，碾压密实，然后换填30cm厚砂夹石，之上浇筑C30混凝土，对地表水渗入地基起到阻止作用，使地基承载力受到影响。完成地基填土后，为了防止雨水渗透需要在周围做好排水系统。地基处理完后对地基进行承载检测，承载能力必须超过200千帕斯卡。
　　支架临时边墩基础位于高速公路路基坡脚处，每个支架支撑基础都分为C30混凝土墙条形基础，基础底部用Φ20钢筋做成单层20*20cm的钢筋网片来加强基础的整体性。钢管立柱基础直接在承台顶面预埋钢板，预埋钢板尺寸为700*700*14mm，钢板中心与钢管立柱中心重合，钢板底面做长40cm，直径25mm的预埋U型钢筋。在承台施工时就安装预埋钢板，并且安装时对钢板的顶面标高将严格控制。
　　4.2 支架配置
　　V撑部分支架分为底座、支臂、梁部三部分，分别配置如下：
　　（1）底座部分
　　底座底层采用工40工字钢作为横梁，间距0.6m排列，作为底座支撑结构;上部采用20×20枕木作为纵梁，满铺采用0.3m 10×10方木，底模铺设2mm厚钢板。采用竹胶板为侧模，纵肋为10×10方木，横梁为钢管。
　　（2）支臂部分
　　采用钢管支架支撑，工字钢作为纵横梁，模板采用三角钢架加固钢模板支撑。采用Φ490mm，10mm壁厚的螺旋管为支撑钢管，横向支撑间距3m，纵向间距最大3.4m，最大高度6.7m，支架分为三个台阶搭设。工字钢2×工40为横梁，采用工字钢纵梁工25做纵梁，纵梁，其间距0.4m。
　　（3）梁体部分
　　梁体部分与支臂部分相同，采用钢管与工字钢支撑，模板采用钢模。采用Φ540mm，10mm壁厚1的螺旋管为钢管立柱，横向支撑间距9m，纵向间距最大2.8m，最大高度7.88m，采用工字钢2×工56a工字钢做横梁，采用工字钢纵梁工25做纵梁，纵梁间距0.4m。
　　钢管立柱下部与基础预埋钢板焊接，上部安装可调节支座，支座与横梁工字钢采用抱箍连接，形成整体。钢管立柱与纵横梁安装完成后，由下往上逐层安裝三角钢架及墩身底部模板。模板与三角钢架采用勾头螺栓连接，采用预制的钢板螺栓连接每层底模板，采用U型卡连接工字钢与三角钢架，三角钢架内放置纵、横向及水平剪刀撑。
　　钢管立柱安装完成后，用【20a槽钢将立柱和墩身预埋钢板焊接在一起，以增加钢管立柱的整体稳定性。
　　4.3 支架预压
　　支架系统进行预压，是为了使支撑系统的非弹性变形减少或消除，并预测弹性变形值以对梁基础的标高精确控制。由于恒载和部分施工荷载在梁体浇筑施工时几乎相等，因此需要预压，使用堆砂袋法。底模上的砂袋堆放整齐，从中间向两端装载，按每袋50公斤计算。第一次，按30%压重24小时的观察时间，第二次按60%压重24小时的观察时间，第三次按100%压重24小时的观察时间，最后加120%，48小时的观察时间。
　　在预压时，标准桩的载荷高度可以根据砂的重量进行转换。预压时，应首先建立观察点在支座顶部，测量高程使用水准仪，对支座变形总量进行观察。根据理论分析，在支架预压前，应在顶面上设置预拱度，在支架压力稳定后卸载，对比预压过程中的理论数据和实际数据，合理调整后，支架的预拱度最终确定，设跨中为预拱度的最大值，梁的两端为零，为了确保箱梁浇筑成型后线条顺滑，按二次抛物线进行分配。
　　4.4 混凝土浇筑
　　V撑施工时，重点需要控制混凝土的生产、运输及浇筑过程。为了防止混凝土产生裂缝，在混凝土施工过程中，需注意如下几点：
　　（1）混凝土搅拌前，对粗细骨料的含水量应严格测量，准确测量粗细骨料含水量因气候变化而产生的变化，并对搅拌施工比及时调整。
　　（2）生产混凝土时，聚丙烯纤维可适量加入，为了使混凝土的抗裂性增加。
　　（3）为了适应浇筑速度和混凝土凝结速度的需要，需装备足够的罐车，并确保连续性的浇筑。必须确保混凝土在运输过程中，不分离、不渗漏、坍落度损失过多及严重泌水等现象，并确保运到灌溉地的混凝土保持均匀，并完好无损。
　　（4）浇筑的中心位置与汽车泵的位置大致相同。送下料口，应能移动泵。混凝土不应使用插入的振动杆水平牵引，也不应将进料口积累的混凝土推到远处。汽车泵混凝土输送管应符合现场要求，保证布料均匀。混凝土连续泵送，为了保持泵送的连续性有必要降低泵送速度。
　　（5）混凝土浇筑方式采用“水平分层、斜向分段、两端对称‘之’字形推进”的浇筑方式，钢筋间距在浇筑支臂时可作适当调整，便于汽车泵软管伸入模板内，确保混凝土落差不大于2m，待混凝土浇筑完毕及时封堵预留孔。
　　（6）有必要安排专人在混凝土施工过程中，对模板变形、钢筋松动泥浆泄漏、泥浆泄漏或垫片跌落等情况进行检查，并设置专人监测支架的混凝土施工过程及支架情况。
　　（7）浇筑混凝土完成后应按照规范进行不少于14d的洒水维护。对梁体温度进行测量并正确记录。
　　4.5 重难点控制
　　实施V型支架有许多缺点，例如支架结构复杂，需要大方量混凝土，实施操作耗时长。因此，在施工时需采取如下措施：
　　（1）V撑支臂部分支架结构各部分必须严格检查，保证稳固，各连接点应重点检查，保证连接稳定。
　　（2）两支臂间精轧螺纹钢拉杆必须连接牢固，浇筑前检查拉杆连接位置套筒是否错丝，确保施工安全。
　　（3）因V撑部分支架保留时间较长，钢模板必须涂抹模板漆，避免因模板锈蚀影响混凝土外观质量。
　　（4）浇筑混凝土前。应进行维护和检查搅拌机，维护后应重新检查测量仪器。准备好原料，为了防止不能及时供应混凝土造成质量问题，混凝土的生产要使用两台搅拌器。
　　（5）浇筑现场配备两台混凝土汽车泵，两支臂浇筑时，两台汽车泵同时浇筑，避免因浇筑高度不一致造成偏压，同时避免因设备故障影响混凝土施工。
　　（6）在混凝土施工前，做好编制混凝土方案的编制，召开技术会议，包括施工人员、搅拌站操作员等，加强施工现场的控制，并为现场工作人员配备通信设备。
　　（7）混凝土浇筑采取分班作业，避免因混凝土施工时间长，人员疲劳施工影响施工质量。
　　（8）混凝土浇筑后，必须按照严格按要求做好混凝土养护，避免产生微小裂缝。混凝土强度达到后，底座支架可保留底座，以承受后续施工中产生的不平衡力，使支架的结构稳定性得到保证。
　　（9）混凝土浇筑前后严格按照监控方案，监控支架变化，确保施工安全。
　　5 结束语
　　连续梁V型支撑结构的特点是结构轻盈，外形美观，广泛应用于大跨连续梁，相对于其他墩梁式结构，V型支撑结构更合理。本文总结了V撑大跨度连续梁0块的施工过程，同时对支架方案进行了对比，希望可以对以后大跨度V撑连续梁0号块的施工提供参考。
　　参考文献：
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