預制T梁翼緣板模板調弧計算分析及應用

肖全 王敏強 宗繼春 李斌 楊雨

(中國建筑第六工程局有限公司,天津 300000)

預制T梁翼緣板模板調弧計算分析及應用

肖全 王敏強 宗繼春 李斌 楊雨

(中國建筑第六工程局有限公司,天津 300000)

隨著高速公路的發展,曲線橋應用日趨廣泛,已成為現代交通工程中重要橋型。如何避免預制梁橋邊緣輪廓折線,完美展現曲線橋線型呢？為保證橋梁曲線線型,在T梁預制的時候需要對其翼緣板進行調弧。本文通過對預制T梁翼緣板的調弧值計算分析,并結合實例進行驗證。

預制T梁 翼緣板 調弧 曲線橋

1 引言

隨著高等級公路迅速發展,公路中曲線部分占線路總長度的比例逐漸增大,一些橋梁也就不可避免地處于曲線線型上,那么如何保證曲線橋的圓弧線型呢？針對目前國內外施工技術現狀,參照河南省三門峽至淅川高速公路盧氏至西坪段LXTJ-7標施工技術經驗,通過對預制T梁翼緣板模板進行圓弧調節,可保證橋梁其所在的曲線上的線型美觀、圓滑。該技術操作簡單、方便可行,可為同類工程施工提供借鑒。

2 工藝原理

將邊梁翼緣板模板加工寬度按照曲線設計參數最大寬度考慮,再配上可調式翼緣板活動擋塊,通過對翼緣板寬度的計算,確定活動擋塊調節值,預制出曲線邊梁,從而達到曲線橋線型美觀的效果。

3 翼緣板調弧值的確定

3.1 建立橋梁平面坐標系

無論橋梁平面位置如何布置,都需要用平面坐標系的形式控制橋梁施工放樣,這個坐標系統可以是整個路線的大地坐標系統,也可以是建立于大地坐標系統基礎上的局部坐標系統。為了計算簡單,一般采用局部坐標系統,可以使數據概念更明確。由于預制T梁在臺座上預制生產,建立局部坐標系統,即假設預制T梁位于以(0,0)點為圓心,半徑為R的圓弧上,并且垂直于Y軸,布置參見“2-1外邊梁弦弧差C值布置圖”。預制梁以直線型式布置,通過調節邊梁翼緣板寬度使得預制梁總體線型適應設計線型。

3.2 調弧值公式推導

曲線橋一般是一條緩和曲線和圓曲線組合的平面曲線,通過“2-1外邊梁弦弧差C值布置圖”顯示,翼板調節后橋梁邊梁邊線與半徑為R的圓弧線重合,引起預制梁T體翼板邊線所需調節值各不相同。結合現場實際情況,當然我們不可能對邊梁預制梁體翼板外邊線所對應的各個點逐一進行調節。但是我們可以通過以下公式計算梁體任意一點的調弧值C,以指導施工。

R:表示平面圓曲線或緩和曲線半徑。

A:為固定值,表示梁中心L/2在坐標系中Χ=0位置處所對應最大調弧值。

B:為圓曲線上任意點所對應的y方向的值。

梁體沿Y軸方向垂直對稱布置,x表示調弧前梁體翼板外邊緣上任意一點距Y軸長度,其取值范圍為-L/2≤x≤L/2,L為梁長。

C:為預制T梁翼緣板調弧值。

通過①、②、③式子計算出預制梁翼緣板調弧值。

3.3 調弧值計算

例如:我標段承建的黃耀溝大橋,其下部構造采用雙柱墩、U型橋臺、擴大基礎及樁基礎;上部結構采用4*40m先簡支后結構連續預應力混凝土T梁;該橋位于R=1500m左偏圓曲線上。為徑向式墩臺布置的曲線梁橋,除邊梁的翼緣板懸臂長度不同外,其余梁的預制尺寸均相同,只需調節兩側邊梁的翼緣板懸臂長度,其懸臂長度變化可采用“分段直線”方式來實現。分段長度一般取1m為宜,通過調整梁體翼緣板懸臂寬度以適應線型變化。該橋位于x2+y2=R2的圓曲線上,R=1500,相應預制T梁L=40m位于該圓上且垂于y軸上半軸。如“2-1外邊梁弦弧差C值布置圖”所示;分別確定C(0/8、1/8、2/8、3/8、4/8)即對應4/8L、3/8L、2/8L、1/8L、0/8L梁長處所需調整的弧差值為0cm、5．8cm、10．0cm、12．5cm、13．3cm。

4 翼緣板調弧的應用

依據河南省三門峽至淅川高速公路盧氏至西坪段工程LXTJ-7標,上部結構采用預制預應力T梁,橋梁在平面位置最小半徑1400m,通過上式計算,40mT梁翼緣板在跨中調節值最大,其值為14．28cm;30mT梁翼緣板在跨中調節值最大,其值為8．04cm。《橋涵施工技術規范》(JTG/TF50-2011)要求模板相鄰兩板表面高低差允許偏差為2mm,模板表面平整度允許偏差為5mm。為了減少翼緣板調弧模板拼裝接縫,降低模板拼裝工作量,并能保證梁體線型圓滑、美觀,綜合現場實際情況,確定翼緣板活動擋塊每1米進行一次調節。

4-1預制T梁摸板拼裝圖

我標段預制T梁模板由入圍的專業模板生產廠家加工制作,模板內、外側支架采用10#、12#槽鋼,側模面板采用6mm厚Q235鋼板,拉桿采用φ30圓鋼,模板的強度、剛度、穩定性經驗算均滿足要求。T梁模板在使用前按照“4-1預制T梁模板拼裝圖”進行拼裝,模板采用側模包底模(側模下包50mm),側模包端模,端模座在底模上的結構。梁長按照標準梁長制作,通過不同尺寸的調整節來調整梁長,以適應不同預制T梁長度的變化。

T梁邊梁翼板寬度沿曲線變化,邊梁翼板模板采用6mm厚Q235鋼板,寬度按照最寬尺寸制作。翼緣板活動擋塊與翼板模板分體安裝,通過調節活動擋塊在翼板模板上的左右移動來控制預制梁體翼板寬度(如右圖“4-2 A點大樣圖”所示),實現橋梁達到設計線型。綜合現場實際情況,預制T梁翼緣板活動擋塊按1m/塊加工,邊梁模板翼緣處開設長孔與活動擋塊后方預留錨固孔對齊,梁體預制前應對各跨左右側邊梁翼板寬度按照計算出的弧差值進行調整,并按所計算的調整值通過螺栓固定。相鄰擋塊拼縫處加彈性嵌縫條,防止澆筑混凝土時漏漿。待混凝土澆筑完成后,及時清理殘留在翼緣板活動擋塊附近的混凝土,防止堵塞錨固孔為下次模板安裝帶來不便。

5 應用效果

預制梁體時,應對各跨左右側邊梁翼板寬度按照計算出的弧差值進行調整,以使橋梁能夠達到設計曲線線型。通過調整活動擋塊來實現翼緣板寬度變化在T梁模板加固前計算出每塊活動擋板調整值,防撞護欄始終與邊梁翼板對齊,從而保證護欄也能達到橋梁設計線型。

6 注意事項

(1)活動擋塊模板上使用的高強錨固螺栓、螺母應符合要求,用過的螺栓必須嚴格檢查,變形和損壞的要堅決不用,避免漏上、不上等情況,活動擋板組拼完成后應對每個螺栓進行檢查是否緊固完成。

(2)混凝土搗固時,應避免振動棒直接觸碰模板,以防活動擋塊模板變形破壞,混凝土澆注過程中應隨時嚴密監察,發現錨固螺栓松動應及時處理。

(3)混凝土澆筑完成后,應及時清理活動擋塊及后方錨口上的混凝土存留物,防止堵塞錨固螺栓孔洞,并在活動擋塊模板拆除后,在面板涂刷防護油,防止模板生銹。

(4)梁體跨中位置翼緣板寬度調弧值最大,沿跨中對稱左右調弧值一樣。

7 結語

在簡支轉連續曲線橋施工過程中,預制梁線型的控制是一項非常重要的工作,直接影響著橋梁整體線型和美觀。通過精確計算對預制梁翼緣板模板進行調弧,可方便快捷地解決公路曲線梁橋線型順適的問題,計算簡單,本文所述實例亦適用于預制箱梁的線型控制,可為同類工程施工提供借鑒依據。

[1]張雪松,李博,孫淑紅,朱慈祥.優質曲線T粱施工工藝與質量控制手冊[M].重慶交通大學,2007.

[2]朱慈祥,向中富,張新志,黃檢.“彎橋直做”預應力混凝土曲線T粱的預制及質量控制研究[J].公路,2008,(5)．