城市高架橋現澆箱梁跨河支架設計與施工

高則彥

(江蘇省交通工程集團有限公司,江蘇鎮江 212003)

城市高架橋現澆箱梁跨河支架設計與施工

高則彥

(江蘇省交通工程集團有限公司,江蘇鎮江 212003)

以泰州市東環高架橋為工程實例,詳細介紹了高架橋第11聯現澆箱梁跨河支架的設計與施工,供同類型橋梁支架的設計和施工參考。

高架橋;跨河支架;組合式;滿堂支架

1 工程概況

該工程主線高架橋的第11聯箱梁中的31#～34#墩跨既有地面橋梁西馬莊中橋,高架橋該聯跨徑組合為31.92 m+29 m+34.92 m。下部結構橋墩采用樁柱式橋墩,基礎采用鉆孔灌注樁基礎。橋下河道位于第2孔,河道主要作用是泄洪,第1、3孔位于陸地上。由于高架橋33#墩位于西馬莊橋橋位,施工前需對老橋第1孔上部結構進行拆除后,再進行基礎及墩身施工。另外,由于高架橋跨越西馬莊橋時,板梁無法滿足支架荷載,根據設計單位要求,施工前需拆除第1、3孔上部結構,打設鋼管樁基礎,縱橋向架設貝雷縱梁跨越老橋第2孔上部結構,搭設跨河支架。圖1為高架橋與西馬莊中橋相對位置平面圖。

2 跨河支架設計

第11聯現澆箱梁共3孔(即31#～34#墩),支架包括三個部分:第一部分位于老G328上,直接搭設滿堂支架;第二部分位于西馬莊橋第1、3孔,板梁拆除后進行地基處理搭設滿堂支架;第三部分跨越西馬莊橋第2孔,采用跨河支架,跨河支架為組合式,包括鋼筋混凝土擴大基礎、鋼管樁基礎、柱頂橫梁、貝雷縱梁、I18分配梁、滿堂支架。圖2為跨河現澆支架總體布置圖。

2.1 鋼筋混凝土擴大基礎

由于西馬莊橋2#墩左側為駁岸墻,且有地下有高壓線頂管,該處不宜打設鋼管樁,因此考慮設置混凝土擴大基礎。混凝土擴大基礎寬1.4 m,長2.0 m,高30 cm,單層雙向布筋,底板橫筋為φ12,縱向筋為φ12,混凝土為C30級。

2.2 鋼管樁基礎

鋼管樁基礎分為兩種:一種直接立于承臺上,鋼管柱腳用錨筋與承臺固定,在承臺混凝土澆筑前嚴格按設計位置定位,焊接鋼管立柱柱腳錨筋;另一種采用震動錘打入河床,確保入土深度。鋼管樁采用φ63 cm×0.8 cm鋼管,共2組36根,老橋1#墩北側沿橫橋向布置18根,其中8根立于承臺上;老橋2#墩南側橫橋向布置18根,其中1根立于擴大基礎上。

2.3 樁頂橫梁

鋼管樁頂橫梁采用 2I40b,與封頭板焊接固定。

2.4 貝雷縱梁

全橋設置13組,共33路,采用45 cm和90 cm框架聯為一體,由東向西第1～3組貝雷總長21 m,第4～13組貝雷總長18 m,共270片。

2.5 橫向分配梁

貝雷上橫向設置I18作為橫向分配梁,順橋向間距根據其上滿堂支架鋼管間距設置:縱向間距90 cm。在橫梁處加密至60 cm。

3 跨河支架施工

3.1 施工工藝流程

第1、3孔地基處理→擴大基礎施工→鋼管樁打設及安裝→鋼管間橫向連接→鋼管樁樁頭抄平→樁頂橫梁施工→貝雷桁架拼裝→分配梁安裝→滿堂支架搭設→支架拆除。

3.2 第1、3孔地基處理

(1)板梁拆除后先用挖機將表層垃圾土清除,然后采用6%灰土或利用板梁拆除產生的混凝土碎塊將原地面填平并壓實。場地平整壓實后澆筑10 cm厚C20素混凝土墊層,以提高地基承載力,地基處理寬度應超出左、右幅箱梁翼板1 m。

圖1 高架橋與西馬莊中橋相對位置平面圖(單位:cm)

圖2 跨河現澆支架總體布置圖(單位:cm)

(2)由于高架橋左側翼緣板投影線部分位于老橋錐坡上,支架地基采用挖臺階處理,臺階寬度不小于2 m,并用小型夯實機夯實后澆筑10 cm厚C20素混凝土墊層。

(3)對于33#主輔墩承臺基坑附近開挖過的地面,采取分層回填、分層整平、壓實予以加固。

3.3 擴大基礎施工

高架橋左側翼緣板位于老橋2#墩東側的支架支點,由于駁岸墻及地下頂管的原因不宜打設鋼管樁,設置鋼筋混凝土擴大基礎。擴大基礎底設墊層,墊層厚度為5 cm,墊層鋪設完畢后,采用打夯機夯實。夯實后按設計尺寸和位置立模、綁扎鋼筋進行混凝土澆筑,澆筑過程中要確保混凝土振搗密實。在混凝土澆筑前嚴格按設計位置定位、焊接鋼管立柱柱腳錨筋。

3.4 鋼管樁打設及安裝

(1)鋼管樁打設

采用25 t汽車吊配合90型振動錘在第2孔橋面上進行打設,施工前采用全站儀放出樁位,采用水準儀控制樁頂高程。鋼管樁打入深度根據設計地質情況驗算確定入土深度為14 m,但考慮到現場地質情況可能有出入,鋼管樁打入采用入土深度和貫入度雙控制,以貫入度為主。在每分鐘貫入度小于3 mm的情況下,繼續激振3 min,貫入度穩定即可以停止施工。

(2)鋼管立柱

33#墩位處有8根鋼管立于主輔墩承臺上,柱腳與承臺混凝土基礎采用地腳螺栓錨固,在承臺施工前注意預埋,鋼管安裝時應保證垂直度。

3.5 鋼管間橫向連接

每排鋼管樁下沉到位后,立刻進行樁之間的橫向連接,增加樁的穩定性,連接材料采用［10槽鋼,槽鋼尺寸需根據現場尺寸進行下料調整,高程位置根據施工時實際情況確定。

3.6 鋼管樁樁頭抄平

鋼管樁打設好后,對鋼管樁頂進行標高測量并做好標記,根據標記位置對樁頭進行抄平處理。抄平完成后在樁頂焊接12 mm封頭鋼板,封頭鋼板平面尺寸為80 cm×80 cm,封頭板頂面必須水平,封頭板與鋼管樁頂焊接完畢后,沿橫向軸線位置焊接加強板,加強板厚度為1.2 cm。

3.7 樁頂橫梁施工

樁頂橫梁是由2I40b組成,在現場加工、焊接安裝,加工時將兩根型鋼腹板平行放置,頂板及底板緊靠并用點焊進行連接。

首先在封頭板上放出橫梁軸線及下邊線位置,使橫梁軸線和鋼管樁排架軸線重合,以保證鋼管樁軸心受壓;然后起吊安裝橫梁,位置安放準確后先進行點焊固定;最后將橫梁兩側與封頭鋼板間滿焊連接。

3.8 貝雷桁架拼裝

在樁頂橫梁上測定貝雷桁架的控制邊線,然后吊裝貝雷桁架。貝雷預先拼成整體,最后人工配合吊車進行安裝就位。貝雷梁安裝到位后,橫向、豎向均焊定位擋塊及壓板,將其固定在主橫梁上。為保證梁的剛度,連接桁架的所有螺栓螺帽必須擰緊,桁架銷子穿到位后必須插好保險銷。

3.9 分配梁安裝

分配梁采用I18,每根橫梁上貝雷用騎馬螺栓將橫梁與貝雷連接成一體,橫梁縱向間距90 cm,再對于箱梁實心段加密至60 cm。

3.10 滿堂支架搭設

(1)鋼管架的配置

根據梁底設計標高和I18分配梁頂標高之間的高差,精確計算鋼管架立桿的高度和頂、底托調節桿的伸出量,配置立桿。

(2)布設底托

根據立桿位置布設底托,底托調節范圍為30 cm。

(3)碗扣式支架安裝

立桿縱橫間距為:腹板下60 cm×90 cm,底板處90 cm×90 cm,梁端橫梁處理60 cm×60 cm,橫桿豎向間距為120 cm。根據立桿及橫桿的設計組合,從底部向頂部依次安裝底托、立桿、橫桿、頂托。為了增加支架的整體穩定性,沿縱向每4.5 m設一道全高連續剪刀撐,橫向布置剪刀撐兩道。

3.11 支架預壓

(1)加載順序

采用逐孔預壓,加載采用一次性加載至箱梁自重的120%。

(2)預壓觀測

觀測位置設在每跨的L/4、L/2、3L/4處及墩頂部位,每組分左、中、右3個點。在點位處固定觀測桿,固定要牢靠,支架預壓過程中嚴禁碰撞。布設好觀測桿后,加載前采用水準儀測定出其桿頂標高作為起始值,加載過程中跟蹤觀察,并記錄相應的荷載數值。

(3)卸載

人工配合吊車吊運土袋均勻卸載,卸載的同時繼續跟蹤觀測。根據觀測記錄,確定支架的彈性變形值,設置底模預拱度。

3.12 支架拆除

支架拆除順序為:滿堂支架→拆除分配梁→貝雷桁架→樁頂橫梁→鋼管樁拔除→混凝土擴大基礎拆除。

4 結語

城市高架橋具有地下管線復雜、交叉路口眾多、交通流量大等特點,由于一般都是在既有的道路上修建高架橋,難免會遇到上跨河流甚至會遇到地面橋梁。因此,綜合考慮高架橋現澆箱梁支架著力點不能放在老橋下部結構上及高架橋建成后老橋能及時恢復通車這兩個因素,在遇到河流、地面橋梁時采用鋼管樁基礎+貝雷縱梁+滿堂支架的組合型支架。與常規的滿堂支架搭設相比,這種組合型支架不僅施工工期快、經濟合理,并且對既有地面橋梁損壞程度小,確保了地面道路恢復通車后的交通安全。

U445

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1009-7716(2015)03-0109-03

2014-11-28

高則彥(1980-),男,江蘇徐州人,工程師,從事道路橋梁建設工作。