帶橢圓孔V型剛構(gòu)橋斜腿關(guān)鍵施工技術(shù)研究

李建明 王賢鵬

廣州市市政工程機(jī)械施工有限公司 廣東 廣州 510060

引言

V型斜腿剛構(gòu)橋因其結(jié)構(gòu)新穎和造型美觀，越來越多被用在城市橋梁當(dāng)中。在以往的工程實例中，V型斜腿通常采用滿堂支架法和萬能桿件組拼支架法進(jìn)行施工[1-3]。以廣州科技教育城中軸廣場和開元路建設(shè)工程為研究背景，該項目剛構(gòu)橋斜腿上部與橋面中隔梁結(jié)合處厚度為1.8m，根部與承臺結(jié)合處厚度為1m，斜腿上部澆筑混凝土?xí)r，會因混凝土自重較大對斜腿根部產(chǎn)生巨大的彎矩，進(jìn)而引發(fā)斜腿根部出現(xiàn)裂縫，且目前繁瑣的鋼模板裝拆工藝也為施工增加了難度。本文介紹了一種新的帶橢圓孔V型斜腿施工工藝，通過采用臨時拉桿減少斜腿開裂；設(shè)計了一套可快速裝拆調(diào)節(jié)鋼模板優(yōu)化施工；提出了一種新型監(jiān)測方法監(jiān)控斜腿變形。

1 工程概況

本橋采用（21.5+25+21.5）m 現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土 V 型斜腿剛構(gòu)橋，跨中橋面總寬 81.0m，共分為4幅橋，邊幅橋跨中橋面寬度為19.5m，中幅橋跨中橋面寬度為16.5m，相鄰兩幅橋間設(shè)置寬3.0m的采光區(qū)。邊斜桿厚度采用等厚度，為800mm，其與水平面夾角為33.69°（1∶1.5）。斜腿采用變厚度，頂端厚1800mm，底端厚1000mm，直線變化，其與水平面夾角為50°。

2 工程重難點

本研究課題主要對斜腿剛構(gòu)橋的V型斜腿關(guān)鍵施工技術(shù)進(jìn)行研究，重點研究以下幾個方面：

在斜桿與斜腿之間使用對拉螺紋精鋼進(jìn)行臨時拉結(jié)，抵消鋼模板及鋼筋自重，消除斜腿模板與支架之間的彈性及非彈性變形，同時分擔(dān)斜腿混凝土澆筑時產(chǎn)生的部分水平推力。

斜腿橢圓孔采用定制可裝拆調(diào)節(jié)鋼模板澆筑而成，可實現(xiàn)鋼模板的快速安裝。

提出一種基于不同工況下斜腿施工的監(jiān)測方法。

3 施工關(guān)鍵技術(shù)

圖1 斜腿剛構(gòu)橋立面圖

3.1 對拉螺紋精鋼的應(yīng)用

為確保斜腿底模及滿堂支架不產(chǎn)生向跨中側(cè)的水平位移，滿堂支架同時設(shè)置豎向支撐和斜撐。澆筑斜腿混凝土前，在斜桿和斜腿之間使用對拉螺紋精鋼進(jìn)行臨時拉結(jié)，抵消鋼模板及鋼筋自重，消除斜腿模板與支架之間的彈性及非彈性變形。

臨時拉桿采用Φ32精軋螺紋鋼筋，在邊斜桿上的錨固點距離箱梁頂板上緣1700mm，在斜腿上的錨固點距離箱梁頂板上緣2200mm。中幅橋臨時拉桿每個橫向共計8根臨時拉桿。邊幅橋臨時拉桿每個橫向共計12根臨時拉桿。

通過有限元軟件分析得出，中幅橋臨時拉桿初始張拉力為2.9kN，邊幅橋臨時拉桿初始張拉力為3.8kN。

斜桿臨時拉桿端用螺母與鐵塊固定在鋼筋上澆筑混凝土，外段使用腳手架固定，臨時拉桿使用套筒連接，斜腿端部臨時拉桿預(yù)拉繃直后用錨具固定在鋼模板外側(cè)，澆筑斜腿混凝土。臨時拉桿在箱梁混凝土澆筑完成后，預(yù)應(yīng)力筋張拉前拆除。

3.2 斜腿橢圓孔可裝拆調(diào)節(jié)鋼模板的應(yīng)用

斜腿橢圓形尺寸長軸3500mm，短軸2000mm，考慮上部澆筑混凝土的重量擠壓以及后期的拆模，施工現(xiàn)場采用鋼模板分板塊拼裝，用螺栓連接板塊，橢圓中軸用調(diào)節(jié)模板拼裝。用鋼筋固定橢圓鋼模板，待混凝土達(dá)到拆模強(qiáng)度后，先拆除調(diào)節(jié)模板，后拆除模板B1，最后拆除模板B2。調(diào)節(jié)模板之間粘上貼條，一方面可防止混凝土在澆筑時溢出模板面，另一方面方便拆卸。

3.3 基于不同工況下斜腿施工的監(jiān)測方法

為監(jiān)測斜腿變形，在橋跨梁板和斜腿均勻設(shè)置5個監(jiān)測點，在支架預(yù)壓過程中監(jiān)測斜腿數(shù)據(jù)，本次支架預(yù)壓過程監(jiān)測分兩次進(jìn)行，第一次監(jiān)測周期從左邊幅橋一跨預(yù)壓50%開始至預(yù)壓100%結(jié)束，時間持續(xù)1.5d；第二次監(jiān)測周期從左邊幅橋一跨預(yù)壓100%開始至預(yù)壓120%結(jié)束，時間持續(xù)11h。通過監(jiān)測數(shù)據(jù)，確定是否發(fā)生變形或產(chǎn)生位移。

支架預(yù)壓期間均采用自動化實時監(jiān)測，監(jiān)測參數(shù)為：高支模水平位移監(jiān)測、豎向位移監(jiān)測、立桿軸力監(jiān)測、桿件傾斜監(jiān)測。

支架預(yù)壓第一次監(jiān)測周期內(nèi)，水平位移累計值為4.28mm，小于預(yù)警值5mm和報警值8mm；豎向位移3.13mm，小于預(yù)警值8mm和報警值10mm；立桿軸力8.05kN，小于預(yù)警值20kN，小于報警值25kN；桿件傾斜累計值為3.426mm，小于報警值16.8mm。支架預(yù)壓第二次監(jiān)測周期內(nèi)，水平位移累計值為6.69mm，小于報警值8mm；豎向位移6.02mm，小于預(yù)警值8mm和報警值10mm；立桿軸力10.49kN，小于預(yù)警值20kN，小于報警值25kN；桿件傾斜累計值為6.114mm，小于報警值16.8mm。

通過支架預(yù)壓第一次監(jiān)測數(shù)據(jù)和第二次監(jiān)測數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：預(yù)壓過程中，各測點的變化均未超過其報警值，后續(xù)施工過程中整個高支模結(jié)構(gòu)體系將處于穩(wěn)定可控狀態(tài)。

圖2 斜腿內(nèi)模模板裝配示意圖

4 結(jié)束語

本文以廣州科技教育城中軸廣場和開元路建設(shè)工程為工程背景，對帶橢圓孔V型剛構(gòu)橋斜腿關(guān)鍵施工技術(shù)進(jìn)行了介紹。針對斜腿頭重腳輕的設(shè)計理念，提出一種在斜桿與斜腿之間使用對拉螺紋精鋼進(jìn)行臨時拉結(jié)的施工工藝，抵消鋼模板及鋼筋自重，消除斜腿模板與支架之間的彈性及非彈性變形；設(shè)計一套可快速裝拆調(diào)節(jié)鋼模板，實現(xiàn)V型斜腿橢圓孔部位的快速化施工；提出一種基于不同工況下斜腿施工的監(jiān)測方法，有效監(jiān)控斜腿的變形。