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预应力混凝土斜腿刚构桥
有支架施工工法
斜腿刚构是刚构中的一种特殊形式,有其结构上的固有特点,如:斜腿与中跨形成拱的作用,具有较大的轴向压力(天然预应力);梁部类似三跨连续梁,既具有拱桥的优点,又有连续梁的特性,梁拱结合,受力合理;结构整体性好,线条挺拔,外观轻巧,等等。这种桥跨结构我国于70年代后期在公路、铁路上相继使用。
一、工法特点及适用范围
1.以钢拱架、膺架作支架,就地分段由跨中向两端连续对称灌筑梁体混凝土,不需大型机械设备,施工安全、可靠。
2.灌筑梁段混凝土前,于拱架跨中节点预加荷载;随梁段混凝土灌筑而相应卸除预加荷载,这样能最大限度地消除钢拱架非弹性变形,从而确保斜腿刚构的设计拱度。
3.本工法适用于修建跨越山谷、河道的预应力混凝土斜腿刚构桥、拱桥等。
二、施工工艺 (一)工艺流程(见图1)
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(二)主要工序
架设缆索吊机→预拼拱架→桥上拼拱→拱架抄平、测设中线→钢拱架预加载→支立木排架→铺设底板→安装支座并灌注斜腿混凝土→灌注中跨混凝土并相应卸载→形成门式刚构落拱第一次预应力→架设边孔支架、立木排架→铺设边孔底板→灌边跨梁部混凝土→全桥预施应力→压浆→拆除拱架。
(三)施工工艺 1.架设缆索吊机
根据地形和设备情况,两端索塔以万能杆件拼装,由于拱架拼装和灌注混凝土的需要,采用两条主索道和一条辅助索道,主索道台车吊重为 70kN,辅助索道台车吊重30kN。
2.拼装钢拱架
(1)选配所需要的杆件,并对扭曲变形杆件进行校正和整修。
(2)预拼:预拼的目的在于核定设计拱轴线、拼装工人熟悉施工程序和为桥上高 空拼装组成吊装单元。预拼施工组织设计的原则是:预拼场地应距桥头较近,以便于运输; 预拼宜选用半跨立体拼装,采用混凝土垫层基础,木排架支撑,木排架的变形应压缩到最低限度。
预拼的顺序是:
a.将拱脚安装就位,安装上下平联的断面联结系。 b.将基本节与下弦杆组成单元。 c.组装上下平联和断面联结系。 预拼需用的主要机具见表1。
预拼需劳力17人,其中基本节组装起重工4人,安装联结系起重工6人,杆件挑选起重工2 人,小搬运普工2人,指挥1人,司机1人,木工1人。
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表1 预拼需用机具
(3)钢拱架拼装
a、准备工作:核对中线和支座垫石标高;制作垫木,整修砂箱,配滑板、垫板;选配砂子,砂箱预压等。应做到:砂箱除根据载荷要求设置外,还应考虑掏砂操作方便;使用的砂子应进行强度试验,其破碎率不大于10%;砂箱使用前应进行预压,以减少弹性变形;跨度范围 内架设安全网。 b.按施工设计要求,于3#、4#墩顶拼装塔架,安装分配梁,吊挂斜拉索。 c.利用缆索吊机拼装中间4片拱架。首先安装拱脚节和支座,而后按照预拼顺序所组成的单元进行拼装,并按施工设计要求的吊点位置设置斜拉索。
d.两端交替调整斜拉索,利用特制的刹尖箱和刹尖板使拱顶合拢,形成三铰拱。
e.拼装两侧其余2片拱架并进行贴边,安装平面和断面联结系。放松斜拉索。
(4)拼装拱架注意事项
a.拱架拼装过程中,应遵循“宁高勿低”的原则,以便于落拱合拢。 b.拱架平面中线与桥梁中线偏差不大于20mm。
c.封拱是钢拱架成拱的最后一道工序,根据“低温封拱”的原则,封拱时间以选在气温变化 较小的早晨为宜。
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(5)钢拱架拼装需用的机具(见表2) 表2 钢拱架拼装机具
(6)钢拱架拼装需劳力30人,其中指挥1人,穿钢销起重工6人,安联结系起重工4人,拉倒链 滑车起重工2人,推绞车普工10人,卷扬机6人,安检员1人
3.钢拱架加载
钢拱架合拢后进行加载,以消除拱架非弹性变形。加载吨位根据设计要求而定。
4.钢拱架弧度调整
为调整钢拱架弧度,于钢拱架上设立木排架。排架竖向轴线在斜腿部分垂直于斜腿轴线,梁 部按铅垂线布置。
木排架设计应考虑预留拱度的因素,主要有以下各项:(1)钢拱架在承重后产生的挠度(由设计单位提供)。 (2)木排架承重后的压缩量及各接缝压密值。 (3)砂筒压缩值。
(4)斜腿刚构在自重以及温度作用下的挠度值(由设计单位提供)。 5.模板制作及安装 (1)模板设计参数的选定 水平荷载:Pmax
=r·2R (旧规范)
竖向荷载最大组合:0.138MPa
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