高墩大跨连续刚构桥施工技术研究报告之二

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高墩大跨度连续刚构桥预拱度设置研究

高墩大跨度连续刚构桥预拱度设置研究

高墩大跨度连续刚构桥预拱度设置研究摘要:连续刚构桥在设计中设置合理的预拱度能够消除施工过程中各种荷载对线形的影响,减少后期运营过程中的收缩徐变、后期预应力的损失、活载变形等产生的下挠现象。

本文通过对现行规范规定的连续刚构桥预拱度设置的方法进行研究,提出了预拱度设置的合理建议,并通过实例加以说明。

关键词:连续刚构桥预拱度运营过程下挠随着我国交通事业的发展,越来越多的高墩大跨径桥梁不断涌现,连续刚构桥由于墩身与主梁形成刚架承受上部结构的荷载,一方面主梁受力合理,另一方面墩身在结构上充分发挥了潜能,因此该桥型得到了迅速的应用和发展。

但是随着连续刚构桥跨径的增大,使用年限的增加和超载等原因,导致许多的连续刚构桥跨中出现了不同程度的下挠。

只有在施工中设置合理的预拱度,才能使连续刚构桥上部结构在经历施工中反复发生向上或向下形式的挠度和结构运营一定时间后,达到设计所期望的标高线形。

本文利用空间大型有限元软件MIDAS/Civil对达陕高速王家坝大桥主桥施工阶段进行了分析,对其在施工阶段的预拱度设置进行了分析和研究, 并且对连续刚构桥设计、施工和监控提出相应的意见。

1工程背景万源(陕川界)至达州(徐家坝)高速公路D7合同段王家坝大桥主桥采用三向预应力混凝土连续箱梁刚构桥,左幅跨径组合为(60.42+110.71+60.37m)=231.5m,右幅跨径组合为(59.64+109.29+59.69m)=228.62m。

主桥采用单薄壁空心墩,基础采用钻孔桩基础,如图1所示。

主梁为单箱单室预应力混凝土直腹板箱形梁,主梁根部梁高6.5m,跨中部梁高2.8m,箱梁高度由距墩中心3.0m处按1.8次抛物线变化;箱梁顶板宽12.1m,底板宽6.5m,翼缘板悬臂长度2.8m,桥面横坡变化,由腹板高度调整;箱梁顶板厚度除0#块部分为0.5m外,其余梁段为0.28m;箱梁底板厚由距墩中心3.0m处到合龙段处按1.8次抛物线变化,由0.8m变化至0.3m;连续刚构单T箱梁采用挂篮悬臂对称浇筑,边跨现浇段采用导梁法一次浇筑完成,边、中跨合龙段采用吊架模板、劲性骨架、平衡重方法进行浇筑。

高墩大跨度连续刚构桥施工技术论文.doc

高墩大跨度连续刚构桥施工技术论文.doc

高墩大跨度连续刚构桥施工技术论文高墩大跨度连续刚构桥施工技术论文混凝土刚构桥开展在早期的结构特征就是跨中设铰,在自然条件下,铰内会出现剪力,梁内会出现附加的内力,这些均会对桥梁受力造成影响。

铰的设定导致桥梁总体性严重受损,将梁换成铰之后,虽然防止了铰接结构的缺陷,可是由于桥梁的跨度加大,该结构无法满足行车的舒适性。

为了可以充分满足行车的舒适性,连续梁得到了一定的开展。

连续梁对于桥梁的总体性要求比拟高,除去两端之外,其他部位都没有伸缩缝。

该种结构益于行车,可是因为中间无铰必须要设定吨位较大的支座,所以,本钱提高了。

因此,连续刚构桥诞生了,其不但具备一定的舒适性,还具备没有支座的优势,施工便捷本钱低廉。

连续刚构桥是在T型刚构桥以及连续梁根底之上开展起来的,使用的高墩结构能够防止桥梁本身因为预应力和混凝土的收缩以及温度改变等因素出现的位移。

此结构的桥梁具备跨度大且伸缩缝很少等优势。

因为桥自身的结构特征,在顺桥方向具备很强的抗弯能力,在横桥方向具备一定的抗扭能力,沿着桥梁方向具备一定的抗推能力[1]。

(1)桥墩高度通常是在40m左右或者以上,并且很有可能高达100m以上。

桥墩比拟高且柔,沿着桥向抗推刚度小,让其具备对温度改变和混凝土伸缩、制动力与徐变让桥上部结构出现水平移动等良好的适应力。

(2)墩身通常是钢筋混凝土结构。

通常涉及是直立式的双柱型薄壁墩,顺桥向抗弯刚度以及横向抗扭刚度很大,可以充分满足大跨径桥梁受力规定。

实心双薄壁墩施工便捷,抗撞击力比拟强,空心双薄壁可节约混凝土。

依照墩身高度与结构计算,双柱间可以设联系板梁接入,增强墩身的整体程度,将受力情况改善。

(3)经过相关计算,选取刚度恰当的桥墩是连续刚构桥主梁的安排方法,并且做到减小箱梁弯矩水平,在一样的应力情况下有益于增加桥梁跨度。

和预应力连续梁桥比拟来说,在一样的汽车荷载情况下,连续刚构桥里面的正弯矩都小于连续桥梁,并且其墩顶的负弯矩峰值偏差不大。

(完整版)高墩大跨连续刚构桥施工技术研究报告之二

(完整版)高墩大跨连续刚构桥施工技术研究报告之二

超高薄壁空心墩外翻内爬模施工技术1前言根据对典型高墩大跨连续刚构桥施工稳定性的研究指出,结构的稳定性计算表明,试验模型实测的失稳临界荷载总是大大低于理论的计算值,这是由于结构不可避免地存在一些几何偏差和缺陷,而几何缺陷对临界荷载的影响很大。

本项目具有138m 高墩、主跨为160m为一典型的高墩大跨连续刚构,理论分析表明,“T”构在最大悬臂状态下(73m长)时,9#(138m墩高)和8#(130m墩高)墩的稳定特征值较小,稳定安全储备不大,如果高墩的墩身由于施工的原因而出现了偏斜、弯曲等几何缺陷,将会使结构的稳定性大大下降,甚至产生整体失稳的严重后果。

在施工中只有严格控制墩身的垂直度,才能使结构的稳定得到根本的保证。

葫芦河特大桥位于陕西黄土沟壑地区,由于工程的特殊地理位置,日照温差较大,而且主墩均为薄壁空心墩,受日照温差影响后,墩身不可避免将出现位移。

根据计算,日照温差致使混凝土箱形空心墩身发生弯曲变形,使墩顶发生较大位移,138m的高墩位移甚至可达到3cm±。

温度变化对超高墩混凝土结构的受力与变形影响很大,并随温度的改变而改变。

在不同时刻对结构状态进行量测,其结果是不一样的,如果在施工控制中忽略了该项因素,就必然难以得到结构的真实状态数据(与控制理想状态比较),从而也难以保证控制的有效性。

因此,在施工控制中必须考虑日照温差对结构的位移影响。

2工程概况葫芦特大桥是黄陵至延安段高速公路上的一座特大型连续刚构梁桥,位于中国西部黄土高坡陕西黄陵县境内,桥梁全长1468m,主桥为90m+3×160m+90m共660m五跨曲线连续刚构桥,上、下行分离。

主梁为三向预应力连续箱梁结构。

主桥桥墩采用双薄壁空心墩,单幅由两个4.0m×6.5m薄壁空心墩组成,其中9#墩最高,达138m 高。

7#和10#墩壁厚0.5m,8#、9#墩壁厚横桥向0.7m,顺桥向1.2m。

主桥桥墩7#、8#、9#、10#高度分别为80m、138m、130m、58m。

高墩大跨径刚构桥施工关键技术分析

高墩大跨径刚构桥施工关键技术分析

高墩大跨径刚构桥施工关键技术分析摘要:近年来,随着经济的快速发展,公路桥梁基础设施建设日益完善,有力地促进了交通运输业的发展。

为了有效适应复杂的地形变化,满足交通运输需求,高墩大跨度刚构桥应运而生。

该桥梁施工技术具有结构简单、受力均匀、行驶平稳、舒适等优点,得到了行业专业人士的高度认可。

但由于其墩高跨度大,施工技术要求高,质量控制难度大,施工过程中容易产生质量安全隐患,因此,加强施工过程质量控制尤为关键。

基于此,本文后续针对高墩大跨径刚构桥施工关键技术展开综合探究,对提高桥梁施工技术水平,保证桥梁建设顺利完成具有重要意义。

关键词:高墩;大跨径;刚构桥施工;关键技术中图分类号:U416文献标识码:A引言近年来,随着我国工程建设的快速发展,桥梁施工技术有了很大的提高。

连续梁是当前桥梁工程中常用的上部结构形式,其跨度越来越大,导致了许多大跨度的连续梁桥。

随着公路交通网络建设规模的不断扩大,大跨度连续刚构桥的应用数量不断增加。

连续刚构桥具有外形美观、结构稳定等优点,广泛应用于各种桥梁施工中。

高墩大跨度刚构桥的施工技术直接影响到成桥质量。

在不同的施工阶段应采取有针对性的施工方案,合理应用施工技术,确保已建成的桥梁具有良好的内力状态和线性平顺性。

1刚构桥施工特点随着我国公路建设的蓬勃发展,预应力混凝土连续刚构桥极大地填补了普通预制梁桥、大拱桥和特大悬索桥之间的空白,在120-240m跨度之间具有良好的适用性。

连续刚构桥不同于传统的连续梁桥。

前者采用墩梁固结形式,消除了支护和悬臂施工时墩梁的临时固结。

桥梁建成后,桥墩参与受力,增加了超静次数。

此时,桥墩的设计也成为连续刚构桥的一个关键因素,尤其是在中国西南地区,有时连续刚构桥的桥墩高度可以达到180m以上,桥墩高差可以达到100m以上,桥墩的设计就变得至关重要。

连续刚构桥结合了T形刚构桥和连续梁的优点,使桥梁具有很强的整体完整性[1]。

连续刚构桥的车辆行驶相对平稳舒适,桥墩具有一定的柔性,可以形成稳定的摆动支撑系统。

单线铁路高墩大跨连续刚构桥的稳定性分析的开题报告

单线铁路高墩大跨连续刚构桥的稳定性分析的开题报告

单线铁路高墩大跨连续刚构桥的稳定性分析的开题报告一、选题背景单线铁路桥梁作为重要的交通基础设施,承担着运输货物和乘客的重要任务。

在单线铁路的工程中,连续刚构桥是一种常见的桥梁结构形式之一。

由于其具有结构稳定性好、强度高和占地面积小等优点,因此在单线铁路建设中得到了广泛的应用。

然而,连续刚构桥的设计和施工存在着一定的技术难度和安全风险。

尤其是在高墩大跨的连续刚构桥中,其结构稳定性问题更为复杂,需进行深入的研究和分析。

因此,本研究将针对单线铁路高墩大跨连续刚构桥的稳定性进行研究和分析,为相关工程提供可靠的技术支持。

二、研究目的本研究旨在通过对单线铁路高墩大跨连续刚构桥的稳定性进行分析和研究,探讨其结构设计和施工过程中存在的问题和风险,并提出相应的解决方案和技术措施,以保障工程的安全和可靠性。

三、研究内容1.单线铁路高墩大跨连续刚构桥的结构特点和设计原理;2.单线铁路高墩大跨连续刚构桥的稳定性分析和计算方法;3.单线铁路高墩大跨连续刚构桥施工参数及其对结构稳定性的影响;4.单线铁路高墩大跨连续刚构桥的结构安全风险评估;5.针对单线铁路高墩大跨连续刚构桥存在的问题,提出相应的技术措施和解决方案。

四、研究方法本研究将采用数值计算方法和实测数据分析的方式,对单线铁路高墩大跨连续刚构桥的稳定性进行分析和研究。

同时,还将结合文献资料和专家咨询的方式,深入了解和掌握相关工程的实际情况和设计要求,为研究提供充分的支持和参考。

五、预期成果通过本研究,预计能够获得以下成果:1.针对单线铁路高墩大跨连续刚构桥的结构特点和设计原理进行深入探讨和研究;2.对单线铁路高墩大跨连续刚构桥的稳定性进行全面的分析和计算;3.提出相应的技术措施和解决方案,为相关工程提供技术支持和保障;4.形成完整的研究报告和成果展示,对相关领域的研究和开发提供基础和参考。

高墩大跨PC曲线连续刚构桥受力和变形研究

高墩大跨PC曲线连续刚构桥受力和变形研究

墩梁 固结等特 征于 一身 。由于 结 构 的复杂 性 , 影 响 结构 内力和变 形 的 因素 主 要有“ 。 结 构特 征 : 主 要有
墩高、 圆心 角等 参 数 ; 荷载 作用 : 主要 有结 构 自重 、 预应 力 、 温度 作 用 、 混 凝 土收 缩徐 变 。
1 各影 响因素 分析
1 . 2圆 心角 对 于 曲线 梁桥 , 仅 采用平 曲线半 径不 能全 面反
映 曲线桥 的弯 曲程度 。当 曲线 半径 相 同时 , 跨径 越
大弯 曲程 度越 大 。实 际上 , 采用 跨 径和 平 曲线 半径 的 比值 , 即主跨 径所 对应 的圆心 角才 能真 实 的反映
曲线 梁 的弯 曲程度 , 即 圆心角 综合 反 映 了跨 径和 曲
文应用结构有限元分析软件 MI D A S / C i v i l 对 某大桥施 工过程进行 了分析, 在此基础上改变平弯半径对不
同半径 曲线连 续 刚构桥 施 工过程 进行 分析 , 对 比分析 了墩 高、 圆心 角 、 结构 自重 、 预应 力 、 温度 效应 、 混凝 土
收缩徐变等 因素对 高墩曲线连续刚构桥的 内力和变形的影响。
向变 形最 大 , 最大 悬臂 端横 向变 形较 小 。墩 顶处 扭 转角位 移 为零 , 悬 臂 中部扭 转角位 移 最大 , 最大 悬
臂端扭 转角 位移 较小 , 预应 力对 箱梁 n
用 修 制
线半 径 两个 参数 。圆 心角越 大 , 曲线桥 的力 学特 性
就 越 明显 。大 多数文 献表 明:当 圆心角 超 过 3 8。
小混凝 土 的徐变 影响 。
预应 力混凝 土箱梁 腹板 发生 开裂 的主 要原 因之一 。 温度 作 用会 对 连 续 刚构 悬臂 箱 梁 的变 形产 生 很 大影 响 。曲线 连续 箱梁 在温度 荷 载作用 下 , 会产 生 竖 向挠 曲、 平 面 内弯 曲变形 和扭 转变 形 。曲线箱

高墩大跨径连续刚构施工控制技术研究与探讨

高墩大跨径连续刚构施工控制技术研究与探讨
公 y 8 o v plc H i h L tmoi eAp ia in g wa s 路 Au与 t汽 运 to s
1 7O
第 3期
21 0 2年 5月
( )梁体 预 拱 度 满 足设 计 年 限 内 的砼 徐 变 、 4 二
期恒 载及 其荷 载作用 下 的变形 要求 。 在大 店河 大桥 悬 臂 施 工过 程 中 , 用 MI 采 DAS / Cvl 0 6软件 进 行 实 体 有 限 元 分析 ( 图 1 。采 ii2 0 见 )
fl g
式 中: H 为第 i 节立 模标 高 ; H 为第 i 节段 设计
标高; : 为各梁段自重在 i , 节段产生的挠度总
和 ; , 为 由于 预 应 力 张拉 在 i节 段 产 生 的 挠度 总和 ; 砼 收 缩 、 f。为 徐变 在 i节 段 产 生 的挠 度 ; f
塑 『, 上
2 施 工 监 控 的主 要 内容
2 1 全 桥 应 力 监 控 布 测 .
单 幅桥 共 布 置应 力 监测 断面 6个 , 括箱 梁 体 包 上 4个监 测 断面与 墩 身 2个监 测 断 面 , 安装 钢 铉 应
变计 。全 桥共 布置应 力 监测 断 面 1 个 , 力监测 断 2 应
量 控制 的方 法进 行控 制 :)平 面控 制 网 。建 立 大地 1 四边形 控制 网 , 制 网满 足 二 等 导 线 精 度 要 求 。2 控 ) 控 制点 位 布置 。高墩 墩 身控制 采 用在 承 台顶 面放 出 墩 身 4个 角点 进行模 板 控制 ; 模板 安装 完后 , 4个 对 角点、 轴线 控制 测量 点进 行检 查测 量 , 根据 理 论放 线 坐 标进 行放 线 , 出实 际偏 差值 A A 要 求 满 足 求 x、 y, A ≤ 2mm、 y 2mm, 节 测 量并 调 整 消 除 测 量 x A≤ 每

高墩大跨度连续刚构桥施工技术

高墩大跨度连续刚构桥施工技术

高墩大跨度连续刚构桥施工技术发布时间:2022-06-08T07:43:58.260Z 来源:《建筑实践》2022年4期作者:邢士鑫[导读] 本文将对高墩大跨度连续刚构桥施工技术进行探讨。

邢士鑫保利长大工程有限公司摘要:很多地区为了满足交通需求,会在一些地貌复杂的地方架设高墩大跨桥梁,在我国基础建设逐渐完善的过程中,高墩大跨桥梁已经逐渐增多,虽然预应力混凝土连续刚构桥的承载能力较强,而与其他的新型建设技术相比这项技术已经比较成熟,但是在应用过程中如果缺少相关的执行标准,无法明确相应的施工技术要求,也很容易出现质量问题,为了进一步确保桥梁的使用安全,本文将对高墩大跨度连续刚构桥施工技术进行探讨。

关键词:高墩;大跨度;由于高墩大跨度连续刚构桥跨越能力极大,而且在建设过程中所耗费的成本较低,所以这种桥梁结构成为了山区中跨越沟谷的主要建造形式。

利用混凝土技术完成的连续刚构桥梁能够拥有较大的跨越力,而且整体的经济性较高,受力性较强,可以保证桥梁的使用安全,因此这项技术被更多人所关注。

在我国各个沟谷设置桥梁首先考虑的也是这种桥梁,虽然这种桥梁整体使用价值较高,但是由于施工位置大多数处于特殊的地理位置,因此在施工过程中还需要对施工技术的安全性进行掌控,保证施工人员的安全。

由此可见,本文对高墩大跨度连续刚构求施工技术进行探讨是非常有必要的。

图 1 高墩大跨度连续刚构桥一、高墩大跨度连续刚构桥概述高墩大跨度刚构桥具有跨越直径大、刚度大等特点。

在进行大跨径施工建设时,高墩大跨度连续刚构桥是最常使用的一种建筑形式,这种桥体结构平顺度极好,行车感觉非常舒适,而且养护成本较低、抗震能力较强,所以成为了很多地区桥梁施工的主要选择目标,在当前的建筑市场中有着十分强大的竞争力[1]。

连续刚构桥结构是在不断的探索中设计出的新型桥梁结构,以连续梁与T形刚构桥为基础,进行了桥梁主体上的优化,对于桥体所使用的各项工艺进行符合自然条件因素的转换,让桥梁的结构受力符合相应的标准。

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超高薄壁空心墩外翻内爬模施工技术1前言根据对典型高墩大跨连续刚构桥施工稳定性的研究指出,结构的稳定性计算表明,试验模型实测的失稳临界荷载总是大大低于理论的计算值,这是由于结构不可避免地存在一些几何偏差和缺陷,而几何缺陷对临界荷载的影响很大。

本项目具有138m 高墩、主跨为160m为一典型的高墩大跨连续刚构,理论分析表明,“T”构在最大悬臂状态下(73m长)时,9#(138m墩高)和8#(130m墩高)墩的稳定特征值较小,稳定安全储备不大,如果高墩的墩身由于施工的原因而出现了偏斜、弯曲等几何缺陷,将会使结构的稳定性大大下降,甚至产生整体失稳的严重后果。

在施工中只有严格控制墩身的垂直度,才能使结构的稳定得到根本的保证。

葫芦河特大桥位于陕西黄土沟壑地区,由于工程的特殊地理位置,日照温差较大,而且主墩均为薄壁空心墩,受日照温差影响后,墩身不可避免将出现位移。

根据计算,日照温差致使混凝土箱形空心墩身发生弯曲变形,使墩顶发生较大位移,138m的高墩位移甚至可达到3cm±。

温度变化对超高墩混凝土结构的受力与变形影响很大,并随温度的改变而改变。

在不同时刻对结构状态进行量测,其结果是不一样的,如果在施工控制中忽略了该项因素,就必然难以得到结构的真实状态数据(与控制理想状态比较),从而也难以保证控制的有效性。

因此,在施工控制中必须考虑日照温差对结构的位移影响。

2工程概况葫芦特大桥是黄陵至延安段高速公路上的一座特大型连续刚构梁桥,位于中国西部黄土高坡陕西黄陵县境内,桥梁全长1468m,主桥为90m+3×160m+90m共660m五跨曲线连续刚构桥,上、下行分离。

主梁为三向预应力连续箱梁结构。

主桥桥墩采用双薄壁空心墩,单幅由两个4.0m×6.5m薄壁空心墩组成,其中9#墩最高,达138m 高。

7#和10#墩壁厚0.5m,8#、9#墩壁厚横桥向0.7m,顺桥向1.2m。

主桥桥墩7#、8#、9#、10#高度分别为80m、138m、130m、58m。

7#墩单幅从基顶起40m高,8#墩单幅从基顶起44m、86m高,9#墩单幅从基顶起46m、92m高设高度为1m的横撑,将两个薄壁空心墩联接成一体。

葫芦河特大桥主桥立面图见图2-1所示,箱梁墩顶和跨中断面图如图2-2所示,主墩封顶见图2-3,墩身立面和断面图如图2-4所示。

群桩基础,矩形承台。

图2-1葫芦河特大桥主桥立面图图2-2 主梁墩顶及跨中断面主要尺寸图 单位:cm6#11# 7#8#130000138009# 10#图2-3 葫芦河特大桥墩身封顶图图2-4 9#墩墩身立面及断面图 单位:cm ⅡⅡⅠ ⅠⅡ-ⅡⅠ-Ⅰ260330120704006504107040016012012060020050501201206509#墩13000130009#墩3超高薄壁空心墩施工难点3.1稳定性分析根据对138米薄壁空心墩在不同工况下的稳定特征值的分析表明,在主墩施工过程中的稳定特征值足够,表明主桥在墩身施工阶段的稳定性满足要求;但在最大双悬臂状态下的稳定特征值计算表明,当主墩高度超过100m时,虽满足要求,但其稳定特征值较小,墩越高则最大双悬臂状态时结构稳定特征值越小。

结构的稳定性试验表明,由于结构模型不可避免的存在一些几何偏差和缺陷,而几何缺陷对于临界荷载的影响是很大的,故一般情况下试验模型实测的失稳临界荷载值总是大大低于理论计算值。

由于葫芦河特大桥是一典型的高墩大跨连续刚构桥,在最大双悬臂状态时,8#、9#墩的稳定安全储备不大,如果高墩墩身由于施工原因而出现了偏差、弯曲等几何缺陷,将会使结构的稳定性大大下降甚至产生整体失稳的严重后果。

在施工时只有严格控制墩身的垂直度,才能从根本上使结构的稳定性得到保证。

3.2日照温差对墩身的位移及应力的影响项目地处中国西部黄土高原,薄壁空心超高墩在施工过程中,太阳辐射强烈,日照温差致使混凝土箱形空心墩身发生弯曲变形,使墩顶发生较大位移,138m的高墩位移甚至可达到3cm±。

根据计算,温度变化对超高墩混凝土结构的受力与变形影响很大,并随温度的改变而改变。

在不同时刻对结构状态进行量测,其结果是不一样的,如果在施工控制中忽略了该项因素,就必然难以得到结构的真实状态数据(与控制理想状态比较),从而也难以保证控制的有效性。

因此,在施工控制中必须考虑日照温差对结构的位移影响。

根据对连续晴好及连续阴雨天气的数组观测数据进行分析可知,混凝土空心墩内外壁的最大温度差在20℃±。

采用程序计算可得,6月份最大温差应力为1.96MPa,10月份最大温差应力为2.13MPa,都接近C40混凝土强度的轴心抗拉标准值2.60MPa。

这种温差应力与其它荷载的组合有可能使混凝土开裂。

尤其在墩身的施工过程中,混凝土结构未达到设计强度之前由于日照温差的影响完全可能致使结构开裂,因此,高墩的混凝土养护必须考虑空心墩内外壁温差对结构的影响,并尽可能将此种温差控制在该时刻结构允许的范围内,避免结构的开裂。

3.3工期压力项目地处西部,一年的有效施工时间仅8个月,且7、8月为雨季,因此,施工工期非常紧张,而且资金异常紧张,因此桥墩的顺利施工将成为能否按期完成施工任务的关键,高墩模板的施工设计也就成了此桥高墩施工的技术重点。

3.4方案选择目前,高墩施工中主要的施工方法有:爬模、滑模及翻模施工等。

下面对这三种主要的高墩施工方法进行简要描述并作对比。

⑴爬模施工爬模是利用已浇筑的混凝土墩身作为支撑,依靠模板提升爬架,依靠爬架提升模板。

它集工作平台、支架、模板于一身,无需提升设备,无需为施工模板搭设工作平台,也不需为模板搭设支架,依靠自身动力交替垂直或斜向爬升和下降。

爬模的主要优点是不需要大型起重设备,容易形成作业平台,施工安全。

缺点是施工时需要滑轨和大量的预埋件,模板就位相对较慢。

⑵滑模施工滑模施工是借助液压千斤顶在支撑杆上按既定的速度进行爬升,模板的下部混凝土滑出随即进行抹光,在滑空的模板内再分层绑扎钢筋、灌注混凝土、提升,然后再循环,直至设计标高。

滑模施工能确保结构的整体性,保证工程整体质量,而且施工进度快,省工省时工效高。

但滑模结构复杂,设备投入量大,而且工艺要求严格,混凝土质量难以控制,尤其是控制好混凝土的出模强度是滑模施工的关键技术之一,也是确保结构混凝土质量的必要条件。

出模强度过低,会使结构混凝土流坠、跑浆、坍塌;出模强度过高时,会使结构混凝土出现拉裂、滑痕、疏松、不密实、不美观等。

由于滑升过程中,内外模与已浇筑的混凝土表面有摩擦,势必会造成混凝土表面不光滑,故在模板提升后,出模部分的混凝土表面必须再次收浆压光,易形成表面龟裂纹。

高墩的垂直度控制是施工控制中的一项重要内容,对结构的稳定性具有至关重要的意义。

而滑模施工中模板易偏扭,且纠偏不易,一次纠正量不宜过大,需逐步调整到位。

采用滑模施工时,百米高墩混凝土的养护难度较大,且拆模较早,易造成养护时间不足、墩身内外温差过大,使混凝土开裂等一系列的问题。

⑶翻模施工翻模由滑模演变而来,它由3-4节段的大块组合模板、支架和内外工作平台组成。

随着各阶段混凝土的灌注,采用液压千斤顶或塔吊为动力提升平台并带动支架使模板不断翻升直至墩顶。

翻模施工时,模板可在施工现场进行制作,成本相对较低;模板和内外作业平台可一次安装,并且适用于多种混凝土运输和提升方式,施工速度快,对泵送混凝土施工,能够随模板的上翻同步接长泵送管道,提高了混凝土的灌注速度;能够随时纠正墩身的施工误差,便于模板能够及时清理、修整、刷油,混凝土表面平整光洁;其主要的优点是混凝土外观质量好,方便施工,节省劳动力,施工周期短。

另外翻模的分节数可超过三节而爬模的节数一般不宜超过三节。

缺点是需要大型起重设备。

在本项目中,结合上述因素,由于主墩内壁为直坡,故可考虑采用爬模的施工方法;由于高墩大跨连续刚构施工中,塔吊是必不可少的施工机具,因此,为节约投入,提高塔吊的机械使用效率,经多次多方面的分析研究决定采用以塔吊为提升动力的外翻内爬模板的设计方案。

本项施工技术整合了这两项技术的优点, 尤其要特别指出的是该套模板与滑模、爬模等传统结构最大区别在于模板安装好后,只与下层已固节的墩身模板接触,施工荷载对其不发生影响,有效的提高了立模精度,这对控制138米高墩墩身混凝土质量以及墩身的垂直偏位起到了关键性的作用。

可流水快速作业,从工艺上实现了整个墩身零施工缝,从根本上确保了墩身的表观及内部质量。

4模板的设计及应用4.1设计的总体方案高墩模板设计综合考虑场地、工程质量、桥墩设计、钢筋混凝土施工、起吊设备等多方面的因素,并对国内外高墩施工认真研究,确定采取外翻内爬的模板设计方案。

整个模板系统由外模、内模及内井架和其他辅助设备组成。

外模分为四节,每节2m,桁架结构,一次架立好,生根节2m,附着于已浇筑完的混凝土上,翻升由底节依次往上翻升。

内井架设计成一整体,整体提升,高度由一次浇筑混凝土的高度控制,考虑到新旧混凝土的结合,内模高6.6m,底节0.6m,附着于老的达到一定强度的混凝土上。

内井架用于支撑内模板,因钢筋绑扎的需要(竖向主筋9m),因此需在内井架上设工作平台,供施工人员作业使用,内井架高设计为10.5m。

4.2外模结构考虑到拉杆布置及模板整体的受力效果,每节外模由8块组成,即四块定型平板模和四块角模块组成。

模板横、竖缝均采用企口方式拼接,外模板面板采用鞍钢δ=6mm 钢板,竖筋用[8槽钢,横向拉杆位置设[12双槽钢(注意横纵拉杆上下错位)。

分块模板接口采用L80×80×8mm钢板式法兰连接。

为安全方便施工,每节段水平桁架两道,上50cm、下50cm各一道;550cm×200cm模板设竖向桁架4道,250cm×200cm 模板设竖向桁架3道,在设计过程中为节省材料模板围带与桁架考虑共同受力;角模做成角隅结构。

分层竖向桁架对齐并注意错开拉杆孔位。

外模的规格及数量: 550×200cm平模 2块;250×200cm平模 2块;75×50×200cm角模 4块;模板主要构件的计算:面板的选用主要是根据以往的工程实际用6mm热扎钢板。

竖向背楞间距及选用规格是依据《桥梁施工计算手册》进行荷载组合验算,横向围带及桁架的设计是根据围带和桁架变形协调来选材验算的,桁架的高度为60cm主要是考虑施工安全方便。

为了减少拉杆数量在墩身6.5m方向每层设三道,4m方向每层两道尺寸如图2-6、2-7,横向围带和桁架联合结构的计算简图2-5为多跨连续梁。

在计算围带和桁架变形协调受力时,围带和桁架的分配系数是按照惯性矩进行的,考虑桁架与围带之间为焊接,为安全起见在计算围带和桁架的分配系数时,未计算斜杆惯性矩的影响。

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