宗可鹏
中铁十四局四公司 山东省济南市 邮编250002
【摘要】荣乌高速公路做为交通干道之一,交通繁忙,车流量大。在烟台潮水机场连接线工程中,为了保证荣乌高速公路的畅通,采用了现浇箱梁门洞施工技术,本文重点对其技术进行介绍,望对类似工程有所帮助。
【关键字】现浇箱梁;门洞;双层支架
1.工程概况
本工程为烟台潮水机场连接线(G206至荣乌高速),起止里程LK0+000~LK3+115.649,全长3.116km。全线由两座互通立交组成,其中机场互通立交中AK0+544.45匝道桥、BK0+513.86匝道桥交叉布置,其中B匝道桥上跨A匝道桥,且这两座桥同时上跨荣乌高速公路。A匝道桥与荣乌高速公路净空为5.5米,B匝道与A匝道净空也为5.5米,B匝道桥与荣乌高速净空为为12.9米。由于跨线施工安全隐患大,受限地形和施工工序要求,工期紧张,成本投入大。为保证荣乌高速公路交通畅通,维持原路交通现状,根据车流量的大小、原道路设计标准以及本段跨高速公路现浇箱梁结构尺寸和自重来设计、搭设跨线支架门洞,计划沿荣乌高速公路左右幅各设置1个4.5m×5.0m(净宽×净高)的机动车通道,在门洞上方再搭设一层支架,这样即可重复利用门洞,节约成本,也可以大大缩短工期。采用加密型碗扣支架作为门洞支墩。
2.施工方案比选
目前,净高≤15m、孔跨(48+80+48)m的现浇连续梁普遍采用支架法和悬臂法两种施工方案,在选择具体施工方案时需要做以下比选。
悬臂法施工的特点是:作业面在立交空间的上部,有利于河流通航、有利于深山峡谷之间建桥、有利于城市交通;有利于大跨度桥梁挂篮成本摊销;缺点是工作面必须与挂篮模板数量对应平行作业,浇筑时间受梁体浇筑节段数量控制,生产周期节奏固定,有特定工期要求时,项目较难满足合同工期需要;梁体分节段施工有间隔,梁体的整体性和梁体线性控制较支架整体浇注的现浇梁要差。
门洞式支架现浇施工的特点是:门洞部分保留了城市交通需要;有利于多工作面施工;工期控制能力强;梁体为整体浇注,线性控制和梁体整体性更可控。缺点是工作面模板数量投入量大于挂篮用量。
若采用悬臂法施工需222天。若采用门洞支架法施工只需要180天。显然,门洞式支架法方案能够满足建设工期需要,具有明显的优势。经过测算,门洞式支架法建造成本为930.2万元/联。悬灌施工方案工程量清单,经过测算,悬灌法建造成本为957.5万元。经过施工图预算检算,门洞式支架现浇法比悬灌施工方案的费用节约,同时从安全因素和工期因素考虑,支架现浇方案更符合现场实际需要。因而选定门洞支架法施工方案。
3.门洞支架设计
3.1机场互通A匝道跨荣乌高速公路门洞支架设计
3.1.1断面选取
选取机场互通立交AK0+544.45匝道桥第二孔梁1-2号柱跨中截面(如图1)为荷载取值验算截面。
图2:A匝道桥预留门洞支架搭设布置平面简图
3.1.2支墩加纵梁门洞支架
根据高速公路车流量和行车安全的要求,在顺桥方向预留两个行车门洞,门洞净宽4.5m(垂直于高速公路轴线方向),门洞净高5m。主线桥门洞支墩基础采用C25 混凝土条形基础,基础宽220cm ,高80cm。门洞支墩采用加密型碗扣钢管支架,每个支墩7排立杆,立杆纵横间距按0.3×0.3m 布置,横杆步距0.6m。主线桥门洞纵梁采用32a工字钢,工字钢顺桥向布置,施工方法为:碗扣支架顶托上横向放置15cm*15cm的方木。方木调平后60cm一道搭设纵向I32a工字钢跨过通车道,纵向工字钢顶敷设10cm×10cm的方木作为次龙骨,间距20cm,在方木上安装模板。纵梁高程的调整通过支墩可调顶托来实现。
支墩立杆外跨荣乌高速公路其余区域立杆的布置主要分三个区域进行:
a.一般结构区底板立杆按0.6×0.9×1.2m 进行布置,即立杆纵距0.6m ,横距0.9m ,步距1.2m ;b.腹板下部立杆按0.6×0.6×1.2m进行布置,即立杆纵距0.6m,横距0.6m,步距1.2m;c. 翼板宽2m ,翼板立杆按0.9×0.9×1.2m 进行布置,即立杆纵距0.9m ,横距0.9m ,步距1.2m 。
根据门洞的设计方案,纵梁采用32a工型钢,门洞支墩采用加密型碗扣支架。
3.2机场互通B匝道跨荣乌高速公路门洞支架设计
3.2.1断面选取
选取机场互通立交B匝道桥第二联A-A截面(如图3)为荷载取值验算截面。
图3: B匝道桥第二联A-A截面
图4:B匝道桥预留门洞双层支架搭设布置平面简图
3.2.2支墩加纵梁门洞支架
根据高速公路车流量和行车安全的要求,在顺桥方向预留两个行车门洞,门洞横向净宽4.5m ,门洞净高5m。主线桥门洞支墩基础采用C25 混凝土条形基础,基础宽220cm ,高80cm。门洞支墩采用加密型碗扣钢管支架,每个支墩7排立杆,立杆纵横间距按0.3×0.3m 布置,横杆步距0.6m。主线桥门洞纵梁采用36a工字钢,工字钢顺桥向布置。
支墩立杆外跨荣乌高速公路其余区域立杆的布置主要分三个区域进行:
a.一般结构区底板立杆按0.6×0.9m 进行布置,即立杆纵距0.6m ,横距0.9m ,步距1.2m;b.腹板下部立杆按0.6×0.6m进行布置,即立杆纵距0.6m,横距0.6m,步距1.2m;c. 翼板宽2m ,翼板立杆按0.9×0.9m 进行布置,即立杆纵距0.9m ,横距0.9m ,步距1.2m 。
4.门洞施工技术
4.1门洞施工顺序
先施工B匝道,施工完毕后,门洞及第一层模板保留,并适当调整标高,再进行A匝道桥的施工。
4.2地基处理及排水
4.2.1支架基础范围内泥浆坑、松软地段全部挖除,用路基土按25cm一层分层压实,并设置横向单向横坡(左高右低),坡度控制在2%范围内,便于及时排除雨水,目测达到:表面平整无轮迹。局部反弹地段重新换填处理,最终达到采用灌砂法检测压实度≥95%的要求,经过处理的地基上C25混凝土(厚度10cm)调平及应力扩散层。
4.2.2支架搭设区两侧2.0米外开挖水沟排水,沟宽60厘米,沟深60厘米,在迎水面,视水流汇集的大小挖排水沟,降低地下水位标高,并防止雨水和其它水流入支架区,引起支架下沉。
4.2.3地基处理最终保证地基承载力达到250kpa,并作地基承载力试验验证。
4.3门洞搭设
4.3.1测量放样
测量人员用全站仪放样出箱梁在地基上的竖向投影线,并用白灰撒上标志线,现场技术员根据投影线定出箱梁的中心线,同样用白灰线做上标记。根据布置图定出支墩混凝土基础位置。
4.3.2混凝土基础施工
根据放样位置,立模浇注C20混凝土基础,尺寸为0.2×1.5×14m。
4.3.3碗扣支架安装 根据立杆及横杆的设计组合,从底部向顶部依次安装立杆、横杆。一般先全部装完一个作业面的底部立杆及部分横杆,再逐层往上安装,同时安装所有横杆。立杆和横杆安装完毕后,安装斜撑杆,保证支架的稳定性。斜撑通过扣件与碗扣支架连接,安装时尽量布置在框架结点上。
4.3.4顶托安装
为便于在支架上高空作业,安全省时,可在地面上大致调好顶托伸出量,再运至支架顶安装。根据梁底高程变化决定横桥向控制断面间距,顺桥向设左、中、右三个控制点,精确调出顶托标高。然后用明显的标记标明顶托伸出量,以便校验。最后再用拉线内插方法,依次调出每个顶托的标高,顶托伸出量一般控制在30cm以内为宜。
4.3.5纵横梁安装 顶托标高调整完毕后,在其上横桥方向安放10×15cm方木,方木上设40a工字钢间距60cm,同立杆同轴,在纵梁上间距30 cm安放10×10cm的方木横梁,横梁长度随桥梁宽度而定,比顶板一边各宽出至少50cm,以支撑外模支架及检查人员行走。
4.4支架预压
通过支架预压以消除支架非弹性变形和检验支架设计的可靠性,以确保现浇连续梁的正常工作和使用安全。
本次预压采用钢筋作为首选预压材料。观测点设于底板模型的两侧,每3米埋设一观测点。对支架进行相当于1.2 倍箱梁自重的荷载预压。支架压重材料优先采用钢材,实体段预压重量:772t,标准段预压重量:3837t,荷载按箱梁结构形式合理布置。用2台25t吊车吊装钢筋。空载时对各观测点初始状态进行观测,采集基准数据,加载过程中,按30%、60%、90%、120%四个阶段观测变形数据,加载完成后,连续观测3天,直到变形稳定,观测值基本不变时方可进行卸载,卸载过程中仍按卸完120%、90%、60%、30%四个阶段进行观测。
5. 结束语
该门洞已经施工完毕,施工时安排人员对支架进行观测、对车辆、行人进行了有序引导,保证了该段工程安全、顺利的施工完成。
图5:机场互通双层跨线立交桥外观
(下层为A匝道桥、上层为B匝道桥)
论文作者:宗可鹏
论文发表刊物:《基层建设》2015年16期
论文发表时间:2015/11/19
标签:门洞论文; 支架论文; 匝道论文; 立杆论文; 方木论文; 预压论文; 高速公路论文; 《基层建设》2015年16期论文;