【(80+168+80)m连续-钢桁组合箱梁】钢桁梁

来源:PS教程 发布时间:2019-05-15 03:57:25 点击:

  摘要:根据兰新铁路第二双线西宁跨兰西高速公路特大桥(80+168+80)m混凝土-钢桁组合箱梁施工方案对该桥施工方法进行探讨,确定该桥施工的难点重点即钢桁部分与砼结合构件节点板定位安装,结合实际情况对梁体施工阶段下节点板安装方案提出解决办法,对以后类似桥梁施工具有一定的借鉴作用。
  关键词:连续-钢桁组合箱梁 ;下节点板定位安装 ;施工方案研究
   中图分类号:U445.47+1 文献标识码:A 文章编号:
  混凝土-钢桁组合梁结构是一种新型的桥梁结构形式,它能充分发挥不同材料的优点,具有外形美观、刚度大、稳定性好、重量轻、跨越能力强等优点。兰新铁路第二双线西宁跨兰西高速公路特大桥(80+168+80)m混凝土-钢桁组合箱梁是国内第一座大跨度梁运用混凝土-钢桁组合箱梁技术的桥梁,对国内桥梁施工技术的创新和提升具有重大的意义。
  1工程概况
  兰新铁路第二双线西宁跨兰西高速公路特大桥(80+168+80)m连续梁主梁在中跨156m范围内设置加劲钢桁,钢桁采用无竖杆三角形桁,桁高12m,桁宽11.2m,节间长度12m。由主桁、上平纵联及桥门架组成。主桁上、下节点采用整体节点,弦杆在节点外拼接,腹杆插入节点板之间拼接,采用M27及M24的高强度螺栓连接。钢桁下节点采用埋入式构造,埋入梁体68~80cm,依靠PBL剪力键与梁体连接;与梁段砼一同浇筑,采用高强度螺栓与钢桁其他杆件连接。
  2施工重难点
  预应力混凝土连续梁施工时,钢桁下节点安装、定位是加劲钢桁的关键,其定位安装的精度直接影响后续钢桁部分的安装,由于桥梁结构的空间位置随着施工进度的不断变化,钢混结构在安装温度、不同施工阶段的受力大小方面产生的变形协调问题极为复杂,再考虑到施工过程中结构自重、施工荷载以及混凝土材料的收缩徐变材质的特性的不稳定性和周边环境温度变化等因素影响,所有这些都使施工过程中桥梁结构各个施工阶段的内力和应力不断发生变化,结果可能出现结构体系与预期值的偏离,因此如何保证在箱梁砼施工过程中下节点板定位安装的精度成为本桥目前施工中的重难点。
  3 解决方案
  3.1端节点板(E0)定位安装
  端节点编号为E0,全桥共4个,预埋于主梁两个0#梁段跨中方向两侧腹板内,距支座横向中心线6m的位置。E0节点长260cm、净宽75cm、高248cm,埋入梁体深度80cm,外露168cm;单件重4.04t。由于梁体高度大、钢筋、预应力管道密集,混凝土数量较大,为便于混凝土浇筑和节点板预埋,0#梁段按竖向分两次浇筑完成。
  安装定位步骤
  1、预埋节点板竖向支撑型钢
  第一次浇筑梁体时,在节点板的前后方向及中腹板内预埋锚固钢板,第二次浇筑砼前将HM500*300型钢预埋在钢板上并牢固焊接,型钢顶面高出梁面至少5cm,作为节点板竖向支撑点。
  需要注意:按照梁体纵向预应力筋布置图,在预埋型钢的相应部位钻孔,保证预应力管道位置正确和畅通。
  2、安装节点板纵、横向支撑框架
  首先在竖向支撑型钢顶面,沿横桥向铺设两根长度1300cm的I45b工字钢,与竖向预埋型钢可靠焊接;在横向型钢顶面精确放样节点板纵横轴线,并做出明显标记。
  其次依据节点板轴线,在横向型钢上铺设长度395cm纵向I45b型钢5根,这样就构成一个框架,以支撑稳固节点板。框架净空330×124cm。
  3、节点板吊装
  在场内加工制作节点板时,将节点板两端的横隔板临时加高至少72cm。精确测定支撑型钢顶面高程,在临时加高横隔板上,距纵向支撑型钢顶面不少于7cm处,各可靠焊接1根12.5b等边角钢,作为节点板吊点。角钢两端钻制φ24孔,焊接φ22螺母,旋入25cm长螺杆,作为节点板支撑点。使用汽车吊将节点板放入支撑框架内。
  4、节点板精调。
  精调分为纵、横、竖三向调整。
  首先进行纵向精调,采用25T千斤顶作为工具,千斤顶一端顶在节点板上,一端置在框架横向型钢上,根据标记的横向中心线逐步将节点板精确对位。
  其次进行横向精调,为保持平衡,每个节点板布置四个横调节螺杆(每侧两个)。在支撑框架纵向型钢中部钻制φ34孔,焊接一个φ32精轧螺纹钢螺母。然后旋入1根带扳杆的精轧螺纹钢,通过旋转两侧精轧螺纹钢,驱动节点板横向移动,直至节点板精确对位。
  最后进行竖向精调,采用角钢上的4颗φ22螺杆转动带动节点板上下活动,用精密水准仪进行观测,直至节点板与设计标高相吻合。
  重复上述三个调节步骤,直至节点板纵、横、竖三个方向均满足设计和规范要求。
  5、节点板固定
  节点板精调完成,为保证浇筑砼时节点板不发生移动。采取如下措施:利用28b槽钢将节点板与纵向支撑型钢焊接为一个整体。每个节点板设置两道。
  3.2中节点板(E2~E12)定位安装
  中节点E2~E12共24个,分别预埋于梁体中跨的4#、7#、10#、13#、16#及19#悬灌梁段两侧腹板内。中节点长328cm、净宽75cm,单件重5.3t。E2-E8高度248cm,埋入梁体80cm;E10-E12高度236cm,埋入梁体深度68cm;由于中节点预埋的相应梁段,设计采用挂篮悬臂法施工,该梁段砼须一次性完成浇筑。节点在厂内制作完成,根据梁体施工进度分批次运至现场。
  1、埋设悬臂型钢固定锚固筋
  施工无节点板梁段时,在其梁顶面:
  ①沿着每侧节点板纵向轴线方向,预埋Φ32精轧螺纹钢,埋入梁体不少于50cm,外露20cm作为悬臂型钢竖向锚固筋。
  ②沿每组悬臂型钢两侧外缘,埋设φ16钢筋,埋入梁体不少于30cm,外露10cm。作为悬臂型钢横向固定筋。
  2、安装节点板支撑架
  梁体施工至预埋节点板梁段,挂篮前移就位,精调及锁定。
  在已浇注的中间梁段上,精确放样节点板纵向轴线、节点板支撑架悬臂型钢轴线。按照轴线位置,将两组4根45b工字钢安装在已浇梁面上,并悬出已浇梁段大于4m。
  采用14b槽钢双拼作为扁担梁,利用预埋的Φ32精轧螺纹钢锚筋和扁担梁,将每组2根悬臂型钢,可靠的锚固在已浇注梁段顶面上。在每组型钢上缘设横向联接钢板,下缘与预埋的φ16钢筋可靠焊接,以防止型钢横向移动。再在型钢悬臂端头设横向联接,采用40b槽钢将两组4根型钢连成整体,这样就保证了悬臂型钢整体稳定。
  3、下节点板安装
  在场内加工制作节点板时,将节点板两端的横隔板每端用2根12.5b等边角钢临时加高至少40cm。先对节点板纵横向中线在纵梁、横梁上放样,然后精确测定悬臂支撑型钢在节点板纵向边界处顶面高程,按照设计标高计算小纵梁在临时加高横隔板上的高度后焊接牢固,在节点板纵横两端做中线标记。
  用在梁下焊接好的小纵梁做吊装构件用汽车吊将节点板放入型钢框架内,在安装时注意节点板中线与型钢上标记中线位置要基本一致。
  4、节点板精调
  精调分为纵、横、竖三向调整。
  首先进行纵向精调,采用25T千斤顶作为工具,千斤顶一端顶在节点板上,一端置在悬臂型钢端头的横向联接槽钢(或已成梁段端部)上,根据标记的横向中心线逐步将节点板精确对位。
  其次进行横向精调,方法和纵向调整一致。
  最后进行竖向精调,由于前面已经按照计算对小纵梁进行过高程定位,再次偏差基本在2cm内,然后通过汽车吊将节点板吊起一定高度,在小纵梁与横梁接触位置垫相应厚度的钢板,保证高程误差控制在5mm内。
  重复上述三个调节步骤,直至节点板纵、横、竖三个方向均满足设计和规范要求。
  5、节点板固定
  节点板纵、横、竖通过精调到位后,为保证浇筑梁体砼时节点板不发生移动。采用20b槽钢将节点板与悬臂支撑型钢焊接为一个整体。每个节点板设置两道。
  4结束语
  目前该桥已经安装了E0、E2、E4下节点板,从施工中监测的平面及竖向变化和梁体的变化基本同步,安装及后期变形均满足暂定的《连续梁-桁组合结构上部工程施工质量验收暂行办法》,达到了预期目的。
  
  参考文献:
  1《铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB10415-2003
  2《铁路桥涵工程施工测量规范》TB10101-99
  3《铁路钢桥制造规范》TB10212-2009
  4《铁路桥涵施工规范》TBJ10203-2002

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