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水电站尾水大桥连续预应力箱梁施工技术样本.doc
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1、泸定水电站尾水大桥连续预应力箱梁施工技术胡传安 黎文海 赵华荣 (中国水利水电第十四工程局曲靖分企业,云南 曲靖 655000)摘 要:泸定水电站尾水大桥属于318公路改线组成部分,横跨发电厂房尾水渠,上部为连续预应力箱梁结构。为满足上、下游接线需要,尾水大桥为弯箱梁,纵坡达4%。因转弯半径小,纵坡大,桥墩较高,桥墩最大高度达34.5m,底板地质条件较差,和厂房施工干扰较大,施工难度较大。经过分析论证,最终采取满堂支架方案,顺利完成了施工任务,对类似工程含有很好借鉴参考价值。关键词:尾水大桥 连续预应力箱梁 满堂支架1 工程概况跨尾水渠大桥为G318公路泸定水电站发电厂房段改线工程。桥梁布孔受
2、桥下尾水渠边墙部署、尾水渠和厂房基础开挖及场内道路部署等原因控制,设计为6-40m预应力连续弯箱梁,全长246.10m。桥轴线为路中线,部署在缓-圆-缓型平面曲线上。桥面按路面超高设置横坡,桥墩按法线方向部署。箱梁为单箱单室宽翼缘截面,翼缘板宽1.725m,端部厚18cm,根部增至50cm。箱室底宽538.4cm,腹板为斜腹板,腹板厚度均为50cm,顶板厚25cm,底板厚25 cm,梁体为250cm等高度箱梁。箱梁在半径为255m平曲线上,为增加箱梁整体抗扭能力,在支座处设有横隔梁,在每跨跨中设有一道横隔板。桥墩采取设倒角矩形实体墩,1#、2#、3#、5#桥墩基础为带承台桩基,4#桥墩基础设计
3、为和尾水渠墙体结合在一起。桥台设计为双柱式轻型桥台,桩基础。箱梁采取C50混凝土浇筑,桥面铺装采取C40合成纤维混凝土,桥墩、桥台盖梁采取C40混凝土,桥墩承台及扩大基础采取C35混凝土,桩基均采取C35水下混凝土。预应力束由719根15.2钢绞线组成。预应力管道采取预埋塑料波纹管。2 施工难点分析(1)上部结构为连续预应力箱梁,为满足接线需要,平面转弯,转弯半径仅255m,纵坡达4%,因特殊线形,方案决议难度较大。(2)桥墩较高,最大高度达34.5m,不管是采取支架方案还是贝雷架方案,全部有较大难度。(3)尾水渠底板覆盖层深厚,以漂卵石覆盖层为主,局部为粉土地层,受渗水影响,地基软化,地基承
4、载力较差。(4)第一跨、第四六跨基础和尾水渠结构干扰,或在尾水渠开挖覆盖层边坡之上,如采取支架方案,基础处理难度较大。(5)施工干扰大,尾水大桥和厂房基坑施工及压力钢管运输,均存在较干扰。3箱梁方案选择(1) 移动模架方案。移动模架方案含有施工快速,安全,和基坑施工干扰小等优势。但因为本箱梁平面转弯,且转弯半径较小,纵坡大,经和众多移动模架专业厂家咨询,参考移动模架施工工法,通常采取移动模架桥梁平面转弯半径须大于400m,因本工程线形特殊,移动模架稳定问题突出,几乎无法采取移动模架浇筑,即使采取特制移动模架浇筑,因须量身定制,后续无法和其它工程周转使用,施工成本极高,是极为不经济。(2) 贝雷
5、架方案。贝雷架方案简便,通常在须确保底部通行工程上使用。本箱梁单跨度达40m,跨中必需设置钢管支墩,钢管支墩高度大,截面小,长细比小,本身稳定问题突出,加之地基承载力较差,存在较大安全隐患。(3) 满堂支架方案。满堂支架是最常规方案,含有机动灵活、安全可靠等优点,有快插体系支架和一般满堂支架两种形式,快插体系支架钢管材质有确保,轴心抗压性能优良,但缺点是整体稳定性较差,如基础产生不均匀沉降,产生整体失稳风险较大。经上述分析对比,依据现场实际条件,最终决定采取一般满堂支架方案。4满堂支架方案面临问题和对策 (1)地基承载力问题。满堂支架对地基承载力要求较高,尾水渠底板覆盖层无法满足承载力要求。对
6、局部地基承载力较低部位,采取石渣进行换填,采取振动碾分层碾压密实,经承载力检验合格后,浇筑垫层混凝土,垫层混凝土依据现场地质条件,厚度按2060cm控制,局部增设钢筋网,提升基础整体性。对于支架基础部位出露渗水,采取引排方法,避免浸泡软化地基。(2)上、下游斜坡基础问题。满堂支架立杆基础必需水平,且承载力须满足要求,如立杆直接部署在斜坡覆盖层基础上,无法满足整体稳定要求。统筹安排尾水渠施工进度,对于第一跨、第四跨、第五跨斜坡基础,在搭设对应部位支架前,将对应挡墙混凝土浇筑至一定高程,并立即对墙背进行回填,回填形成水平基础,再对基础进行硬化处理。对于第六跨斜坡基础,在支架基础水平投影范围内,顺坡
7、面自下而上浇筑混凝土台阶,形成台阶式基础。(3)施工干扰问题。尾水大桥施工和压力钢管运输、厂房基坑施工及机电安装交叉作业,通道干扰问题突出。统筹安排尾水渠底板和箱梁施工进度,在第三跨箱梁施工期间,满堂支架将下基坑道路封堵,暂停尾水渠底板施工;在施工第六跨脚手架前,完成压力钢管运输,施工第六跨时,在第五跨设置4.5m门洞,确保机电安装通道通畅。(4)材责问题。依据中国钢管供给市场实际情况,基础无符合国家标准产品,实际壁厚远低于国家标准标准。在满堂支架设计计算时,根据实际钢管壁厚进行设计计算,根据理论计算厚度选择钢管供给商,以计算厚度作为材质标准。5满堂支架设计及质量控制5.1满堂支架结构参数根据
8、最高一跨脚手架进行设计计算,箱梁支撑脚手架选择外径48mm、壁厚3.0mm钢管,材质为Q235,步距1.2m,立杆间、排距均为0.6m,长宽方向均设置剪刀撑,宽度方向剪刀撑按每4跨设置一道,内外侧立面设置连续剪刀撑,剪刀撑和地面夹角按50控制。为降低风荷载,仅上部通道两侧挂安全网。支架搭设宽度为箱梁水平投影宽度加两侧走道宽度。支架立杆基础设置钢垫板,以分散立杆基础应力。立杆采取对接接长,剪刀撑采取搭接接长。立杆及水平杆接头避免在同一截面上。遇桥墩时,利用支架附墩,增加整体性。5.2满堂支架质量控制关键点(1)材质。用于支架钢管、扣件必需有出厂材质检验汇报,并经进场抽检合格,方可投入使用。(2)
9、地基承载力。地基承载力检验合格,标准值大于200kpa,并经监理工程师验收签证。(3)严格控制立杆间距、排距,和步距,偏差小于10%。(4)立杆垂直度是确保支架达成设计受力工况关键,立杆垂直度按0.5%控制。(5)扣件紧固程度。扣件采取扭力扳手抽检,合格标准为紧固力大于35kn*m,抽检合格率不低于85%。5.3满堂支架预压为消除承重架、模板非弹性变形和地基压缩沉降影响,测量承重架弹性变形实际数值,作为箱梁立模预拱度设置参考;同时,检验承重架受力稳定情况,确保承重架安全,根据规范要求对支架进行预压。采取堆载砂袋预压。为确保预压荷载合理分布,模拟混凝土浇筑次序进行加载,第一步加载底板钢筋混凝土重
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