新疆南疆地区预应力连续梁桥的施工技术

浅谈新疆南疆地区预应力连续梁桥的施工技术
摘要：现浇砼施工方法在目前的桥梁施工中应用比较普遍，支架搭设是其中一项最重要也最复杂的工作，搭设质量直接影响着现浇连续箱梁的质量，鉴于此，本文结合某公铁立交大桥的工程实践，介绍了现浇预应力连续箱梁施工在新疆南疆地区采用碗扣式满堂支架的地基处理、布设设计和预压观测的施工技术。

关键词：预应力箱梁；碗扣式满堂支架；地基处理；布设设计；预压观测
中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号：
一、背景技术
近年来，随着我国国民经济的快速发展，为满足提高新疆经济社会发展的要求，新建、改建铁路陆续开工建设，新疆南疆地区预应力连续梁的设计陆续增多，满堂支架施工方法具备工期短、搭设简便、容易控制等特点，因此根据新疆南疆地区的地质、气候特点，铁路连续梁满堂支架施工得到了广泛应用。

本文在参考相关文献和规范标准的基础上，结合自身工程实践的相关经验，总结提出连续箱梁在新疆南疆地区采用碗扣式满堂支架的地基处理、布设设计和预压观测的施工技术，目的是对新疆南疆地区连续梁满堂支架的设计、施工提供指导，为新疆南疆的桥梁发展奠定基础。

二、工程实例
某公铁立交双线大桥为2×（1-32m混凝土简支（40+64+64+40）
m连续梁+1-32m混凝土简支梁桥）。

主桥采用2联（40m+64m）预应力混凝土连续箱梁，箱梁采用单箱室变高度直腹板箱型截面，中支点处梁高5.1m，跨中及边墩现浇段处梁高3.1m，梁底曲线为二次抛物线y=0.00255x2。

箱梁顶宽11.46m，底宽6.0m，中支点处梁底加宽至7.0m，单侧悬臂长2.73m,悬臂端厚20cm,悬臂根部厚65cm。

箱梁腹板厚50～80cm；底板厚35～65cm；梁中心顶板厚38cm。

梁段按施工顺序共划分为4种15个梁段。

桥墩上为0号段、梁段长30m、1号梁段长16m、2号梁段长7.6m、合拢段梁段长2.0m。

根据设计施工方案，连续梁采用分段现浇的施工方法。

三、满堂支架搭设前的地基处理
在支架搭设前，清除支架范围内的淤泥,在原地面对场地进行平整压实进行碾压，以动力触探仪检测其地基承载力，必须保证地基承载力≥200kpa。

地基处理好后，在上面调平铺注20cm厚的c20
混凝土支架垫层，支架垫层要求做成1％的横坡以利于排除雨水。

四、满堂支架的布设设计
根据设计图纸和荷载情况、箱梁的结构形式，满堂支架采用扣碗式支架搭设，具体搭设设计情况如下：
立杆的布置间距：
翼板部位支架按90×60cm布置，梁腹板支架及桥墩两侧支架660cm范围内按按30×30cm间距加密布置，其余梁腹板支架按30×60cm布置底板位置按60×60cm布置；支架纵横杆步距均为90cm （根据现场条件也可采用60cm的支架，更偏于安全）。

横桥向布置4＋5+7+5＋4 共25列，纵桥向两墩64米跨之间布置100 排（其中桥墩660cm范围内腹板区两侧分别加密布置12排）、两墩40m跨之间布置62 排。

五、满堂支架强度和稳定性检算
1、强度稳定性计算：
按照箱梁腹板支座范围处（加密区）的钢管受力1.65（t/根）进行验算。

腹板处（加密区）混凝土高度最大按5.1m计,底板最大处按1.2m计,混凝土比重按2.70t/m3计。

k杆件长度附加系数取1.155
μ考虑支架整体稳定性因素的单杆计算长度系数,取1.80
h步距0.9 m
立杆计算长度:l=kμh=1.155×1.80×0.9m=1.871m
长细比:λ=l/i=1871/15.78=118
由λ=118查得稳定系数ψ=0.464
单杆承载力检算(安全系数取1.7)：
n=0.464×a×f/1.7=0.464×489mm2×(205 n/mm2)/1.7
=2.736t>1.65t
满足要求。

2、地基承载力检算：
根据腹板区支架验算结果,单根立杆底部的可调底座承受竖向荷载最大为1.65t即16.5kn，施工时采用混凝土垫层来扩散可调底座的集中力，混凝土垫层的有效传递面积按0.09m2(0.3m长×0.3m宽)
考虑，则要求的地基承载力为：
16.5kn /(0.3×0.3)m2=183.3kpa＜200kpa
当地基承载力r≥200kpa时，可满足现浇箱梁钢管支架的地基承载力的要求。

3、抗风设计
根据库车地区气候特征，大风天气较多故：
库车地区基本风压值wo：0.6kn/m2
风压高度变化系数μz（b类地区，高度10m）：1.0
风荷载体型系数μs：0.7
风振系数βz：1.93
风荷载标准值wk=0.8106 kn/m2
整桥迎风面积a=797.545 m2
全桥承受的风荷载为：
f=797.545m2×0.8106kn/m2=646.5kn
全桥共使用立杆为：9468根
则该桥立杆所承受的水平向风荷载为：
646.5kn÷9468根=0.068kn
[立杆所承受的弯矩标准值]
mwk==（0.8106×1.2×52）÷10=2.4318kn.m
(根据相关资料建议，按5m高位置处进行考虑)
则：0.068kn＜[2.4318kn]
抗风设计满足要求
虽然在验算上抗风设计满足要求，但是由于库车地区常年风力较大且风力较猛，因此在支架搭设完成后，应设地锚揽风绳，每边设不少于5道。

六、满堂支架的预压观测
1、预压目的
支架搭设及底模完成后，需通过预压来检验支架及地基的强度及稳定性，消除施工前整个支架的塑性变形，消除地基的沉降变形及支架各接触部位的变形。

同时，通过支架沉降观测数据计算出支架的弹性变形及地基的下沉。

2、数据的采集
预压前，先对每一观测点的高程进行一次全面观测。

加载完成后，每天逐一对各观测点进行观测，连续观测72h，当连续4次观测的累计差值不超过1mm时，认为地基的沉降及杆件节点的压缩基本停止，可以结束预压，进行卸载。

将预压荷载卸载后，对各观测点继续进行观测，当观测累计差值不超过1mm时，认为地基的沉降及杆件回弹基本停止。

3、观测数据的分析
从所采集到的数据看，加载后24h内沉降基本稳定，平均沉降值为0.003m；24～48h沉降基本完成，平均沉降只有0.0025m；48～72h平均沉降值仅有0.002m。

从总的沉降值来看，本桥梁的设计预拱度最大为36mm，沉降量符合设计要求，压力与变形成比例，表明支架的整体结构是稳定的。

七、结束语
该桥满堂支架搭设方案本着“快、省、安全”的原则，在各部位根据箱梁重量及施工工艺重要性的不同对支架的布置形式及布置
的密度进行了调整。

全桥经过静载预压试验和连续梁混凝土施工完毕后，验证该支架布置方案是可行的，为新疆南疆地区满堂支架连续梁桥的施工提供了重要的参考依据。

参考文献
[1]中华人民共和国行业标准.铁路桥涵施工技术指南
tz203-2008 .北京：中国铁道出版社，2009
[2]中华人民共和国行业标准.铁路桥涵工程施工质量验收标准
tb10415—2003/j286—2010.北京：中国铁道出版社，2004
[3]中华人民共和国行业标准.建筑施工碗扣件式钢管脚手架安
全技术规范（jgj166-2008）.北京：中国建筑工业出版社，2008 [4] 中华人民共和国行业标准.建筑结构荷载规范gb50009-2001.北京：中国建筑工业出版社，2002
[5]中铁二局股份有限公司.桥梁工程.北京：中国铁道出版社，2009。