連續(xù)剛構(gòu)橋邊跨現(xiàn)澆段組合式施工方法淺析

黃 輝

(西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院, 四川成都 610031)

隨著交通建設(shè)的快速發(fā)展，高墩大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋憑借自身的優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越多地被公路、鐵路大量廣泛采用。常規(guī)的邊跨現(xiàn)澆段施工方法采用支架施工現(xiàn)澆段，在支架上拼裝模板施工。在高墩大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋施工過(guò)程中，常規(guī)的邊跨現(xiàn)澆段施工方法由于支架施工量較大，支架變形難以控制，已不能完全滿足施工要求。因此，組合式施工方法的出現(xiàn)，有效地解決前述問(wèn)題。由于此工藝目前在施工中運(yùn)用還非常少，因此有必要對(duì)此種方法進(jìn)行認(rèn)真分析和研究，為改進(jìn)和提高高墩大跨經(jīng)連續(xù)剛構(gòu)橋的施工工藝起到了積極作用[1-2]。

1 工程概況

犍為岷江二橋是一座特大型橋梁，橋梁全長(zhǎng)2 029 m。主橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，雙幅、三跨(118 m+215 m+118 m)，其邊跨現(xiàn)澆段全長(zhǎng)9.25 m(其中0.75 m為后澆)，梁頂寬度2×13 m，梁底寬度2×7.5 m，現(xiàn)澆段梁重2×520 t，梁底面距地面高度達(dá)37 m。

按照一般施工方法，邊跨現(xiàn)澆段施工過(guò)程中，混凝土一次性澆筑量大，現(xiàn)澆支架高度大(37 m)，支架和模板材料用量大(約500 t)，高空作業(yè)量極大，且支架豎向變形過(guò)大影響施工質(zhì)量。而基于設(shè)計(jì)方案在實(shí)施過(guò)程中存在的施工困難調(diào)整的一種組合式施工方案，即懸臂澆筑法與吊架法組合式施工方法作為本橋現(xiàn)澆段與合攏段的實(shí)施方案，具有很大優(yōu)勢(shì)。一方面，邊跨現(xiàn)澆段混凝土分兩次澆筑，一次性澆筑量??；在澆筑混凝土過(guò)程中，充分利用掛籃作支架，可取消龐大的落地式支架(或牛腿托架)，施工材料用量極小。同時(shí)，吊架沿用了掛籃底模，可以有效控制施工過(guò)程中的變形，能充分保證施工質(zhì)量。另一方面，該施工方案可采取平行流水作業(yè)，影響總工期為16 d，大大節(jié)約施工總時(shí)間。

2 組合式施工方案簡(jiǎn)介

該施工方案不同于一般方案，具體步驟為：

(1)將邊跨現(xiàn)澆段及合攏段由現(xiàn)澆段和邊跨合龍段拆分為邊跨現(xiàn)澆段、邊合龍段及不對(duì)稱施工段，使得邊跨合龍段位置發(fā)生變化。

(2)交界墩處現(xiàn)澆段在交界墩蓋梁上安裝膺架，在橫向分配梁上施工現(xiàn)澆段[3]。

(3)懸澆段在對(duì)稱施工段完成后繼續(xù)采用掛籃進(jìn)行懸臂澆筑施工(與邊跨現(xiàn)澆段同步進(jìn)行)，同時(shí)中跨采用水箱配重。

(4)最后采用掛籃改制的吊架進(jìn)行邊跨合龍段施工。

變更方案前后施工節(jié)段如圖1所示。

(a)初始方案

(b)組合式施工方案圖1 變更方案前后施工節(jié)段(單位：mm)

3 有限元模型計(jì)算

考慮不同施工方案，使用通用有限元軟件Midas Civil建立岷江二橋的有限元模型(圖2)。分別進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算?？紤]橋梁結(jié)構(gòu)成橋狀態(tài)及考慮收縮徐變10年后的情況。

圖2 岷江二橋有限元模型

橋梁結(jié)構(gòu)成橋狀態(tài)下及考慮收縮徐變10年后，兩方案下剛構(gòu)橋跨中位移對(duì)比見(jiàn)表1。

對(duì)比數(shù)據(jù)可知，對(duì)于不同的施工方案，組合式施工方案在橋梁成橋狀態(tài)下及考慮收縮徐變10年后主跨跨中位置結(jié)構(gòu)變形相對(duì)原方案較小，故優(yōu)于原方案。

表1 不同方案主跨跨中位移 mm

其次，計(jì)算橋梁在承載能力極限狀態(tài)及正常使用極限狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，并與初始方案進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同方案主跨跨中彎矩 kN·m

從表中數(shù)據(jù)可知，對(duì)于不同的施工方案，初始方案在載能力極限狀態(tài)及正常使用極限狀態(tài)下結(jié)構(gòu)主跨跨中位置彎矩值更小，表明在相同荷載作用下，按照初始方案施工橋梁結(jié)構(gòu)更優(yōu)。

4 結(jié)論

本文對(duì)一種新型的連續(xù)剛構(gòu)橋邊跨現(xiàn)澆段施工方案，對(duì)一、三跨連續(xù)剛構(gòu)橋建立了初始方案及組合式施工方案的有限元模型，對(duì)比不同方案的對(duì)比以及剛構(gòu)橋跨中位置內(nèi)力及變形分析，得出如下結(jié)論：

(1)相比于初始方案，組合式施工方案能夠控制施工過(guò)程中的結(jié)構(gòu)變形，保證施工質(zhì)量；同時(shí)，由于施工過(guò)程可采用平行流水作業(yè)，可有效地縮短施工周期。

(2)相對(duì)于初始方案，組合式施工方案在橋梁結(jié)構(gòu)成橋狀態(tài)下及考慮收縮徐變10年后其整體變形及相對(duì)變形均較小，故而優(yōu)于原方案。而在相同荷載作用下，組合式施工方案施工的剛構(gòu)橋跨中彎矩相對(duì)較大，因而需要在選用此方案時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)受力進(jìn)行相應(yīng)驗(yàn)算。