空心薄壁梯形变截面预应力V型结构施工技术(二).docVIP

空心薄壁梯形变截面预应力V型结构施工技术 第二工程公司 张新 内容提要：V型结构在桥梁工程中并不常用，类似潮州韩江北桥的空心薄壁梯形变截面预应力V型结构更是少见，本文结合韩江北桥工程实例，介绍截面复杂多变的V型结构的主要施工技术，对其它类似工程具有很好的参考价值。 关 键 词： V型结构 平衡塔 施工 1.工程概况 1.1设计概况及施工环境 潮州市韩江北桥位于潮州市湘子桥以北约1.73公里处（北堤桩号2+350），跨越韩江水道，标段起讫里程为K0+606.9～K2+537.5，全长1930.6m，其中主桥580m，两岸引桥长1350.6m。道路等级为城市主干道，双向六车道，河道内引桥桥宽28m，河道外引桥宽25m，主桥桥宽30m。 主桥施工场地均位于韩江大堤内，其中Z1、Z4、Z5、Z6墩位于沙滩上，Z2墩位于航道浅水边，这五个桥墩采用填砂石形成施工作业平台(韩基标高9.5m),Z3墩位于韩江航道中。韩江枯水期水位在7.5m左右，雨季期间水位上涨到14m左右，而且水流冲刷破坏严重。 1.2结构形式 主桥上部为五跨连续无风撑钢管混凝土系杆拱桥(C跨+B跨+A跨+B跨+C跨)，其跨径组合为（85m+114m+160m+114m+85m）；下部为钻孔桩基础、矩形承台、双薄壁矩形空心墩、V形结构。主桥总体结构布置如图1所示。 图1 主桥总体结构布置图 V型结构设计为空心薄壁梯形变截面预应力钢筋砼结构，如图2所示(以Z3墩为例)，与上部现浇箱梁形成倒三角形结构，与下部空心薄壁矩形墩固结形成。两侧V腿最底部离地面约11m高，顶部离地面约16～ 图2 Z3墩V型结构设计图 1.3 主要工程数量 全桥共12个V构，主要工程数量详见表1。 表1 主要工程数量表 墩位 C50砼 II级钢筋 钢绞线 Z1(Z6) 每个V构C50砼=193m3， 四个V构合计=772 m3 每个V构=22.5t 四个V构合计=90t 每个V构=4.2t， 四个V构合计=16.8t Z2(Z5) 每个V构C50砼=284m3， 四个V构合计=1136 m3 每个V构=29.3t， 四个V构合计=117.2t 每个V构=5.42t， 四个V构合计=21.7t Z3(Z4) 每个V构C50砼=415m3， 四个V构合计=1660m3 每个V构=39.8t， 四个V构合计=159t 每个V构=6.24t， 四个V构合计=25t 合计 全桥合计C50=3568 m3，II级钢筋=366.2t，钢绞线=63.5t。 2. V型结构总体施工方案概述 2.1施工特点 平衡塔斜拉施工方法是利用拉杆向上斜拉，通过中间塔平衡水平分力及抵消部分力矩，结构受力分析比较明确，充分利用型钢的轴向抗拉及抗压性能，这种方法不受桥墩高度限制，支架体系也不受桥下洪水的影响；此外，因施工支架不落地，在进行V型结构施工期间，还可以同时进行上部箱梁的基础处理及搭设部分支架，有利于加快进度。 2.2施工方法 采用型钢在空心墩顶上组拼为平衡塔，通过中间塔平衡水平分力及抵消部分力矩。V腿外侧利用贝雷梁组拼为斜托梁，斜托梁底部与墩顶预埋件销接，中部及顶部通过型钢斜向拉在平衡塔上。V腿砼浇筑后利用水平刚性拉杆临时固定，水平拉杆与V腿形成临时倒三角稳定结构，直至顶部箱梁施工后形成永久三角形结构。 V腿为空心薄壁变截面状，结构复杂，操作空间狭小，而且混凝土方量大，为了降低施工荷载，并减少混凝土的收缩及徐变应力，将Z3(Z4)墩V腿结构分三次先后浇筑砼，第一次浇筑根部，第二次浇筑空心段，第三次浇筑顶部实心段；Z1(Z6)、 Z2(Z5)墩V腿分两次浇筑砼，第一次浇筑根部及空心段，第二次浇筑顶部实心段。 2.3 主要施工步骤(以Z3为例) 第一步：空心墩顶部实心段施工后，利用汽车吊或塔吊安装平衡塔、斜托梁、斜向拉杆，人工安装第一节模板，绑扎钢筋，浇筑根部砼。 第二步：安装第二节模板，绑扎钢筋，调整模板至斜腿位置，凿毛砼接头并清理干净，两侧对称浇筑空心段砼。 第三步：安装第三节模板，绑扎钢筋，预埋型钢水平拉杆，调整模板至斜腿位置，凿毛砼接头并清理干净，两则对称浇筑顶部砼。 第四步：砼达到90%设计强度后，利用预埋的型钢水平拉杆与V腿形成临时稳定三角结构，割除斜托梁及斜向拉杆，施工上部现浇箱梁。 主要施工步骤如图3所示。  3. 主要施工技术 3.1平衡塔施工 3.1.1结构形式 常规的V型结构多为实心矩形截面，平衡塔常采用万能杆件、贝雷梁、军用梁等定型构件组拼形成，但由于本桥V型结构为空心变截面，而且受预应力束干扰(平面投影为斜向，中心间距45cm)，斜向拉杆的位置受到限制，若采用上述定型构件组拼则导致定型构件局部应力过大。因此本桥的平衡塔采用槽钢、工字钢自由组拼以适应斜向拉杆的位置。 平衡塔平面尺