大跨度預應力變截面連續箱梁橋懸臂澆筑施工方案選擇

一、箱梁懸臂長度t黃河大橋主橋是一座橫跨100m的傾斜式箱梁橋，采用懸臂混凝土制成的結構設計。0號塊長度14m,最大懸臂長度為49m。箱梁在懸臂澆筑過程中由于諸多方面施工誤差的影響,對于施工中的單“T”結構會產生一個不平衡彎矩。如何采取適當的工程措施抵抗這個力,使結構在合攏前保持單“T”穩定,是此類橋型必須解決的一個關鍵性問題。二、不平衡負荷和施工條件1.動力系數(1)假設梁體自重不均勻,一側取1.05梁重,另一側取1梁重;(N1)(2)假設梁體自重均勻,支座均攤支反力;(N1’)(3)掛籃、現澆塊件及施工機具的動力系數,一端系數采用1.2,一端系數采用1;(N2)(4)最后一懸臂澆筑梁段不同步施工,最大不平衡澆筑10m3,250KN;(N3)(5)為便于施工,施工單位要求在梁體上堆放一些工具材料,計算時取一懸臂作用有2.5kN/m均布堆載,并在其端頭有20kN集中力,另一懸臂空載。(N4)(6)掛籃墜落,其中包括一個梁段混凝土墜落,動力沖擊系數取1.3。(N5)(7)考慮一邊懸臂風力升舉力。(N6)2.載荷組合(1)正常場景此工況主要用于驗算施工時常規不平衡荷載下臨時錨固強度。(2)控制懸掛籃的坍塌過程此工況主要用于驗算掛籃墜落時臨時錨固強度。(3)邊界條件的調整實際臨時錨固與梁、墩或者承臺的連接均為剛接,但考慮到臨時錨固的剛度較小,變形較大,可以忽略其對結構的嵌固作用,簡化成簡支邊界條件進行計算,這樣既提高了臨時錨固的安全儲備,又減少了計算量。圖2所示的支撐距離D可根據不同的方案進行調整。本項目根據施工機具及現場情況統計施工荷載,簡化如下:根據計算得出各荷載作用下的支反力,然后按不同荷載組合進行組合,計算最大支反力,由這個支反力設計臨時錨固。三、臨時錨定方案的比較1.該計劃的介紹(1)第一階段的介紹臨時錨固的做法較多,本項目考慮了如下三種方案,下面分別進行闡述:(2)鋼管的固結和確定方案一為鋼管支撐臨時錨固,鋼管上部撐于箱梁底部,下部撐于承臺或地面。根據最不利荷載工況下支反力驗算鋼管的穩定情況,選擇鋼管的壁厚及直徑。方案二為精軋螺紋鋼臨時錨固,主梁與橋墩之間設置硫磺砂漿支座,并通過精軋螺紋鋼把主梁與橋墩剛接,主梁上錨固點設于底板加厚段。根據最不利荷載工況下支反力驗算精軋螺紋鋼的強度情況,選擇精軋螺紋鋼的數量。方案三與方案二類似,不同的是主梁錨固點設置于主梁頂面。2.鋼管方案1的適用本橋主橋橋墩位于黃河主河槽內,懸臂施工工期跨越凌汛期,凌汛期大塊的冰塊可能會沖撞橋墩,因此方案一的鋼管方案不適用于本項目;方案二和方案三均是采用精軋螺紋鋼錨固技術確保臨時錨固穩定,不同的是一個是錨固于梁底,一個是錨固于梁頂,根據應力擴散理論及張拉空間的方便程度,本項目采用方案三作為實施方案,并在實際施工中取得良好效果。四、付款時本橋已建成通車2年,根據施工時體系轉換前后情況來看,本項目采用的臨時錨固方案具有以下特點:1.安全最大懸臂狀態下,懸臂兩端撓度基本一致,證明臨時錨固能有效的滿足結構安全需要。2.經濟本方案材料投入少,施工工時短,因此經濟性較好