曲线双向不对称变宽箱梁悬灌施工技术研究报告
第一章 项目总体情况介绍
一、工程概述
湾坞特大桥是温(州)福(州)铁路全线重点、难点工程。位于福安车站内,三次跨越同三高速公路湾坞出入口匝道,一次跨越湾福高速公路(该公路在DK184+298处下穿本桥)。本桥起、讫点桩号为DK183+833.02~DK184+578.00,全长744.98m。湾坞特大桥上部结构为:3-34m三线连续梁+(40+60+60+40)三线变宽连续梁+ (40+40+40+60+40)m双幅变宽连续梁+6-34m双幅连续梁;下部结构:1#、2#、3#墩采用直径为1.25m钻孔灌注桩基础,其余各墩台采用直径为1.50m钻孔灌注桩基础,桩基均C30耐久混凝土;除3#、5#、14#墩桩基础按摩擦桩设计外,其余墩台基础桩均按柱桩设计,桩底嵌入岩层新鲜岩面不小于2米。承台采用矩形整体结构,高度有2.5m和3.0m两种高度,C30耐久混凝土;墩柱采用双线变截面矩形实体墩,C30耐久混凝土,高度自7~26m不等;桥台采用双线矩形空心桥台。两桥台采用M10水泥砂浆砌片石护坡防护,检查台阶采用C10混凝土。
二、 水文、地质
湾坞特大桥桥址表层为素填土及粉质粘土,其下为碎石土、 凝灰熔岩、花岗岩及辉绿岩;
水文资料:设计流量Q1%=92.3m3/s,汇水面积F=3.58km2。本桥地表水系不发育;地下水对混凝土结构存在弱硫酸型酸性侵蚀及弱
溶出性侵蚀。地震基本烈度为6度。
三、气象特征
工程区域属中亚热带海洋性气候,具有四季分明,冬无严寒,夏无酷暑,雨量充沛,温暖湿润,植被茂盛,无霜期长,台风频繁等特征。线路所经地区,降雨量多集中在春、夏两季,年均降雨量1799mm,年最大降雨量2552.6mm,每年7~9月为台风季节,台风最大风力12级以上,最大风速达40.0m/s,台风期间降雨集中。
四、工程特点与难点及立项的必要性
湾坞特大桥集三线变五线(桥面由18.4m渐变到28.4m,铁路线从三股道变成五股道)、桥上设站、四跨高速公路、曲线双向不对称变宽连续箱梁悬灌施工等特点于一体,为国内桥梁设计施工所首创。上部结构第二联(40+60+60+40)m变宽连续梁和第三联(40+60+40)m双幅变宽连续梁采用菱形挂篮悬灌施工。
第二联箱梁结构为单幅单箱双室,顶板宽度由18.4m变化至20.8m,底板宽度由11.8m变化至14.2m,梁高由4.8m变化至3m。第二联共3个 “T”,每个“T”8个对称悬灌节段,节段长度为3.5米、3米,0#段长度为8米,合拢段长度为2米,直线现浇段9.6米。第三联箱梁双幅,左幅为单箱双室,右幅为单箱单室。左幅顶板宽度由14.73m变化至16.69m,底板宽度由9.84m变化至11.8m,梁高由4.94m变化至3.14m;右幅顶板宽度为11.69m,底板宽度为6.8m,梁高由4.894m变化至3.094m。第三联共4个“T”,每个“T”共7个悬灌节段,节段长度有3.0米、3.5米、4.0米,0
#段长度为10米,合拢段长度为2.0米(截面尺寸见图1)。连续梁与主墩之间设置盆式橡胶支座,为铰接,为平衡悬灌施工时的不平
A8A7A6A5A4A3A2A1A0B1B2B3B4B5B6B7B81234衡荷载 ,第三联主墩两侧设置了6个临时支墩,第二联需设置临时支座。
说明:1、单位:厘米;2、1断面括号内数字为2断面尺寸;3断面括号内数字为4断面尺寸。
图1 湾坞特大桥第三联结构形式
由于箱粱断面变宽、腹板间距发生变化,用于锚固挂篮滑道的竖向精轧螺纹钢间距也在变化,致使挂篮主桁架间距也发生变化。主桁架作为挂篮的主要承重结构,桁架之间是固定的,间距不能改变,这3断面样由于箱粱断面变宽,挂篮将无法行走。另外,箱粱断面不对称(两侧翼缘板尺寸分别为3.3m和1.59m),截面本身有一附加弯距,这
样挂篮在混凝土浇筑和行走时有侧向倾斜和倾覆的危险,存在严重安全隐患,同时对箱粱线形控制也不利。还有不平衡重严重超标等一系列问题困扰着现场施工技术人员。为此,该项目被列为2006年度集团公司科技研究开发计划A类项目,集团公司也专门成立攻关小组,聘请专家,集思广益,经技术创新,最终形成了一套行之有效的施工方法,保证了悬灌梁顺利合拢,并取得良好的经济和社会效益。
五、工程进度安排 1、工期目标及开竣工日期
根据Ⅱ标段工程总的开工安排,湾坞特大桥从2005年8月26日起开始施工准备, 2005年11月8日正式开工,全部工程于2008年3月28日竣工,施工总工期历时672天。
2、总体进度安排 湾坞特大桥施工顺序:
下部结构:第四联→第三联→第二联→第一联
上部结构:第四联(膺架现浇)→第三联(7#-9#墩跨)膺架现浇 →第一联(膺架现浇)
第三联(挂篮悬灌施工)→第二联(挂篮悬灌施工)
第四联左幅(14#-16#墩跨)→第四联左幅(13#、17#墩跨)→第四联左幅(12#墩、18#台跨)→第四联右幅(14#-16#墩跨)→第四联右幅(13#、17#墩跨)→第四联右幅(12#墩、18#台跨)
第二章 关键技术领域的国内外现状
目前,连续箱梁悬灌施工工艺已经非常成熟,挂蓝形式主要有菱形挂蓝、三角挂蓝、贝雷片组合挂蓝及型钢挂蓝,其中菱形挂篮具有重量轻、外形美观、移动灵活、走行方便、受力后变形小等特点,所以一直为施工首选。以往挂蓝设计也以适用等宽箱梁为主,对变宽截面箱梁悬臂施工未见相关介绍和设计。温(州)福(州)铁路湾坞特大桥作为悬臂施工一个特例,是温福线全线重点、难点工程, 集三线变五线、桥上设站、四跨高速公路、曲线双向不对称变宽连续箱梁悬灌施工等特点于一体,为国内桥梁设计施工所首创。经查新,国内未见相同和类似报道。
第三章
曲线双向不对称变宽连续箱梁悬臂施工总体工艺流程与普通连续箱梁悬臂施工工艺流程并无两样,只要解决了挂蓝走行和双向不对称导致的不平衡问题就可以了,所以在既无依据可查也无相关资料的条件下,如何解决挂蓝走行、悬臂两侧严重超标问题是重点研究的内容。
一、 课题研究内容
1、由于箱粱断面变宽、腹板间距发生变化,用于锚固挂篮滑道的竖向精轧螺纹钢间距也在变化,致使挂篮主桁架间距也发生变化。主桁架作为挂篮的主要承重结构,桁架之间是固定的,间距不能改变,
研究课题