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砂当量的研究之砂当量方程的建立与讨论及应用

  1 工程概况
  金州大桥位于大连市金州新区,是辽宁省滨海公路上一座特大桥,横跨沈大高速公路与在建的哈大客运专线,桥下为新建城市道路。桥孔布置为(20×40+130+27×40)m,桥梁全长2010m.移动模架施工范围为0#~20#墩,21#~29#墩,共计56孔40m箱梁,按计划配置两台40m移动模架施工。
  2移动模架主要结构部件
  MSS移动模架系统(move support system)是世界桥梁施工的先进工法,主要由牛腿、推进平车、主梁、鼻梁、横梁、外膜及内膜组成,每一部分都配有相应的液压或机械系统。施工时无需在桥下设置模板支架,而采用两个支撑在牛腿上的钢结构主梁支承外模板,两主梁通过牛腿支架支撑在插入桥墩中的托梁上,通过推进小车、液压系统、电气系统等作为自行整体移动的依托,在桥轴线处进行分合,从而完成逐孔现浇梁片的造桥设备。移动模架各组成部分结构功能简介如下:
  (1)牛腿:牛腿采用横梁与桁架组合式结构,通过墩身预留孔支撑在墩柱上,从而完成将施加在主梁上的荷载传递到桥梁墩柱上。本工程墩高从19m~31m不等,根据工程实际情况,设计方案采用牛腿拆装式移动模架系统,共设置三对牛腿系统,施工时只要用其中二对,另一对牛腿先安装在下一孔桥墩上,以缩短移动模架的施工周期。
  (2)推进平车:推进平车安装在牛腿上,每台平车上配有两台推力390KN行程500㎜横向移动液压缸、两台推力2600KN行程350㎜的竖向顶升主液压缸和一台推力490KN行程1000㎜纵向顶推液压缸。推进平车上下表面分别安有高密度聚乙烯滑板,通过三向液压系统可以使主梁在横向、顺桥向及竖向正确就位。    (3)主梁:移动模架系统主梁为一对钢箱梁。根据计算,主梁刚度按最大净挠度≤1/500施工跨径控制,最大净挠度控制在80㎜以内。主梁长度约为52m,分为四节,节间用高强螺栓连接。
  (4)鼻梁:主梁两端设有前后鼻梁,长约21m,分为两节,节间也用高强螺栓连接,起到支架向下一孔移动时的引导和承重作用。
  (5)横梁:横梁为焊接钢箱梁形式,同一断面上每对横梁间销连接,横梁上设有销孔,以安置外膜支架。横梁通过机械支撑系统进行竖向和横向调整。
  (6)外膜:外膜由底板、腹板、肋板及翼缘板组成。底板分块直接铺设在横梁上,并与横梁相对应。腹板、肋板及翼缘板也与横梁相对应,并通过在横梁设置的模板支架及支撑来安装。
  (7)内膜:移动模架系统的内膜系统采用小块组钢模板以方便拆装,加快施工速度。
  (8)液压系统:每套液压系统有液压站、液压缸、液压管路和电气控制系统组成。液压站驱动电动机通过联轴器驱动轴向恒功率变量柱塞泵,移动模架主梁作纵、横、竖方向移动时,油泵通过并联多路换向阀向纵、横、竖移动油缸供油,系统工作压力有多路换向阀前阀所带的溢流阀限定在32Mpa.
  3 移动模架系统的组装与施工
  ⑴施工准备:拼装前对拼装现场进行平整、压实处理,并预先浇筑好的砼墩以便将主梁垫起进行连接拼装。拼装场地填铺石碴和碎石进行硬化,以保证足够承载力,确保大型吊车和其他吊装设备能安全顺利地到达现场。
  ⑵模架拼装:先将托梁与牛腿安装在桥墩上,二者都要严格的进行水平调整后方可上推进平车;主梁为了方便运输,单片主梁分为4节段(共约85吨),现场用高强螺栓连接拼装成整体(高强螺栓用扭力扳手拧紧,必须达到计算的扭力),同时安装配重托架与横梁螺旋顶。后用一台 200吨和一台300吨吊机一次性吊装到牛腿横梁的平车上(若无大型吊机时,也可在每节段处搭设临时墩逐节段拼装)。主梁拼装完毕后,接着拼装横梁,待横梁全部安装完成后,主梁在液压系统作用下,横桥向、顺桥向依次准确就位。在墩中心放出桥轴线,按桥轴线方向调整横梁,并用销子连接好,然后安装混凝土配重块。最后铺设底板和侧模、肋板及翼缘板。侧模底边坐在底模上,通过螺栓与底模连结,支撑采用螺旋丝杠与造桥机主梁联结成一整体,以增加体系的抗弯刚度,减少模板的变形,通丝杠可调节模板上口尺寸。移动模架拼装时要求各部位之间连接可靠,拼装完后要通过认真地全面检查,确认安全可靠后方可用作上部结构施工使用。
  ⑶荷载预压:移动模架预拱度的调整是施工中的重点,通过加载试验观测设备的挠度变形值。试验采用砂袋堆载的方法逐级加载,直至加至与混凝土等载,应注意箱梁腹板与顶底板处荷载不同,以保证移动模架系统的受力与实际浇筑混凝土时一致。持荷48小时,观测设备各构件、零部件的变形量和沉降量,及主梁和模板的挠度变形值,并作好记录值。现场根据实际测量值与理论计算值对比确定第一孔的预拱度调整值。移动模架的挠度值主要有三部分组成:
  a、混凝土自重产生的挠度值;
  b、预应力钢束张拉产生的反拱值,支点间按抛物线计算;
  c、牛腿压缩产生的变形值。
  因此,模架预拱度数值=模架弹性变形值+支腿沉降变形值+张拉起拱值
  通过预压消除结构非弹性变形,得出荷载-挠度曲线,并检验设计计算结果,调整预拱度,以求得砼梁施工的准确参数。提前发现机体结构及构件加工、安装所存在的问题和隐患,提前调整和整修,防患于未然。
  ⑷移动模架法现浇箱梁施工步骤:
  ①模架合模后,液压系统左右移动调节底模的平面位置,通过主梁液压千斤顶调节支座处模板的高程,再由主梁上螺旋千斤顶通过横梁调节底模及顶板预拱度,。
  ②安装永久性支座,安设底板及腹板钢筋、预应力钢束。
  ③底板腹板钢筋及预应力钢束验收合格后,安装内模。
  ④内模验收后,安设顶板钢筋及预应力钢束。
  ⑤在翼缘板侧模顶部,安装全幅振捣梁,控制混凝土高程及平整度(条件不具备时,在腹板钢筋顶部焊接滑移轨道并安放振捣梁)。
  ⑥全部工序验收合格后,浇筑箱梁混凝土并养生。
  ⑦待混凝土龄期和强度达到设计或规范要求后,进行预应力钢束张拉、孔道压浆。
  ⑧张拉压浆完成后,通过液压缸使主梁下移脱离梁体(液压缸伸长值为零),当移动模架过孔时,解开底模横梁销轴,左右两组外模通过液压系统横移开模,用液压缸顶推纵移模架至下一孔,向内横移带动外模合拢,连接横梁销轴合模,进行下一孔施工。
  4高强螺栓的连接施工
  (1)高强螺栓连接在施工前対连接实物和摩擦面进行检验,表面上和螺栓螺纹内有油污或生锈的应以煤油清洗,清洗后于螺母的螺纹内及垫圈的支承面上涂以少许黄油,以减少螺母与螺栓间的摩擦力。
  (2)安装时要注意垫圈的正反面,螺母有圆台面的一面朝向垫圈有倒角的
  面;对于六角头高强度螺栓连接副靠近螺栓头一侧的垫圈,有倒角的一面应朝向螺栓头。
  (3)高强螺栓用气动扳手初拧后,用标过的扭矩扳手进行终拧,对欠拧者
  补拧,超拧者更换后,重新补拧。对于大六角头高强度螺栓连接副,拧紧螺栓时,加到螺母上的扭矩值M和倒入螺栓的轴向紧固力(轴力)P之间存在对应关系:
  M=K*D*P
  式中  D--螺栓公称直径(mm)
  P--螺栓的轴力(KN)
  M--施加于螺栓上的扭矩值(KN.m)
  K--扭矩系数
  高强度螺栓连接副的扭矩系数K是衡量高强度螺栓质量的主要指标,该值由厂家根据试验数理统计值取得并提供。
  5 移动模架操作注意事项
  5.1落模时操作事项
  ⑴落模时小车上的主顶动作要保持一致,确保整个模架平稳下落。
  ⑵不能在主梁尚未落到位,提前打开所有的横梁销子,这样易造成设备倾斜失稳。
  5.2模架开模操作事项
  ⑴模架开模前应将牛腿横梁与小车的摩擦面清理干净,否则会导致四氟滑板磨损,横移困难,甚至横移不动。
  ⑵拆除所有模板横梁连接螺栓和销子,
  ⑶检查墩顶处模板、钢管架等是否已拆除。
  ⑷操作滑移小车横移油缸,模架开模直至模板让开墩身。
  ⑸滑移小车横移油缸必须保持同步;左右两侧主梁(鼻梁)打开的宽度保持一致,误差不超过500mm。
    (未完)全文阅读请点击金州大桥MSS40-1200下承式移动模架施工技术
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