中國(guó)市政工程協(xié)會(huì)
China  Municipal  Engineering  Association

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砂當(dāng)量的研究之砂當(dāng)量方程的建立與討論及應(yīng)用

發(fā)表時(shí)間：2014-07-10 09:18
　　1 工程概況
　　金州大橋位于大連市金州新區(qū)，是遼寧省濱海公路上一座特大橋，橫跨沈大高速公路與在建的哈大客運(yùn)專線，橋下為新建城市道路。橋孔布置為（20×40+130+27×40）m，橋梁全長(zhǎng)2010m.移動(dòng)模架施工范圍為0#～20#墩，21#～29#墩，共計(jì)56孔40m箱梁，按計(jì)劃配置兩臺(tái)40m移動(dòng)模架施工。
　　2移動(dòng)模架主要結(jié)構(gòu)部件
　　MSS移動(dòng)模架系統(tǒng)（move support system）是世界橋梁施工的先進(jìn)工法，主要由牛腿、推進(jìn)平車、主梁、鼻梁、橫梁、外膜及內(nèi)膜組成，每一部分都配有相應(yīng)的液壓或機(jī)械系統(tǒng)。施工時(shí)無需在橋下設(shè)置模板支架，而采用兩個(gè)支撐在牛腿上的鋼結(jié)構(gòu)主梁支承外模板，兩主梁通過牛腿支架支撐在插入橋墩中的托梁上，通過推進(jìn)小車、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等作為自行整體移動(dòng)的依托，在橋軸線處進(jìn)行分合，從而完成逐孔現(xiàn)澆梁片的造橋設(shè)備。移動(dòng)模架各組成部分結(jié)構(gòu)功能簡(jiǎn)介如下：
　　（1）牛腿：牛腿采用橫梁與桁架組合式結(jié)構(gòu)，通過墩身預(yù)留孔支撐在墩柱上，從而完成將施加在主梁上的荷載傳遞到橋梁墩柱上。本工程墩高從19m～31m不等，根據(jù)工程實(shí)際情況，設(shè)計(jì)方案采用牛腿拆裝式移動(dòng)模架系統(tǒng)，共設(shè)置三對(duì)牛腿系統(tǒng)，施工時(shí)只要用其中二對(duì)，另一對(duì)牛腿先安裝在下一孔橋墩上，以縮短移動(dòng)模架的施工周期。
　　（2）推進(jìn)平車：推進(jìn)平車安裝在牛腿上，每臺(tái)平車上配有兩臺(tái)推力390KN行程500㎜橫向移動(dòng)液壓缸、兩臺(tái)推力2600KN行程350㎜的豎向頂升主液壓缸和一臺(tái)推力490KN行程1000㎜縱向頂推液壓缸。推進(jìn)平車上下表面分別安有高密度聚乙烯滑板，通過三向液壓系統(tǒng)可以使主梁在橫向、順橋向及豎向正確就位。    （3）主梁：移動(dòng)模架系統(tǒng)主梁為一對(duì)鋼箱梁。根據(jù)計(jì)算，主梁剛度按最大凈撓度≤1／500施工跨徑控制，最大凈撓度控制在80㎜以內(nèi)。主梁長(zhǎng)度約為52m，分為四節(jié)，節(jié)間用高強(qiáng)螺栓連接。
　　（4）鼻梁：主梁兩端設(shè)有前后鼻梁，長(zhǎng)約21m，分為兩節(jié)，節(jié)間也用高強(qiáng)螺栓連接，起到支架向下一孔移動(dòng)時(shí)的引導(dǎo)和承重作用。
　　（5）橫梁：橫梁為焊接鋼箱梁形式，同一斷面上每對(duì)橫梁間銷連接，橫梁上設(shè)有銷孔，以安置外膜支架。橫梁通過機(jī)械支撐系統(tǒng)進(jìn)行豎向和橫向調(diào)整。
　　（6）外膜：外膜由底板、腹板、肋板及翼緣板組成。底板分塊直接鋪設(shè)在橫梁上，并與橫梁相對(duì)應(yīng)。腹板、肋板及翼緣板也與橫梁相對(duì)應(yīng)，并通過在橫梁設(shè)置的模板支架及支撐來安裝。
　　（7）內(nèi)膜：移動(dòng)模架系統(tǒng)的內(nèi)膜系統(tǒng)采用小塊組鋼模板以方便拆裝，加快施工速度。
　　（8）液壓系統(tǒng)：每套液壓系統(tǒng)有液壓站、液壓缸、液壓管路和電氣控制系統(tǒng)組成。液壓站驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)軸向恒功率變量柱塞泵，移動(dòng)模架主梁作縱、橫、豎方向移動(dòng)時(shí)，油泵通過并聯(lián)多路換向閥向縱、橫、豎移動(dòng)油缸供油，系統(tǒng)工作壓力有多路換向閥前閥所帶的溢流閥限定在32Mpa.
　　3 移動(dòng)模架系統(tǒng)的組裝與施工
　　⑴施工準(zhǔn)備：拼裝前對(duì)拼裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行平整、壓實(shí)處理，并預(yù)先澆筑好的砼墩以便將主梁墊起進(jìn)行連接拼裝。拼裝場(chǎng)地填鋪石碴和碎石進(jìn)行硬化，以保證足夠承載力，確保大型吊車和其他吊裝設(shè)備能安全順利地到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。
　　⑵模架拼裝：先將托梁與牛腿安裝在橋墩上，二者都要嚴(yán)格的進(jìn)行水平調(diào)整后方可上推進(jìn)平車；主梁為了方便運(yùn)輸，單片主梁分為4節(jié)段（共約85噸），現(xiàn)場(chǎng)用高強(qiáng)螺栓連接拼裝成整體（高強(qiáng)螺栓用扭力扳手?jǐn)Q緊，必須達(dá)到計(jì)算的扭力），同時(shí)安裝配重托架與橫梁螺旋頂。后用一臺(tái) 200噸和一臺(tái)300噸吊機(jī)一次性吊裝到牛腿橫梁的平車上（若無大型吊機(jī)時(shí)，也可在每節(jié)段處搭設(shè)臨時(shí)墩逐節(jié)段拼裝）。主梁拼裝完畢后，接著拼裝橫梁，待橫梁全部安裝完成后，主梁在液壓系統(tǒng)作用下，橫橋向、順橋向依次準(zhǔn)確就位。在墩中心放出橋軸線，按橋軸線方向調(diào)整橫梁，并用銷子連接好，然后安裝混凝土配重塊。最后鋪設(shè)底板和側(cè)模、肋板及翼緣板。側(cè)模底邊坐在底模上，通過螺栓與底模連結(jié)，支撐采用螺旋絲杠與造橋機(jī)主梁聯(lián)結(jié)成一整體，以增加體系的抗彎剛度，減少模板的變形，通絲杠可調(diào)節(jié)模板上口尺寸。移動(dòng)模架拼裝時(shí)要求各部位之間連接可靠，拼裝完后要通過認(rèn)真地全面檢查，確認(rèn)安全可靠后方可用作上部結(jié)構(gòu)施工使用。
　　⑶荷載預(yù)壓：移動(dòng)模架預(yù)拱度的調(diào)整是施工中的重點(diǎn)，通過加載試驗(yàn)觀測(cè)設(shè)備的撓度變形值。試驗(yàn)采用砂袋堆載的方法逐級(jí)加載，直至加至與混凝土等載，應(yīng)注意箱梁腹板與頂?shù)装逄幒奢d不同，以保證移動(dòng)模架系統(tǒng)的受力與實(shí)際澆筑混凝土?xí)r一致。持荷48小時(shí)，觀測(cè)設(shè)備各構(gòu)件、零部件的變形量和沉降量，及主梁和模板的撓度變形值，并作好記錄值。現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)實(shí)際測(cè)量值與理論計(jì)算值對(duì)比確定第一孔的預(yù)拱度調(diào)整值。移動(dòng)模架的撓度值主要有三部分組成：
　　a、混凝土自重產(chǎn)生的撓度值；
　　b、預(yù)應(yīng)力鋼束張拉產(chǎn)生的反拱值，支點(diǎn)間按拋物線計(jì)算；
　　c、牛腿壓縮產(chǎn)生的變形值。
　　因此，模架預(yù)拱度數(shù)值=模架彈性變形值＋支腿沉降變形值＋張拉起拱值
　　通過預(yù)壓消除結(jié)構(gòu)非彈性變形，得出荷載-撓度曲線,并檢驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果，調(diào)整預(yù)拱度，以求得砼梁施工的準(zhǔn)確參數(shù)。提前發(fā)現(xiàn)機(jī)體結(jié)構(gòu)及構(gòu)件加工、安裝所存在的問題和隱患，提前調(diào)整和整修，防患于未然。
　　⑷移動(dòng)模架法現(xiàn)澆箱梁施工步驟：
　　①模架合模后，液壓系統(tǒng)左右移動(dòng)調(diào)節(jié)底模的平面位置，通過主梁液壓千斤頂調(diào)節(jié)支座處模板的高程，再由主梁上螺旋千斤頂通過橫梁調(diào)節(jié)底模及頂板預(yù)拱度，。
　　②安裝永久性支座，安設(shè)底板及腹板鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼束。
　　③底板腹板鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼束驗(yàn)收合格后，安裝內(nèi)模。
　　④內(nèi)模驗(yàn)收后，安設(shè)頂板鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼束。
　　⑤在翼緣板側(cè)模頂部，安裝全幅振搗梁，控制混凝土高程及平整度（條件不具備時(shí)，在腹板鋼筋頂部焊接滑移軌道并安放振搗梁）。
　　⑥全部工序驗(yàn)收合格后，澆筑箱梁混凝土并養(yǎng)生。
　　⑦待混凝土齡期和強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)或規(guī)范要求后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼束張拉、孔道壓漿。
　　⑧張拉壓漿完成后，通過液壓缸使主梁下移脫離梁體（液壓缸伸長(zhǎng)值為零），當(dāng)移動(dòng)模架過孔時(shí)，解開底模橫梁銷軸，左右兩組外模通過液壓系統(tǒng)橫移開模，用液壓缸頂推縱移模架至下一孔，向內(nèi)橫移帶動(dòng)外模合攏，連接橫梁銷軸合模，進(jìn)行下一孔施工。
　　4高強(qiáng)螺栓的連接施工
　　（1）高強(qiáng)螺栓連接在施工前対連接實(shí)物和摩擦面進(jìn)行檢驗(yàn)，表面上和螺栓螺紋內(nèi)有油污或生銹的應(yīng)以煤油清洗，清洗后于螺母的螺紋內(nèi)及墊圈的支承面上涂以少許黃油，以減少螺母與螺栓間的摩擦力。
　　（2）安裝時(shí)要注意墊圈的正反面，螺母有圓臺(tái)面的一面朝向墊圈有倒角的
　　面；對(duì)于六角頭高強(qiáng)度螺栓連接副靠近螺栓頭一側(cè)的墊圈，有倒角的一面應(yīng)朝向螺栓頭。
　　（3）高強(qiáng)螺栓用氣動(dòng)扳手初擰后，用標(biāo)過的扭矩扳手進(jìn)行終擰，對(duì)欠擰者
　　補(bǔ)擰，超擰者更換后，重新補(bǔ)擰。對(duì)于大六角頭高強(qiáng)度螺栓連接副，擰緊螺栓時(shí)，加到螺母上的扭矩值M和倒入螺栓的軸向緊固力（軸力）P之間存在對(duì)應(yīng)關(guān)系：
　　M=K*D*P
　　式中   D--螺栓公稱直徑（mm）
　　P--螺栓的軸力（KN）
　　M--施加于螺栓上的扭矩值（KN.m）
　　K--扭矩系數(shù)
　　高強(qiáng)度螺栓連接副的扭矩系數(shù)K是衡量高強(qiáng)度螺栓質(zhì)量的主要指標(biāo)，該值由廠家根據(jù)試驗(yàn)數(shù)理統(tǒng)計(jì)值取得并提供。
　　5 移動(dòng)模架操作注意事項(xiàng)
　　5.1落模時(shí)操作事項(xiàng)
　　⑴落模時(shí)小車上的主頂動(dòng)作要保持一致，確保整個(gè)模架平穩(wěn)下落。
　　⑵不能在主梁尚未落到位，提前打開所有的橫梁銷子，這樣易造成設(shè)備傾斜失穩(wěn)。
　　5.2模架開模操作事項(xiàng)
　　⑴模架開模前應(yīng)將牛腿橫梁與小車的摩擦面清理干凈，否則會(huì)導(dǎo)致四氟滑板磨損，橫移困難，甚至橫移不動(dòng)。
　　⑵拆除所有模板橫梁連接螺栓和銷子，
　　⑶檢查墩頂處模板、鋼管架等是否已拆除。
　　⑷操作滑移小車橫移油缸，模架開模直至模板讓開墩身。
　　⑸滑移小車橫移油缸必須保持同步；左右兩側(cè)主梁（鼻梁）打開的寬度保持一致，誤差不超過500mm。