武汉火车站三跨刚构拱桥模板工程关键技术
高纯,吴刚,张和森
(中建三局建设工程系份有限公司,潮业武汉430070 Chima)
[摘要】武广客运专线新建武汉火车站工程的三跨连续刚构拱析10联平行布置,桥梁外形为复杂空间不可展曲 面,桥需体量大,设计要求达到饰面清水混凝土外观效果,同时工期紧张.针对工程的具体情况,工程中采用了型例支撑架和多支点模向移动模架两种形式,论述了模板及支撑体系从设计到使用阶段相应的关调技术.结果表明,应用该关键技术,三跨连续削构拱桥顺利得以完成,达到了质量和工期要求.
[关键端]武汉火车站:三跨连续刚构拱桥:模板:监控:移动模架
[中图分类号]TU755.2 [文献标识码]A
[文章编号】1002-8498(2010)04-0014-04
Key Technologies for Formwork Engineering of Continuous Arc Rigid Frame Bridge in Wuhan Station
Gao Chun Wu Gang Zhang Hesen( Chise Gorutruction Tkird Eagineering Bure Co. Lad. Wuhas Habei 430070 China)
Abstract; Wuhan Statios engineering has ten parallel three-apan are rigid frame bridges which areplex spatial un-expansion surfaces with large architectural mass. The bridges &re designed es dedicated fair-faced concrete. Becsuse of short period and actual situation tro styles of section steeltechnologies from design stnge to using stage of fomwork and its support system are indicated. The resultsshow that three-span are rigid frame bridge can meet quality and period requirements.
Key words; Wuhan Station; three-span are rigid frame bridge; fonmwork; monitoring; movable formworkstent
1)复余空间不可展由面钢模板设计与制作利用武广客运专线新建武汉火车站站房内铁路高架桥计算机三维技术对复杂空间曲面体进行切割、放样,先核板成整,从面解决了复杂空间不可展由面模板难以
1工程概况
为10联平行布置的特大铁路高架桥,高架桥上部结构采用冲压、豫压,然后与骨架整体组拼的工艺保证曲面 为5x36m现浇预应力筒支箱梁((22.1-34)48(22.1-34))m三跨连续别构拱桥5×36m现浇预下料和加工制作的难题.应力简支箱梁.其中三跨削构拱桥其有10联,单梁长92.2-116m,宽15.5m,高4.98-10.89m,混发土平均 约3100m,单联梁重近9000t.标准断面为单箱五室板结构受力体系及施工设计方案,极大地降低了桥需鱼腹式,桥梁纵向呈拱形,如图1所示.桥梁混凝土采施工风险成本,为模板的设计与制作提供了可靠的技凝土效果. 用C50高性能混凝土,外观设计要求达到饰面清水混
2)复杂模板支撑体系设计与监控在三跨刚构供桥稿板体系设计方面,引人有限元模型分析法,优化额术保证.同时,在施工过程中对危险和受力较大杆件 进行实时监控,在不预压的情况下保证模板支架体系的安全性.
3)多支点横向移动模架技术本工程发明了一种
图1三爵构拱桥效果Fig. 1Three-spas are rigid frame bridge
2模板及支撑体系关键技术
万方数据
新型的桥梁施工设备,即多支点横向移动模架,在恶劣的施工环境及紧张的工期条件下,通过核板的自身滑 移来提高模板的周转效率,同时使施工现场简洁,既保证了三跨刚构供桥的质量、进度,同时节约了大量的劳动力.
4)空间曲面饰面清水混凝土的模板保证措施从模板方面讲,饰面清水混凝土的装饰效果要求对拉螺检、鲜缝、明缝进行精细布置.同时,在脱模剂的选用气泡分布及质感起到一定的改善作用.另外对模板的 方面,既要解决模板面板返锈问题,也要对混夜土外现加工及安装过程中的模板由率、拼缝、错台、平整度等提出更高的要求,尤其是针对复杂空间曲面模板的加 工制定了相应的验收标准.
1一析繁承台;2-析架主哦;3一医现土立程;4一始时缴性要;5一基抗支护推;6一支护顶冠果:7一名时缴求台:8一例管立 1号12号111016第;14一原定机械媒杆;15-辅轧螺纹例对控杆;16一模板面板
2.1复杂空间不可展曲面钢模板设计与制作
采用全铜模板.拱部曲面采用计算机切割、放样,热后 为了顺利实现桥梁结构造型,三跨刚构拱桥模板依据计算机得出的结果加工面板及背助,如图2所示.图2中先单独折弯3片板成所需要的曲面形状,然后 调整并焊接成整片形状.
图3号段模板支限示意
Fig.3Formwork sugport of Ne.0 segment
图4整体有限元模型Fig. 4 Integral FE model
模板体系监控是指沉降变形监测和应力监测.为现模板体系可能出现的异常受力状态,因此根据有限 了确保施工期间溯构拱桥模板体系安全工作,及时发元分析计算结果,对受力较大或较危险杆件在模板使预警信息. 用阶段的应力进行实时监测(见图5),以便及时提供
Fig.2 Unfolding plan Jefing after cutting of 图2供部曲面体切副后展开成平面放样
有的边柜、加劲助板、背楞等)组拼成形,然后对骨架进 加工时在加工平台上放置的胎样,先将骨架(即所行焊接,对焊接后的骨架外形尺寸进行复检和校正合格后,最后进行面板安装.
2.3多支点横向移动模果技术
2.3.1多支点横向移动模架构造
多支点横向移动模架包括桥梁外模板、模板支撑桁架、承重平台、移模小车、电动液压控制系统等,如图6所示.
2.2复杂模板支撑体系设计与监控
1)模板支撑体系设计
0号段模板按散支散拆方式进行,由支承平台通过佣立柱传力至承台进行承重、砂箱卸载、桁架支撑模 板.各层结构通过高强螺栓进行连接.如图3所示.
行分块,模板横断面共分4块,底模2块、衡模2块. 1)桥聚外模板为便于运输,模板按3m一段进两侧箱梁模板为对称布置,同时在箱梁底模与侧模分建处设置旋转饮点,侧模可绕此收点进行款转款平,以 有效降低模板过幅时整体高度,方便模板滑移过桥.
2)模板体系有限元分析
采用ANSYS10.0建立有限元模型对结构的承载力、变形等进行验算,其有限元槟型如图4所示.
2)模板支撑桁架设计成一个整体析架结构,以增加衍架的刚度及稳定性.侧模板与支撑桁架之问通 过机械螺旋得杆连接.侧模每道背楞位置均设置4根
通过有限元计算,可以得出模板支撑体系的应力及变形均符合规范要求,结构是安全的.
3)模板体系监控
万方数据
Fig.5 Stress monitering fer spport 图5支策应力监测
1一两竭钢支题;2一跨中钢支题:3-等模小率:4一顶升缸;5-号箱;6一出(网)抽管码;7-压系站;8一承重平台;9一支撑行第:10-面板系;11-例换折叠的红:12-铁速果;13-三府 连续制构供桥
Flg.6 Movable formwork stent 6移动模架
机械撑杆,待整体脱模完成后拆除,通过液压油缸将侧模转放平.
3)承重平台包括承重钢箱梁、连接桁架、支承钢立柱.承重钢箱梁为采用钢板组焊面成的箱形结构, 通过桁架把4组划箱梁连接成一个大平台.为使于安装与运输,每组钢箱梁分为3节,每节通过法兰用M30高强螺栓连接.连接桁架由型钢组焊而成,通过M20 高强螺栓与钢箱梁连接,使钢箱梁组成一个承重平台.支承钢立柱分承重钢立柱与油缸支柱,分别用于承受重载与空载.
下部,用以承受空载移动变幅时的模架. 4)移模小车移模小车共4台,安装在油缸支柱
5)电动液压控制系统用来完成侧模板旋转、模架升降、横移变幅、纵横向调整等动作.各类油缸采用
集中控制,以便于同类油缸同步运行.每两台移动小车申联在一起.
2.3.2多支点横向移动模架动作
移动模架工作采用液压传动,由液压油缸驱动,平稳可靠.面模板的成形面通过机械撑杆调节,以形成 准确的模板空间,保证梁体线形.向下整体脱模,下降、侧模折叠再横向移动过孔连续作业.其主要流程如图7所示.
图7移动模架主要流程
Fig.7Main process for movable formwork stent
2.4空间曲面饰面清水泥凝土的模板保证措施
2.4.1复杂空间由断钢核板加工
模板分段(块)加工、整体组拼.为了确保面板拼缝质量,单段模板与相邻段模板拼接处的面板在单段加工过程中不进行安装,当将股核板组拼成整体 后,再将拼缝两侧的面板安装到位,通过焊接、打磨等方式进行处理.加工过程中模板的曲率、拼缝、错台等严格按照设计及相关规范要求执行.模板构造如图8所示.
2.4.2模板板面清理
1)复杂空间不可展曲面钢模板整体组拼合格后,将模板拆开,分单元进行断板处理.其关键是面板拼 缝处要求医弧过,减小面板折线对模板外观的影响.需要对拼缝处加大打磨量,对不平整处通过打腻子的方式进行找平.
2)模板板面应采用树脂类模板漆.模板漆的涂剧过程不仅要按照材料说明执行,面且还应注意以下方面:①采用角磨机将模板表面的铁锈及残留提凝土周清理干净,再进行表面除油污处理,最后使用潮澄、干 净的抹布清洗模板板图,保证模板板面清结:②待模板板面干透后,均匀涂刷优质模板漆1~2层,不能过厚或过薄,涂刷过程中不得淋前;特别是涂刷完成1h以
内模构造
Fig.8Formwork structure of three-span 图8三跨削构棋桥模板构造示章are rigid frame bridge
内.涂层不宜暴露在扬尘中,如空气中扬尘较大,采取逃盖措施:模板漆干前,不得用手或其它物件触碰;③ 拆模后对涂层局部破坏处,可用砂纸及周边50mm范图内打毛后再涂.融损严重需重新进行模板清理及模板漆的涂刷.
2.4.3梁体外观螺检孔的设置
外模与内模之间采用特制的三段式对拉螺栓,在对拉螺栓设计中,唯螺每起到连接据栓、防止内模产生
(上接第3页)
水量拌合不少于40后出料.这样可以先润湿石料表面,不至于产生水泥稀累,并且强度也有保证.
施工双色组合层面层时,为保证上、下面层之间有良好的黏结,色译均匀,2层施工时间不应超过1h,并 应设2台晚择机搅拌不同色彩的透水水泥混极土.
由于透水水泥混毅土初凝时间短,排合后不宜过长时间停留,因此搅拌机容量应根据工程的规模配置: 地点电须靠近透水水泥混凝土面层施工现场.
3)湿凝土铺筑透水水泥凯菱土面层一般采用支设边模浇筑施工,拌合物推铺时的松铺系数宜按1.1 考虑.摊铺、找平、压实和收面作业的全过程应退免造水水泥混凝土过大的聚动,以免造成透水水泥混凝土中水泥浆离析,堵塞骨料间空隙,造或透水水混源凝土的透水性能下降.
露骨透水水泥混凝土施工时,应随时检查表面的初凝状况,及时进行面层冲洗,并随时清理剩余浆料,避免浆科堵塞露骨透水水泥泥凝土空除.
3结语
参考文献:
2.6验收
2.7维护和保养
3结语
位移外,还能起到在现凝土面形成装饰成孔的作用.
武广客运专线新建武汉火车站工程异形三跨连续削构拱桥共有10联,根据工期要求,共投人了5套多雄浑教厚、质朴,颜色一致,线条流畅,混凝土表面平 支点横向移动模架,20个0号段模板,生产的箱乘外观整、光滑、沾净、外观大方,无肉眼可见裂缝.
[1]建筑钢结构施工手册[M].北京:中国计划出版社,2005.Coeatruetioe handbook fer steel stractiuoes of beildings [ M ]-[2]中收三局集团有限公司.TB10203-2002铁路桥颁施工线施 Beijing: China Planning Poes 2005. (ia Chinese)The Tirl Eagjiseriag Gevup Ca. Lad. of Chins Bailbvey. [S].北京:中国铁道出版社,2002.TB10203-2002 Code far enatrnetisn lrilge & culomt afmilwey [S]. Beijing: Chisn Railvey Peblhing Bom 2002. (in Chinese)[3]江正荣.建筑地工计算手册[M].北京:中国建筑工业出版 t,2001.Jisng Zhengrng Calrulation handboot for bulding construrtion[M1] . Beijing: Chisa Anhiectsee & Building Poom 2001. (ia ([4]治金工业邢建演研究总院.CB50205-2001销结构工程施工放 营验收规卷[5]-龙京:中国计划出斯社 2002Bulding Reseuch lascitusc af Miristy odf Heallanoal Iduty.CBSO5-3001 Gade for ameplane of ointi qlty of ml ructares[ S]. Beijing: China Plning Pmm 2002. (in Chine)
性,不适合在冬、雨期和热期施工,否则应采取相应保 4)季节性施工由于透水水泥混凝土的自身特证措施.
场和停车场等处,质量标准按城镇道路工程相关要求, 透水水泥混凝土路面主要用于轻型荷载道路、广并对透水系数进行检验.
透水水泥混凝土路面在使用中会由于污染造成通水能力下降,会由于机械碰撞损坏路面,故提出具体要求,保障透水水沉湿凝土路面的正常使用.
(透水水泥润凝土路面技术规程)CJJ/T135-2009是我国首次编制完或的关于透水泥凝土路面的技术规程,本规程的领布对国内透水混覆土路面的应用,增加 城市的透水、透气空间,调节城市微气候、保持生态平衡起到推动作用.