移动模架整孔现浇大跨度混凝土箱梁桥的关键技术研究
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摘要
移动模架工法由于其具有工厂化施工、标准化作业、梁体整体性好、施工周期短、施工不影响桥下交通等诸多优点,在中、小跨径等高梁的建设中得到了非常广泛的应用。从目前的工程实践来看,移动模架工法在方案经济性、结构设计、箱梁混凝土质量及线形控制等方面还存在诸多问题,对于大跨径移动模架以上问题尤为突出。此外,移动模架施工中的重大安全质量事故也时有发生。这些问题严重制约了移动模架在大跨径等高梁桥施工中的推广和应用。
本文针对移动模架工法发展的技术现状及存在问题,以建设中的广州珠江黄埔大桥MSS62.5m移动模架施工为背景,从提高移动模架工法的施工质量、可靠性、经济性等角度出发,对移动模架的设计与施工技术、模架施工的混凝土质量控制、大跨模架与待浇梁段钢骨架耦合效应、分段施工技术等进行了理论探讨和实践应用。
针对桥跨62.5m箱梁的移动模架整体现浇施工,通过对移动模架构设计和施工工艺等的全面研究和总结,形成了大跨径移动模架整孔现浇施工混凝土箱梁的成套技术方案。针对移动模架整孔现浇的大跨、高墩、薄壁预应力混凝土箱梁的特点和要求,采用密实骨架堆积法进行了移动模架高墩大跨薄壁箱型结构混凝土配合比的优化设计,并通过室内实验、理论分析和现场监测等方法,最终确定了最优的混凝土配合比和外加剂、粉煤灰和矿粉等的最佳掺量,在有效控制混凝土开裂、提高结构的耐久性同时,还降低了水泥用量。对于大跨径移动模架与结构间的耦合作用效应,通过数值分析与模拟,为线形控制及模架刚度选取提供了客观依据。针对更大跨径的等高梁的施工,通过在连续梁反弯点处进行分段施工的方法,显著增强了移动模架施工工法的适用范围及施工能力,同时也提高了对已有移动模架的重复利用次数。
本文对移动模架整孔现浇大跨度混凝土箱梁桥的关键技术进行了研究,并在广州珠江黄埔大桥建设中进行了实践,取得了成功,对推动移动模架工法的进一步应用具有现实意义。本文的研究成果直接为背景工程的顺利建成提供了保障,为标准跨径为62.5m、最大浇筑长度为75m、承载能力为2650t的世界最大跨度移动模架的成功研制及实践,以及大型移动模架设计、制造、施工及质量控制体系的形成等,奠定了基础；为移动模架设计、施工指南及规范的制定提供了有益参考。
Construction with movable scaffolding system has the advantages of industrial manufacture, standardized construction, short cycle of the construction and non-blocking traffic under the bridge, etc, so frequently applying to small and medium-span bridge. However, there are still many problems such as the economy of movable frame program, structural designing, box-girder concrete quality and shape control, etc, especially on the long span movable frame construction. In addition, the major accidents of safety and quality occur sometimes. These hardly restricted the promotion and application of movable framework on long span bridge construction.
IN view of the technology situation and the problem of movable scaffolding system, based on Guangzhou zhujiang Huangpu bridge engineering, this paper focuses on the theoretical discussion and practical application about the designation and construction technique, the concrete quality control in the framework construction, the coupling effect of the long span framework and the beam's steel skeleton to be poured, grading construction technology, etc, due to improve the construction quality, reliability and economic of the movable framework construction method for the whole in-situ construction of long span prestressed concrete bridge.
For Movable framework Casting in situ of the box-girder beam with 62.5m in length, this paper does the research and summary totally on the structure designation and construction technology, leading to supply the complete set of technical measures and solutions for entire in-situ construction of long span prestressed concrete bridge. According to its casting characteristics and special requirements, the optimal mix proposition optimization is designed by the method of dense proportion design, used for high frusta thin-walled box structures concrete casted by movable frame. The most appropriate mix proportion of concrete and the best dosage of the admixtures such as flash and slag are determined through laboratory experiment, theoretical analysis and monitoring in site. It helps to control the concrete cracking effectively and improving the durability of the structure and meanwhile decrease cement content. The coupling effect between the movable frameworks and the structures is investigated by the numerical simulation method, providing objective basis for shape control and the frameworks' stiffness. For the long span girder bridge, the application scope and construction capability of movable frame are enhanced significantly by means of the grading construction method at the contra-flexure point of the continuous girder, and it is frequently reused.
This paper had researched on the key technique of the prestressed concrete bridge casted by movable framework, and successfully practiced on the construction of Guangzhou Huangpu bridge. It has valued significance and ensured the project mentioned in this text to complete, and offer the basis of the longest movable framework manufacturing (62.5m in standard span length,75m in the longest casting length,2650t in carrying capability), taking it into reality and forming of the system of the whole movable framework designation, manufacturing, construction and quality controlling, and also providing some manful references to establish the movable framework designing and construction guiding and normative.
本文针对移动模架工法发展的技术现状及存在问题,以建设中的广州珠江黄埔大桥MSS62.5m移动模架施工为背景,从提高移动模架工法的施工质量、可靠性、经济性等角度出发,对移动模架的设计与施工技术、模架施工的混凝土质量控制、大跨模架与待浇梁段钢骨架耦合效应、分段施工技术等进行了理论探讨和实践应用。
针对桥跨62.5m箱梁的移动模架整体现浇施工,通过对移动模架构设计和施工工艺等的全面研究和总结,形成了大跨径移动模架整孔现浇施工混凝土箱梁的成套技术方案。针对移动模架整孔现浇的大跨、高墩、薄壁预应力混凝土箱梁的特点和要求,采用密实骨架堆积法进行了移动模架高墩大跨薄壁箱型结构混凝土配合比的优化设计,并通过室内实验、理论分析和现场监测等方法,最终确定了最优的混凝土配合比和外加剂、粉煤灰和矿粉等的最佳掺量,在有效控制混凝土开裂、提高结构的耐久性同时,还降低了水泥用量。对于大跨径移动模架与结构间的耦合作用效应,通过数值分析与模拟,为线形控制及模架刚度选取提供了客观依据。针对更大跨径的等高梁的施工,通过在连续梁反弯点处进行分段施工的方法,显著增强了移动模架施工工法的适用范围及施工能力,同时也提高了对已有移动模架的重复利用次数。
本文对移动模架整孔现浇大跨度混凝土箱梁桥的关键技术进行了研究,并在广州珠江黄埔大桥建设中进行了实践,取得了成功,对推动移动模架工法的进一步应用具有现实意义。本文的研究成果直接为背景工程的顺利建成提供了保障,为标准跨径为62.5m、最大浇筑长度为75m、承载能力为2650t的世界最大跨度移动模架的成功研制及实践,以及大型移动模架设计、制造、施工及质量控制体系的形成等,奠定了基础；为移动模架设计、施工指南及规范的制定提供了有益参考。
Construction with movable scaffolding system has the advantages of industrial manufacture, standardized construction, short cycle of the construction and non-blocking traffic under the bridge, etc, so frequently applying to small and medium-span bridge. However, there are still many problems such as the economy of movable frame program, structural designing, box-girder concrete quality and shape control, etc, especially on the long span movable frame construction. In addition, the major accidents of safety and quality occur sometimes. These hardly restricted the promotion and application of movable framework on long span bridge construction.
IN view of the technology situation and the problem of movable scaffolding system, based on Guangzhou zhujiang Huangpu bridge engineering, this paper focuses on the theoretical discussion and practical application about the designation and construction technique, the concrete quality control in the framework construction, the coupling effect of the long span framework and the beam's steel skeleton to be poured, grading construction technology, etc, due to improve the construction quality, reliability and economic of the movable framework construction method for the whole in-situ construction of long span prestressed concrete bridge.
For Movable framework Casting in situ of the box-girder beam with 62.5m in length, this paper does the research and summary totally on the structure designation and construction technology, leading to supply the complete set of technical measures and solutions for entire in-situ construction of long span prestressed concrete bridge. According to its casting characteristics and special requirements, the optimal mix proposition optimization is designed by the method of dense proportion design, used for high frusta thin-walled box structures concrete casted by movable frame. The most appropriate mix proportion of concrete and the best dosage of the admixtures such as flash and slag are determined through laboratory experiment, theoretical analysis and monitoring in site. It helps to control the concrete cracking effectively and improving the durability of the structure and meanwhile decrease cement content. The coupling effect between the movable frameworks and the structures is investigated by the numerical simulation method, providing objective basis for shape control and the frameworks' stiffness. For the long span girder bridge, the application scope and construction capability of movable frame are enhanced significantly by means of the grading construction method at the contra-flexure point of the continuous girder, and it is frequently reused.
This paper had researched on the key technique of the prestressed concrete bridge casted by movable framework, and successfully practiced on the construction of Guangzhou Huangpu bridge. It has valued significance and ensured the project mentioned in this text to complete, and offer the basis of the longest movable framework manufacturing (62.5m in standard span length,75m in the longest casting length,2650t in carrying capability), taking it into reality and forming of the system of the whole movable framework designation, manufacturing, construction and quality controlling, and also providing some manful references to establish the movable framework designing and construction guiding and normative.
引文
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