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摘 要: 文章以某高速公路大桥施工为例, 从施工现场方面进行论述, 对在预应力混凝土连续刚构桥梁施工中, 如何能既保证工程质量, 又方便施工、经济高效的施工要点作了简要论述, 同大家进行交流, 为以后同类型桥梁施工提供一些有益的参考借鉴。
关键词: 公路桥梁；连续刚构桥； 施工技术
中图分类号： U412 文献标识码： A
一、 工程实况
该大桥位于属于丘陵山地间谷地, 地形中间低, 两边高, 呈Õ 形, 天然边坡稳定。此桥分左右线布孔。左线桥桥长341 m, 桥型布置为20 m 空心板+ ( 85+ 155+ 85) m 预应力混凝土连续刚构, 右线桥型布置为( 85+ 155+ 85) m 预应力混凝土连续刚构。
二、 按梁体部位分别进行分析
2. 10号段
1) 施工托架
施工托架是保证0 号段施工的重要环节(见图1) 。0号段或墩顶附近的梁段在托架上浇筑, 施工挂篮也在已浇筑的梁段上拼装。为了消除托架在浇筑梁段混凝土时产生变形, 必须对托架预压。使用施工现场的钢材进行堆载预压。
图10号段托架图
2) 0号段施工要点
0号段是箱梁混凝土浇筑方量最多的部位, 国内已建多座桥梁中出现收缩裂缝, 严重影响桥梁外观。施工时应注意:
a. 0 号段宜一次浇筑完成, 所以要求0 号段的施工托架刚度必须满足一次浇筑的要求, 如确因某些条件不能满足, 亦可采用两次浇筑, 施工缝应设置于腹板中部。
b. 浇筑应采取可靠的散热措施, 特别是倒角处混凝土较厚, 应加强散热措施。在混凝土养生时限内, 应确保混凝土任何表面长期处于湿润状态。
c.0 号段强度达到设计强度的85%以上后可进行纵、横、竖向的预应力张拉, 张拉完毕后即可安装挂篮。
2. 2 挂篮预压及安装
1) 在满足挂篮刚度和承载力的前提下挂篮重量应严格控制,在悬臂浇筑施工之前, 需要对挂篮进行压载试验, 测定出挂篮的抗弯刚度, 以便推算出所有梁段施工时的挂篮弹性挠度值, 在浇筑过程中对立模标高进行修正。
图2 挂篮预压示意图（单位：cm）
2) 采用在地面上预压的方法, 与传统方法相比, 既方便操作,又节约工期, 实践证明完全可以满足施工技术要求, 如图2 所示。
a.两挂篮水平放置, 离开地面, 用方木垫高30 cm。
b.中部用两条长4 m的轨道并排支撑。
c. A 端: 用4根精轧螺纹钢连接。
d. D端: 用吊带作为传力杆, 千斤顶张拉, 分级记录压力表读数和量测对应的变形量。根据所得数据进行分析, 得出结论。
2. 3 悬臂浇筑施工
2. 3. 1 钢筋及混凝土
1) 箱梁所有普通钢筋应按设计要求准确加工安装定位, 严格保证各类钢筋的净保护层厚度, 特别是顶底板横筋应严格定位,不得上浮或下沉。
2) 箱梁内齿板钢筋应与箱梁钢筋绑扎为整体,齿板混凝土与箱梁混凝土应同时浇筑。
3) 悬臂浇筑梁段可以一次浇筑完成, 也可以先浇筑梁底板和腹板, 再安装顶板钢筋及预应力管道, 最后浇筑顶板混凝土, 但需要注意由混凝土龄期差而产生的收缩、徐变次内力。
4) 保持桥墩两端的平衡非常重要, 桥墩两端的工作面应对称施工, 而且任何一边的施工进度都不能快过一车混凝土( 另一种说法是不能超过该节段的一个底板重量) ,否则施工桥面就会因失去平衡而发生危险。
2. 3. 2 预应力施工
1) 预应力管道。所有纵向预应力管道必须设置有塑料内衬管才允许浇筑混凝土, 内衬管外径可比波纹管内径小3 mm ~4 mm, 内衬管应插过梁段接缝。预应力管道设计采用镀锌双波纹管对施工不利, 应优选塑料波纹管。
2) 预应力钢绞线。钢绞线运抵工地后应放置在室内并防止锈蚀: 钢绞线的下料及封锚截断时均不得使用电或氧弧切割, 只允许采用圆盘锯进行切割。
3) 锚具和垫板施工要点。预应力锚具是预应力结构中的核心元件, 永久设置于混凝土中, 承受着长期的荷载, 是预应力是否存在的关键, 所以对锚具的质量及施工的要求很高, 施工时锚座平面必须与钢束管道垂直, 锚孔中心要对准管道中心。锚垫板下混凝土局部应力较大, 空间小, 钢筋密集, 应特别注意对锚下混凝土的振捣, 确保密实, 穿索前应清除喇叭管内的漏浆和杂物。
2. 4 直线段施工
1) 首先进行直线段支架地基的处理, 根据现场情况进行台阶处理或硬化, 采取有效措施确保地基承载力符合要求。
2) 保证地基表面排水畅通很重要, 许多地基下沉的工程事故都是因为水造成的, 所以在场地周围设排水沟, 保证无积水或无渗水。
3) 主墩单T 即将完成时, 安装落地支架, 支架搭设好后, 进行预压。消除结构非弹性变形, 重量为箱梁自重加施工荷载, 压重时监测托架变形情况, 作为立模时预抬高量的依据, 预压可采用堆载砂袋或片石的方法进行, 也可采用水壓法进行。直线段内的钢筋较为密集, 预应力管道集中, 界面变化多, 所以施工时精心组织, 在混凝土浇筑前应认真检查。
2. 5 合龙段施工
1) 边跨合龙段。拆除边跨挂篮, 安装边跨合龙段吊篮模架,对称支撑在悬臂端及边跨直线段上。先在两端分别安装平衡重( 每端重量为1/ 2 的合龙段自重) 。然后安装合龙段钢支撑, 先按张拉力的35%张拉部分合龙束。之后进行立模, 绑扎钢筋和预应力管道等工作。根据施工控制要求, 选择温度不大于20 ℃±2℃, 开始浇筑边跨合龙段混凝土, 同步逐渐卸除等量平衡重。
2) 中跨合龙段。首先拆除两端挂篮。在两悬臂端安装平衡重。安装合龙段钢支撑( 必要时安装剪刀撑), 并安装吊篮模架,对称支撑于悬臂端, 先按张拉力的35%张拉部分合龙束, 之后工艺与边跨施工相同。中跨施工中的防崩钢筋很重要。在通常的设计中, 主跨中部底板纵向预应力钢绞线未设防崩钢筋, 由于钢绞线在张拉后产生的向曲线内侧的径向拉力使合龙段底板开裂,脱落。造成严重的工程质量事故。所以在合龙段前2 段~ 4 段就应开始在底板纵向预应力钢筋处设置防崩钢筋。
三、结束语
目前国内高速公路建设正在向省际边界及地形复杂的山岭重丘区延伸, 常常遇到深而宽的沟壑, 峡谷, 湍急河流等, 需要高墩、大跨、不受洪水和通航影响及养护工作量小的桥梁设计, 预应力混凝土连续刚构桥梁就是满足此类选型条件的桥型之一。连续刚构由于梁部连续, 墩梁固结。这样既保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的优点, 又保持了不设支座的优点, 避免了连续梁的缺点, 外形美观大方, 因而连续刚构桥在我国发展很快。近年来, 对称平衡悬臂法施工的大跨度预应力混凝土箱形截面连续梁得到了迅速的发展。
参考文献
[1]向中富，桥梁施工控制技术[M].
[2]葛耀君，分段施工桥梁分析与控制[M] .
[3] 贺拴海，桥梁结构理论与计算方法[M].
[4] 杨高中，连续刚构桥在我国的应用和发展[J]；
[5] 朱汉华,陈孟冲,袁迎捷. 预应力混凝土连续箱梁桥裂缝分析与防治[M].
关键词: 公路桥梁；连续刚构桥； 施工技术
中图分类号： U412 文献标识码： A
一、 工程实况
该大桥位于属于丘陵山地间谷地, 地形中间低, 两边高, 呈Õ 形, 天然边坡稳定。此桥分左右线布孔。左线桥桥长341 m, 桥型布置为20 m 空心板+ ( 85+ 155+ 85) m 预应力混凝土连续刚构, 右线桥型布置为( 85+ 155+ 85) m 预应力混凝土连续刚构。
二、 按梁体部位分别进行分析
2. 10号段
1) 施工托架
施工托架是保证0 号段施工的重要环节(见图1) 。0号段或墩顶附近的梁段在托架上浇筑, 施工挂篮也在已浇筑的梁段上拼装。为了消除托架在浇筑梁段混凝土时产生变形, 必须对托架预压。使用施工现场的钢材进行堆载预压。
图10号段托架图
2) 0号段施工要点
0号段是箱梁混凝土浇筑方量最多的部位, 国内已建多座桥梁中出现收缩裂缝, 严重影响桥梁外观。施工时应注意:
a. 0 号段宜一次浇筑完成, 所以要求0 号段的施工托架刚度必须满足一次浇筑的要求, 如确因某些条件不能满足, 亦可采用两次浇筑, 施工缝应设置于腹板中部。
b. 浇筑应采取可靠的散热措施, 特别是倒角处混凝土较厚, 应加强散热措施。在混凝土养生时限内, 应确保混凝土任何表面长期处于湿润状态。
c.0 号段强度达到设计强度的85%以上后可进行纵、横、竖向的预应力张拉, 张拉完毕后即可安装挂篮。
2. 2 挂篮预压及安装
1) 在满足挂篮刚度和承载力的前提下挂篮重量应严格控制,在悬臂浇筑施工之前, 需要对挂篮进行压载试验, 测定出挂篮的抗弯刚度, 以便推算出所有梁段施工时的挂篮弹性挠度值, 在浇筑过程中对立模标高进行修正。
图2 挂篮预压示意图（单位：cm）
2) 采用在地面上预压的方法, 与传统方法相比, 既方便操作,又节约工期, 实践证明完全可以满足施工技术要求, 如图2 所示。
a.两挂篮水平放置, 离开地面, 用方木垫高30 cm。
b.中部用两条长4 m的轨道并排支撑。
c. A 端: 用4根精轧螺纹钢连接。
d. D端: 用吊带作为传力杆, 千斤顶张拉, 分级记录压力表读数和量测对应的变形量。根据所得数据进行分析, 得出结论。
2. 3 悬臂浇筑施工
2. 3. 1 钢筋及混凝土
1) 箱梁所有普通钢筋应按设计要求准确加工安装定位, 严格保证各类钢筋的净保护层厚度, 特别是顶底板横筋应严格定位,不得上浮或下沉。
2) 箱梁内齿板钢筋应与箱梁钢筋绑扎为整体,齿板混凝土与箱梁混凝土应同时浇筑。
3) 悬臂浇筑梁段可以一次浇筑完成, 也可以先浇筑梁底板和腹板, 再安装顶板钢筋及预应力管道, 最后浇筑顶板混凝土, 但需要注意由混凝土龄期差而产生的收缩、徐变次内力。
4) 保持桥墩两端的平衡非常重要, 桥墩两端的工作面应对称施工, 而且任何一边的施工进度都不能快过一车混凝土( 另一种说法是不能超过该节段的一个底板重量) ,否则施工桥面就会因失去平衡而发生危险。
2. 3. 2 预应力施工
1) 预应力管道。所有纵向预应力管道必须设置有塑料内衬管才允许浇筑混凝土, 内衬管外径可比波纹管内径小3 mm ~4 mm, 内衬管应插过梁段接缝。预应力管道设计采用镀锌双波纹管对施工不利, 应优选塑料波纹管。
2) 预应力钢绞线。钢绞线运抵工地后应放置在室内并防止锈蚀: 钢绞线的下料及封锚截断时均不得使用电或氧弧切割, 只允许采用圆盘锯进行切割。
3) 锚具和垫板施工要点。预应力锚具是预应力结构中的核心元件, 永久设置于混凝土中, 承受着长期的荷载, 是预应力是否存在的关键, 所以对锚具的质量及施工的要求很高, 施工时锚座平面必须与钢束管道垂直, 锚孔中心要对准管道中心。锚垫板下混凝土局部应力较大, 空间小, 钢筋密集, 应特别注意对锚下混凝土的振捣, 确保密实, 穿索前应清除喇叭管内的漏浆和杂物。
2. 4 直线段施工
1) 首先进行直线段支架地基的处理, 根据现场情况进行台阶处理或硬化, 采取有效措施确保地基承载力符合要求。
2) 保证地基表面排水畅通很重要, 许多地基下沉的工程事故都是因为水造成的, 所以在场地周围设排水沟, 保证无积水或无渗水。
3) 主墩单T 即将完成时, 安装落地支架, 支架搭设好后, 进行预压。消除结构非弹性变形, 重量为箱梁自重加施工荷载, 压重时监测托架变形情况, 作为立模时预抬高量的依据, 预压可采用堆载砂袋或片石的方法进行, 也可采用水壓法进行。直线段内的钢筋较为密集, 预应力管道集中, 界面变化多, 所以施工时精心组织, 在混凝土浇筑前应认真检查。
2. 5 合龙段施工
1) 边跨合龙段。拆除边跨挂篮, 安装边跨合龙段吊篮模架,对称支撑在悬臂端及边跨直线段上。先在两端分别安装平衡重( 每端重量为1/ 2 的合龙段自重) 。然后安装合龙段钢支撑, 先按张拉力的35%张拉部分合龙束。之后进行立模, 绑扎钢筋和预应力管道等工作。根据施工控制要求, 选择温度不大于20 ℃±2℃, 开始浇筑边跨合龙段混凝土, 同步逐渐卸除等量平衡重。
2) 中跨合龙段。首先拆除两端挂篮。在两悬臂端安装平衡重。安装合龙段钢支撑( 必要时安装剪刀撑), 并安装吊篮模架,对称支撑于悬臂端, 先按张拉力的35%张拉部分合龙束, 之后工艺与边跨施工相同。中跨施工中的防崩钢筋很重要。在通常的设计中, 主跨中部底板纵向预应力钢绞线未设防崩钢筋, 由于钢绞线在张拉后产生的向曲线内侧的径向拉力使合龙段底板开裂,脱落。造成严重的工程质量事故。所以在合龙段前2 段~ 4 段就应开始在底板纵向预应力钢筋处设置防崩钢筋。
三、结束语
目前国内高速公路建设正在向省际边界及地形复杂的山岭重丘区延伸, 常常遇到深而宽的沟壑, 峡谷, 湍急河流等, 需要高墩、大跨、不受洪水和通航影响及养护工作量小的桥梁设计, 预应力混凝土连续刚构桥梁就是满足此类选型条件的桥型之一。连续刚构由于梁部连续, 墩梁固结。这样既保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的优点, 又保持了不设支座的优点, 避免了连续梁的缺点, 外形美观大方, 因而连续刚构桥在我国发展很快。近年来, 对称平衡悬臂法施工的大跨度预应力混凝土箱形截面连续梁得到了迅速的发展。
参考文献
[1]向中富，桥梁施工控制技术[M].
[2]葛耀君，分段施工桥梁分析与控制[M] .
[3] 贺拴海，桥梁结构理论与计算方法[M].
[4] 杨高中，连续刚构桥在我国的应用和发展[J]；
[5] 朱汉华,陈孟冲,袁迎捷. 预应力混凝土连续箱梁桥裂缝分析与防治[M].