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摘要随着科学技术和交通事业的发展,预应力混凝土连续梁桥以其施工简便、造价经济、受力合理、行车舒适等独特优势在近年来得到了迅速崛起,在主跨200-300m范围内几乎成为首选桥型。随着其墩高、跨径的不断增大,其施工控制的要求越来越高,施工控制的难度也越来越大,在施工控制中出现了一系列的问题。针对某高速公路上的先简支后结构连续梁桥的主要施工进行的阐述,然后就施工的质量控制措施进行探讨。
关键词预应力混凝土;连续梁桥;施工;质量控制
中图分类号U44文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)051-0085-01
1工程概况
某大桥设计级别为二级公路桥,设计行车速度30km/h,桥梁设计全长665.45m桥梁的上部结构为预应力混凝土连续梁形式,桥面净宽8.75m,下部为单薄壁墩身结构,桩基采用挖孔桩的基础。桥头搭板采用6.20m搭板处理。桥面铺装层设计采用沥青混凝土的形式。上部结构采用直腹板的预应力混凝土箱梁,箱梁横截面为单箱单室断面,采用纵向和竖向预应力混凝土结构。本桥纵面位于R=600的竖曲线上。本桥上部结构主要为悬浇变截面箱梁和现浇防撞护栏。箱梁悬浇段共分16段,每段长度为2-5m。0#块总长9.6m在托架形成的支架上进行浇筑,其余1-12#段采用挂篮形式的对称悬浇施工,13-15#和16#段在形成合拢支架后浇筑施工处理。
2预应力混凝土连续梁的施工技术
1)混凝土施工方面。混凝土要均匀,安排专职试验人员随时检查混凝土的坍落度和和易性,保证混凝土入模时的坍落度在100mm-120mm内。连续梁采用水平分层浇筑,每层厚度不大于30cm,浇筑顺序为“马蹄形”部分—腹板—翼板。在混凝土施工中采用附着式振动器和振捣棒联合完成,其中附着式振动器振捣梁的马蹄部和腹板,插入式振动器振捣腹板和翼板。当料斗下料时,先开附着式振动器振动,约40s,让拌合物进入马蹄部位,至该部位混凝土密实为止。2)张拉施工方面。制作钢绞线束:展开钢绞线,剔除死弯,挡板控制下料长度并切割、编束;施加预应力,张拉设备使用前,根据千斤顶及压力表的检验报告,确定压力表读数与张拉力之间一一对应关系曲线。张拉使用专业技术人员操作和管理,施加预应力尽量对称,保证同步,防止千斤顶后索片索死。张拉实行双控,张拉力控制为主。伸长值进行校核为辅,实际伸长值与理论伸长值之差应控制在理论伸长值的6%之内。且不允许整根钢绞线拉断,伸长值达不到设计要求时,灌中性肥皂水以减少其摩阻损失。3)梁安装施工方面。连续梁安装架设的施工流程为:架桥机就位→放出支座和梁端线→安装支座→运梁→吊梁、就位→架完→孔梁→架桥机前移→浇筑横隔板→浇筑纵向湿接缝→浇筑墩顶连续→负弯矩区钢束张拉。
粱的安装是在梁预制好,墩台完成具备安装条件后进行。梁架设安装采用架桥机架设法,利用台后路基拼装双导梁架桥机。架桥机拼装完成后,按要求进行试吊,以检查各主要部分受力情况,确认受力良好后,将架桥机推移到第一跨,固定好架桥机后,预制梁由运梁平车送入双导梁内,由双导梁上两部桁车吊起,将梁纵移到安装跨,用横移小平车将梁横移到设计位置下落就位。第一跨梁全部安装完毕后,前移架桥机,准备下一跨架设,重复上述程序进行下一跨梁的安装。
3连续梁施工质量控制措施探讨
1)施工主要控制基本策略。预应力混凝土连续梁桥的施工控制包括两个方面的内容:变形控制和内力控制。变形控制是严格控制每一节段箱梁的竖向挠度及其横向偏移,若有偏差并且偏差较大时,就必须立即进行误差分析并确定调整方法,为下一节段的施工更为精确作好准备工作。内力控制则是控制主梁关键截面的应力,使其不致因内力过大而偏于不安全,甚至在施工过程中即造成毁坏。这两项控制内容亦有所偏重,一般以变形控制为主,同时兼顾内力控制。
预应力混凝土连续梁桥施工控制的方法,因施工方法的不同而有差异,施工控制方法必须符合实际的施工方法。概括起来,不管采用何种施工方法,施工控制方法均需完善施工控制计算和误差分析两个方面的内容。
2)预应力施工控制。张拉所使用的千斤顶,必须经过国家检测部门校验的三级以上的压力环的标定。对于超过标验系数的,要查明原因,并核对无误后方可使用,油泵的校验亦如此。在张拉过程中,如发现千斤顶的校验读数与钢丝束伸长值不符,应当查明原因后方可张拉。梁体张拉之前,要测试有代表性的梁体管道实际摩阻力,确定实际锚下应力,避免张拉力超张或张拉力不足。
施工中为使预应力筋管道平顺,降低摩阻力损失,可加密定位网,建议隔0.5m设一个定位网,且与钢筋骨架绑扎牢固,并将预应力筋管道与定位网绑扎牢固,使管道上下左右不能移动,保证预应力筋管道圆顺,避免混凝土浇筑时波纹管上浮而引起严重的质量事故。
梁体张拉完后,及时检查有无锚具失效,有无滑断丝现象,无误后方可割丝,割丝保留不小于40mm,一般以不妨碍封端模板即可。压浆前应用高压水冲洗孔道,并用高压风冲出洗孔道用水,预留压浆孔应预留保压用装置,以保证孔道压浆的压力为3-4Pa。压浆可采用由一端向另一端施压的方法,等另一端出浓浆时,即可关闭装置,另一端达到压力后可封闭。压浆机要有压力表显示,并要做好记录,压浆用水泥浆水泥与水之比为1:(0.4-0.42)为宜。可掺入一定的减水剂,减少水泥浆的用水量,减少泌水,增强其流动度和强度,水泥浆的强度不低于C40级。
3)线形施工质量控制。线形控制是悬臂灌注过程中对各梁段线形的动态控制过程,准确地定位施工中梁体顶面、底面标高和纵横向位置,并将其与理论值进行比较,找出其偏差值后对偏差进行分析研究,然后找出修正值,指导下一梁段施工。从而使连续梁顶底面线形平顺,各部的高程误差满足设计和规范要求。测量方法是将仪器置于梁上,以0号段上所设的水准点为准进行测量。从理论上讲,此法会受到墩身压缩下沉不等的影响,此下沉值一般较小,不会超过合拢允许值,并可在合拢前提前4个节段联测时进行调整消除。
对每套挂篮使用前都要进行预加等荷载来消除其非弹性变形,测出其弹性变形,为确定立模高程提供基本依据;严格控制预应力筋张拉力的准确度和张拉时混凝土的龄期要求;从合拢段前4个梁段起,对全桥各梁段的标高和线形进行联测,并在这4个梁段内逐步调整,以控制合拢精度;保证挂篮预留孔位置准确。当预留孔位置偏差较大时,挂篮不好调甚至调整不到中线位置,因此必须提高各预留孔的准确度.同时为了防止振捣混凝土时移位,预留孔要用钢筋网固定;对于监控单位的线形控制观测点要有明显标记,并在施工中妥善保护,避免碰撞后弯折变形。如用Φ16直径的钢筋棒作观测点,钢筋露出混凝土面以5mm为宜,并宜将钢筋顶磨圆。
4结语
预应力混凝土连续梁结构施工虽然结构复杂,工序繁琐且专业性强,每道工序都会影响整体的施工质量,但是只要组织专业化的施工队伍进行施工,加上精心组织,科学安排,在施工过程中充分注意施工注意事项,预应力混凝土连续梁结构的施工质量是完全可以控制好的。随着交通事业的发展,荷载等级、交通量、行车速度等必然提高,还有一些不可预测的自然破坏力也将危及桥梁的安全,若在建设桥梁时进行了施工控制,并预留长期观测点,将会给桥梁创造终身安全检测的条件,从而给桥梁运营阶段的养护工作提供科学的、可靠的数据,给桥梁安全使用提供可靠保证。
参考文献
[1]白光耀.连续梁桥的施工监控与结构仿真分析.南宁:广西大学,2006.
[2]李坚.我国预应力混凝土连续梁桥的发展与工程实践.城市道桥与防洪.2001,3.
[3]范立础.预应力混凝土连续梁桥.北京:人民交通出版社,2001.
[4]曹俊伟.八尺门特大桥先简支后连续梁施工技术.山西建筑,2001,2.
关键词预应力混凝土;连续梁桥;施工;质量控制
中图分类号U44文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)051-0085-01
1工程概况
某大桥设计级别为二级公路桥,设计行车速度30km/h,桥梁设计全长665.45m桥梁的上部结构为预应力混凝土连续梁形式,桥面净宽8.75m,下部为单薄壁墩身结构,桩基采用挖孔桩的基础。桥头搭板采用6.20m搭板处理。桥面铺装层设计采用沥青混凝土的形式。上部结构采用直腹板的预应力混凝土箱梁,箱梁横截面为单箱单室断面,采用纵向和竖向预应力混凝土结构。本桥纵面位于R=600的竖曲线上。本桥上部结构主要为悬浇变截面箱梁和现浇防撞护栏。箱梁悬浇段共分16段,每段长度为2-5m。0#块总长9.6m在托架形成的支架上进行浇筑,其余1-12#段采用挂篮形式的对称悬浇施工,13-15#和16#段在形成合拢支架后浇筑施工处理。
2预应力混凝土连续梁的施工技术
1)混凝土施工方面。混凝土要均匀,安排专职试验人员随时检查混凝土的坍落度和和易性,保证混凝土入模时的坍落度在100mm-120mm内。连续梁采用水平分层浇筑,每层厚度不大于30cm,浇筑顺序为“马蹄形”部分—腹板—翼板。在混凝土施工中采用附着式振动器和振捣棒联合完成,其中附着式振动器振捣梁的马蹄部和腹板,插入式振动器振捣腹板和翼板。当料斗下料时,先开附着式振动器振动,约40s,让拌合物进入马蹄部位,至该部位混凝土密实为止。2)张拉施工方面。制作钢绞线束:展开钢绞线,剔除死弯,挡板控制下料长度并切割、编束;施加预应力,张拉设备使用前,根据千斤顶及压力表的检验报告,确定压力表读数与张拉力之间一一对应关系曲线。张拉使用专业技术人员操作和管理,施加预应力尽量对称,保证同步,防止千斤顶后索片索死。张拉实行双控,张拉力控制为主。伸长值进行校核为辅,实际伸长值与理论伸长值之差应控制在理论伸长值的6%之内。且不允许整根钢绞线拉断,伸长值达不到设计要求时,灌中性肥皂水以减少其摩阻损失。3)梁安装施工方面。连续梁安装架设的施工流程为:架桥机就位→放出支座和梁端线→安装支座→运梁→吊梁、就位→架完→孔梁→架桥机前移→浇筑横隔板→浇筑纵向湿接缝→浇筑墩顶连续→负弯矩区钢束张拉。
粱的安装是在梁预制好,墩台完成具备安装条件后进行。梁架设安装采用架桥机架设法,利用台后路基拼装双导梁架桥机。架桥机拼装完成后,按要求进行试吊,以检查各主要部分受力情况,确认受力良好后,将架桥机推移到第一跨,固定好架桥机后,预制梁由运梁平车送入双导梁内,由双导梁上两部桁车吊起,将梁纵移到安装跨,用横移小平车将梁横移到设计位置下落就位。第一跨梁全部安装完毕后,前移架桥机,准备下一跨架设,重复上述程序进行下一跨梁的安装。
3连续梁施工质量控制措施探讨
1)施工主要控制基本策略。预应力混凝土连续梁桥的施工控制包括两个方面的内容:变形控制和内力控制。变形控制是严格控制每一节段箱梁的竖向挠度及其横向偏移,若有偏差并且偏差较大时,就必须立即进行误差分析并确定调整方法,为下一节段的施工更为精确作好准备工作。内力控制则是控制主梁关键截面的应力,使其不致因内力过大而偏于不安全,甚至在施工过程中即造成毁坏。这两项控制内容亦有所偏重,一般以变形控制为主,同时兼顾内力控制。
预应力混凝土连续梁桥施工控制的方法,因施工方法的不同而有差异,施工控制方法必须符合实际的施工方法。概括起来,不管采用何种施工方法,施工控制方法均需完善施工控制计算和误差分析两个方面的内容。
2)预应力施工控制。张拉所使用的千斤顶,必须经过国家检测部门校验的三级以上的压力环的标定。对于超过标验系数的,要查明原因,并核对无误后方可使用,油泵的校验亦如此。在张拉过程中,如发现千斤顶的校验读数与钢丝束伸长值不符,应当查明原因后方可张拉。梁体张拉之前,要测试有代表性的梁体管道实际摩阻力,确定实际锚下应力,避免张拉力超张或张拉力不足。
施工中为使预应力筋管道平顺,降低摩阻力损失,可加密定位网,建议隔0.5m设一个定位网,且与钢筋骨架绑扎牢固,并将预应力筋管道与定位网绑扎牢固,使管道上下左右不能移动,保证预应力筋管道圆顺,避免混凝土浇筑时波纹管上浮而引起严重的质量事故。
梁体张拉完后,及时检查有无锚具失效,有无滑断丝现象,无误后方可割丝,割丝保留不小于40mm,一般以不妨碍封端模板即可。压浆前应用高压水冲洗孔道,并用高压风冲出洗孔道用水,预留压浆孔应预留保压用装置,以保证孔道压浆的压力为3-4Pa。压浆可采用由一端向另一端施压的方法,等另一端出浓浆时,即可关闭装置,另一端达到压力后可封闭。压浆机要有压力表显示,并要做好记录,压浆用水泥浆水泥与水之比为1:(0.4-0.42)为宜。可掺入一定的减水剂,减少水泥浆的用水量,减少泌水,增强其流动度和强度,水泥浆的强度不低于C40级。
3)线形施工质量控制。线形控制是悬臂灌注过程中对各梁段线形的动态控制过程,准确地定位施工中梁体顶面、底面标高和纵横向位置,并将其与理论值进行比较,找出其偏差值后对偏差进行分析研究,然后找出修正值,指导下一梁段施工。从而使连续梁顶底面线形平顺,各部的高程误差满足设计和规范要求。测量方法是将仪器置于梁上,以0号段上所设的水准点为准进行测量。从理论上讲,此法会受到墩身压缩下沉不等的影响,此下沉值一般较小,不会超过合拢允许值,并可在合拢前提前4个节段联测时进行调整消除。
对每套挂篮使用前都要进行预加等荷载来消除其非弹性变形,测出其弹性变形,为确定立模高程提供基本依据;严格控制预应力筋张拉力的准确度和张拉时混凝土的龄期要求;从合拢段前4个梁段起,对全桥各梁段的标高和线形进行联测,并在这4个梁段内逐步调整,以控制合拢精度;保证挂篮预留孔位置准确。当预留孔位置偏差较大时,挂篮不好调甚至调整不到中线位置,因此必须提高各预留孔的准确度.同时为了防止振捣混凝土时移位,预留孔要用钢筋网固定;对于监控单位的线形控制观测点要有明显标记,并在施工中妥善保护,避免碰撞后弯折变形。如用Φ16直径的钢筋棒作观测点,钢筋露出混凝土面以5mm为宜,并宜将钢筋顶磨圆。
4结语
预应力混凝土连续梁结构施工虽然结构复杂,工序繁琐且专业性强,每道工序都会影响整体的施工质量,但是只要组织专业化的施工队伍进行施工,加上精心组织,科学安排,在施工过程中充分注意施工注意事项,预应力混凝土连续梁结构的施工质量是完全可以控制好的。随着交通事业的发展,荷载等级、交通量、行车速度等必然提高,还有一些不可预测的自然破坏力也将危及桥梁的安全,若在建设桥梁时进行了施工控制,并预留长期观测点,将会给桥梁创造终身安全检测的条件,从而给桥梁运营阶段的养护工作提供科学的、可靠的数据,给桥梁安全使用提供可靠保证。
参考文献
[1]白光耀.连续梁桥的施工监控与结构仿真分析.南宁:广西大学,2006.
[2]李坚.我国预应力混凝土连续梁桥的发展与工程实践.城市道桥与防洪.2001,3.
[3]范立础.预应力混凝土连续梁桥.北京:人民交通出版社,2001.
[4]曹俊伟.八尺门特大桥先简支后连续梁施工技术.山西建筑,2001,2.