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【摘 要】 如何保证桥面铺装厚度和大面积桥面铺装的平整度以及不造成桥面铺装混凝土的额外浪费,施工中要精心组织、严格控制各道工序施工。
【关键词】 桥面铺装;厚度;平整度;拱度;标高调整
前言:
结合沈阳至四平高速公路改扩建路基二标工程桥梁上部采用先张法预应力板梁。由于板梁的截面尺寸相对较小,同时其跨度范围较大,以及在施加的偏心预应力、自重、收缩、徐变的共同作用下,预应力梁板在桥面铺装前就有一定的不规则上拱,在有预拱度的梁上做桥面铺装层,必然形成两种情况,如果保证跨中铺装层达到设计量,则其余部分砼厚度增大,使桥梁自重增加,施工单位预算超支(因此部分砼不在计量之内)如果按支点位置控制铺装厚度、则跨中受力重点断面尺寸不能保证,降低了桥梁的安全度。如何保证桥面铺装厚度、提高大面积桥面铺装的平整度以及在桥面铺装层施工中不造成混凝土超厚是施工中亟须解决的问题。为此,我们在立住盖梁、梁板预制、安装及桥面铺装的三方面施工中分别采取了相应措施进行控制。
桥面铺装设计厚度为10cm,在板梁预制时,由于对其施加预应力,梁板存在一定的上拱度,梁板从预制到吊装阶段,由于施工因素、材料性能及环境条件的影响,使梁板的起拱没有规律可循。掌握梁板拱度的变化情况,做到心中有数,则可减少施工的盲目性。
桥面净宽19.1m,铺装面积较大,桥面铺装的平整度控制也是施工中的一个重点。另桥面铺装和防撞护栏施工完成后,二期静载使梁板下挠度增加,考虑到弥补由于桥面下挠产生的桥面铺装厚度变化,我们对桥面设计标高通过计算进行了调整。
根据调查分析,对影响桥面铺装厚度的几个因素进行了控制,采取了如下措施:
1.减少梁板起拱对桥面铺装厚度的影响
1.1预制阶段梁体起拱的控制
梁板放张受到预加力的作用后,将引起梁向上的拱度,这个拱度受施工工艺、施工环境、材料、外部荷载温度等因素的影响,拱度的变化比较复杂,到目前为止,还没有一套成熟的计算方法,当这个拱度较大时,就会给桥面铺装的施工带来一定的困难。因此在梁板预制阶段必须对起拱进行有效控制,尽量设法消除梁板的上拱度。
1.1.1底座预拱度的设置
张拉台座设置一定的预拱度,梁板底座的反拱度最大值在跨径的中点,梁的两端反拱值为零,按二次抛物线进行分配(如图1),取左支点(图中0点)为坐标原点,跨径长为梁板长。
1.1.2减少混凝土的收缩徐变
在施加预应力阶段,预应力将引起混凝土受弯构件的上拱,但是由于受混凝土收缩、徐变等因素的影响导致预应力的损失,将使传力锚固时的预加力逐渐减少,此因素使由预加力引起的上拱度将会减少,但同时此阶段梁的徐变主要发生在预应力作用下的变压区,如预应力度大,徐变的结果使挠度继续向上增加,同样会给施工带来不可控性。
为减少混凝土的收缩、徐变带来的预应力损失,可使用高强度混凝土,根据实际情况尽可能地选用高标号水泥,减少水泥用量降低水灰比,采用優质坚硬的骨料,同时在混凝土的施工中采用频率较高、振捣力强的振捣设备。另外还要加强混凝土的养护。
1.1.3控制混凝土的张拉强度
梁板混凝土放张强度直接关系到梁板的起拱,因此在梁体混凝土的浇注的中间阶段,制作与梁体同条件养护的试件,以试件的强度控制梁体张拉时混凝土的强度是否满足要求。当同样试件的强度达到设计强度的100%并且达到一定的时间后,梁板进行放张,梁板张拉时采用张拉力及伸长值同时双控制。严格控制张拉力。
1.1.4加快施工进度
梁板起拱随温度、相对湿度以及施工周期的变化也有不同程度的变化,因此在保证施工质量的同时尽可能地加快施工进度。同一孔梁板预制的龄期不能相差过大,梁板架设后及时连接使梁与梁间成为整体,并尽早安排桥面铺装及混凝土防撞护栏的施工,使梁全断面砼徐变均匀。
1.2梁板吊装阶段的“两测一调”
1.2.1梁板安装前拱度的测量
由于多种因素的影响,梁板的起拱是不规则的,也是必然的,为保证桥面铺装厚度,我们采用降低立柱盖梁标高的办法来保证边梁桥面砼能达到设计厚度。因此在梁板下部施工时要测量梁板的饿起拱。
1.2.2垫石标高的调整
根据每片梁板起拱的最大值,参照设计标高,分别对每片梁所对应的垫石进行标高调整。垫石标高的调整要考虑到后期桥面铺装和防撞护栏混凝土自重等荷载对梁板产生向下挠度的影响以及施工季节温度对梁板拱度的影响。
1.2.3安装后对梁板顶标高跟踪测量
一般桥面铺装厚度是较小的,因此为保证桥面铺装厚度,在梁板安装完毕后,要对其顶标高进行测量复核,发现问题及时调整。
2.大面积桥面铺装平整度的控制
桥面净宽一般都较宽,为提高桥面铺装的平整度,我们采用一次性整体浇注的施工工艺,采用美国进口MBW闪电式混凝土整平机。施工前,按5*2.5m的网格线放出桥面的经纬线,在网格的交点焊振动梁行走轨道的支架,振动梁行走轨道的顶标高就是桥面铺装调整后的设计标高。施工时,振捣梁振捣过程中速度要均匀,避免忽快忽慢,振捣梁行走速度和振捣力的大小以桥面铺装混凝土振捣密实程度为主要依据进行调整。待混凝土即将达到初凝又没有裂缝出现时,进行收面。收面时,有专人用3m直尺对桥面铺装的平整度进行检测。在此过程中要经常检查振捣梁,变形较大要及时更换。
3.温度等原因对桥面顶标高的影响
由于受施工条件、材料、施工工艺以及温度等诸多因素的影响,梁板的起拱问题变得比较复杂,到目前为止,还没有一套成熟的经验供参考;在外力因素不变的情况下,梁板的拱度还要继续上拱,只能说明梁内部的一些因素在起作用,我们自然看到了E—弹性模量和徐变系数对梁板上拱的影响。
弹性模量是随不同标号的混凝土所持有的数值,一般认为有一个标号的混凝土就有其对应的弹性模量,其变化规律可用下述公式加以描述。
Ec=47800[R/(0.75+7/t)1/2MPa
其中R为混凝土标号,t为龄期。
由于我们所参照的E值标准湿度、温度、龄期环境下产生出来的,因此我们不可能在生产中创造这样的环境,因此弹性模量在后来时间的变化也给我们带来影响。
另外,温度对梁板拱度的影响也不容忽视。根据以前的施工经验以及本合同段的具体实际情况,我们发现梁的拱度在桥面铺装混凝土施工完成后仍有变化,温度升高,桥面铺装顶标高也随之升高,各个断面的变化情况大致呈抛物线变化趋势,跨中随温度的影响变化最大,可达3-5mm。温度对桥面铺装厚度及标高的影响也是不容忽视的,经过认真讨论研究决定:在早晨6:00-8:00,将水准点引到带有伸缩缝的盖梁上,桥面标高控点的测量安排在上午的6:00-10:00,下午的4:00以后,以免温度对水准测量及梁板拱度有较大的影响;如果在气温较高时进行桥面标高控制点测量,我们把桥面设计标高以二次抛物线的趋势对其进行上调,跨中位置最大上调5mm.
4.结束语
梁板的上拱与诸多因素有关,但由于桥面铺装厚度仅为10cm,二期恒载产生的下挠不足以抵消梁板的上拱,因此在大桥的施工中要采取相应的对策,保证桥面铺装的质量。桥面铺装质量控制及桥梁施工的多道工序,因此对负责各道工序的技术人员要经常组织到一起进行讨论学习,使施工程序优化,对各道工序的施工要层层把关,堵塞漏洞,减少失误。
【关键词】 桥面铺装;厚度;平整度;拱度;标高调整
前言:
结合沈阳至四平高速公路改扩建路基二标工程桥梁上部采用先张法预应力板梁。由于板梁的截面尺寸相对较小,同时其跨度范围较大,以及在施加的偏心预应力、自重、收缩、徐变的共同作用下,预应力梁板在桥面铺装前就有一定的不规则上拱,在有预拱度的梁上做桥面铺装层,必然形成两种情况,如果保证跨中铺装层达到设计量,则其余部分砼厚度增大,使桥梁自重增加,施工单位预算超支(因此部分砼不在计量之内)如果按支点位置控制铺装厚度、则跨中受力重点断面尺寸不能保证,降低了桥梁的安全度。如何保证桥面铺装厚度、提高大面积桥面铺装的平整度以及在桥面铺装层施工中不造成混凝土超厚是施工中亟须解决的问题。为此,我们在立住盖梁、梁板预制、安装及桥面铺装的三方面施工中分别采取了相应措施进行控制。
桥面铺装设计厚度为10cm,在板梁预制时,由于对其施加预应力,梁板存在一定的上拱度,梁板从预制到吊装阶段,由于施工因素、材料性能及环境条件的影响,使梁板的起拱没有规律可循。掌握梁板拱度的变化情况,做到心中有数,则可减少施工的盲目性。
桥面净宽19.1m,铺装面积较大,桥面铺装的平整度控制也是施工中的一个重点。另桥面铺装和防撞护栏施工完成后,二期静载使梁板下挠度增加,考虑到弥补由于桥面下挠产生的桥面铺装厚度变化,我们对桥面设计标高通过计算进行了调整。
根据调查分析,对影响桥面铺装厚度的几个因素进行了控制,采取了如下措施:
1.减少梁板起拱对桥面铺装厚度的影响
1.1预制阶段梁体起拱的控制
梁板放张受到预加力的作用后,将引起梁向上的拱度,这个拱度受施工工艺、施工环境、材料、外部荷载温度等因素的影响,拱度的变化比较复杂,到目前为止,还没有一套成熟的计算方法,当这个拱度较大时,就会给桥面铺装的施工带来一定的困难。因此在梁板预制阶段必须对起拱进行有效控制,尽量设法消除梁板的上拱度。
1.1.1底座预拱度的设置
张拉台座设置一定的预拱度,梁板底座的反拱度最大值在跨径的中点,梁的两端反拱值为零,按二次抛物线进行分配(如图1),取左支点(图中0点)为坐标原点,跨径长为梁板长。
1.1.2减少混凝土的收缩徐变
在施加预应力阶段,预应力将引起混凝土受弯构件的上拱,但是由于受混凝土收缩、徐变等因素的影响导致预应力的损失,将使传力锚固时的预加力逐渐减少,此因素使由预加力引起的上拱度将会减少,但同时此阶段梁的徐变主要发生在预应力作用下的变压区,如预应力度大,徐变的结果使挠度继续向上增加,同样会给施工带来不可控性。
为减少混凝土的收缩、徐变带来的预应力损失,可使用高强度混凝土,根据实际情况尽可能地选用高标号水泥,减少水泥用量降低水灰比,采用優质坚硬的骨料,同时在混凝土的施工中采用频率较高、振捣力强的振捣设备。另外还要加强混凝土的养护。
1.1.3控制混凝土的张拉强度
梁板混凝土放张强度直接关系到梁板的起拱,因此在梁体混凝土的浇注的中间阶段,制作与梁体同条件养护的试件,以试件的强度控制梁体张拉时混凝土的强度是否满足要求。当同样试件的强度达到设计强度的100%并且达到一定的时间后,梁板进行放张,梁板张拉时采用张拉力及伸长值同时双控制。严格控制张拉力。
1.1.4加快施工进度
梁板起拱随温度、相对湿度以及施工周期的变化也有不同程度的变化,因此在保证施工质量的同时尽可能地加快施工进度。同一孔梁板预制的龄期不能相差过大,梁板架设后及时连接使梁与梁间成为整体,并尽早安排桥面铺装及混凝土防撞护栏的施工,使梁全断面砼徐变均匀。
1.2梁板吊装阶段的“两测一调”
1.2.1梁板安装前拱度的测量
由于多种因素的影响,梁板的起拱是不规则的,也是必然的,为保证桥面铺装厚度,我们采用降低立柱盖梁标高的办法来保证边梁桥面砼能达到设计厚度。因此在梁板下部施工时要测量梁板的饿起拱。
1.2.2垫石标高的调整
根据每片梁板起拱的最大值,参照设计标高,分别对每片梁所对应的垫石进行标高调整。垫石标高的调整要考虑到后期桥面铺装和防撞护栏混凝土自重等荷载对梁板产生向下挠度的影响以及施工季节温度对梁板拱度的影响。
1.2.3安装后对梁板顶标高跟踪测量
一般桥面铺装厚度是较小的,因此为保证桥面铺装厚度,在梁板安装完毕后,要对其顶标高进行测量复核,发现问题及时调整。
2.大面积桥面铺装平整度的控制
桥面净宽一般都较宽,为提高桥面铺装的平整度,我们采用一次性整体浇注的施工工艺,采用美国进口MBW闪电式混凝土整平机。施工前,按5*2.5m的网格线放出桥面的经纬线,在网格的交点焊振动梁行走轨道的支架,振动梁行走轨道的顶标高就是桥面铺装调整后的设计标高。施工时,振捣梁振捣过程中速度要均匀,避免忽快忽慢,振捣梁行走速度和振捣力的大小以桥面铺装混凝土振捣密实程度为主要依据进行调整。待混凝土即将达到初凝又没有裂缝出现时,进行收面。收面时,有专人用3m直尺对桥面铺装的平整度进行检测。在此过程中要经常检查振捣梁,变形较大要及时更换。
3.温度等原因对桥面顶标高的影响
由于受施工条件、材料、施工工艺以及温度等诸多因素的影响,梁板的起拱问题变得比较复杂,到目前为止,还没有一套成熟的经验供参考;在外力因素不变的情况下,梁板的拱度还要继续上拱,只能说明梁内部的一些因素在起作用,我们自然看到了E—弹性模量和徐变系数对梁板上拱的影响。
弹性模量是随不同标号的混凝土所持有的数值,一般认为有一个标号的混凝土就有其对应的弹性模量,其变化规律可用下述公式加以描述。
Ec=47800[R/(0.75+7/t)1/2MPa
其中R为混凝土标号,t为龄期。
由于我们所参照的E值标准湿度、温度、龄期环境下产生出来的,因此我们不可能在生产中创造这样的环境,因此弹性模量在后来时间的变化也给我们带来影响。
另外,温度对梁板拱度的影响也不容忽视。根据以前的施工经验以及本合同段的具体实际情况,我们发现梁的拱度在桥面铺装混凝土施工完成后仍有变化,温度升高,桥面铺装顶标高也随之升高,各个断面的变化情况大致呈抛物线变化趋势,跨中随温度的影响变化最大,可达3-5mm。温度对桥面铺装厚度及标高的影响也是不容忽视的,经过认真讨论研究决定:在早晨6:00-8:00,将水准点引到带有伸缩缝的盖梁上,桥面标高控点的测量安排在上午的6:00-10:00,下午的4:00以后,以免温度对水准测量及梁板拱度有较大的影响;如果在气温较高时进行桥面标高控制点测量,我们把桥面设计标高以二次抛物线的趋势对其进行上调,跨中位置最大上调5mm.
4.结束语
梁板的上拱与诸多因素有关,但由于桥面铺装厚度仅为10cm,二期恒载产生的下挠不足以抵消梁板的上拱,因此在大桥的施工中要采取相应的对策,保证桥面铺装的质量。桥面铺装质量控制及桥梁施工的多道工序,因此对负责各道工序的技术人员要经常组织到一起进行讨论学习,使施工程序优化,对各道工序的施工要层层把关,堵塞漏洞,减少失误。