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摘要结合某跨河大桥预应力混凝土箱梁的施工实际,对滑移式钢梁模架的滑模施工技术要点,箱梁预应力混凝土施工主要过程和步骤进行相应探讨,可供同类工程参考。
关键词桥梁施工;滑移式模架;预应力混凝土
中图分类号U445.463文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)081-0072-01
1工程概况
某跨河大桥主桥结构为30m跨度的预应力混凝土连续箱梁,箱梁高为1.6m,设计采用6跨一联,共4联,全长720m,连续梁顶面宽度均为36m,且均采用纵、横向预应力结构。该连续梁设计为单箱单室截面,斜腹板,箱梁腹板宽度为50～60cm,底板厚度为30～45cm,顶板厚度为30～55cm。该预应力混凝土箱梁采用滑移式钢梁模架[1]进行逐孔现浇施工。
2滑模施工技术要点
2.1施工准备
1)钢箱梁拼装。在首段箱梁进行混凝土浇筑施工前,应根据箱梁跨径和预留工作缝的位置,确定钢箱梁拼装支点的加固位置,再进行支点焊接加固。各相邻钢箱节点之间需用高强螺栓进行连接。2)钢立柱安装。钢立柱是钢箱梁支承于大桥墩台承台上的临时支撑构件,立柱下的混凝土垫块可临时用作支承和调整钢立柱的高度,应按计算的相应高度预制安装好钢立柱。3)钢横梁的安装。在浇筑大桥桥墩时,应预留相应的钢束管道,在预留管道内穿好相应的钢铰线后,将位于桥墩前后的钢横梁分别进行张拉锚固,使安装的钢横梁与大桥墩身连为整体,能够大幅度提高钢立柱抵抗水平荷载的能力。4)托架滑撬。大桥墩身两端分别安装一个托架,并用高强螺栓将托架连接在纵向钢箱梁上。在每个托架上安装相应的千斤顶2台,用以顶升钢箱至浇筑施工的设计位置。在托架上纵向每隔一定的距离应安装两组滑撬,在每组滑撬上再安装相应数量的聚四氟乙烯滑板。
2.2侧模及底模安装
先将侧模板悬挂在钢箱梁上,并将两侧的钢箱梁通过相应的横向滑移装置各自向内侧滑移至设计坐标位置。当钢箱梁及侧模分别准确就位后,将底模模板按相应顺序逐块安装在侧模模板上。安装过程中应注意底模模板与侧模模板连接处的平整度。
2.3支座安装
1)根据箱梁预应力混凝土结构的弹性变形、收缩徐变、施工过程中气温的影响,以及临时支座的预留位置,计算确定出钢模板支座上滑板的预偏值。2)将支座混凝土垫层进行充分凿毛处理,并在其表层铺设与大桥墩身混凝土标号相同厚度约3cm的砂浆,再将支座吊装就位。调整好支座标高后立即用砂浆将其缝隙填满并充分捣实。
2.4预拱度设置及模板调整
当滑模系统的侧模和底模都安装好后,需调整各支点上的模板纵向标高,确保钢箱梁模板各处均处于箱梁预应力混凝土浇筑的准确位置,并按设计图纸设置相应的预拱度。预拱度的设置调整,应通过调节安装在钢箱梁上的垫块,以及通过调节与侧模连接的钢立柱上的调整螺栓完成。
2.5绑扎钢筋
沿底部钢模板纵向安放两排相应的预留有螺栓孔的混凝土预制块,与底模固定连接后,在其上铺设好两根钢轨,可开始进行箱梁底板和腹板的钢筋绑扎施工。在腹板钢筋绑扎施工快完成时,按要求再绑扎相应的纵向预应力束管道定位钢筋,并安装好预留管道。
2.6预应力施工
在已完成钢筋绑扎施工的工作面上,将钢铰线从预留管道的一端穿至另一端。每束钢铰线穿束到位后用电动锯将钢铰线垂直切断,切断时要控制好管道两端钢绞线的预留长度(一般为60～80cm),整条管道的钢铰线全部穿完后,需按要求依次进行锚固头的制作和联接器的安装施工。
2.7内模就位
首段箱梁预应力混凝土的内模可由吊车直接吊入,其他各段均可利用滑模前导梁的卷扬机等设备,在钢箱梁上沿内模轨道拖拉就位。内模就位后,还应通过相应的液压系统调整好内模板各处的标高位置和外形尺寸,同时用防浮螺栓将每节内模模板与底模模板上的混凝土预制块进行连接固定。
3箱梁预应力混凝土施工
1)箱梁混凝土浇筑。待滑模施工完成后,采用泵送混凝土进行箱梁浇筑施工,每段箱梁梁断面的混凝土浇筑顺序依次为底板、腹板、顶板。①箱梁底板混凝土的浇筑一般先于浇筑的腹板15～20m,浇筑施工时,混凝土泵送管道通过内模模板相应的预留洞口将混凝土送入底板。一次浇筑下料的数量不能过多,并应及时充分振捣密实,尤其是底板边角狭窄区域应多次重复振捣密实,以防在浇筑腹板混凝土时出现冒浆现象。②当提前浇筑的底板混凝土接近初凝(一般为2h左右)时,可开始以斜坡分层方式进行腹板混凝土浇筑施工,每层分层厚度约30～40cm。实际浇筑时,两侧腹板同步进行,以使得模板支架左右受力均衡。浇筑过程中要充分振捣密实,防止漏振和过振现象。③当腹板混凝土浇筑到箱梁梗腋后,应开始顶板混凝土的浇筑。实际浇筑时,按照先中间后两侧翼板,两侧翼板并且同步浇筑的顺序进行。先用手持式振捣器进行深层振捣,再用平板式振捣器进行表层振捣整平。为准确控制大桥桥面的标高,必须以两侧模板相应的标线为准进行顶板混凝土浇筑。上述底板、腹板、顶板各次浇筑振捣后,均应喷洒相应的养护剂进行混凝土养护。2)内模脱模。在箱梁混凝土浇筑并合理养护24h左右后,即可进行相应的内模板、端模板拆模施工。先拆侧模的底角模板,再利用内模上相应的液压系统将顶板两边的角模板降缩,落降顶模,拆卸两侧模板拦杆,然后利用前方的卷扬机设备牵引整个内模支架沿轨道进行纵向前移,同时侧模会随之收缩脱位。待全部内模板均脱离原位后,将所有内模板均反向牵引移动1～2m距离,确保托架上的千斤顶张拉施工时具有必要的作用面。3)施加预应力和管道灌浆施工。①施加预应力。当大桥箱梁的预应力混凝土达到设计强度的75%时,(一般情况下在浇筑施工3d后),才可开始进行预应力的张拉施工,并根据张拉应力和钢绞线延伸率两个参数进行双重控制。实际张拉时,将张拉应力分为4级,每级张拉到位后立即测出相应的张拉延伸量,经多次重复张拉至设计控制应力和相应的延伸量,确保其实际延伸量与设计值的误差应不超过5%。②管道灌浆施工。张拉施工结束后约8h可进行管道灌浆。先用高压缩空气充分清洁管道,在锚头上安装好相应的封锚堵帽装置后可开始压浆,当管道末端冒出浓浆后进行封堵。为确保管道内充满浆液,冒浓浆后还应保持30～50Pa的压力约1min再结束。4)拆模及滑模施工。完成纵向预应力筋张拉及管道灌浆施工后,拆除底模与侧模间的连接销钉,回缩千斤顶,使钢箱梁的两侧模板充分脱离箱梁,并依次逐块拆除。底模全部拆完后,通过滑模上相应的横向装置,将钢箱梁向外侧横向滑移到其纵向滑移轨道上,然后操纵滑模上相应的纵向滑移装置,使钢箱梁滑移至下一跨箱梁施工位置、。
4结语
采用滑移式钢梁模架进行桥梁预应力混凝土箱梁的施工,技术相对先进,施工工序简单,速度快,桥梁外形美观,混凝土施工质量易于控制,具有显著的经济效益和社会效益,是一种值得大范围推广应用的大跨径桥梁箱梁施工方法。
参考文献
[1]范立础.预应力混凝土连续梁桥[M].北京:人民交通出版社,1998.
[2]中华人民共和国行业标准.公路桥涵施工技术规范.(JTJ041—2000)[S].中国建筑工业出版社,2000.
[3]王玉文.凫洲大桥30m、40m跨连续箱梁移动模架法施工技术[J].工程科技,2007,3.
关键词桥梁施工;滑移式模架;预应力混凝土
中图分类号U445.463文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)081-0072-01
1工程概况
某跨河大桥主桥结构为30m跨度的预应力混凝土连续箱梁,箱梁高为1.6m,设计采用6跨一联,共4联,全长720m,连续梁顶面宽度均为36m,且均采用纵、横向预应力结构。该连续梁设计为单箱单室截面,斜腹板,箱梁腹板宽度为50～60cm,底板厚度为30～45cm,顶板厚度为30～55cm。该预应力混凝土箱梁采用滑移式钢梁模架[1]进行逐孔现浇施工。
2滑模施工技术要点
2.1施工准备
1)钢箱梁拼装。在首段箱梁进行混凝土浇筑施工前,应根据箱梁跨径和预留工作缝的位置,确定钢箱梁拼装支点的加固位置,再进行支点焊接加固。各相邻钢箱节点之间需用高强螺栓进行连接。2)钢立柱安装。钢立柱是钢箱梁支承于大桥墩台承台上的临时支撑构件,立柱下的混凝土垫块可临时用作支承和调整钢立柱的高度,应按计算的相应高度预制安装好钢立柱。3)钢横梁的安装。在浇筑大桥桥墩时,应预留相应的钢束管道,在预留管道内穿好相应的钢铰线后,将位于桥墩前后的钢横梁分别进行张拉锚固,使安装的钢横梁与大桥墩身连为整体,能够大幅度提高钢立柱抵抗水平荷载的能力。4)托架滑撬。大桥墩身两端分别安装一个托架,并用高强螺栓将托架连接在纵向钢箱梁上。在每个托架上安装相应的千斤顶2台,用以顶升钢箱至浇筑施工的设计位置。在托架上纵向每隔一定的距离应安装两组滑撬,在每组滑撬上再安装相应数量的聚四氟乙烯滑板。
2.2侧模及底模安装
先将侧模板悬挂在钢箱梁上,并将两侧的钢箱梁通过相应的横向滑移装置各自向内侧滑移至设计坐标位置。当钢箱梁及侧模分别准确就位后,将底模模板按相应顺序逐块安装在侧模模板上。安装过程中应注意底模模板与侧模模板连接处的平整度。
2.3支座安装
1)根据箱梁预应力混凝土结构的弹性变形、收缩徐变、施工过程中气温的影响,以及临时支座的预留位置,计算确定出钢模板支座上滑板的预偏值。2)将支座混凝土垫层进行充分凿毛处理,并在其表层铺设与大桥墩身混凝土标号相同厚度约3cm的砂浆,再将支座吊装就位。调整好支座标高后立即用砂浆将其缝隙填满并充分捣实。
2.4预拱度设置及模板调整
当滑模系统的侧模和底模都安装好后,需调整各支点上的模板纵向标高,确保钢箱梁模板各处均处于箱梁预应力混凝土浇筑的准确位置,并按设计图纸设置相应的预拱度。预拱度的设置调整,应通过调节安装在钢箱梁上的垫块,以及通过调节与侧模连接的钢立柱上的调整螺栓完成。
2.5绑扎钢筋
沿底部钢模板纵向安放两排相应的预留有螺栓孔的混凝土预制块,与底模固定连接后,在其上铺设好两根钢轨,可开始进行箱梁底板和腹板的钢筋绑扎施工。在腹板钢筋绑扎施工快完成时,按要求再绑扎相应的纵向预应力束管道定位钢筋,并安装好预留管道。
2.6预应力施工
在已完成钢筋绑扎施工的工作面上,将钢铰线从预留管道的一端穿至另一端。每束钢铰线穿束到位后用电动锯将钢铰线垂直切断,切断时要控制好管道两端钢绞线的预留长度(一般为60～80cm),整条管道的钢铰线全部穿完后,需按要求依次进行锚固头的制作和联接器的安装施工。
2.7内模就位
首段箱梁预应力混凝土的内模可由吊车直接吊入,其他各段均可利用滑模前导梁的卷扬机等设备,在钢箱梁上沿内模轨道拖拉就位。内模就位后,还应通过相应的液压系统调整好内模板各处的标高位置和外形尺寸,同时用防浮螺栓将每节内模模板与底模模板上的混凝土预制块进行连接固定。
3箱梁预应力混凝土施工
1)箱梁混凝土浇筑。待滑模施工完成后,采用泵送混凝土进行箱梁浇筑施工,每段箱梁梁断面的混凝土浇筑顺序依次为底板、腹板、顶板。①箱梁底板混凝土的浇筑一般先于浇筑的腹板15～20m,浇筑施工时,混凝土泵送管道通过内模模板相应的预留洞口将混凝土送入底板。一次浇筑下料的数量不能过多,并应及时充分振捣密实,尤其是底板边角狭窄区域应多次重复振捣密实,以防在浇筑腹板混凝土时出现冒浆现象。②当提前浇筑的底板混凝土接近初凝(一般为2h左右)时,可开始以斜坡分层方式进行腹板混凝土浇筑施工,每层分层厚度约30～40cm。实际浇筑时,两侧腹板同步进行,以使得模板支架左右受力均衡。浇筑过程中要充分振捣密实,防止漏振和过振现象。③当腹板混凝土浇筑到箱梁梗腋后,应开始顶板混凝土的浇筑。实际浇筑时,按照先中间后两侧翼板,两侧翼板并且同步浇筑的顺序进行。先用手持式振捣器进行深层振捣,再用平板式振捣器进行表层振捣整平。为准确控制大桥桥面的标高,必须以两侧模板相应的标线为准进行顶板混凝土浇筑。上述底板、腹板、顶板各次浇筑振捣后,均应喷洒相应的养护剂进行混凝土养护。2)内模脱模。在箱梁混凝土浇筑并合理养护24h左右后,即可进行相应的内模板、端模板拆模施工。先拆侧模的底角模板,再利用内模上相应的液压系统将顶板两边的角模板降缩,落降顶模,拆卸两侧模板拦杆,然后利用前方的卷扬机设备牵引整个内模支架沿轨道进行纵向前移,同时侧模会随之收缩脱位。待全部内模板均脱离原位后,将所有内模板均反向牵引移动1～2m距离,确保托架上的千斤顶张拉施工时具有必要的作用面。3)施加预应力和管道灌浆施工。①施加预应力。当大桥箱梁的预应力混凝土达到设计强度的75%时,(一般情况下在浇筑施工3d后),才可开始进行预应力的张拉施工,并根据张拉应力和钢绞线延伸率两个参数进行双重控制。实际张拉时,将张拉应力分为4级,每级张拉到位后立即测出相应的张拉延伸量,经多次重复张拉至设计控制应力和相应的延伸量,确保其实际延伸量与设计值的误差应不超过5%。②管道灌浆施工。张拉施工结束后约8h可进行管道灌浆。先用高压缩空气充分清洁管道,在锚头上安装好相应的封锚堵帽装置后可开始压浆,当管道末端冒出浓浆后进行封堵。为确保管道内充满浆液,冒浓浆后还应保持30～50Pa的压力约1min再结束。4)拆模及滑模施工。完成纵向预应力筋张拉及管道灌浆施工后,拆除底模与侧模间的连接销钉,回缩千斤顶,使钢箱梁的两侧模板充分脱离箱梁,并依次逐块拆除。底模全部拆完后,通过滑模上相应的横向装置,将钢箱梁向外侧横向滑移到其纵向滑移轨道上,然后操纵滑模上相应的纵向滑移装置,使钢箱梁滑移至下一跨箱梁施工位置、。
4结语
采用滑移式钢梁模架进行桥梁预应力混凝土箱梁的施工,技术相对先进,施工工序简单,速度快,桥梁外形美观,混凝土施工质量易于控制,具有显著的经济效益和社会效益,是一种值得大范围推广应用的大跨径桥梁箱梁施工方法。
参考文献
[1]范立础.预应力混凝土连续梁桥[M].北京:人民交通出版社,1998.
[2]中华人民共和国行业标准.公路桥涵施工技术规范.(JTJ041—2000)[S].中国建筑工业出版社,2000.
[3]王玉文.凫洲大桥30m、40m跨连续箱梁移动模架法施工技术[J].工程科技,2007,3.