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摘要:先简支后结构连续桥梁施工技术发挥了简支桥梁施工以及连续桥梁施工的技术优势,有效地回避了各自施工过程中存在的缺陷,提高了整个桥体工程质量,提高了行车舒适性。同时缩短了工程施工周期,创造了良好的经济效益。本文首先对先简支后连续桥梁施工技术进行了概述,然后详细阐述了先简支后连续桥梁施工方法的要点及质量控制措施。以其加速该施工技术的推广和应用。
关键词:先简支;后连续桥梁;施工方法;质量控制
1 先简支后连续桥梁施工技术概述
1.1 方法的提出
随着我国交通运输业的不断发展,人们对公路建设的速度和建设质量也有了更高的要求。而在整个公路建设中,桥梁的施工速度和施工质量起着决定性的作用,这几年,我国桥梁的施工速度和建设质量都有了很大的提高。但是就我国现有的桥梁建设而言,依旧存在着许问题。
目前在跨径较小的公路桥梁施工中,一般情况下是采用钢筋混凝土板梁装配的形式,在中等跨径的公路桥梁施工中,一般采用预应力混凝土 T (箱)型梁装配形式,而在大跨径的公路桥梁施工中,一般会采用拼装法或者是平衡悬臂浇灌法施工。这些桥梁有的是简支梁结构,有的是连续梁桥结构。但都普遍存在着不足,要么接缝较多,质量差,影响行车的舒适性。要么施工工序多,且复杂,施工工期长。而将简支梁和连续梁桥加以结合的这种方法,可以很好地将两种方法的优势加以结合。即提高了施工进度,又保证了工程质量。
1.2 方法的优点
先简支后连续梁的施工方法和过去使用的桥梁建设方法相比而言,有着很多的优势。首先是上、下部结构可同时施工,也可分几段同时流水作业,从而大大缩短了工期。其次在刚度方面更强了,并且变形量和伸缩缝也都有了一定的改善,可以有效地减少变形量和伸缩缝,这样就可以很好地提升在行车过程中的舒适程度。
除此之外,在施工的建设过程中,简支梁预应力钢束张拉全部都是在工厂中进行,而简支梁的负弯矩区预应力钢束的张拉与布置则是在主梁上进行,这样就可以更好地减少不必要的障碍和麻烦,有效地降低了施工难度,使得整个施工过程变得更加简便。
2 先简支后连续桥梁施工方法要点
2.1 施工的一般流程
2.1.1 主梁预制。
主梁为后张法预应力混凝土梁,采用在梁场集中预制。预制过程中应保证各技术参数符合设计要求。张拉束在控制应力达到稳定后方可锚固,然后压浆并及时清理主梁底板通气孔。
2.1.2 支座设置。
梁体架设时先使用临时支座,待连接和张拉后期钢索完成连续时拆除临时支座,放置永久支座,为使临时支座便于卸落,可在橡胶支座与混凝土垫块之间设置一层硫磺砂浆。
2.1.3 接头钢筋连接。
接头钢筋应按设计图进行绑扎,纵向钢筋应按要求进行连接,连接可采用帮条焊、搭接焊或套筒压接接头。连接完成后进行波纹管连接,穿拉钢绞线,待强度达到设计要求后张拉顶板钢束并压浆。
2.1.4 墩顶和湿接头混凝土浇筑。
接头钢筋完成后,即可立模进行混凝土浇筑。混凝土养护强度达到要求后,张拉墩顶预应力束的张拉。张拉工作结束后进行压浆灌缝。
2.1.5 结构体系转换
管道水泥浆达到设计强度后,就可以进行体系转换。拆除临时支座,使整个梁体置于永久支座上。体系转换是简支变连续施工方法的重点,体系转换的成功与否直接关系到连续梁的承载能力。
2.2 具体施工方法
2.2.1 预制及安装梁体
预制场地应平整坚固,排水系统完善,台座需坚固平整,稳定性好。模板的选用应严格遵照设计图纸要求以及结构物的外观要求。模板支撑系统必须力保其刚度、强度与稳定性符合设计验算要求。同时,支设模板时要按设计计算结果进行起拱,使预制梁的拱度符合设计要求。浇筑混凝土时要安排好浇筑顺序,其浇筑速度要确保下层混凝土初凝前覆盖上层混凝土。浇筑完毕,适时安排好混凝土养生。
梁体达到设计强度要求后,方可进行吊装作业。安装前应检查混凝土质量及截面尺寸,及时修补缺陷,以免安装时发生困难。安装应按一定顺序进行,先安装中梁,然后对称进行边梁安装。对于就位后的梁板,应及时进行横向联系固定。
2.2.2 临时支座与永久支座的设置与安装
目前支座有普通橡胶支座和四氟滑板橡胶支座两类,对于普通橡胶支座安装,应保证支座顶面水平,位置准确,上下表面分别与梁底和垫石顶面紧密接触,不得出现偏压、脱空和不均匀支撑受力现象,纵坡通过嵌入连续段楔形钢板来实现。对于四氟板式橡胶支座安装,应控制支座不均匀受力和落空现象,或发生较大的初始剪切变形。出现垫石顶面不平时,可采用环氧树脂砂浆调平。
2.2.3 焊接接头钢筋
钢筋根据每跨湿接缝宽度的数据在加工场地配料,弯制后运到现场根据设计要求进行安装。在安置好梁板之后,由于工作面可能会变的很窄,仅有40-50CM,为了保证钢筋连接的质量,第一孔梁板安装完毕矫正到位后,第二孔梁板安装时,对预埋钢筋的连接最好采用冷挤套管接头,并逐块逐根进行挤压连接,依次逐步进行。当用挤压套管接头有困难时,也可用强度和面积大小相同的钢板条来代替进行。在绑扎湿接缝段部位钢筋时,一定要保证预应力管道位置准确。连接完成后进行波纹管连接,波纹管最好选用塑料波纹管。整个连接完成后,穿拉钢绞线。
2.2.4墩顶湿接头浇筑
模板应表面光滑、无变形,接缝应严密。为防止模板浇筑过程中变形,各模板之间用对拉螺杆拉紧。接头混凝土的配比选用应严格结合梁的混凝土强度要求,以保证其达到高韧性、高强度、低收缩的设计要求。墩顶湿接头混凝土浇筑前,需把横隔板出、湿接头处、预制的T形梁翼缘板处进行凿毛处理,然后刷上干净水泥浆与专用的粘接剂。浇筑宜采用分层斜坡式浇筑,插入式振捣器振捣,振捣过程中避免碰撞模板、钢筋及其他预埋件,混凝土浇筑必须确保密实。无特殊要求时,浇筑一般应在晚上 1-6 时进行,因为这段时间有利混凝土的强度形成。若是一天中的温差超过了15℃,就要在墩顶湿接头内配制劲性骨架,以防止对混凝土的凝结产生不利影响。
在浇筑完混凝土之后,采用麻布覆盖等方式进行及时养护,确保混凝土达到强度前不受任何因素干扰。
2.2.5 建立负弯矩预应力体系
湿接头、横隔梁混凝土强度达到设计强度的85%后,即可施加负弯矩预应力,负弯矩预应力体系实施之前,首先将预应力管道及锚垫板的几何精度尺寸控制在设计范围之内。钢束采用两端对称张拉,张拉力与伸长量采用“双控法”控制预应力的施加质量。理论伸长量的计算应注意每批钢绞线的弹性模量,平纵角度叠加。张拉时两端严禁站人,张拉时应观测梁体的上拱和梁体旁弯变形情况。总之,负弯矩预应力体系的建立是要保证接头混凝土的强度,因此钢束张拉时间、张拉顺序等技术指标均要符合设计要求。另外,若是采用竖向预应力筋来进行墩梁的固接,则需要先对预应力筋实施特殊保护才能进行混凝土浇筑。
2.2.6 桥面铺装
桥面铺装应注意产生收缩裂缝。为减小裂缝发生的几率,就要保证施工时间的适宜性以及浇筑后的桥面混凝土养护。同时,为保证新老混凝土的连接性能符合相关技术要求,应将裸梁的顶面混凝土进行凿毛,然后涂刷干净水泥浆与粘结剂,最后进行浇筑。对混凝土的养护要按照大体积薄型混凝土的养护标准进行。
3 先简支后连续桥梁施工质量控制措施
3.1 模板施工质量控制
模板整体安装时,首先要保证其具有一定的适应性和周转率,以保持施工连续性。其次要有一定的施工强度和刚度,使其满足整体稳定性,保持各部位的形状和尺寸符合设计要求。另外,还要确保模板表面光洁,没有过多的变形,接缝处严密且不漏浆。在使用脱模剂的时候,要避免使用废机柴油,在相同的结构中要使用同一种类别和型号的脱模剂。
3.2 临时支座设置质量控制
临时支座设置时,应在满足其应有的结构强度与刚度的前提下,保证其施工便利,拆除方便,在梁部位布置均匀。临时支座的拆除应在简支梁的预应力张拉完成之后,简支梁的强度大于标准规定的强度之后进行,临时支座拆除时,应保证逐孔对称均匀,拆除工作完成之后,使用永久支座进行密合。
3.3 预应力施加质量控制
张拉作业进行前,必须对千斤顶、油泵进行配套标定,每隔一段时间进行一次校验,有几套张拉设备时,应进行分组编号,以免混用。张拉应待梁体混凝土强度达到设计规定的张拉强度(试压与梁体同条件养生的试件)方可进行。张拉采用双控,以张拉力控制为主,以钢束实际伸长量进行校核。误差不得超过规范要求,张拉的程序按技术规范要求进行,一般为:持荷5min0~初应力~103σk ~σk 。张拉顺序按图纸要求进行,无明确规定时按分段、分批、对称的原则进行张拉。
3.4 主梁现浇接头与湿接缝施工质量控制
湿接缝混凝土浇筑可选用吊模施工,浇筑混凝土所用水泥材料选用微膨胀水泥,并按设计配合比搅拌均匀。浇筑前将已经凿毛处理的混凝土表面冲洗干净,次层混凝土浇筑前,在施工结合部位涂刷一层干净的水泥浆。接头部位混凝土浇筑应严格按设计要求或者施工规范进行,整个浇筑时间从主梁预制开始算起,到横向湿接缝浇筑完毕,不應该超过3个月。混凝土振捣采用平板振捣器,同时配合插入棒来实施。浇筑不宜在高温条件下进行,浇筑完毕立即进行养护。
4 结论
先简支后连续梁桥施工技术简化了桥梁施工过程中的技术难度,加快了施工进度,提高了桥梁整体结构的承载力,减少了桥面横向接缝发生的概率,提高了桥梁工程质量,提高了行车舒适性,促进了我国桥梁工程施工技术的发展。但作为一种施工技术,其仍然有着许多不完善的地方。因此,在施工过程中仍需要不断的探索和改进,是这一技术方法更加的实用和可靠。切实提高我国公路工程施工技术水平。
参考文献:
[1] 蔚建华.预应力混凝土桥施工技术要点[M].北京:人民交通出版社2004.(01).
[2] 马剑飞.大跨径预应力连续梁桥施工控制关键技术研究[D].武汉理工大学,2006.3.
[3] 高武林,贺飞来.桥梁施工中先简支后连续技术研究[J].黑龙江交通科技,2013.2.
关键词:先简支;后连续桥梁;施工方法;质量控制
1 先简支后连续桥梁施工技术概述
1.1 方法的提出
随着我国交通运输业的不断发展,人们对公路建设的速度和建设质量也有了更高的要求。而在整个公路建设中,桥梁的施工速度和施工质量起着决定性的作用,这几年,我国桥梁的施工速度和建设质量都有了很大的提高。但是就我国现有的桥梁建设而言,依旧存在着许问题。
目前在跨径较小的公路桥梁施工中,一般情况下是采用钢筋混凝土板梁装配的形式,在中等跨径的公路桥梁施工中,一般采用预应力混凝土 T (箱)型梁装配形式,而在大跨径的公路桥梁施工中,一般会采用拼装法或者是平衡悬臂浇灌法施工。这些桥梁有的是简支梁结构,有的是连续梁桥结构。但都普遍存在着不足,要么接缝较多,质量差,影响行车的舒适性。要么施工工序多,且复杂,施工工期长。而将简支梁和连续梁桥加以结合的这种方法,可以很好地将两种方法的优势加以结合。即提高了施工进度,又保证了工程质量。
1.2 方法的优点
先简支后连续梁的施工方法和过去使用的桥梁建设方法相比而言,有着很多的优势。首先是上、下部结构可同时施工,也可分几段同时流水作业,从而大大缩短了工期。其次在刚度方面更强了,并且变形量和伸缩缝也都有了一定的改善,可以有效地减少变形量和伸缩缝,这样就可以很好地提升在行车过程中的舒适程度。
除此之外,在施工的建设过程中,简支梁预应力钢束张拉全部都是在工厂中进行,而简支梁的负弯矩区预应力钢束的张拉与布置则是在主梁上进行,这样就可以更好地减少不必要的障碍和麻烦,有效地降低了施工难度,使得整个施工过程变得更加简便。
2 先简支后连续桥梁施工方法要点
2.1 施工的一般流程
2.1.1 主梁预制。
主梁为后张法预应力混凝土梁,采用在梁场集中预制。预制过程中应保证各技术参数符合设计要求。张拉束在控制应力达到稳定后方可锚固,然后压浆并及时清理主梁底板通气孔。
2.1.2 支座设置。
梁体架设时先使用临时支座,待连接和张拉后期钢索完成连续时拆除临时支座,放置永久支座,为使临时支座便于卸落,可在橡胶支座与混凝土垫块之间设置一层硫磺砂浆。
2.1.3 接头钢筋连接。
接头钢筋应按设计图进行绑扎,纵向钢筋应按要求进行连接,连接可采用帮条焊、搭接焊或套筒压接接头。连接完成后进行波纹管连接,穿拉钢绞线,待强度达到设计要求后张拉顶板钢束并压浆。
2.1.4 墩顶和湿接头混凝土浇筑。
接头钢筋完成后,即可立模进行混凝土浇筑。混凝土养护强度达到要求后,张拉墩顶预应力束的张拉。张拉工作结束后进行压浆灌缝。
2.1.5 结构体系转换
管道水泥浆达到设计强度后,就可以进行体系转换。拆除临时支座,使整个梁体置于永久支座上。体系转换是简支变连续施工方法的重点,体系转换的成功与否直接关系到连续梁的承载能力。
2.2 具体施工方法
2.2.1 预制及安装梁体
预制场地应平整坚固,排水系统完善,台座需坚固平整,稳定性好。模板的选用应严格遵照设计图纸要求以及结构物的外观要求。模板支撑系统必须力保其刚度、强度与稳定性符合设计验算要求。同时,支设模板时要按设计计算结果进行起拱,使预制梁的拱度符合设计要求。浇筑混凝土时要安排好浇筑顺序,其浇筑速度要确保下层混凝土初凝前覆盖上层混凝土。浇筑完毕,适时安排好混凝土养生。
梁体达到设计强度要求后,方可进行吊装作业。安装前应检查混凝土质量及截面尺寸,及时修补缺陷,以免安装时发生困难。安装应按一定顺序进行,先安装中梁,然后对称进行边梁安装。对于就位后的梁板,应及时进行横向联系固定。
2.2.2 临时支座与永久支座的设置与安装
目前支座有普通橡胶支座和四氟滑板橡胶支座两类,对于普通橡胶支座安装,应保证支座顶面水平,位置准确,上下表面分别与梁底和垫石顶面紧密接触,不得出现偏压、脱空和不均匀支撑受力现象,纵坡通过嵌入连续段楔形钢板来实现。对于四氟板式橡胶支座安装,应控制支座不均匀受力和落空现象,或发生较大的初始剪切变形。出现垫石顶面不平时,可采用环氧树脂砂浆调平。
2.2.3 焊接接头钢筋
钢筋根据每跨湿接缝宽度的数据在加工场地配料,弯制后运到现场根据设计要求进行安装。在安置好梁板之后,由于工作面可能会变的很窄,仅有40-50CM,为了保证钢筋连接的质量,第一孔梁板安装完毕矫正到位后,第二孔梁板安装时,对预埋钢筋的连接最好采用冷挤套管接头,并逐块逐根进行挤压连接,依次逐步进行。当用挤压套管接头有困难时,也可用强度和面积大小相同的钢板条来代替进行。在绑扎湿接缝段部位钢筋时,一定要保证预应力管道位置准确。连接完成后进行波纹管连接,波纹管最好选用塑料波纹管。整个连接完成后,穿拉钢绞线。
2.2.4墩顶湿接头浇筑
模板应表面光滑、无变形,接缝应严密。为防止模板浇筑过程中变形,各模板之间用对拉螺杆拉紧。接头混凝土的配比选用应严格结合梁的混凝土强度要求,以保证其达到高韧性、高强度、低收缩的设计要求。墩顶湿接头混凝土浇筑前,需把横隔板出、湿接头处、预制的T形梁翼缘板处进行凿毛处理,然后刷上干净水泥浆与专用的粘接剂。浇筑宜采用分层斜坡式浇筑,插入式振捣器振捣,振捣过程中避免碰撞模板、钢筋及其他预埋件,混凝土浇筑必须确保密实。无特殊要求时,浇筑一般应在晚上 1-6 时进行,因为这段时间有利混凝土的强度形成。若是一天中的温差超过了15℃,就要在墩顶湿接头内配制劲性骨架,以防止对混凝土的凝结产生不利影响。
在浇筑完混凝土之后,采用麻布覆盖等方式进行及时养护,确保混凝土达到强度前不受任何因素干扰。
2.2.5 建立负弯矩预应力体系
湿接头、横隔梁混凝土强度达到设计强度的85%后,即可施加负弯矩预应力,负弯矩预应力体系实施之前,首先将预应力管道及锚垫板的几何精度尺寸控制在设计范围之内。钢束采用两端对称张拉,张拉力与伸长量采用“双控法”控制预应力的施加质量。理论伸长量的计算应注意每批钢绞线的弹性模量,平纵角度叠加。张拉时两端严禁站人,张拉时应观测梁体的上拱和梁体旁弯变形情况。总之,负弯矩预应力体系的建立是要保证接头混凝土的强度,因此钢束张拉时间、张拉顺序等技术指标均要符合设计要求。另外,若是采用竖向预应力筋来进行墩梁的固接,则需要先对预应力筋实施特殊保护才能进行混凝土浇筑。
2.2.6 桥面铺装
桥面铺装应注意产生收缩裂缝。为减小裂缝发生的几率,就要保证施工时间的适宜性以及浇筑后的桥面混凝土养护。同时,为保证新老混凝土的连接性能符合相关技术要求,应将裸梁的顶面混凝土进行凿毛,然后涂刷干净水泥浆与粘结剂,最后进行浇筑。对混凝土的养护要按照大体积薄型混凝土的养护标准进行。
3 先简支后连续桥梁施工质量控制措施
3.1 模板施工质量控制
模板整体安装时,首先要保证其具有一定的适应性和周转率,以保持施工连续性。其次要有一定的施工强度和刚度,使其满足整体稳定性,保持各部位的形状和尺寸符合设计要求。另外,还要确保模板表面光洁,没有过多的变形,接缝处严密且不漏浆。在使用脱模剂的时候,要避免使用废机柴油,在相同的结构中要使用同一种类别和型号的脱模剂。
3.2 临时支座设置质量控制
临时支座设置时,应在满足其应有的结构强度与刚度的前提下,保证其施工便利,拆除方便,在梁部位布置均匀。临时支座的拆除应在简支梁的预应力张拉完成之后,简支梁的强度大于标准规定的强度之后进行,临时支座拆除时,应保证逐孔对称均匀,拆除工作完成之后,使用永久支座进行密合。
3.3 预应力施加质量控制
张拉作业进行前,必须对千斤顶、油泵进行配套标定,每隔一段时间进行一次校验,有几套张拉设备时,应进行分组编号,以免混用。张拉应待梁体混凝土强度达到设计规定的张拉强度(试压与梁体同条件养生的试件)方可进行。张拉采用双控,以张拉力控制为主,以钢束实际伸长量进行校核。误差不得超过规范要求,张拉的程序按技术规范要求进行,一般为:持荷5min0~初应力~103σk ~σk 。张拉顺序按图纸要求进行,无明确规定时按分段、分批、对称的原则进行张拉。
3.4 主梁现浇接头与湿接缝施工质量控制
湿接缝混凝土浇筑可选用吊模施工,浇筑混凝土所用水泥材料选用微膨胀水泥,并按设计配合比搅拌均匀。浇筑前将已经凿毛处理的混凝土表面冲洗干净,次层混凝土浇筑前,在施工结合部位涂刷一层干净的水泥浆。接头部位混凝土浇筑应严格按设计要求或者施工规范进行,整个浇筑时间从主梁预制开始算起,到横向湿接缝浇筑完毕,不應该超过3个月。混凝土振捣采用平板振捣器,同时配合插入棒来实施。浇筑不宜在高温条件下进行,浇筑完毕立即进行养护。
4 结论
先简支后连续梁桥施工技术简化了桥梁施工过程中的技术难度,加快了施工进度,提高了桥梁整体结构的承载力,减少了桥面横向接缝发生的概率,提高了桥梁工程质量,提高了行车舒适性,促进了我国桥梁工程施工技术的发展。但作为一种施工技术,其仍然有着许多不完善的地方。因此,在施工过程中仍需要不断的探索和改进,是这一技术方法更加的实用和可靠。切实提高我国公路工程施工技术水平。
参考文献:
[1] 蔚建华.预应力混凝土桥施工技术要点[M].北京:人民交通出版社2004.(01).
[2] 马剑飞.大跨径预应力连续梁桥施工控制关键技术研究[D].武汉理工大学,2006.3.
[3] 高武林,贺飞来.桥梁施工中先简支后连续技术研究[J].黑龙江交通科技,2013.2.