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[摘 要]连续刚构梁桥常采用悬臂浇筑法施工,悬臂浇筑的主要设备是一对能行走的挂篮。合龙段的施工是主桥贯通的最后工序,其施工质量的优劣直接影响到整个结构的受力状态和使用寿命,故合龙段施工显得尤其重要。本文结合某连续刚构梁桥工程实例,对悬臂施工中合龙段的施工和技术要点进行了阐述。
[关键词]连续刚构梁桥 悬臂施工 合龙段 技术要点
中图分类号:TU759 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)15-0172-01
0、引言
连续刚构梁桥是一种介于连续梁桥和T型刚构桥之间的桥型,又被称为墩梁固结的连续梁桥。目前,连续刚构桥大多用于大跨度的薄壁高墩上,即把高墩看作一种摆动支承体系,从而降低墩的内力,同时具备超越连续梁桥跨径的能力,是近年来使用较多的梁式桥。
悬臂浇筑法是一种常用的桥梁施工方法,目前大跨径预应力混凝土连续刚构梁桥的施工大多采用悬臂浇筑法。悬臂浇筑的主要设备是一对能行走的挂篮,一般分为墩顶梁段、墩顶梁段两侧对称悬浇梁段、边孔支架现浇梁段和主梁跨中合龙段。合龙段的施工是悬臂浇筑技术非常重要的工序之一,其施工过程易受昼夜温差、新浇混凝土的早期收缩和徐变等因素影响,因此,必须采取合理的措施,确保桥梁线形平顺和结构受力合理。
1、工程概况
某特大桥为(90+160+90)m三跨预应力混凝土连续刚构桥,用单箱单室截面,三向预应力,桥梁全宽12m。箱梁根部高10m,端部及跨中高3.5m。桥梁桥跨体系采用悬臂浇筑法施工,悬浇段每节长度为3.0m~4.0m,中跨合龙段长2.0m,0号块和1号块采用贝雷支架现浇施工,全桥共设8个三角形轻型挂篮对称悬臂浇筑施工。中跨合龙段利用挂蓝主梁作为导梁,其下悬吊底模浇筑,边跨现浇段搭设满堂支架进行现浇施工。主桥合龙顺序为先合龙边跨现浇段,再合龙中跨,从而形成一个连续刚构体系。
2、施工方案
2.1 边跨现浇段施工
边跨现浇合龙段施工采用满堂支架进行现浇。施工前支架基础应做严格的压实处理,首先对地基进行严格压实或换填处理,然后上铺垫木,搭设满堂支架至设计高度。现浇段模板采用高强度竹胶板。浇筑前对支架进行100%重量预压,消除塑性变形,预留弹性变形,确保合龙后线形符合设计要求。
2.2 中跨合龙段施工
边跨合龙后,即可进行中跨合龙段的施工。因中跨两梁段上的挂篮已非常接近,此时可利用挂篮进行中跨合龙段的施工。具体施工方法是:合龙前先调整中线位置和高程,合龙口临时锁定,张拉合龙临时钢束,并按设计要求在两端悬臂用水箱法预加压重,在混凝土浇筑过程中逐步撤除。临时锁定设置由四根钢接杆组成的临时劲性支撑,分别位于箱梁顶底板靠近腹板处,钢接杆按图纸预先拼焊好后,在箱梁两端对应预埋件上就位焊接,此后张拉上顶板临时束和下底板对应钢束,形成顶部抗拉的近似刚性接头。利用挂篮底模做中跨合龙段底模,侧模用挂篮钢侧模。取出挂篮内模,改用方木骨架外贴胶合板做合龙段内模,绑扎合龙段钢筋及对接预应力管道,同时在合龙块混凝土浇筑前将预应力钢筋预先穿入。
3、合龙段施工技术要点
3.1 环境温度
合龙段在浇筑混凝土前一周,对桥梁高程、轴线、桥长进行联测并观测这一周时间的气温数据,找出气温变化规律,确定一天中最低温度时间,恒温时间,升温时间,以便在低温及温度变化幅度小的时间内浇筑混凝土。合龙段混凝土浇筑应在监理人员、设计院规定的气温较低且温差变化较小的时间内完成,一般在一天中气温最低时进行,确保混凝土浇筑完成后气温开始上升。
3.2 配重
为使合龙段混凝土浇筑过程中结构体系处于稳定状态,待刚性支承锁定后预先在悬臂端施加配重,使合龙两端高差控制在规范允许范围内,每端配重相当于合龙段混凝土重量的一半。浇筑混凝土时,逐级卸下相应配重的重量移至0号段后再卸至桥下。
3.3 混凝土
合龙段混凝土的配合比试验应进行专项设计,同时提高一个强度等级。混凝土浇筑完毕,终凝后覆盖养生,达张拉强度后进行底板钢束张拉,拆除临时刚性接头,完成全桥合龙。合龙段混凝土宜选用水灰比小的混凝土,为减少混凝土的收缩变形掺加混凝土膨胀剂,在保证混凝土设计强度的前提下,要求早强。现场施工时必须注重施工管理,加强振捣,及时养护,防止产生裂纹。
4、线型控制调整
桥梁悬浇施工线形控制非常重要,只有预拱度设置合理才能保证一个跨径内将要合龙的悬臂两端在同一水平线上,也才能使桥梁上部结构在经历施工、运营状态反复发生向上或向下形式挠度后,保证结构达到设计所期望的标高线形。线型控制即在悬浇施工阶段,根据箱梁结构计算和挂篮试压结果提供梁体各截面的最终挠度变化值(即竖向变形),设置施工预拱度,据此调整每块模板安装时的前端标高,以抵消梁段施工所产生的一系列挠度,施工完毕到达设计的位置。
4.1 布设控制点
为了保证主桥悬浇节段施工中线、高程的准确,确保全桥线形的平顺,0号块施工时在0号块顶面中心预埋钢板作为水平、中线控制点,并与两岸既有中线、高程点进行联测闭合。控制点要求稳定可靠并且全桥皆由此控制点控制以保证控制的一贯性,减少测量误差。
4.2 墩身变形监测
主墩施工期间在墩身上预埋观测点,在主桥箱梁悬浇施工期间要加强墩柱的观测工作,委派专人利用高精度观测仪器定期对主墩最不利断面进行应力监测,同时观测主墩墩顶的位移变化,严密注意墩身的变形,防止桥面两悬浇节段施工荷载的不均匀而造成事故。
4.3 承台沉降观测
承台浇筑时在四角埋设4个钢筋作观测点,悬浇施工中定期对四个点进行观测,比较前后差值即为承台沉降值。
4.4 箱梁轴线控制
利用0号块中心控制点和边墩上控制点对各悬浇节段的中线进行控制,每个悬浇节段完成后复核前面几个节段中心点的位移,复核无误后再放出待浇节段的中线,严密监测各节段中线变化情况。
4.5 箱梁高程控制
利用0号块中心处水准点控制悬浇节段混凝土、模板高程,混凝土浇筑前在每节段端部中线和翼板边缘设置高程控制钢筋桩,钢筋下部支撑于底模上,顶部露出混凝土面10cm,作为混凝土浇筑时对箱梁顶面高程的控制,并在混凝土浇筑、张拉后对高程进行复核以验证设计预拱度的设置。
4.6 箱梁预拱度的设置
悬浇施工时梁体线形影响到合龙的精度,应对每个节段设置预拱度。计算预拱度应考虑以下因素:挂篮的变形、箱梁的自重、预应力的大小、施工荷载、结构体系转换、混凝土收缩与徐变、日照与温度变化等。按计算出的模板标高立模后,分别测出混凝土灌注前后及张拉后的实际标高(挠度),若有不符,可适当调整下一梁段立模标高,直至满意为止。
5、结束语
合龙段的施工是主桥施工重要工序之一,易受温度、自重、预应力张拉等各方面因素影响,其施工质量的优劣直接影响到整个结构的受力状态和使用寿命,因此合龙段施工显得尤其重要。只有合理设计施工方案,在施工方案的指导下进行合龙施工并完成体系转变,才能让桥梁线形平顺,结构合理,受力良好,从而获得良好的经济效益和社会影响。
参考文献
[1] 公路工程质量检验评定标准[S].北京:人民交通出版社,1999.
[2] 公路桥涵施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2000.
[3] 张威志,史文胜.刚构连续梁高温合龙处理措施与体会[J].铁道工程学报,2006,(10).
作者简介
陈启浩(1985-),男,本科,助理工程师,从事公路桥梁施工管理工作.
[关键词]连续刚构梁桥 悬臂施工 合龙段 技术要点
中图分类号:TU759 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)15-0172-01
0、引言
连续刚构梁桥是一种介于连续梁桥和T型刚构桥之间的桥型,又被称为墩梁固结的连续梁桥。目前,连续刚构桥大多用于大跨度的薄壁高墩上,即把高墩看作一种摆动支承体系,从而降低墩的内力,同时具备超越连续梁桥跨径的能力,是近年来使用较多的梁式桥。
悬臂浇筑法是一种常用的桥梁施工方法,目前大跨径预应力混凝土连续刚构梁桥的施工大多采用悬臂浇筑法。悬臂浇筑的主要设备是一对能行走的挂篮,一般分为墩顶梁段、墩顶梁段两侧对称悬浇梁段、边孔支架现浇梁段和主梁跨中合龙段。合龙段的施工是悬臂浇筑技术非常重要的工序之一,其施工过程易受昼夜温差、新浇混凝土的早期收缩和徐变等因素影响,因此,必须采取合理的措施,确保桥梁线形平顺和结构受力合理。
1、工程概况
某特大桥为(90+160+90)m三跨预应力混凝土连续刚构桥,用单箱单室截面,三向预应力,桥梁全宽12m。箱梁根部高10m,端部及跨中高3.5m。桥梁桥跨体系采用悬臂浇筑法施工,悬浇段每节长度为3.0m~4.0m,中跨合龙段长2.0m,0号块和1号块采用贝雷支架现浇施工,全桥共设8个三角形轻型挂篮对称悬臂浇筑施工。中跨合龙段利用挂蓝主梁作为导梁,其下悬吊底模浇筑,边跨现浇段搭设满堂支架进行现浇施工。主桥合龙顺序为先合龙边跨现浇段,再合龙中跨,从而形成一个连续刚构体系。
2、施工方案
2.1 边跨现浇段施工
边跨现浇合龙段施工采用满堂支架进行现浇。施工前支架基础应做严格的压实处理,首先对地基进行严格压实或换填处理,然后上铺垫木,搭设满堂支架至设计高度。现浇段模板采用高强度竹胶板。浇筑前对支架进行100%重量预压,消除塑性变形,预留弹性变形,确保合龙后线形符合设计要求。
2.2 中跨合龙段施工
边跨合龙后,即可进行中跨合龙段的施工。因中跨两梁段上的挂篮已非常接近,此时可利用挂篮进行中跨合龙段的施工。具体施工方法是:合龙前先调整中线位置和高程,合龙口临时锁定,张拉合龙临时钢束,并按设计要求在两端悬臂用水箱法预加压重,在混凝土浇筑过程中逐步撤除。临时锁定设置由四根钢接杆组成的临时劲性支撑,分别位于箱梁顶底板靠近腹板处,钢接杆按图纸预先拼焊好后,在箱梁两端对应预埋件上就位焊接,此后张拉上顶板临时束和下底板对应钢束,形成顶部抗拉的近似刚性接头。利用挂篮底模做中跨合龙段底模,侧模用挂篮钢侧模。取出挂篮内模,改用方木骨架外贴胶合板做合龙段内模,绑扎合龙段钢筋及对接预应力管道,同时在合龙块混凝土浇筑前将预应力钢筋预先穿入。
3、合龙段施工技术要点
3.1 环境温度
合龙段在浇筑混凝土前一周,对桥梁高程、轴线、桥长进行联测并观测这一周时间的气温数据,找出气温变化规律,确定一天中最低温度时间,恒温时间,升温时间,以便在低温及温度变化幅度小的时间内浇筑混凝土。合龙段混凝土浇筑应在监理人员、设计院规定的气温较低且温差变化较小的时间内完成,一般在一天中气温最低时进行,确保混凝土浇筑完成后气温开始上升。
3.2 配重
为使合龙段混凝土浇筑过程中结构体系处于稳定状态,待刚性支承锁定后预先在悬臂端施加配重,使合龙两端高差控制在规范允许范围内,每端配重相当于合龙段混凝土重量的一半。浇筑混凝土时,逐级卸下相应配重的重量移至0号段后再卸至桥下。
3.3 混凝土
合龙段混凝土的配合比试验应进行专项设计,同时提高一个强度等级。混凝土浇筑完毕,终凝后覆盖养生,达张拉强度后进行底板钢束张拉,拆除临时刚性接头,完成全桥合龙。合龙段混凝土宜选用水灰比小的混凝土,为减少混凝土的收缩变形掺加混凝土膨胀剂,在保证混凝土设计强度的前提下,要求早强。现场施工时必须注重施工管理,加强振捣,及时养护,防止产生裂纹。
4、线型控制调整
桥梁悬浇施工线形控制非常重要,只有预拱度设置合理才能保证一个跨径内将要合龙的悬臂两端在同一水平线上,也才能使桥梁上部结构在经历施工、运营状态反复发生向上或向下形式挠度后,保证结构达到设计所期望的标高线形。线型控制即在悬浇施工阶段,根据箱梁结构计算和挂篮试压结果提供梁体各截面的最终挠度变化值(即竖向变形),设置施工预拱度,据此调整每块模板安装时的前端标高,以抵消梁段施工所产生的一系列挠度,施工完毕到达设计的位置。
4.1 布设控制点
为了保证主桥悬浇节段施工中线、高程的准确,确保全桥线形的平顺,0号块施工时在0号块顶面中心预埋钢板作为水平、中线控制点,并与两岸既有中线、高程点进行联测闭合。控制点要求稳定可靠并且全桥皆由此控制点控制以保证控制的一贯性,减少测量误差。
4.2 墩身变形监测
主墩施工期间在墩身上预埋观测点,在主桥箱梁悬浇施工期间要加强墩柱的观测工作,委派专人利用高精度观测仪器定期对主墩最不利断面进行应力监测,同时观测主墩墩顶的位移变化,严密注意墩身的变形,防止桥面两悬浇节段施工荷载的不均匀而造成事故。
4.3 承台沉降观测
承台浇筑时在四角埋设4个钢筋作观测点,悬浇施工中定期对四个点进行观测,比较前后差值即为承台沉降值。
4.4 箱梁轴线控制
利用0号块中心控制点和边墩上控制点对各悬浇节段的中线进行控制,每个悬浇节段完成后复核前面几个节段中心点的位移,复核无误后再放出待浇节段的中线,严密监测各节段中线变化情况。
4.5 箱梁高程控制
利用0号块中心处水准点控制悬浇节段混凝土、模板高程,混凝土浇筑前在每节段端部中线和翼板边缘设置高程控制钢筋桩,钢筋下部支撑于底模上,顶部露出混凝土面10cm,作为混凝土浇筑时对箱梁顶面高程的控制,并在混凝土浇筑、张拉后对高程进行复核以验证设计预拱度的设置。
4.6 箱梁预拱度的设置
悬浇施工时梁体线形影响到合龙的精度,应对每个节段设置预拱度。计算预拱度应考虑以下因素:挂篮的变形、箱梁的自重、预应力的大小、施工荷载、结构体系转换、混凝土收缩与徐变、日照与温度变化等。按计算出的模板标高立模后,分别测出混凝土灌注前后及张拉后的实际标高(挠度),若有不符,可适当调整下一梁段立模标高,直至满意为止。
5、结束语
合龙段的施工是主桥施工重要工序之一,易受温度、自重、预应力张拉等各方面因素影响,其施工质量的优劣直接影响到整个结构的受力状态和使用寿命,因此合龙段施工显得尤其重要。只有合理设计施工方案,在施工方案的指导下进行合龙施工并完成体系转变,才能让桥梁线形平顺,结构合理,受力良好,从而获得良好的经济效益和社会影响。
参考文献
[1] 公路工程质量检验评定标准[S].北京:人民交通出版社,1999.
[2] 公路桥涵施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2000.
[3] 张威志,史文胜.刚构连续梁高温合龙处理措施与体会[J].铁道工程学报,2006,(10).
作者简介
陈启浩(1985-),男,本科,助理工程师,从事公路桥梁施工管理工作.