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【摘 要】 随着我国经济发展,材料、机械、设备工业相应发展,这为我国修建跨径较大的桥梁提供了有力保障。再加上广大桥梁建设者的精心设计和施工,使我国建桥水平已跃身于世界先进行列。目前我国铁路、公路在不断的扩大建设,要想又好又快的建设铁路、公路桥梁工程,桥梁预制架设是最佳的选择。本文主要从箱梁架设的施工工艺及施工方法等方面进行阐述。
【关键词】 桥梁建设;箱梁架设;施工工艺;施工方法
我国幅员辽阔,经济发展水平参差不齐,经济上总体水平不高,公路桥梁发展还是要着眼于量大、面广的一般大、中桥,这类桥梁仍以预应力混凝土结构为主。首先,要着重抓多样化、标准化,编制适用经济的标准图,提高施工水平和质量,然后再抓住跨越大江(河)、海湾的特大型桥梁建设,不断总结经验,既体现公路人的建桥水平,又要保证高标准、高质量建桥。
1、箱梁的定义
箱梁是桥梁工程中梁的一种,内部为空心状,上部两侧有翼缘,类似箱子,因而得名。箱梁分为预制箱梁和现浇箱梁。在独立场地预制的箱梁结合架桥机可在下部工程完成后进行架设,可加速工程进度、节约工期;现浇箱梁多用于大型连续桥梁。目前常见的以材料分,主要有两种:预应力钢筋砼箱梁和钢箱梁。其中,预应力钢筋砼箱梁为现场施工,除了有纵向预应力外,有些还设置横向预应力;钢箱梁一般是在工厂中加工好后再运至现场安装,有全钢结构,也有部份加钢筋砼铺装层。
2、箱梁的预制
作为桥梁主要承重构件的箱梁仅有少量细石混凝土相连,没有湿接缝和横隔板,其整体性较T梁差。所以,箱梁质量在桥梁施工中尤为重要。影响预制箱梁质量的主要因素有:施工工艺,原材料质量,施工人员的业务水平和素质等。并且由于设计追求较大的挖空率,箱梁各部分厚度很薄,底板厚度只有18cm,稍有不慎极易出现施工缺陷,因而研究改进箱梁预制施工工艺非常必要。
3、箱梁架设的施工工艺
简单的说箱梁架设顺序就是施工准备→道路的铺垫→人员的安全教育→臨时支座线放设→支座墩安装支座→纵、横向位置微调→落梁就位→反复,直至一孔梁架设到位。
4、保证箱梁架设的质量措施
4.1箱梁交接时的质量保证措施
箱梁梁长、梁高主要通过模板和人工控制,梁长是影响箱梁架设梁缝的主要影响因素之一(跨度、垫石中心坐标等都会影响梁缝)。根据设计要求,箱梁梁缝控制都不一样,一般控制在±20mm,但由于箱梁允许误差为±20mm,因此理论上无论箱梁梁长是否超标,梁缝都有可能出现超标。因此在实际操作过程中我们一是严格控制箱梁梁长在允许误差范围内;二是对箱梁梁长进行统计,并进行箱梁匹配,根据箱梁梁长再通过架设过程中调整支座纵向允许偏差来使全线梁缝均匀分布。
4.2垫石铰接是质量保证措施
4.2.1垫石高度、孔深、互差
垫石高度主要是由于墩身高度控制的,一般允许最低高度为320mm=470(油顶高度)+60(顶帽)+20(橡胶垫)-210(支座高度)-20(锚固层厚度),油顶的行程为150mm;孔深控制在最低390mm(根据锚杆长度确定);垫石互差控制在±2mm'。
垫石高度不够会导致油顶不能正常支立,因此在现场控制时要对墩帽进行造除,凿除形状为"L"形,大小与油顶直径等同;孔深不够将导致粱无法落梁到位,现场处理措施是将锚栓孔深度凿到位,最低控制到390mm(具体情况视锚杆长度来定);互差过大将导致四个支座的锚固层厚度不一致和同一孔支座的锚固层厚度不一致,进而导致无法实现上述讲的错台控制。
4.2.2墩中心坐标
在实际测量操作中往往会忽略墩中心坐标点的复测。墩中心坐标允许误差值为±20mm。墩中心坐标偏差过大主要原因是由于墩帽模板变形或在浇筑混凝土过程中墩帽模板扰动。
墩中心坐标与混凝土实体坐标偏差过大将导致墩身受力偏心,而且是永久存在的力。在实际操作过程中是加强对墩身坐标复测力度,对于超标的墩身,请专家对墩身受力情况进行检算,符合安全要求方可架设,对于影响后期运营的要凿除重新浇筑。
4.2.3垫石强度、裂纹
垫石设计强度为40MPa,根据垫石最不利情况受力分析及经验强度达到设计强度的75%以上才能通过。因此在垫石验收过程中一定要进行垫石强度的验收,除了要强度报告外还要建立垫石强度回弹强度台账,回弹值采用一般曲线、碳化深度值为0来计算,实践表明这个值和混凝土实际强度较吻合。垫石裂纹要进行钻孔取样,分析宽度和深度。一般夏天垫石5天就可以达到设计强度的75%,冬天标准养护7天可达到设计强度的75%。现场验收时对于夏天超过15天垫石强度还未达到75%,冬天超过20天未达到75%的垫石要进行混凝土浇筑过程记录检查,并对现场垫石混凝土进行取样,观察混凝土状况。视情况必须将垫石凿除。
4.3箱梁架设过程中的质量保证措施
4.3.1梁缝、错台、错牙
箱梁架设过程中梁缝一般控制允许误差为±20mm、错台为10mm、错牙为10mm。现场梁缝超标主要由两个因素决定,一是箱梁梁长(最主要因素);二是垫石坐标(跨度)。箱梁梁缝主要会影响后期运营过程中由于热胀冷缩导致箱梁不能自由活动。现场解决问题的方法为严格控制箱梁梁长和垫石坐标,并进行箱梁匹配,具体见上述梁长、梁高处理方法;错台和错牙分别是由梁高、垫石标高和梁宽引起的,现场控制也是通过加强对梁宽验收及运用箱梁匹配。
4.3.2锚固层厚度及养护
锚固层设计厚度为(20~30)mm,箱梁架设过程中影响锚固层厚度的原因较多,主要是梁高、垫石标高、垫石互差、支座上顶板预埋件倾斜。锚固层在实际中往往是用来调节错台的。现场调节锚固层的程序是首先利用架桥机的前后车大勾将错台控制在一定范围内(一般在20-30mm),然后将箱梁落在临时支撑上,支撑采用的是四个千斤顶,并且前桥台的两个千斤顶是并联,后桥台是串联,形成“四点支撑三点受力”。调节锚固层厚度时是通过调节前桥台的并联千斤顶单动,使得对角反方向动来调节。后桥台只能同升同落。现场中往往出现一个支座的锚固层厚度不一样或几个支座的锚固层厚度都不一样(对角同高、同低)这将导致现场无法调节锚固层厚度,使得四个支座的锚固层厚度无法全部在范围之内。处理措施是加强对垫石互差、支座板倾斜控制,对于已出现的要保证三个支座的锚固层厚度在范围之内,另一个超高,然后后期对锚固层进行打磨处理并抛光,使得厚度达到设计要求。
锚固料使用的高性能无收缩砂浆,标号为M50。锚固砂浆在2小时内就可以达到24MPa。因此这种砂浆的水化热特别大,因此要特别注意锚固层的养护。夏季时要保证不间断的水养3天,三天后进行拆模,并进行养护剂的涂刷,实际操作中为减慢水分的蒸发速度,可用吸水布进行加水养护;冬季养护则要对锚固料、水、器具、垫石进行加热处理,并要保证砂浆入模温度达到5℃。并用加热设备进行养护环境的加温。达到24MPa后要进行包裹保温处理,3天后进行涂刷养护剂养护。
5、结束语
箱梁架设后由运架单位负责的尾工处理工作一般包括吊梁孔封堵、支座及垫石清理和支座围板安装。要注意的是,吊梁孔封堵前对孔壁要凿毛,采用与梁体同标高混凝土封堵并将表面抹平。箱梁架设质量的好坏直接影响着整个桥梁的质量,乃至整个条线路的质量。因此,我们在架设桥梁时一定要从各个方面保证的它的质量,这样才能保证整座桥的质量。
参考文献:
[1]帅长斌,吴跃星,袁延华.大吨位箱形简支梁运架设备的研制[J].铁道标准设计,2000,(03).
[2]徐向明,王学军,刘集纯.35m简支梁预制及架设[J].广东工业大学学报,2002,(04).
[3]梁毅.铁路客运专线箱梁预制场规划设计原则与方法[J].铁道建筑技术,2006.
[4]马永杰.京津城际铁路客运专线32m900t箱梁预制台座的设计与施工[J].铁道标准设计,2006.
[5]卫建雷.铁路客运专线箱梁预制架设施工方案研究[J].山西建筑,2006,32(12)
【关键词】 桥梁建设;箱梁架设;施工工艺;施工方法
我国幅员辽阔,经济发展水平参差不齐,经济上总体水平不高,公路桥梁发展还是要着眼于量大、面广的一般大、中桥,这类桥梁仍以预应力混凝土结构为主。首先,要着重抓多样化、标准化,编制适用经济的标准图,提高施工水平和质量,然后再抓住跨越大江(河)、海湾的特大型桥梁建设,不断总结经验,既体现公路人的建桥水平,又要保证高标准、高质量建桥。
1、箱梁的定义
箱梁是桥梁工程中梁的一种,内部为空心状,上部两侧有翼缘,类似箱子,因而得名。箱梁分为预制箱梁和现浇箱梁。在独立场地预制的箱梁结合架桥机可在下部工程完成后进行架设,可加速工程进度、节约工期;现浇箱梁多用于大型连续桥梁。目前常见的以材料分,主要有两种:预应力钢筋砼箱梁和钢箱梁。其中,预应力钢筋砼箱梁为现场施工,除了有纵向预应力外,有些还设置横向预应力;钢箱梁一般是在工厂中加工好后再运至现场安装,有全钢结构,也有部份加钢筋砼铺装层。
2、箱梁的预制
作为桥梁主要承重构件的箱梁仅有少量细石混凝土相连,没有湿接缝和横隔板,其整体性较T梁差。所以,箱梁质量在桥梁施工中尤为重要。影响预制箱梁质量的主要因素有:施工工艺,原材料质量,施工人员的业务水平和素质等。并且由于设计追求较大的挖空率,箱梁各部分厚度很薄,底板厚度只有18cm,稍有不慎极易出现施工缺陷,因而研究改进箱梁预制施工工艺非常必要。
3、箱梁架设的施工工艺
简单的说箱梁架设顺序就是施工准备→道路的铺垫→人员的安全教育→臨时支座线放设→支座墩安装支座→纵、横向位置微调→落梁就位→反复,直至一孔梁架设到位。
4、保证箱梁架设的质量措施
4.1箱梁交接时的质量保证措施
箱梁梁长、梁高主要通过模板和人工控制,梁长是影响箱梁架设梁缝的主要影响因素之一(跨度、垫石中心坐标等都会影响梁缝)。根据设计要求,箱梁梁缝控制都不一样,一般控制在±20mm,但由于箱梁允许误差为±20mm,因此理论上无论箱梁梁长是否超标,梁缝都有可能出现超标。因此在实际操作过程中我们一是严格控制箱梁梁长在允许误差范围内;二是对箱梁梁长进行统计,并进行箱梁匹配,根据箱梁梁长再通过架设过程中调整支座纵向允许偏差来使全线梁缝均匀分布。
4.2垫石铰接是质量保证措施
4.2.1垫石高度、孔深、互差
垫石高度主要是由于墩身高度控制的,一般允许最低高度为320mm=470(油顶高度)+60(顶帽)+20(橡胶垫)-210(支座高度)-20(锚固层厚度),油顶的行程为150mm;孔深控制在最低390mm(根据锚杆长度确定);垫石互差控制在±2mm'。
垫石高度不够会导致油顶不能正常支立,因此在现场控制时要对墩帽进行造除,凿除形状为"L"形,大小与油顶直径等同;孔深不够将导致粱无法落梁到位,现场处理措施是将锚栓孔深度凿到位,最低控制到390mm(具体情况视锚杆长度来定);互差过大将导致四个支座的锚固层厚度不一致和同一孔支座的锚固层厚度不一致,进而导致无法实现上述讲的错台控制。
4.2.2墩中心坐标
在实际测量操作中往往会忽略墩中心坐标点的复测。墩中心坐标允许误差值为±20mm。墩中心坐标偏差过大主要原因是由于墩帽模板变形或在浇筑混凝土过程中墩帽模板扰动。
墩中心坐标与混凝土实体坐标偏差过大将导致墩身受力偏心,而且是永久存在的力。在实际操作过程中是加强对墩身坐标复测力度,对于超标的墩身,请专家对墩身受力情况进行检算,符合安全要求方可架设,对于影响后期运营的要凿除重新浇筑。
4.2.3垫石强度、裂纹
垫石设计强度为40MPa,根据垫石最不利情况受力分析及经验强度达到设计强度的75%以上才能通过。因此在垫石验收过程中一定要进行垫石强度的验收,除了要强度报告外还要建立垫石强度回弹强度台账,回弹值采用一般曲线、碳化深度值为0来计算,实践表明这个值和混凝土实际强度较吻合。垫石裂纹要进行钻孔取样,分析宽度和深度。一般夏天垫石5天就可以达到设计强度的75%,冬天标准养护7天可达到设计强度的75%。现场验收时对于夏天超过15天垫石强度还未达到75%,冬天超过20天未达到75%的垫石要进行混凝土浇筑过程记录检查,并对现场垫石混凝土进行取样,观察混凝土状况。视情况必须将垫石凿除。
4.3箱梁架设过程中的质量保证措施
4.3.1梁缝、错台、错牙
箱梁架设过程中梁缝一般控制允许误差为±20mm、错台为10mm、错牙为10mm。现场梁缝超标主要由两个因素决定,一是箱梁梁长(最主要因素);二是垫石坐标(跨度)。箱梁梁缝主要会影响后期运营过程中由于热胀冷缩导致箱梁不能自由活动。现场解决问题的方法为严格控制箱梁梁长和垫石坐标,并进行箱梁匹配,具体见上述梁长、梁高处理方法;错台和错牙分别是由梁高、垫石标高和梁宽引起的,现场控制也是通过加强对梁宽验收及运用箱梁匹配。
4.3.2锚固层厚度及养护
锚固层设计厚度为(20~30)mm,箱梁架设过程中影响锚固层厚度的原因较多,主要是梁高、垫石标高、垫石互差、支座上顶板预埋件倾斜。锚固层在实际中往往是用来调节错台的。现场调节锚固层的程序是首先利用架桥机的前后车大勾将错台控制在一定范围内(一般在20-30mm),然后将箱梁落在临时支撑上,支撑采用的是四个千斤顶,并且前桥台的两个千斤顶是并联,后桥台是串联,形成“四点支撑三点受力”。调节锚固层厚度时是通过调节前桥台的并联千斤顶单动,使得对角反方向动来调节。后桥台只能同升同落。现场中往往出现一个支座的锚固层厚度不一样或几个支座的锚固层厚度都不一样(对角同高、同低)这将导致现场无法调节锚固层厚度,使得四个支座的锚固层厚度无法全部在范围之内。处理措施是加强对垫石互差、支座板倾斜控制,对于已出现的要保证三个支座的锚固层厚度在范围之内,另一个超高,然后后期对锚固层进行打磨处理并抛光,使得厚度达到设计要求。
锚固料使用的高性能无收缩砂浆,标号为M50。锚固砂浆在2小时内就可以达到24MPa。因此这种砂浆的水化热特别大,因此要特别注意锚固层的养护。夏季时要保证不间断的水养3天,三天后进行拆模,并进行养护剂的涂刷,实际操作中为减慢水分的蒸发速度,可用吸水布进行加水养护;冬季养护则要对锚固料、水、器具、垫石进行加热处理,并要保证砂浆入模温度达到5℃。并用加热设备进行养护环境的加温。达到24MPa后要进行包裹保温处理,3天后进行涂刷养护剂养护。
5、结束语
箱梁架设后由运架单位负责的尾工处理工作一般包括吊梁孔封堵、支座及垫石清理和支座围板安装。要注意的是,吊梁孔封堵前对孔壁要凿毛,采用与梁体同标高混凝土封堵并将表面抹平。箱梁架设质量的好坏直接影响着整个桥梁的质量,乃至整个条线路的质量。因此,我们在架设桥梁时一定要从各个方面保证的它的质量,这样才能保证整座桥的质量。
参考文献:
[1]帅长斌,吴跃星,袁延华.大吨位箱形简支梁运架设备的研制[J].铁道标准设计,2000,(03).
[2]徐向明,王学军,刘集纯.35m简支梁预制及架设[J].广东工业大学学报,2002,(04).
[3]梁毅.铁路客运专线箱梁预制场规划设计原则与方法[J].铁道建筑技术,2006.
[4]马永杰.京津城际铁路客运专线32m900t箱梁预制台座的设计与施工[J].铁道标准设计,2006.
[5]卫建雷.铁路客运专线箱梁预制架设施工方案研究[J].山西建筑,2006,32(12)