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【摘 要】 连续箱梁预应力施工技术具有配筋少、结构轻盈的优点,桥梁结构具有广泛的应用.随着预应力理论不断发展,连续箱预应力会在混凝土桥梁结构应用逐渐广泛.文章介绍了预应力连续箱梁在桥梁施工中的应用,对于施工技术以及流程进行深入分析,期望能够为类似工程提供借鉴指导.
【关键词】 预应力连续箱梁;桥梁;施工技术
1、工程概况
本文研究的桥梁施工为张家港市锦丰新城沙洲河大桥工程,桥梁总长579.2m,全宽36m,跨径组合为4*(3*31.25m)+5*40m,桥面横坡2.0%.该桥平面位于直线内,上部结构采用采用预应力钢筋混凝土连续箱梁,31.25m跨径梁高180cm,40m跨径梁高220cm,桥面铺装采用沥青混凝土,箱梁采用C50混凝土;下部结构采用钻孔灌注桩基础、承台和柱式墩,基桩采用C30混凝土,墩台身采用C30混凝土.
2、方案预选与施工注意事项
2.1支架方案选定
桥梁施工的地基虽然较稳定,与传统的满堂式支架相比,碗扣支架具有单个杆件轻、极少使用吊机、人工操作、拆卸轻便、快捷、承载力高等优点.因此在经过比选之后,采用碗扣式支架作为施工支撑,支架杆件由Ф48mm钢管加工制成,并在连接处焊连接扣件.根据结构物或地形的需要,支架配以可调式顶托和底托,从而方便搭设成各种形式的支架.同时还配钢管和扣件,以增强支架的整体稳定性.
2.2支架立杆间距的选定
连续箱梁每部分总荷载主要分布在0.6×0.9m宽的范围内.因此立杆间距需要遵循满足施工需求和经济适用的原则,以箱梁的荷载分布为依据进行选定.
2.3施工注意事项
在预应力连续箱施工技术中,施工中需要注意以下方面:(1)环境温度不低于15℃,施工环境的风力不得超过10m/s,空气相对湿度不得大于85%.(2)施工环境保持干燥、清洁,应密切注意气候情况,不得在当有雾、下雨的情况下进行施工.为了指导生产,施工阶段需要准确掌握施工期间的天气情况.(3)施工过程应确保安全,施工人员有防护措施,安全系数达到要求标准.
3、桥梁预应力连续箱梁的施工技术
3.1地基处理
根据连续箱梁对地基的要求与地址情况,需采取合适的地基处理措施.在原混凝土路面能够满足承载力要求的情况下,无需进行地基处理,可以直接使用原混凝土路面;如果施工处于软土地区,需要挖除淤质土,并且分层回填换填透水性材料.在填充完毕后用压路机碾压密实,压實度达到90%以上,然后铺设碎石垫层与浇筑混凝土,为了保证地基不受雨水浸泡,地基硬化略高出原地面3cm.
3.2支架搭设及预压
采用满堂式碗扣支架施工时,需要根据箱梁还在分布进行施工.施工时测量人员采用全站仪放出竖向投影线的中心线,在纵横向布置斜向钢管剪力撑,根据中心线对称布设碗扣支架,从底部向顶部依次安装立杆、横杆.安装时应保证立杆处于中心,逐层往上安装,安装立杆和横杆完毕后,为了保证支架的稳定性,需要安装斜撑杆.为便于高空作业,可在调好顶托伸出量,再运至支架顶安装,支架每隔4排设一横向剪刀撑,在钢管连接处用扣件紧同.
3.3模板的制作、安装
箱梁侧模、底模及内模需要保持表面光洁度、线条平顺均,而且刚度、强度能满足要求,采用竹胶板能够满足施工要求.底模制作需要根据预压成果设置好预拱度,在底模板铺设完成后,在底模板上弹上墨线,然后安装侧模板.侧模板外用钢管及扣件与支架连接,以支撑固定侧模板,模板连接部位采用海绵胶条.施工完毕后需要全面检测标高和线型.
完成底模和侧模的初装后,需要依据箱梁混凝土重量分布情况,进行预压,以消除支架、支撑方木和模板的非弹性变形及地基的压缩沉降影响.在支架横梁堆放砂袋,铺设塑料布注水进行三级预压,同时在对应地再布设观测点,预压时间视具体的沉降而定.预压用水采用水管抽排卸载,卸载的同时继续观测.根据数据整理预压沉降结果,计算出弹性沉降和塑性沉降,调整碗扣支架顶托的标高消除弹性变形.
3.4钢筋、波纹管、钢绞线安装
安装过程需要对钢筋原材料进行严格检验,然后按照设计要求进行下料、成型,控制好间距、位置及数量,绑扎牢固.施工中焊接的钢筋可提前提前成批次焊接,现场焊接采用搭接单面焊,焊缝长度、饱满度等方面应满足规范要求;采用镦粗直螺纹机械连接直径大于20mm的螺纹钢.在钢筋安装过程中,需要针对预留孔及预埋件进行设置,钢筋骨架加工时,先在模具上预先放样,如果与预应力管道焊接冲突,应适当调整钢筋位置,确保预应力构件位置符合设汁要求.
预应力管道成型采用金属波纹管进行施工,按坐标要保持准确定位,确保波纹管不上浮、不变位.用宽胶带粘绕紧密波纹管与锚垫板喇叭接头的连接处,保证密封不漏浆.为了防止堵管,不易穿束,需要在浇注混凝土前完成钢绞线的穿束.先排除管道内的水分和杂物,在钢绞线上涂抹润滑剂,然后进行钢绞线穿束.先将单根钢绞线穿入孔道,在另一端通过卷扬机匀速拉出,即完成穿束工作.
3.5混凝土施工
混凝土浇筑前,需要进行全面检查,清除模板内杂物和积水,符合设计要求后方可施工.箱梁施工主要从低端向高端分两次进行浇筑,第一次浇筑至腹板与翼缘板连接处,第二次浇筑顶板和翼板.混凝土浇筑需要防止两次浇注出现的明显施工接头痕迹,防止施工缝处裂缝.振捣上层混凝土时,振捣至混凝土表面平坦、泛浆,停止下沉,不再冒气泡时停止振捣.施工时需在钢筋标记处挂线,顶板标高全面控制.采用土工布覆盖进行混凝土养生,养生时间不少于7d,始终保证混凝土表面湿润.
3.6箱梁张拉
3.6.1张拉工艺
采用预埋金属波纹管进行预应力筋孔道成型,预埋前做灌水试验.波纹管的采用钢筋卡子固定进行坐标定位,用密封胶带封口.张拉前为保证张拉安全,需要对梁体验收,检查预应力筋的孔道,并消除构件端部的混凝土残渣,做好穿预应力钢绞线安装.安装过程中需要将钢绞线插入工作锚锚孔或连接器,并将钢绞线穿入千斤顶,先装工具夹片,再安装工作锚夹片.张拉前徐璈进行预拉,以消除和减少非弹性变形.
3.6.2预应力筋的张拉
用两台千斤顶同时对称张拉,采用应力控制,张拉至初应力时作伸长量标记然后进行回油顶压锚固.张拉过程中为了使结构均匀受力,需要根据对称张拉的原则进行张拉,需要量钢绞线伸长量等工作要保持同步进行.张拉伸长值的校核需要符合规范要求,应该严格按照设计图纸提供的张拉控制应力和张拉顺序进行预应力钢束张拉.预应力张拉采用双控,以伸长量进行校核并且控制张拉力度.
4、结语
作为一种上部结构形式,连续箱梁预应力施工已在桥梁建设中广泛采用,预应力箱梁施工质量对于桥梁的最终质量起着决定性作用.但是预应力箱梁施工施工质量影响因素多、工艺复杂,因此在施工过程中必须对施工质量进行严格控制,把握好每个环节,确保施工质量和安全.在工程结束后,主要有以下的施工经验总结:1)为了保障施工质量,需要进行全过程质量管理;2)严格控制原材料的质量;3)施工单位需要具备施工资质,充分领悟设计意图,精心组织施工,同时需要建立完善的施工管理和质量保证体系,质量意识深入人心;4)施工过程中施工机械的连续正常运行,各道工序必须紧密配合,避免造成窝工、工期损失,确保流水作业;5)一个阶段的施工完毕后,需要进行详细的检查,具体施工中波纹管后要保证无沙眼、裂纹,混凝土振捣时严禁碰撞波纹管.
参考文献:
[1]交通部第一公路工程总公司.桥涵[M].人民交通出版社.2005.
[2]周水兴,何兆益,邹易松.路桥施工计算手册[M].人民交通出版社.2001.
[3]陈德辉,曾维成,徐迎春.浅谈寿江大桥50m大跨度箱形预应力粱施工[J].四川建筑科学研究,2006.
[4]李忠清,姚大发.预应力混凝土箱粱通病分析[J].安徽建筑,2003.
【关键词】 预应力连续箱梁;桥梁;施工技术
1、工程概况
本文研究的桥梁施工为张家港市锦丰新城沙洲河大桥工程,桥梁总长579.2m,全宽36m,跨径组合为4*(3*31.25m)+5*40m,桥面横坡2.0%.该桥平面位于直线内,上部结构采用采用预应力钢筋混凝土连续箱梁,31.25m跨径梁高180cm,40m跨径梁高220cm,桥面铺装采用沥青混凝土,箱梁采用C50混凝土;下部结构采用钻孔灌注桩基础、承台和柱式墩,基桩采用C30混凝土,墩台身采用C30混凝土.
2、方案预选与施工注意事项
2.1支架方案选定
桥梁施工的地基虽然较稳定,与传统的满堂式支架相比,碗扣支架具有单个杆件轻、极少使用吊机、人工操作、拆卸轻便、快捷、承载力高等优点.因此在经过比选之后,采用碗扣式支架作为施工支撑,支架杆件由Ф48mm钢管加工制成,并在连接处焊连接扣件.根据结构物或地形的需要,支架配以可调式顶托和底托,从而方便搭设成各种形式的支架.同时还配钢管和扣件,以增强支架的整体稳定性.
2.2支架立杆间距的选定
连续箱梁每部分总荷载主要分布在0.6×0.9m宽的范围内.因此立杆间距需要遵循满足施工需求和经济适用的原则,以箱梁的荷载分布为依据进行选定.
2.3施工注意事项
在预应力连续箱施工技术中,施工中需要注意以下方面:(1)环境温度不低于15℃,施工环境的风力不得超过10m/s,空气相对湿度不得大于85%.(2)施工环境保持干燥、清洁,应密切注意气候情况,不得在当有雾、下雨的情况下进行施工.为了指导生产,施工阶段需要准确掌握施工期间的天气情况.(3)施工过程应确保安全,施工人员有防护措施,安全系数达到要求标准.
3、桥梁预应力连续箱梁的施工技术
3.1地基处理
根据连续箱梁对地基的要求与地址情况,需采取合适的地基处理措施.在原混凝土路面能够满足承载力要求的情况下,无需进行地基处理,可以直接使用原混凝土路面;如果施工处于软土地区,需要挖除淤质土,并且分层回填换填透水性材料.在填充完毕后用压路机碾压密实,压實度达到90%以上,然后铺设碎石垫层与浇筑混凝土,为了保证地基不受雨水浸泡,地基硬化略高出原地面3cm.
3.2支架搭设及预压
采用满堂式碗扣支架施工时,需要根据箱梁还在分布进行施工.施工时测量人员采用全站仪放出竖向投影线的中心线,在纵横向布置斜向钢管剪力撑,根据中心线对称布设碗扣支架,从底部向顶部依次安装立杆、横杆.安装时应保证立杆处于中心,逐层往上安装,安装立杆和横杆完毕后,为了保证支架的稳定性,需要安装斜撑杆.为便于高空作业,可在调好顶托伸出量,再运至支架顶安装,支架每隔4排设一横向剪刀撑,在钢管连接处用扣件紧同.
3.3模板的制作、安装
箱梁侧模、底模及内模需要保持表面光洁度、线条平顺均,而且刚度、强度能满足要求,采用竹胶板能够满足施工要求.底模制作需要根据预压成果设置好预拱度,在底模板铺设完成后,在底模板上弹上墨线,然后安装侧模板.侧模板外用钢管及扣件与支架连接,以支撑固定侧模板,模板连接部位采用海绵胶条.施工完毕后需要全面检测标高和线型.
完成底模和侧模的初装后,需要依据箱梁混凝土重量分布情况,进行预压,以消除支架、支撑方木和模板的非弹性变形及地基的压缩沉降影响.在支架横梁堆放砂袋,铺设塑料布注水进行三级预压,同时在对应地再布设观测点,预压时间视具体的沉降而定.预压用水采用水管抽排卸载,卸载的同时继续观测.根据数据整理预压沉降结果,计算出弹性沉降和塑性沉降,调整碗扣支架顶托的标高消除弹性变形.
3.4钢筋、波纹管、钢绞线安装
安装过程需要对钢筋原材料进行严格检验,然后按照设计要求进行下料、成型,控制好间距、位置及数量,绑扎牢固.施工中焊接的钢筋可提前提前成批次焊接,现场焊接采用搭接单面焊,焊缝长度、饱满度等方面应满足规范要求;采用镦粗直螺纹机械连接直径大于20mm的螺纹钢.在钢筋安装过程中,需要针对预留孔及预埋件进行设置,钢筋骨架加工时,先在模具上预先放样,如果与预应力管道焊接冲突,应适当调整钢筋位置,确保预应力构件位置符合设汁要求.
预应力管道成型采用金属波纹管进行施工,按坐标要保持准确定位,确保波纹管不上浮、不变位.用宽胶带粘绕紧密波纹管与锚垫板喇叭接头的连接处,保证密封不漏浆.为了防止堵管,不易穿束,需要在浇注混凝土前完成钢绞线的穿束.先排除管道内的水分和杂物,在钢绞线上涂抹润滑剂,然后进行钢绞线穿束.先将单根钢绞线穿入孔道,在另一端通过卷扬机匀速拉出,即完成穿束工作.
3.5混凝土施工
混凝土浇筑前,需要进行全面检查,清除模板内杂物和积水,符合设计要求后方可施工.箱梁施工主要从低端向高端分两次进行浇筑,第一次浇筑至腹板与翼缘板连接处,第二次浇筑顶板和翼板.混凝土浇筑需要防止两次浇注出现的明显施工接头痕迹,防止施工缝处裂缝.振捣上层混凝土时,振捣至混凝土表面平坦、泛浆,停止下沉,不再冒气泡时停止振捣.施工时需在钢筋标记处挂线,顶板标高全面控制.采用土工布覆盖进行混凝土养生,养生时间不少于7d,始终保证混凝土表面湿润.
3.6箱梁张拉
3.6.1张拉工艺
采用预埋金属波纹管进行预应力筋孔道成型,预埋前做灌水试验.波纹管的采用钢筋卡子固定进行坐标定位,用密封胶带封口.张拉前为保证张拉安全,需要对梁体验收,检查预应力筋的孔道,并消除构件端部的混凝土残渣,做好穿预应力钢绞线安装.安装过程中需要将钢绞线插入工作锚锚孔或连接器,并将钢绞线穿入千斤顶,先装工具夹片,再安装工作锚夹片.张拉前徐璈进行预拉,以消除和减少非弹性变形.
3.6.2预应力筋的张拉
用两台千斤顶同时对称张拉,采用应力控制,张拉至初应力时作伸长量标记然后进行回油顶压锚固.张拉过程中为了使结构均匀受力,需要根据对称张拉的原则进行张拉,需要量钢绞线伸长量等工作要保持同步进行.张拉伸长值的校核需要符合规范要求,应该严格按照设计图纸提供的张拉控制应力和张拉顺序进行预应力钢束张拉.预应力张拉采用双控,以伸长量进行校核并且控制张拉力度.
4、结语
作为一种上部结构形式,连续箱梁预应力施工已在桥梁建设中广泛采用,预应力箱梁施工质量对于桥梁的最终质量起着决定性作用.但是预应力箱梁施工施工质量影响因素多、工艺复杂,因此在施工过程中必须对施工质量进行严格控制,把握好每个环节,确保施工质量和安全.在工程结束后,主要有以下的施工经验总结:1)为了保障施工质量,需要进行全过程质量管理;2)严格控制原材料的质量;3)施工单位需要具备施工资质,充分领悟设计意图,精心组织施工,同时需要建立完善的施工管理和质量保证体系,质量意识深入人心;4)施工过程中施工机械的连续正常运行,各道工序必须紧密配合,避免造成窝工、工期损失,确保流水作业;5)一个阶段的施工完毕后,需要进行详细的检查,具体施工中波纹管后要保证无沙眼、裂纹,混凝土振捣时严禁碰撞波纹管.
参考文献:
[1]交通部第一公路工程总公司.桥涵[M].人民交通出版社.2005.
[2]周水兴,何兆益,邹易松.路桥施工计算手册[M].人民交通出版社.2001.
[3]陈德辉,曾维成,徐迎春.浅谈寿江大桥50m大跨度箱形预应力粱施工[J].四川建筑科学研究,2006.
[4]李忠清,姚大发.预应力混凝土箱粱通病分析[J].安徽建筑,2003.