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【摘要】预应力混凝土桥梁结构使用的是预施应力工艺,有利于节省钢材用量,减少材料费用,而且能够减轻结构自重,行车噪声较小,具有良好的耐久性,在当前许多大型连续桥梁建设中都有广泛应用。在连续箱梁施工中,模板安装、支架预压、钢筋绑扎、混凝土浇筑、预应力施加等环节都极为关键,在施工中应加强对细节工作的重视,保证基础操作不会出现失误,对施工技术加以改进完善,进而保证桥建质量。
【关键词】预应力混凝土桥梁结构;连续箱梁施工技术;预应力施加;节省钢材
引言
经济的发展带动了运输行业的进步,尤其是铁路运输,近些年飞速发展,随着交通运输压力不断增长,作用日益凸显,铁路桥梁建设也越来越重要,其中涉及到诸多工学、力学知识,在实际建设中还应结合桥梁的实用性、耐久性、经济性和美观性等做综合考虑,保证桥梁在能够承载运输压力的前提下,应尽量节省材料、实现环保型建设,因此,在现代的铁路桥梁建设中,多采用的是预应力混凝土桥梁结构。
1、预应力混凝土桥梁及其特点
桥梁建设有许多种方式,预应力混凝土桥梁是其中之一,最早出现于上世纪30年代,经过近百年的发展,取得了很大进步,应用越来越广泛。现代化桥梁呈现出桥身轻便、外型美观、造价低廉的发展趋势,预应力运用在桥梁结构中,可在桥梁承受荷载前对其施加预压应力,使其微观结构有所变化,刚性提高,各个部件能够及早适应压力,正式使用时能有效避免出现变形、裂缝、振动等情况,是桥梁建设中一种科学的防护方法。
针对中小跨度的桥梁,预应力混凝土桥梁无疑已占据了绝对的优势,且逐渐朝着大跨度发展,与钢桥之间的竞争越来越激烈。之所以应用范围如此广泛,主要在其优点,承载力强,该桥梁形式采用的是预施应力的工艺,可提高桥梁的刚性,延迟裂缝形成的时间,具有很好的承载力;与钢桥相比,该种桥梁比较环保,铁路运输中产生的噪声小,且便于养护;与钢筋混凝土桥相比,此种桥梁高度低、自重轻,因材料质量较好,能够有效防止裂缝,耐久性也有了很大改进;另外,该种桥梁还有利于节省钢材使用量,减少造价。其不足之处在于,与钢桥相比,自重要大,且工期长,有时施工工艺过于复杂。
2、铁路预应力混凝土桥梁现浇连续箱梁施工技术应用
某铁路桥梁建设工程,上部结构设计跨径为(20+25+20)m的预应力连续箱梁,箱梁截面为单箱三室、变截面直腹式结构,布置方式与桥梁的中心线相对称。箱梁的顶板宽在15.68m~20.04m之间,底板则为12.45m~17.5m,梁高2.2m,底板和顶板厚度为0.5m,中腹板厚0.82m。
2.1施工流程
基础处理→支架搭设→铺设临时底模→超载预压→卸载→铺设底模、侧模、绑扎钢筋、浇筑混凝土及养护→预应力张拉及压浆→支架及模板拆除。
2.2地基处理
施工前应彻底清除现场地表的淤泥、腐蚀土,选择优质砂卵石进行回填,然后碾压密实,保证密实度在90%以上并进行地基承载力检测须满足要求,同时应做好排水沟等,保证排水的顺畅。地基处理好后,在上面浇筑25cm厚的C20混凝土,以此为支架基础。支架搭设保证足够的刚度、强度和稳定性。
2.3支架预压
地基处理完毕,结合本工程的要求,按照正确的程序进行支架搭设,并对其各方面进行了精确计算,均符合要求。为防止支架出现变形,进而对梁底标高进行准确控制,需要开展支架预压工作,该工程中选择的是砂袋法预压。先将方木纵横铺设于支架顶部,主要对底模板起支撑作用,临时底模选择酚醛树脂板,铺于方木上,接着吊装砂袋。预压加载前在梁底模端头、1/2截面、1/4截面、3/4截面处设置标高观测点,采用精密水准仪等仪器观测并记录好初始标高,实时对标高的变化进行监测。预压重量为箱梁自重加最大施工荷载总和的120%。预压分3级加载,按60%、90%、120%预压总荷载的加载顺序进行。每级加载后静压24小时,测支架和地基的沉降量;最后一级加载后每天观测一次,直到72小时累计下沉量小于1.0mm为止,待支架的非弹性变形消除、地基沉降稳定后方可卸载,卸载后再次测量标高。根据加载前和卸载后的标高计算支架的变形量(包括地基的弹性变形),作为预拱度设置的主要依据。预压过程中要注意观察杆件和方木等,是否有变形、断裂等情况。卸载支架的步骤和加载的步骤相反。
2.4模板和支座安装
模板采用强度和刚度符合要求的酚醛树脂模板,倒角处弧形模板采用自制钢模并焊接L形连接件、预留锚栓孔,用铆钉将倒角钢模与木模连接。模板的安装要保证梁体的各项设计尺寸,接缝严密,不漏浆,模板内不得有碎屑,模板表面应涂刷脱模剂。外模的支撑系统采用轻型桁架,上口采用对拉杆固定。底、腹板钢筋绑扎完毕后安装内模,为了防止在浇筑腹板混凝土时两侧模板外胀,在侧板通风孔处穿Φ20对拉杆固定。为避免出现漏浆的现象,在模板的缝隙处塞海绵条。
支座的安装采用的是整体法,先仔细找平垫石顶面,然后确定下螺栓的具体位置,对其孔径的深度进行仔细检查,并将螺栓进行锚固。安装过程中,需保证支座的中心线平行于主桥梁的中心线,安装好之后,保证支座的稳定,不得扰动。
2.5钢筋制作、安装
钢筋安装之前,应再次检查底模的标高,并对轴线进行测设,保证其符合要求,经技术负责人及监理验收合格后,方可进行下一步操作。钢筋在钢筋棚集中加工,运至现场绑扎成型。在绑扎钢筋时,为保证其质量,必须严格按照设计图纸和程序进行绑扎。钢筋骨架片的加工,本工程是在特制的工作台上进行的,然后放出钢筋和骨架片的大样,为防止运输、浇筑时发生变形或移动,需将其焊接牢固。在钢筋施工过程中,砼垫安放准确,如果发生损坏,必须进行更换;如果钢筋之间出现相互干扰的状况,必须经监理工程师的许可后进行适当调整,且应遵循一定的原则,确保预应力钢筋、主筋符合设计要求。
【关键词】预应力混凝土桥梁结构;连续箱梁施工技术;预应力施加;节省钢材
引言
经济的发展带动了运输行业的进步,尤其是铁路运输,近些年飞速发展,随着交通运输压力不断增长,作用日益凸显,铁路桥梁建设也越来越重要,其中涉及到诸多工学、力学知识,在实际建设中还应结合桥梁的实用性、耐久性、经济性和美观性等做综合考虑,保证桥梁在能够承载运输压力的前提下,应尽量节省材料、实现环保型建设,因此,在现代的铁路桥梁建设中,多采用的是预应力混凝土桥梁结构。
1、预应力混凝土桥梁及其特点
桥梁建设有许多种方式,预应力混凝土桥梁是其中之一,最早出现于上世纪30年代,经过近百年的发展,取得了很大进步,应用越来越广泛。现代化桥梁呈现出桥身轻便、外型美观、造价低廉的发展趋势,预应力运用在桥梁结构中,可在桥梁承受荷载前对其施加预压应力,使其微观结构有所变化,刚性提高,各个部件能够及早适应压力,正式使用时能有效避免出现变形、裂缝、振动等情况,是桥梁建设中一种科学的防护方法。
针对中小跨度的桥梁,预应力混凝土桥梁无疑已占据了绝对的优势,且逐渐朝着大跨度发展,与钢桥之间的竞争越来越激烈。之所以应用范围如此广泛,主要在其优点,承载力强,该桥梁形式采用的是预施应力的工艺,可提高桥梁的刚性,延迟裂缝形成的时间,具有很好的承载力;与钢桥相比,该种桥梁比较环保,铁路运输中产生的噪声小,且便于养护;与钢筋混凝土桥相比,此种桥梁高度低、自重轻,因材料质量较好,能够有效防止裂缝,耐久性也有了很大改进;另外,该种桥梁还有利于节省钢材使用量,减少造价。其不足之处在于,与钢桥相比,自重要大,且工期长,有时施工工艺过于复杂。
2、铁路预应力混凝土桥梁现浇连续箱梁施工技术应用
某铁路桥梁建设工程,上部结构设计跨径为(20+25+20)m的预应力连续箱梁,箱梁截面为单箱三室、变截面直腹式结构,布置方式与桥梁的中心线相对称。箱梁的顶板宽在15.68m~20.04m之间,底板则为12.45m~17.5m,梁高2.2m,底板和顶板厚度为0.5m,中腹板厚0.82m。
2.1施工流程
基础处理→支架搭设→铺设临时底模→超载预压→卸载→铺设底模、侧模、绑扎钢筋、浇筑混凝土及养护→预应力张拉及压浆→支架及模板拆除。
2.2地基处理
施工前应彻底清除现场地表的淤泥、腐蚀土,选择优质砂卵石进行回填,然后碾压密实,保证密实度在90%以上并进行地基承载力检测须满足要求,同时应做好排水沟等,保证排水的顺畅。地基处理好后,在上面浇筑25cm厚的C20混凝土,以此为支架基础。支架搭设保证足够的刚度、强度和稳定性。
2.3支架预压
地基处理完毕,结合本工程的要求,按照正确的程序进行支架搭设,并对其各方面进行了精确计算,均符合要求。为防止支架出现变形,进而对梁底标高进行准确控制,需要开展支架预压工作,该工程中选择的是砂袋法预压。先将方木纵横铺设于支架顶部,主要对底模板起支撑作用,临时底模选择酚醛树脂板,铺于方木上,接着吊装砂袋。预压加载前在梁底模端头、1/2截面、1/4截面、3/4截面处设置标高观测点,采用精密水准仪等仪器观测并记录好初始标高,实时对标高的变化进行监测。预压重量为箱梁自重加最大施工荷载总和的120%。预压分3级加载,按60%、90%、120%预压总荷载的加载顺序进行。每级加载后静压24小时,测支架和地基的沉降量;最后一级加载后每天观测一次,直到72小时累计下沉量小于1.0mm为止,待支架的非弹性变形消除、地基沉降稳定后方可卸载,卸载后再次测量标高。根据加载前和卸载后的标高计算支架的变形量(包括地基的弹性变形),作为预拱度设置的主要依据。预压过程中要注意观察杆件和方木等,是否有变形、断裂等情况。卸载支架的步骤和加载的步骤相反。
2.4模板和支座安装
模板采用强度和刚度符合要求的酚醛树脂模板,倒角处弧形模板采用自制钢模并焊接L形连接件、预留锚栓孔,用铆钉将倒角钢模与木模连接。模板的安装要保证梁体的各项设计尺寸,接缝严密,不漏浆,模板内不得有碎屑,模板表面应涂刷脱模剂。外模的支撑系统采用轻型桁架,上口采用对拉杆固定。底、腹板钢筋绑扎完毕后安装内模,为了防止在浇筑腹板混凝土时两侧模板外胀,在侧板通风孔处穿Φ20对拉杆固定。为避免出现漏浆的现象,在模板的缝隙处塞海绵条。
支座的安装采用的是整体法,先仔细找平垫石顶面,然后确定下螺栓的具体位置,对其孔径的深度进行仔细检查,并将螺栓进行锚固。安装过程中,需保证支座的中心线平行于主桥梁的中心线,安装好之后,保证支座的稳定,不得扰动。
2.5钢筋制作、安装
钢筋安装之前,应再次检查底模的标高,并对轴线进行测设,保证其符合要求,经技术负责人及监理验收合格后,方可进行下一步操作。钢筋在钢筋棚集中加工,运至现场绑扎成型。在绑扎钢筋时,为保证其质量,必须严格按照设计图纸和程序进行绑扎。钢筋骨架片的加工,本工程是在特制的工作台上进行的,然后放出钢筋和骨架片的大样,为防止运输、浇筑时发生变形或移动,需将其焊接牢固。在钢筋施工过程中,砼垫安放准确,如果发生损坏,必须进行更换;如果钢筋之间出现相互干扰的状况,必须经监理工程师的许可后进行适当调整,且应遵循一定的原则,确保预应力钢筋、主筋符合设计要求。