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摘要:现如今高速公路桥梁工程中连续梁占了相当大的比重,本文通过具体的工程实例分析高速公路连续梁施工过程中需要重点控制的关键环节,及其每个重点环节所应该注意的细节。
关键词:高速公路 连续梁 施工技術
中图分类号:U412.36+6文献标识码: A 文章编号:
1 连续梁简介
连续梁主要为跨公路、河流等设置,根据跨越区域的宽度分为多种跨径。其施工采用箱梁形式悬臂施工浇筑。每一节段为变截面高,梁底按二次抛物线变化。梁体由纵、横、竖三向预应力构成预应力体系,结构主要由0#块、多个悬浇段、边跨现浇段、边跨合拢段、中跨合拢组成。
2 连续梁施工工序
首先搭设承重架子或安装托架,安装完成预压合格后开始施工0#块,0#块混凝土浇筑完成后安装挂篮,挂篮预压完成后开始悬臂端施工,悬臂施工的同时可以开始边跨现浇段的施工,而后先边跨合拢,拆除临时固结,再中跨合拢,拆除挂篮,至此连续梁施工完成。
3 连续梁施工的难点
0#块为整个连续梁的起始段,连续梁后期施工的基石,钢筋密集,预应力管道多,预埋件多且复杂,所有节段中高度最大,施工难度较大,施工工期较长。0#块尤其要注意安全方面,工作面距离地面较高,只有安装模板后才能开始安装安全平台。0#块混凝土方量较大,人员操作空间较小,混凝土振捣难度增大。
4 施工工法
4.1 0#块施工
墩身施工完成后开始浇筑0#块墩顶临时固结,安装支座,根据支座布置原则确定每个墩上的支座类型,支座安装完成后灌注支座灌浆料,终凝后调整支座预偏量并固定上下座板。0#块支撑系统可以采用钢管桩、碗扣支架、扣件式脚手架、托架等多种形式,根据墩身高度的不同合理选择支撑系统。支撑系统安装完成后需检查安全性、测量弹性形变及消除非弹性形变,预压能够检查完成以上的所有项目,预压可以采用重物堆码预压及反向张拉预压。堆码预压可采用沙袋、混凝土块等堆载,张拉预压需在墩身基础施工时预埋张拉用的精轧螺纹钢,张拉预压的位置及张拉需经过计算确定。根据预压数据确定0#的立模标高,而后开始调整0#块的侧模及底模标高。以上施工完成后就开始钢筋绑扎施工,钢筋绑扎过程中必须保证纵向及横向预应力的管道位置准确。钢筋预应力冲突时,避让原则是钢筋避让预应力管道,竖向预应力避让横向及纵向,横向预应力避让纵向预应力,也就是说纵向预应力的位置必须保证绝对准确。
0#浇筑前需预埋测量应变的传感器,浇筑前、浇筑后、张拉后分别测量梁体高程,根据以上数据确定下一梁端的立模标高修正值。以后没一阶段一次类推,上一阶段为下一节段收集数据。
0#块混凝土浇筑采用泵送混凝土,先浇筑底板及腹板、横隔板下部混凝土,再浇筑上部腹板、横隔板及顶板,混凝土由悬臂端向墩身方向浇筑。由于腹板及横隔板高度超过2m,可采用在中部开口或梁顶安装浇筑软管保证下料高度不大于2m。混凝土浇筑完成后必须保证洒水养护14天,混凝土强度达到100%后方可拆模板。
4.2 挂篮安装
0#块纵向张拉完成后开始安装挂篮,挂篮分为三角挂篮及菱形挂篮,挂篮主要由主桁架,行走系统,底托系统、内模、滑梁及提吊配件等组成。首先安装挂篮行走轨道,并利用梁体竖向精轧螺纹钢锚固,而后安装主桁架,固定后锚,安装前后吊杆,安装底模后安装侧模滑梁,滑出侧模,至此挂篮安装完成,为检查挂篮拼装的安全性及形变也需要预压,采用悬灌段最重节段重量的1.2~1.3倍进行预压。挂篮施工完成后开始悬臂段施工,进入正常循环施工程序,模板、钢筋、混凝土、张拉、移挂篮,每一节段循环往复。
4.3边跨施工
边跨施工与0#块施工类似,但结构形式较为简单,梁体高度为全梁最小。同样需要搭设支架,预压等工作。合拢段施工时为避免温度应力、混凝土收缩徐变等引起混凝土开裂需安装刚性连接构造, 靠近边跨合拢侧底板及顶板需预埋钢板,作为刚性连接的基础预埋件,其余各项施工均与悬灌施工相同。
4.4 中跨合拢、边跨合拢施工
合拢段施工是连续梁体系转换的重要环节,对保证桥梁质量至关重要。合拢段施工原则是混凝土在低温灌注。合拢前使两悬臂端临时连接,保持相对固定,以防止合拢混凝土在早期因为梁体混凝土的热胀冷缩开裂。同时选择在一天中的低温、变化较小时进行混凝土施工,保证混凝土处于温升、在受压的情况下达到终凝,避免受拉开裂。按照设计的合拢顺序为先两个边跨合拢再中跨合拢,然后完成体系转换,形成连续刚构。
为保证合拢段始终处于稳定状态,边跨合拢段施工时,要在中跨悬臂端顶部中央处设最大(自量+容量)不超过200KN的水箱,水箱重心距悬臂外端部2m,灌注混凝土过程中,依据灌注混凝土的速度向水箱中加设同等质量的水。
在完成悬臂箱梁和边跨现浇段施工(指混凝土灌注、预应力束张拉)后,开始边跨合拢段施工。边跨施工前拆除挂篮并解除边跨其它荷载,在边跨现浇段支架上安装合拢段底模、侧模及其支架,利用挂篮模板作为边跨合拢段的模板,调整合拢段的中线和高程。
由于边跨合拢段一端是膺架现浇梁段,一端是悬臂灌注梁段,梁体竖向温差会使合拢口梁截面产生挠度和角位移,使合拢段混凝土受弯。因此,在施工中必须设置临时锁定装置。即在合拢段两侧梁段上预埋钢板和工字钢,在合拢段施工时两侧采用I45工字钢和预埋钢板焊接。临时刚性连接采取既撑又拉的办法,将两端相邻段落连成整体,采用型钢作为锁定材料。在合拢段箱梁的端部设置连结构造作为临时支撑,以承受温度升高时使悬臂纵向伸长产生的压应力,在两合拢悬臂端梁的顶板、底板顶面预埋钢板,设置反力座,并将外刚性支撑焊接,以锁定合拢口。并张拉一组临时钢束,以预应力来抵消两端因温度降低而缩短所产生的拉应力,通过设置承受压应力及拉应力的装置使合拢段混凝土得到保护。
为了达到锁定装置与悬臂上堆放材料及悬臂共同变形的目的,临时锁定装置的锁定力要大于释放任何一侧各墩的全部活动支座的摩阻力,另外还要考虑现浇段支架纵向水平弹性变形的反力。
为了减小混凝土灌注时悬臂端混凝土和合拢段混凝土温差引起的沿梁纵向的轴向力,合拢段混凝土灌注时选择当天温度最低的时间,且入模温度不低于5℃。边跨合拢完成后拆除中墩临时固结,然后完成中跨合拢。
参考文献
[1]向中富.新编桥梁施工工程师手册.人民交通出版社.2011
[2]张俊义.桥梁施工百问.人民交通出版社.2011
[3]朱学辉.桥梁施工监理工作手册.中国铁道出版社.2011
关键词:高速公路 连续梁 施工技術
中图分类号:U412.36+6文献标识码: A 文章编号:
1 连续梁简介
连续梁主要为跨公路、河流等设置,根据跨越区域的宽度分为多种跨径。其施工采用箱梁形式悬臂施工浇筑。每一节段为变截面高,梁底按二次抛物线变化。梁体由纵、横、竖三向预应力构成预应力体系,结构主要由0#块、多个悬浇段、边跨现浇段、边跨合拢段、中跨合拢组成。
2 连续梁施工工序
首先搭设承重架子或安装托架,安装完成预压合格后开始施工0#块,0#块混凝土浇筑完成后安装挂篮,挂篮预压完成后开始悬臂端施工,悬臂施工的同时可以开始边跨现浇段的施工,而后先边跨合拢,拆除临时固结,再中跨合拢,拆除挂篮,至此连续梁施工完成。
3 连续梁施工的难点
0#块为整个连续梁的起始段,连续梁后期施工的基石,钢筋密集,预应力管道多,预埋件多且复杂,所有节段中高度最大,施工难度较大,施工工期较长。0#块尤其要注意安全方面,工作面距离地面较高,只有安装模板后才能开始安装安全平台。0#块混凝土方量较大,人员操作空间较小,混凝土振捣难度增大。
4 施工工法
4.1 0#块施工
墩身施工完成后开始浇筑0#块墩顶临时固结,安装支座,根据支座布置原则确定每个墩上的支座类型,支座安装完成后灌注支座灌浆料,终凝后调整支座预偏量并固定上下座板。0#块支撑系统可以采用钢管桩、碗扣支架、扣件式脚手架、托架等多种形式,根据墩身高度的不同合理选择支撑系统。支撑系统安装完成后需检查安全性、测量弹性形变及消除非弹性形变,预压能够检查完成以上的所有项目,预压可以采用重物堆码预压及反向张拉预压。堆码预压可采用沙袋、混凝土块等堆载,张拉预压需在墩身基础施工时预埋张拉用的精轧螺纹钢,张拉预压的位置及张拉需经过计算确定。根据预压数据确定0#的立模标高,而后开始调整0#块的侧模及底模标高。以上施工完成后就开始钢筋绑扎施工,钢筋绑扎过程中必须保证纵向及横向预应力的管道位置准确。钢筋预应力冲突时,避让原则是钢筋避让预应力管道,竖向预应力避让横向及纵向,横向预应力避让纵向预应力,也就是说纵向预应力的位置必须保证绝对准确。
0#浇筑前需预埋测量应变的传感器,浇筑前、浇筑后、张拉后分别测量梁体高程,根据以上数据确定下一梁端的立模标高修正值。以后没一阶段一次类推,上一阶段为下一节段收集数据。
0#块混凝土浇筑采用泵送混凝土,先浇筑底板及腹板、横隔板下部混凝土,再浇筑上部腹板、横隔板及顶板,混凝土由悬臂端向墩身方向浇筑。由于腹板及横隔板高度超过2m,可采用在中部开口或梁顶安装浇筑软管保证下料高度不大于2m。混凝土浇筑完成后必须保证洒水养护14天,混凝土强度达到100%后方可拆模板。
4.2 挂篮安装
0#块纵向张拉完成后开始安装挂篮,挂篮分为三角挂篮及菱形挂篮,挂篮主要由主桁架,行走系统,底托系统、内模、滑梁及提吊配件等组成。首先安装挂篮行走轨道,并利用梁体竖向精轧螺纹钢锚固,而后安装主桁架,固定后锚,安装前后吊杆,安装底模后安装侧模滑梁,滑出侧模,至此挂篮安装完成,为检查挂篮拼装的安全性及形变也需要预压,采用悬灌段最重节段重量的1.2~1.3倍进行预压。挂篮施工完成后开始悬臂段施工,进入正常循环施工程序,模板、钢筋、混凝土、张拉、移挂篮,每一节段循环往复。
4.3边跨施工
边跨施工与0#块施工类似,但结构形式较为简单,梁体高度为全梁最小。同样需要搭设支架,预压等工作。合拢段施工时为避免温度应力、混凝土收缩徐变等引起混凝土开裂需安装刚性连接构造, 靠近边跨合拢侧底板及顶板需预埋钢板,作为刚性连接的基础预埋件,其余各项施工均与悬灌施工相同。
4.4 中跨合拢、边跨合拢施工
合拢段施工是连续梁体系转换的重要环节,对保证桥梁质量至关重要。合拢段施工原则是混凝土在低温灌注。合拢前使两悬臂端临时连接,保持相对固定,以防止合拢混凝土在早期因为梁体混凝土的热胀冷缩开裂。同时选择在一天中的低温、变化较小时进行混凝土施工,保证混凝土处于温升、在受压的情况下达到终凝,避免受拉开裂。按照设计的合拢顺序为先两个边跨合拢再中跨合拢,然后完成体系转换,形成连续刚构。
为保证合拢段始终处于稳定状态,边跨合拢段施工时,要在中跨悬臂端顶部中央处设最大(自量+容量)不超过200KN的水箱,水箱重心距悬臂外端部2m,灌注混凝土过程中,依据灌注混凝土的速度向水箱中加设同等质量的水。
在完成悬臂箱梁和边跨现浇段施工(指混凝土灌注、预应力束张拉)后,开始边跨合拢段施工。边跨施工前拆除挂篮并解除边跨其它荷载,在边跨现浇段支架上安装合拢段底模、侧模及其支架,利用挂篮模板作为边跨合拢段的模板,调整合拢段的中线和高程。
由于边跨合拢段一端是膺架现浇梁段,一端是悬臂灌注梁段,梁体竖向温差会使合拢口梁截面产生挠度和角位移,使合拢段混凝土受弯。因此,在施工中必须设置临时锁定装置。即在合拢段两侧梁段上预埋钢板和工字钢,在合拢段施工时两侧采用I45工字钢和预埋钢板焊接。临时刚性连接采取既撑又拉的办法,将两端相邻段落连成整体,采用型钢作为锁定材料。在合拢段箱梁的端部设置连结构造作为临时支撑,以承受温度升高时使悬臂纵向伸长产生的压应力,在两合拢悬臂端梁的顶板、底板顶面预埋钢板,设置反力座,并将外刚性支撑焊接,以锁定合拢口。并张拉一组临时钢束,以预应力来抵消两端因温度降低而缩短所产生的拉应力,通过设置承受压应力及拉应力的装置使合拢段混凝土得到保护。
为了达到锁定装置与悬臂上堆放材料及悬臂共同变形的目的,临时锁定装置的锁定力要大于释放任何一侧各墩的全部活动支座的摩阻力,另外还要考虑现浇段支架纵向水平弹性变形的反力。
为了减小混凝土灌注时悬臂端混凝土和合拢段混凝土温差引起的沿梁纵向的轴向力,合拢段混凝土灌注时选择当天温度最低的时间,且入模温度不低于5℃。边跨合拢完成后拆除中墩临时固结,然后完成中跨合拢。
参考文献
[1]向中富.新编桥梁施工工程师手册.人民交通出版社.2011
[2]张俊义.桥梁施工百问.人民交通出版社.2011
[3]朱学辉.桥梁施工监理工作手册.中国铁道出版社.2011