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[摘 要]先简支后结构连续桥梁施工技术较之传统连续桥梁而言,降低了施工的难度,提高了施工的效率,同时提高了桥梁结构的承载能力,减少了梁部的伸缩缝,并控制桥面横向裂缝的产生。随着先简支后连续桥梁技术的不断完善,越来越多的桥梁设计使用这种技术,因此,在确保桥梁质量的前提下,加强质量控制,明确注意事项,及时总结经验,吸取教训,以提高桥梁施工质量为目标,为我国的桥梁建设做贡献。本文阐述了先简支后连续结构体系在实际工程中的优点和施工工艺要点,探讨了施工过程中采用的简便易行的工艺技术,最后提出先简支后连续桥梁施工的质量控制意见。
[关键词]先简支后结构; 连续桥梁; 施工技术; 质量控制
中图分类号:U441+.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)09-0228-01
近年来,预应力混凝土连续梁桥以其较强的优势在业界迅速发展,在连续梁桥的施工方法中,最为经济有效的方法就是先简支后结构连续桥梁施工技术,它针对普通钢筋连接处开裂的问题进行改良,有效克服预应力和非预应力两种力从而不协调导致的结构变形的问题,从根本上解决了桥梁连接性较差这一难题。
一、先简支后结构连续桥梁概述及其优点
(一)先简支后结构连续桥梁概述
在经济高速发展的今天,我国为了满足社会交通需要,开展了很多公路施工建设、桥梁建设工程,这些工程通常使用的施工技术大多是简支桥梁施工技术和连续桥梁施工技术,这些施工技术虽然能起到良好的施工效果,但是其施工过程过于复杂,且施工期间需要耗费大量人力、物力以及时间,为了简化连续桥梁工程的施工环境,相关技术人员研发出先简支后连续桥梁施工技术的方法,将传统使用的简支桥梁施工技术和连续桥梁施工技术相结合,有效提高了桥梁的施工的工作效率,很大程度上缩短了施工的工期,所以先简支后结构连续桥梁施工技术是现阶段桥梁施工的主要方法。
(二) 先简支后连续桥梁的优点
先简支后连续桥梁结构就是两跨及两跨以上的预应力混凝土梁通过现浇混凝土形成连续结构,优点有以下几点:
1.具有刚度大、变形小、伸缩缝少和行车舒适等优点;
2.简支梁的预应力钢束在工厂进行张拉,而负弯矩区的预应力钢束布置及张拉均在主梁上进行,仅需吊装设备起吊主梁,减少了施工设备,又能避免张拉预应力钢束造成地面上的障碍;
3.预制梁能采用标准构件,进行工厂化统一生产和管理,有利于技术操作,节省了施工时间,缩短工期,提高经济效益。
二、先简支后结构连续桥梁施工技术
(一)先简支后连续桥梁施工工艺
1. 施工准备。先简支后连续桥梁施工时,简支梁在墩顶实施结构连接与墩梁固结及墩顶结构连续、墩梁固结(刚构)和桥面连续构造是施工的关键。
2. 梁板预制与安装。混凝土强度达到设计强度的100%后,张拉正弯矩区预应力钢束,压浆并及时清理主梁底板通气孔。
3.支座安装。设置临时支座时,应该从强度、刚度和稳定性等方面进行严格控制,其结构形式可采用沙筒等方便拆除的形式;对永久性支座进行平整度检查及保护。
4.连接接头段钢筋,设置接头钢束波纹管并穿束。在日温最低时(不高于+15℃)浇筑连续接头、中横梁及及两侧与顶板钢束同长范围内的桥面整体化混凝土。当其达到设计强度的l00%时,张拉顶板钢束并压浆。
5. 浇筑接头混凝土。完成接头后,由跨中向支点浇筑剩余部分的桥面整体化混凝土,完成浇筑后,将一联的临时支座拆除,完成体系转换。进行临时支座的拆除时应严防高温影响橡胶支座的质量。
6.喷洒防水层、安装伸缩装置、进行桥面系施工。
(二)先简支后连续桥梁施工工艺要点
1. 预制箱梁张拉。张拉预应力钢束要在混凝土强度满足设计强度的100%时方可进行。为避免主梁横向弯曲,张拉顺序应按设计要求两端同时进行。施工时应实测钢束与孔道摩擦系数、锚具的锚口损失及孔道偏差系数,并使实测的锚具的锚口损失加上设计张拉控制应力,确定实际张拉控制应力,采用张拉力和伸长值双控指标。
2.支座的安设及体系转换。箱梁板安设的临时支座要求其强度和刚度均符应合设计要求,常采用钢管制成的筒状侧边钻孔临时阀门封闭灌砂层方法,其高度应比永久支座略高3-5mm,从而保证体系转换后拆除的便利性;在湿接头混凝土浇筑之前,对永久性橡胶支座进行保护,可用空压机将其接缝处残渣和杂质清除干净,且检测各支座放置的平整度。当存在纵坡时,可在梁底预埋钢垫板进行调整;在强度、刚度及稳定性均满足设计要求的前提下,对支座进行转换。
3.连续段现浇混凝土施工。现浇连续段通常采用搭接焊处理预埋钢筋的连接,现浇段混凝土应使用与梁板同标号的混凝土。结构的薄弱环节在湿接头部位新旧混凝土接合处,应在新旧混凝土强度达到一致时方可进行连接,故对湿接头部位旧混凝土的处理是重点。常用的方法是凿毛处理现浇接头部位梁顶面;为确保新旧混凝土粘接质量和减少高空作业,在预制场内凿毛洗净空心板铰缝等有周边接触面的构件,同时因该部位有较密集的钢筋及波纹管,施工时应采用小粒料混凝土分层浇筑,分层振捣。为防止现浇连续段混凝土养生硬化过程中出现收缩性裂缝,影响二次张拉过程中桥梁的整体受力性能及混凝土承载力,现浇连续段接头的混凝土中应添加微膨胀剂。利用竹胶板制作的砂盒或将钢板进行防锈处理,对底模和永久橡胶支座间的缝隙垫实密封,严防漏浆。
4.負弯矩二次张拉。负弯矩二次张拉是对梁板顶面的预应力钢束进行张拉,这是先简支后连续桥梁同简支梁桥的本质区别。根据设计要求,严格控制预制梁中锚固齿板和预应力管道的几何精度。预应力钢束采用高强度低松弛钢绞线,保持由外及内的张拉顺序,每次张拉一根钢绞线,直至张拉结束。完成张拉后及时进行真空压浆。
三、先简支后结构连续桥梁施工质量控制
(一)张拉预制底座的设置要求
张拉预制底座应坚实、无沉陷,利于排水,一般预制场地均进行硬化处理,防止由于排水不畅造成地基下沉。底座的反拱度值应参照设计文件所提供的反拱度值、结合实际施工和生产性试制梁的张拉情况确定,反拱度做成抛物线。另外桥梁安装精度要严格控制在2mm误差范围以内。
(二)主梁施工质量控制
主梁钢筋的绑扎安装必须严格按照施工图进行,预应力管道埋设必须精确定位,并定位牢固,定位筋应与主筋焊接固定,锚下螺旋筋必须与锚板紧密贴紧,以确保紧箍作用。关模时严格控制各边砼保护层厚度,可设置限位筋或加砼块进行限位。预应力施工中,梁端2m范围内及锚下砼局部应力较大,且该段钢筋较密,应充分振捣密实,严格控制质量。
(三)临时支座设置质量控制
临时支座设置原则是应有足够的强度和刚度,拆装方便,落梁均匀。临时支座拆除时应做到逐孔对称、均匀、同步、平稳。
(四)现浇湿接缝及连续段施工质量控制
施工发现,对于新旧混凝土的连接结合是现浇连续段混凝土存在的主要问题,为此预制梁板的接缝处及端头必须严格进行凿毛处理及现浇连续段接头混凝土宜添加微膨胀剂。
先简支后连续结构形式桥梁相对于传统意义上的连续梁而言,降低了施工难度,同时在一定程度上达到了结构连续的目的,提高了结构的承载能力,减少了梁部的伸缩缝,提高行车舒适度。了解先简支后连续桥梁的优、缺点及施工要点,对此类桥梁设计、施工有着重要的指导意义。
参考文献
[1] 桂水荣,陈水生,任永明.先简支后连续梁桥车辆冲击系数影响因素研究[J].公路交通科技,2011(05).
[2] 陈美华.预应力混凝土先简支后连续T梁的施工流程及质量控制要点分析[J].城市道桥与防洪,2012(06).
[3] 曹振宇.先简支后连续结构桥梁施工技术刍议[J].现代物业(上旬刊),2011,15(11):36.
[关键词]先简支后结构; 连续桥梁; 施工技术; 质量控制
中图分类号:U441+.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)09-0228-01
近年来,预应力混凝土连续梁桥以其较强的优势在业界迅速发展,在连续梁桥的施工方法中,最为经济有效的方法就是先简支后结构连续桥梁施工技术,它针对普通钢筋连接处开裂的问题进行改良,有效克服预应力和非预应力两种力从而不协调导致的结构变形的问题,从根本上解决了桥梁连接性较差这一难题。
一、先简支后结构连续桥梁概述及其优点
(一)先简支后结构连续桥梁概述
在经济高速发展的今天,我国为了满足社会交通需要,开展了很多公路施工建设、桥梁建设工程,这些工程通常使用的施工技术大多是简支桥梁施工技术和连续桥梁施工技术,这些施工技术虽然能起到良好的施工效果,但是其施工过程过于复杂,且施工期间需要耗费大量人力、物力以及时间,为了简化连续桥梁工程的施工环境,相关技术人员研发出先简支后连续桥梁施工技术的方法,将传统使用的简支桥梁施工技术和连续桥梁施工技术相结合,有效提高了桥梁的施工的工作效率,很大程度上缩短了施工的工期,所以先简支后结构连续桥梁施工技术是现阶段桥梁施工的主要方法。
(二) 先简支后连续桥梁的优点
先简支后连续桥梁结构就是两跨及两跨以上的预应力混凝土梁通过现浇混凝土形成连续结构,优点有以下几点:
1.具有刚度大、变形小、伸缩缝少和行车舒适等优点;
2.简支梁的预应力钢束在工厂进行张拉,而负弯矩区的预应力钢束布置及张拉均在主梁上进行,仅需吊装设备起吊主梁,减少了施工设备,又能避免张拉预应力钢束造成地面上的障碍;
3.预制梁能采用标准构件,进行工厂化统一生产和管理,有利于技术操作,节省了施工时间,缩短工期,提高经济效益。
二、先简支后结构连续桥梁施工技术
(一)先简支后连续桥梁施工工艺
1. 施工准备。先简支后连续桥梁施工时,简支梁在墩顶实施结构连接与墩梁固结及墩顶结构连续、墩梁固结(刚构)和桥面连续构造是施工的关键。
2. 梁板预制与安装。混凝土强度达到设计强度的100%后,张拉正弯矩区预应力钢束,压浆并及时清理主梁底板通气孔。
3.支座安装。设置临时支座时,应该从强度、刚度和稳定性等方面进行严格控制,其结构形式可采用沙筒等方便拆除的形式;对永久性支座进行平整度检查及保护。
4.连接接头段钢筋,设置接头钢束波纹管并穿束。在日温最低时(不高于+15℃)浇筑连续接头、中横梁及及两侧与顶板钢束同长范围内的桥面整体化混凝土。当其达到设计强度的l00%时,张拉顶板钢束并压浆。
5. 浇筑接头混凝土。完成接头后,由跨中向支点浇筑剩余部分的桥面整体化混凝土,完成浇筑后,将一联的临时支座拆除,完成体系转换。进行临时支座的拆除时应严防高温影响橡胶支座的质量。
6.喷洒防水层、安装伸缩装置、进行桥面系施工。
(二)先简支后连续桥梁施工工艺要点
1. 预制箱梁张拉。张拉预应力钢束要在混凝土强度满足设计强度的100%时方可进行。为避免主梁横向弯曲,张拉顺序应按设计要求两端同时进行。施工时应实测钢束与孔道摩擦系数、锚具的锚口损失及孔道偏差系数,并使实测的锚具的锚口损失加上设计张拉控制应力,确定实际张拉控制应力,采用张拉力和伸长值双控指标。
2.支座的安设及体系转换。箱梁板安设的临时支座要求其强度和刚度均符应合设计要求,常采用钢管制成的筒状侧边钻孔临时阀门封闭灌砂层方法,其高度应比永久支座略高3-5mm,从而保证体系转换后拆除的便利性;在湿接头混凝土浇筑之前,对永久性橡胶支座进行保护,可用空压机将其接缝处残渣和杂质清除干净,且检测各支座放置的平整度。当存在纵坡时,可在梁底预埋钢垫板进行调整;在强度、刚度及稳定性均满足设计要求的前提下,对支座进行转换。
3.连续段现浇混凝土施工。现浇连续段通常采用搭接焊处理预埋钢筋的连接,现浇段混凝土应使用与梁板同标号的混凝土。结构的薄弱环节在湿接头部位新旧混凝土接合处,应在新旧混凝土强度达到一致时方可进行连接,故对湿接头部位旧混凝土的处理是重点。常用的方法是凿毛处理现浇接头部位梁顶面;为确保新旧混凝土粘接质量和减少高空作业,在预制场内凿毛洗净空心板铰缝等有周边接触面的构件,同时因该部位有较密集的钢筋及波纹管,施工时应采用小粒料混凝土分层浇筑,分层振捣。为防止现浇连续段混凝土养生硬化过程中出现收缩性裂缝,影响二次张拉过程中桥梁的整体受力性能及混凝土承载力,现浇连续段接头的混凝土中应添加微膨胀剂。利用竹胶板制作的砂盒或将钢板进行防锈处理,对底模和永久橡胶支座间的缝隙垫实密封,严防漏浆。
4.負弯矩二次张拉。负弯矩二次张拉是对梁板顶面的预应力钢束进行张拉,这是先简支后连续桥梁同简支梁桥的本质区别。根据设计要求,严格控制预制梁中锚固齿板和预应力管道的几何精度。预应力钢束采用高强度低松弛钢绞线,保持由外及内的张拉顺序,每次张拉一根钢绞线,直至张拉结束。完成张拉后及时进行真空压浆。
三、先简支后结构连续桥梁施工质量控制
(一)张拉预制底座的设置要求
张拉预制底座应坚实、无沉陷,利于排水,一般预制场地均进行硬化处理,防止由于排水不畅造成地基下沉。底座的反拱度值应参照设计文件所提供的反拱度值、结合实际施工和生产性试制梁的张拉情况确定,反拱度做成抛物线。另外桥梁安装精度要严格控制在2mm误差范围以内。
(二)主梁施工质量控制
主梁钢筋的绑扎安装必须严格按照施工图进行,预应力管道埋设必须精确定位,并定位牢固,定位筋应与主筋焊接固定,锚下螺旋筋必须与锚板紧密贴紧,以确保紧箍作用。关模时严格控制各边砼保护层厚度,可设置限位筋或加砼块进行限位。预应力施工中,梁端2m范围内及锚下砼局部应力较大,且该段钢筋较密,应充分振捣密实,严格控制质量。
(三)临时支座设置质量控制
临时支座设置原则是应有足够的强度和刚度,拆装方便,落梁均匀。临时支座拆除时应做到逐孔对称、均匀、同步、平稳。
(四)现浇湿接缝及连续段施工质量控制
施工发现,对于新旧混凝土的连接结合是现浇连续段混凝土存在的主要问题,为此预制梁板的接缝处及端头必须严格进行凿毛处理及现浇连续段接头混凝土宜添加微膨胀剂。
先简支后连续结构形式桥梁相对于传统意义上的连续梁而言,降低了施工难度,同时在一定程度上达到了结构连续的目的,提高了结构的承载能力,减少了梁部的伸缩缝,提高行车舒适度。了解先简支后连续桥梁的优、缺点及施工要点,对此类桥梁设计、施工有着重要的指导意义。
参考文献
[1] 桂水荣,陈水生,任永明.先简支后连续梁桥车辆冲击系数影响因素研究[J].公路交通科技,2011(05).
[2] 陈美华.预应力混凝土先简支后连续T梁的施工流程及质量控制要点分析[J].城市道桥与防洪,2012(06).
[3] 曹振宇.先简支后连续结构桥梁施工技术刍议[J].现代物业(上旬刊),2011,15(11):36.