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摘要:本文主要针对预应力混凝土小箱梁施工技术展开了探讨,结合了具体的工程实例,简要介绍了预应力混凝土小箱梁的施工技术和工艺原理,并对相关的施工控制措施和施工流程作了系统的分析研究,以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。
关键词:预应力混凝土小箱梁;施工技术;探讨
如今,桥梁越来越多的采用了预应力混凝土小箱梁先简支后连续结构体系。它不但具有简支梁的施工工艺简单、预制安装方便,而且具有连续梁的线型好行车平稳、结构体系完整、整体稳定性强等优点。基于此,本文就预应力混凝土小箱梁施工技术进行了探讨,相信对有关方面的需要能提供一定的帮助。
1工程概况
1.1主引桥(40m跨小箱梁)
小箱梁梁高2.0m,翼缘板端部厚度16cm、根部厚度23cm。桥面横坡通过小箱梁内外腹板高差形成。小箱梁在两梁端及跨中各设置一道横隔板加强横向联系,端横隔板厚度25cm,中横隔板厚度20cm。纵向预应力钢束采用高强度低松弛钢绞线,大吨位的群锚体系(7s15.2、9s15.2)
1.2引桥(25m、23.7m跨小箱梁)
小箱梁梁高1.4m,腹板、底板厚度均为18~25cm,顶板厚度18cm,翼缘板端部厚度18cm、根部厚度25cm,在边跨伸缩端梁端,为安装伸缩缝,翼缘端部加厚至24cm。桥面横坡通过小箱梁内外腹板高差形成。在各墩、台顶均设置横隔板(连续断为中横梁、伸缩断为端横梁),端横梁厚25cm,中横梁厚35cm。
2先简后连施工特点及关键技术
(1)施工特点:其施工特点是先按简支梁规模化预制、安装,后用湿接缝把相邻的箱梁连接,从而得到连续梁的优越使用效果。
(2)关键技术:为确保简支梁连接后体系转换成连续梁结构体系的效果有以下几个控制点:合理设计临时支座、负弯矩钢绞线沿预应力管道纵向防崩裂定位技术;湿接缝现浇混凝土防裂措施。
本文结合引桥的施工就先简后连施工关键技术提出控制措施。
3工艺原理
依据结构体系转换理论将连续梁结构体系简化成简支结构体系,通过墩顶湿接缝施工连接转换成连续结构体系。
4预应力混凝土小箱梁先简后连施工控制措施
4.1施工流程
图1施工工艺流程图
4.2控制技术措施
以预应力混凝土25m小箱梁为例说明
(1)准备工作:梁板预制场的施工及设备安装。
(2)箱梁预制:在梁板预制厂内按常规、按规范要求预制预应力混凝土箱梁。
(3)预制箱梁正弯矩钢束张拉箱梁浇注完成、表面收浆干燥后及时养生,待箱梁混凝土抗压强度达到设计强度的100%,开始张拉预应力钢束,钢束采用两端对称张拉,张拉顺序依次N1、N2、N3号钢束。
(4)钢绞线运抵工地后应放置在室内并防止锈蚀。
(5)钢绞线的下料不得使用电焊或氧弧切割,只允许采用圆盘锯切割,且应使钢绞线的切割面为宜平面,以便在张拉时检查断丝。
(6)张拉设备的校验:油泵、压力表、張拉千斤顶等必须已校正并在使用期内。压力表、张拉千斤顶等计量设备,应定期检查并建立卡片备查,锚具、垫板按规定检查合格。张拉机具与锚具配套设备,应在进场时进行检查和校验。
5临时支座的安设
(1)临时支座应具有足够的强度,刚度和稳定性。可采用钢制砂桶,里边填满黄砂,砂桶采用壁厚8mm直径180mm的无缝钢管制作。
(2)箱梁安装前,在永久支座旁设临时支座,每片梁下设4个临时支座,此时应注意临时支座顶面与永久支座同高,箱梁安装时以永久支座中心与箱梁设计中心相吻合为准,然后安装好永久支座;也可以在箱梁安装完毕,湿接缝施工前安装永久支座。
6预制箱梁安装
将预制梁场就近的桥跨首先安装,并在相邻跨设置临时墩,架设临时便桥,用来铺设运梁轨道,预制箱梁通过拢门吊先行吊放在已经安装完毕的箱梁上,然后通过运梁平车顺桥向纵移至各架设孔位,并利用架桥机上的两台天车同时载梁前移至架梁段,徐徐落下,离支座30cm时将箱梁按指定位置横移到位,此时,箱梁置于临时支座上成简支状态。
6.1湿接缝施工
考虑到箱梁接长收缩和温度应力影响,湿接缝的浇注一般采用“先两侧,后中间,隔跨施工的原则。
图2 1#、3#桥墩上小箱梁连接施工
(1)箱梁安装就位后,首先浇注1#、3#桥墩上小箱梁连续梁段。将湿接缝侧端的外露钢筋调直,并连接纵桥向连续接头段处钢筋,横向联结牢固,同时连接横桥向中横梁钢筋;钢筋的连接方式参照设计要求,如设计图没有明确说明,钢筋直径≥12mm时,采用焊接,钢筋直径<12mm时采用绑扎。
(2)湿接缝模板安装优先采用支架法,当支架法不能满足要求,或在河流上时可采取吊模法施工,模板可采用具有足够强度和刚度的竹胶板模板,同时有足够的拉杆和支撑使模板安装牢固,模板安装时要注意保证顺直,模板2端与简支梁重叠20cm,并支撑牢固,底模外侧贴橡胶密封条,作为防漏措施,在立模前检查密封条是否完好。
(3)凿除接头侧面混凝土的水泥砂浆和松弱层,选择在中温度最底的时候,浇注连续接头,中横梁及其两侧与顶板负弯矩束同长度范围内的桥面板。
(4)混凝土施工,为了使湿接头处新旧混凝土结合更加紧密,湿接头混凝土采用膨胀混凝土,因钢筋密集,规定混凝土石子的粒径不大于2cm。具体配合比和搅拌工艺由试验确定,混凝土由搅拌车运输,输送泵管道输送混凝土;采用插入式小直径振捣棒的振捣器,配合大直径振捣棒的振捣器,最后用平板式振捣器,确保现浇段混凝土密实。在浇注和振捣时,不能移动模板或钢筋,防止发生变形和错位,要保证混凝土设计厚度。 6.2板负弯矩钢束张拉、压浆
(1)湿接缝混凝土抗压强度达到设计强度100%,可张拉顶板负弯矩预应力钢束。在穿预应力钢束前要全面检查锚垫板和孔道,在安装锚垫板时,锚固面应与钢束相垂直;待穿钢丝束按长度和孔位编号,穿束时对号穿入,穿束可利用人工和卷扬机配合进行。
(2)张拉时,采用跨箱梁两端对称、逐根均匀张拉,张拉顺序依次T3、T2、T1号钢束。张拉完成后,为防止锚头和预应力钢束锈蚀,用混凝土将锚具封在結构混凝土内。在张拉顶板负弯矩钢束时,可将桥面板钢筋剪断,钢束张拉完成后,采用相同直径钢筋将其焊接,再浇注槽口混凝土。
图3先简支后连续小箱梁负弯矩钢束张拉顺序
(3)接头施工完成后,由跨中向支点,浇注剩余部分桥面板湿接缝混凝土。
(4)完成1#、3#墩箱梁连接以后,浇注2#、4#墩上小箱梁连接,施工程序与1#、3#墩箱梁连接施工相同。
图42#、4#墩上小箱梁连接
7体系转换
结构体系转换是特殊过程,必然引起横系梁、梁与梁之间内力重分布及次应力的产生,该次应力在体系转换后要再次在一联中重新分配,对整个结构的受力影响很大,因此,严格按照施工程序来完成各道工序。自边跨向中心对称地逐跨拆除临时支座,使桥墩上的永久支座垫石、支座、支座钢板联结成整体,并利用桥墩上的预埋杆件进行预压,消除三者之间的空隙和一部分非弹性变形,并尽可能减少体系转换时的下沉量;完成体系转换后,应特别注意严防高温影响橡胶支座质量。
8其他联形式的体系转换
(1)若是一联4孔结构,首先浇注1#、3#墩上小箱梁连续段,负弯矩张拉和压浆完成以后,完成2#墩上的浇注、张拉和压浆,然后由边跨向中跨逐步完成体系转换。
(2)若是一联3孔结构,首先浇注1#墩上小箱梁连续段,负弯矩张拉和压浆完成以后,完成2#墩上的浇注、张拉和压浆,然后从边跨向中跨逐步完成体系转换。
(3)若是一联2孔结构,浇注1#墩上小箱梁连续段,负弯矩张拉和压浆完成以后,从边跨开始向中跨逐步进行的体系转换。
9结语
综上所述,预应力混凝土小箱梁先简后连结构体系在目前的许多桥梁公路的施工中都有了广泛的应用。因此,做好有关的施工技术就显得非常重要了。本文就预应力混凝土小箱梁施工技术进行了探讨,并结合了具体的工程实例作了详细的分析,相信可供同类型桥梁施工参考。
参考文献
[1]张文玉.预应力混凝土小箱梁的施工技术与质量控制[J].天津建设科技.2009(04).
[2]李海川、王俊斌.浅谈装配式预应力混凝土小箱梁的设计与施工要点[J].内蒙古科技与经济.2013(13).
关键词:预应力混凝土小箱梁;施工技术;探讨
如今,桥梁越来越多的采用了预应力混凝土小箱梁先简支后连续结构体系。它不但具有简支梁的施工工艺简单、预制安装方便,而且具有连续梁的线型好行车平稳、结构体系完整、整体稳定性强等优点。基于此,本文就预应力混凝土小箱梁施工技术进行了探讨,相信对有关方面的需要能提供一定的帮助。
1工程概况
1.1主引桥(40m跨小箱梁)
小箱梁梁高2.0m,翼缘板端部厚度16cm、根部厚度23cm。桥面横坡通过小箱梁内外腹板高差形成。小箱梁在两梁端及跨中各设置一道横隔板加强横向联系,端横隔板厚度25cm,中横隔板厚度20cm。纵向预应力钢束采用高强度低松弛钢绞线,大吨位的群锚体系(7s15.2、9s15.2)
1.2引桥(25m、23.7m跨小箱梁)
小箱梁梁高1.4m,腹板、底板厚度均为18~25cm,顶板厚度18cm,翼缘板端部厚度18cm、根部厚度25cm,在边跨伸缩端梁端,为安装伸缩缝,翼缘端部加厚至24cm。桥面横坡通过小箱梁内外腹板高差形成。在各墩、台顶均设置横隔板(连续断为中横梁、伸缩断为端横梁),端横梁厚25cm,中横梁厚35cm。
2先简后连施工特点及关键技术
(1)施工特点:其施工特点是先按简支梁规模化预制、安装,后用湿接缝把相邻的箱梁连接,从而得到连续梁的优越使用效果。
(2)关键技术:为确保简支梁连接后体系转换成连续梁结构体系的效果有以下几个控制点:合理设计临时支座、负弯矩钢绞线沿预应力管道纵向防崩裂定位技术;湿接缝现浇混凝土防裂措施。
本文结合引桥的施工就先简后连施工关键技术提出控制措施。
3工艺原理
依据结构体系转换理论将连续梁结构体系简化成简支结构体系,通过墩顶湿接缝施工连接转换成连续结构体系。
4预应力混凝土小箱梁先简后连施工控制措施
4.1施工流程
图1施工工艺流程图
4.2控制技术措施
以预应力混凝土25m小箱梁为例说明
(1)准备工作:梁板预制场的施工及设备安装。
(2)箱梁预制:在梁板预制厂内按常规、按规范要求预制预应力混凝土箱梁。
(3)预制箱梁正弯矩钢束张拉箱梁浇注完成、表面收浆干燥后及时养生,待箱梁混凝土抗压强度达到设计强度的100%,开始张拉预应力钢束,钢束采用两端对称张拉,张拉顺序依次N1、N2、N3号钢束。
(4)钢绞线运抵工地后应放置在室内并防止锈蚀。
(5)钢绞线的下料不得使用电焊或氧弧切割,只允许采用圆盘锯切割,且应使钢绞线的切割面为宜平面,以便在张拉时检查断丝。
(6)张拉设备的校验:油泵、压力表、張拉千斤顶等必须已校正并在使用期内。压力表、张拉千斤顶等计量设备,应定期检查并建立卡片备查,锚具、垫板按规定检查合格。张拉机具与锚具配套设备,应在进场时进行检查和校验。
5临时支座的安设
(1)临时支座应具有足够的强度,刚度和稳定性。可采用钢制砂桶,里边填满黄砂,砂桶采用壁厚8mm直径180mm的无缝钢管制作。
(2)箱梁安装前,在永久支座旁设临时支座,每片梁下设4个临时支座,此时应注意临时支座顶面与永久支座同高,箱梁安装时以永久支座中心与箱梁设计中心相吻合为准,然后安装好永久支座;也可以在箱梁安装完毕,湿接缝施工前安装永久支座。
6预制箱梁安装
将预制梁场就近的桥跨首先安装,并在相邻跨设置临时墩,架设临时便桥,用来铺设运梁轨道,预制箱梁通过拢门吊先行吊放在已经安装完毕的箱梁上,然后通过运梁平车顺桥向纵移至各架设孔位,并利用架桥机上的两台天车同时载梁前移至架梁段,徐徐落下,离支座30cm时将箱梁按指定位置横移到位,此时,箱梁置于临时支座上成简支状态。
6.1湿接缝施工
考虑到箱梁接长收缩和温度应力影响,湿接缝的浇注一般采用“先两侧,后中间,隔跨施工的原则。
图2 1#、3#桥墩上小箱梁连接施工
(1)箱梁安装就位后,首先浇注1#、3#桥墩上小箱梁连续梁段。将湿接缝侧端的外露钢筋调直,并连接纵桥向连续接头段处钢筋,横向联结牢固,同时连接横桥向中横梁钢筋;钢筋的连接方式参照设计要求,如设计图没有明确说明,钢筋直径≥12mm时,采用焊接,钢筋直径<12mm时采用绑扎。
(2)湿接缝模板安装优先采用支架法,当支架法不能满足要求,或在河流上时可采取吊模法施工,模板可采用具有足够强度和刚度的竹胶板模板,同时有足够的拉杆和支撑使模板安装牢固,模板安装时要注意保证顺直,模板2端与简支梁重叠20cm,并支撑牢固,底模外侧贴橡胶密封条,作为防漏措施,在立模前检查密封条是否完好。
(3)凿除接头侧面混凝土的水泥砂浆和松弱层,选择在中温度最底的时候,浇注连续接头,中横梁及其两侧与顶板负弯矩束同长度范围内的桥面板。
(4)混凝土施工,为了使湿接头处新旧混凝土结合更加紧密,湿接头混凝土采用膨胀混凝土,因钢筋密集,规定混凝土石子的粒径不大于2cm。具体配合比和搅拌工艺由试验确定,混凝土由搅拌车运输,输送泵管道输送混凝土;采用插入式小直径振捣棒的振捣器,配合大直径振捣棒的振捣器,最后用平板式振捣器,确保现浇段混凝土密实。在浇注和振捣时,不能移动模板或钢筋,防止发生变形和错位,要保证混凝土设计厚度。 6.2板负弯矩钢束张拉、压浆
(1)湿接缝混凝土抗压强度达到设计强度100%,可张拉顶板负弯矩预应力钢束。在穿预应力钢束前要全面检查锚垫板和孔道,在安装锚垫板时,锚固面应与钢束相垂直;待穿钢丝束按长度和孔位编号,穿束时对号穿入,穿束可利用人工和卷扬机配合进行。
(2)张拉时,采用跨箱梁两端对称、逐根均匀张拉,张拉顺序依次T3、T2、T1号钢束。张拉完成后,为防止锚头和预应力钢束锈蚀,用混凝土将锚具封在結构混凝土内。在张拉顶板负弯矩钢束时,可将桥面板钢筋剪断,钢束张拉完成后,采用相同直径钢筋将其焊接,再浇注槽口混凝土。
图3先简支后连续小箱梁负弯矩钢束张拉顺序
(3)接头施工完成后,由跨中向支点,浇注剩余部分桥面板湿接缝混凝土。
(4)完成1#、3#墩箱梁连接以后,浇注2#、4#墩上小箱梁连接,施工程序与1#、3#墩箱梁连接施工相同。
图42#、4#墩上小箱梁连接
7体系转换
结构体系转换是特殊过程,必然引起横系梁、梁与梁之间内力重分布及次应力的产生,该次应力在体系转换后要再次在一联中重新分配,对整个结构的受力影响很大,因此,严格按照施工程序来完成各道工序。自边跨向中心对称地逐跨拆除临时支座,使桥墩上的永久支座垫石、支座、支座钢板联结成整体,并利用桥墩上的预埋杆件进行预压,消除三者之间的空隙和一部分非弹性变形,并尽可能减少体系转换时的下沉量;完成体系转换后,应特别注意严防高温影响橡胶支座质量。
8其他联形式的体系转换
(1)若是一联4孔结构,首先浇注1#、3#墩上小箱梁连续段,负弯矩张拉和压浆完成以后,完成2#墩上的浇注、张拉和压浆,然后由边跨向中跨逐步完成体系转换。
(2)若是一联3孔结构,首先浇注1#墩上小箱梁连续段,负弯矩张拉和压浆完成以后,完成2#墩上的浇注、张拉和压浆,然后从边跨向中跨逐步完成体系转换。
(3)若是一联2孔结构,浇注1#墩上小箱梁连续段,负弯矩张拉和压浆完成以后,从边跨开始向中跨逐步进行的体系转换。
9结语
综上所述,预应力混凝土小箱梁先简后连结构体系在目前的许多桥梁公路的施工中都有了广泛的应用。因此,做好有关的施工技术就显得非常重要了。本文就预应力混凝土小箱梁施工技术进行了探讨,并结合了具体的工程实例作了详细的分析,相信可供同类型桥梁施工参考。
参考文献
[1]张文玉.预应力混凝土小箱梁的施工技术与质量控制[J].天津建设科技.2009(04).
[2]李海川、王俊斌.浅谈装配式预应力混凝土小箱梁的设计与施工要点[J].内蒙古科技与经济.2013(13).