连续刚构桥施工关键技术与质量控制

发表时间:2020/3/14   来源:《建筑实践》2019年38卷21期   作者:马群星
[导读] 时代的进步,让桥梁修建之中应用的技术也越来越先进

         摘要:时代的进步,让桥梁修建之中应用的技术也越来越先进。连续刚构桥出现后,其凭借各个方面具有的优势,使得连续刚构桥在当前的桥梁施工之中得到了广泛的应用。针对其做好对应的施工质量控制,就成为连续刚构桥顺利施工需要关注的焦点。
         关键词:连续刚构桥;施工关键;技术
         中图分类号:U445文献标识码:A
引言
         随着我国经济社会的发展需要,对道路交通的需求与日俱增,大跨径连续刚构桥由于其造价相对经济、整体施工难度较小和交通舒适性强等特点而受到社会各界的广泛关注,因此当前有必要针对大跨径连续刚构桥的施工技术进行进一步的研究,推动我国道路桥梁施工技术的不断提升,并促进我国经济社会的持续快速发展。值得注意的是,大跨径连续刚构桥虽然具有着一系列的优点,但同时其在施工阶段也存在已建成的桥梁线型和节段后期无法进行调节,因而在施工过程中必须采取相应的控制措施,是大跨度连续钢构桥施工的要点。
1连续刚构桥的概念
         连续刚构桥是墩梁固结的连续梁桥。分主跨为连续梁的多跨刚构桥和多跨连续-刚构桥,均采用预应力混凝土结构,有两个以上主墩,采用墩梁固结体系,具有T形钢构桥和连续梁桥的优点。目前大多数的连续刚构体系都是对称布置、采用平衡悬臂施工方法修建的[1]。
2连续刚构桥的特点
         第一,连续刚构桥特点在于墩梁固结和主梁连续,不仅可以满足行车平顺以及连续梁无伸缩缝的要求,同时也不需要设置支座,方便施工,并且也能够增大顺桥向抗弯刚度和横桥向抗扭刚度,满足跨径受力的实际要求。由此可见,其本身就是带有较强生命力的桥梁结构形式之一,同时,也是中等跨度预应力混凝土桥梁的首选。第二,柔性的桥墩能够满足混凝土收缩徐变、预加力及温度变化引起的纵向位移,这样就可以将水平位移在墩中产生的弯矩减小,其连续刚构桥一般会利用水平抗推刚度偏小的双薄壁墩和高墩。当需要跨越河谷、山沟等,可以选择单薄壁柔性高墩连续刚构体系;如果跨径较大,并且墩高度不高,可以利用双薄壁墩的方式来增加墩的柔性。另外,双薄壁墩还能够实现墩顶负弯矩峰值的削减。第三,连续刚构桥中的内力分布更加合理,通过墩刚度的合理选择,也能够将主梁中的弯矩减少,有利于跨径的进一步增大。相比连续梁,在活载作用下,其正弯矩要小于连续梁,并且两者的负弯矩是相互接近的;在恒载作用之下,两者之间的弯矩也是相互贴近的。墩梁固结能够满足大型支座费用方面的节约,也能够减少基础和墩的工作量,能够满足水平荷载作用下的结构受力性能,同时也可以按照刚度比来实现柔性墩水平力分配。
3连续刚构桥的施工关键技术
3.1模板
         大桥在施工时,对模板的尺寸要求非常高,因此在施工时必须确保放线与尺寸准确。对模板的调整一定要按照大桥的纵向中心线、标高、尺寸3个方面进行相应的调整。在对大桥模板的中线进行相应的调整时,要求测量人员设置2个中点,从而提高中线的准确性;还应在节段前段的顶板处安放一个钢筋三脚架,以便将中线一次放到底板的位置。对大桥横向位置的模板进行调整时,应密切观察模板后端和上一段斜接的位置是否处于一条直线。在对模板的标高进行调整时,必须使用在本段内所做的高程标记点。由于测量的位置不是固定的,从而致使塔尺安放的测量位置不同,会导致高程出现较大的偏差,因此必须保证大桥模板的标高与设计图纸的标高一致,只有这样才能对底板线形进行控制。另外需注意,在调整模板标高时,应仔细观察模板的中心和桥梁的中线所发生的变化,如果出现偏差,立即对其进行校验并调整。只有通过施工时对每段立模的标高进行调整,才能实现大桥的线形控制。
3.2钢筋加工
         大桥的设计梁高会根据计算公式的变化而有所改变,从而导致大桥的底板与腹板钢筋会产生较大的变化。因此在对钢筋进行加工时,必须确保符合设计图的尺寸要求,特别是应用在大桥腹板位置的双闭合箍筋尤为重要。[2]该部位的钢筋尺寸会发生较大的变化,所以在加工时会产生一定的误差,从而使腹板闭合箍筋高于桥面混凝土,因此需要加强下料时对钢筋尺寸的把握。另外,还需要注意对纵向主筋尺寸的把控。下料时一定要确保两根相邻钢筋(HRB400)的接头部位错开40d(d≤25)或50d(d>25)以上,同时本段内的主钢筋接头不能超过总数的50%。
3.3混凝土浇筑
         悬臂梁段设计图纸一般按3~4.5 m进行节段划分,模板安装并调整至相应标高,钢筋骨架绑扎完毕,预应力管道埋设后,浇筑1号块混凝土,浇筑时按由前往后(悬臂端开始)、两腹向中对称浇筑的顺序进行。两边悬臂端的承重能力和实际负载不能存在较大差距,其差距不能超过单边的设备重量,确保其稳定性。浇筑完毕,洒水养护,及时进行预应力筋张拉,张拉顺序先纵向、再横向、后竖向,张拉后24h内进行管道压浆。
3.4混凝土浇筑顺序
         对大桥的悬浇段运用泵车将混凝土输送到模板内,要求浇筑的速度不能超过30m3/h。浇筑时要按照两侧对称并以分层的方式进行,还要满足平衡的状态。具体的浇筑顺序为:首先对大桥的底板进行浇筑,然后是腹板,最后是顶板。对底板进行浇筑时应当从最前端进行,然后从两端向中间进行,而大桥腹板和顶板的浇筑同样是按照两侧往中间的方法进行。
3.5混凝土后期养护
         浇筑完成后的混凝土需及时养护,应当据现场的实际情况采取相应的养护措施。对混凝土的表面与内部的温度应当进行测量,并将温度控制在规范要求范围内,如果没有具体的标准,则以25℃内为准。为了避免阳光暴晒和雨水冲击的影响,混凝土浇筑完成后应当使用沾湿的土工布将其覆盖,待初凝后进行洒水养护,并加强对大桥主梁腹板的养护。
4连续刚构桥的质量控制
4.1预应力张拉施工
         ①孔道定位严格按照设计坐标进行定位,锚垫板角度和位置定位准确;②确保孔道通畅,浇筑前安装PE芯管,浇筑后及时清理孔道和孔道口的水泥浆,并将排气孔打通。

③根据天气情况,定时养护,张拉前一天穿钢绞线和安装锚夹具,并准备好张拉压浆设备及调试。④油表与千斤顶配套标定,并根据张拉力计算油表读数。目前智能张拉机均为数显,感应器代替了原有的油表。认真复核设计钢绞线理论伸长值并与设计值对比,并查找偏差原因,一般设计提供的伸长值是不含千斤顶内的钢绞线伸长值。⑤确保钢绞线松紧一致,夹片打紧,确保钢绞线和千斤顶与锚垫板垂直,确保限位板与锚具孔位均能一一对应。⑥由专业张拉操作工操作张拉设备,并认真做好记录,实际伸长值与理论伸长值对比,超过6%要认真查找原因,解决后方可继续张拉。
4.2施工准备
         在进行大跨径连续刚构桥施工之前,还需要技术人员充分做好施工准备,做好对应的检查。技术负责人需详细的审核施工组织和对应的报告文件;针对工地实验室相关数据认真审核;对测量的结果,需分析是否存在异常情况;深入了解其设计意图,提升对重要事项的重视度。
4.3现浇连续段负弯矩预应力筋施工控制
         箱梁0#块的浇筑工艺,首先进行临时支架的搭建,再依次进行浇筑。这种方式施工的连续梁负弯矩预应力筋由于夹片回缩和锚具压缩等会让预应力有部分损失,为减少该部分应力损失,建议根据现场试验数据或厂家提供的数据进行超张拉。
4.4变形控制方法
         在进行大跨径连续刚构桥的变形控制的过程中,首先要对桥梁相关结构的变形状况进行监控,通过利用精密水准仪对桥梁的主梁控制点以及标高的测量,可以比较良好地达到监控的目的。[3]在这一过程中,相关工作人员需要测量出混凝土进行浇筑之前立模的底标高,其次,在此基础上,对施工梁顶的控制点标高进行测量,从而可以有效地得出桥梁不同控制点的绝对标高。需要注意的是,在进行测量的过程中,应当跟踪对桥梁相应的变形数据进行测量,并将实际测量所得到的数据与理论数据进行比对,进而调整标高,以最终实现良好的变形控制。其次,在实际的施工过程中,具体的建设状况与理论状况必然是存在一定的误差的,引发这些误差的因素较多,如相关设计参数的计算不精确、施工中存在的误差和测量过程中所产生的误差等,这些因素的存在同样会在一定程度上造成变形控制的难度增加,因此在进行设计、计算和测量等步骤的过程中,有必要对具体的数据进行反复求证,从而降低误差,实现施工过程中,对桥梁结构变形的有效控制。
4.5安全控制方法
         在进行大跨进连续钢构桥的施工之前,施工单位应当充分地对当前施工的地点、环境等因素进行考虑,并根据现有条件,进行风险源排查并制定有效防控措施。为了保证桥梁的安全性,施工单位应制定《施工安全质量管理方案》并认真落实。在完成这一系列工作之后,可以对桥梁的施工安全形成一定保障作用。同时,还需要针对现场工作人员的素质和技能进行不断的提高,另一方面,需要结合实际踏勘结果,对施工方案进行优化,从而确保整个工程顺利推进。
4.6桥梁施工测量放线的审核批准
         针对大跨径连续刚构桥,技术负责人应针对其测量放线做好对应的审核,并且对于轴线放线的位置、每一个环节的标高等信息和结果都应该做好确定与检测。之后,与设计单位保持相互的联系,将其挂篮的标高及轴线的位置明确,这样能确保桥梁线形可以满足设计的标准规范。
4.7混凝土浇筑质量监控
         第一,针对混凝土材料、机械设备、配合比、预埋件等情况,都需要做好全面的检查,待书面签认之后,才能进行后续的混凝土浇筑。第二,当施工0#块的时候,由于管道相对集中、钢筋密集、混凝土的数量较多,因此需要采用水化热温度控制的措施,这样才能确保其构件强度,同时又不会产生裂缝。第三,对于各个节段的混凝土都需要进行两次的浇筑处理,第一次需要浇筑到腹板倒角之上的一定高度,这样可以将第二次混凝土浇筑的重量减少,让挂篮的弹性下挠偏小,这样就可以避免底板开裂的问题出现。同时,采取对应的防范措施,避免底板混凝土和腹板之间因为高差导致底板混凝土上返的问题出现。在分次浇筑过程中,还需要注意模板之间的相互衔接,避免出现漏浆和胀模问题。第四,在悬臂浇注梁段的时候,桥墩两侧的浇筑进度也应该保持相互的均衡和一致。桥梁两侧的梁体和施工设备质量差,对应的桥墩弯矩都需要控制在图纸规定的范围之内。第五,在进行梁段混凝土浇筑的过程中,需要从前端开始朝着后端浇筑,并且浇筑的梁段根部与前一浇筑段也需要相互的接合。前后两端的模板接缝也需要实现紧密的贴合处理。第六,在完成混凝土浇筑之后,等待表面收浆,尽快对混凝土做好洒水覆盖养护处理,养护时间不少于7d。
4.8稳定控制
         对大跨径连续刚构桥的稳定控制关系到桥梁的安全性。为了实现大跨径连续刚构桥梁具有较高的稳定性,在进行相关控制的时候,首先要对桥梁的裂缝进行有效的观测,即在施工过程中,需要不断地对混凝土浇筑表面进行观测,从而掌握桥梁在施工过程中的裂缝产生情况,并对裂缝现象进行详细的记录,以便于展开相关的研究和后期施工的改进,从而增强大跨径连续刚构桥的稳定性。[4]同时在进行施工的时候,也可以综合利用相应的传感器,对桥梁当前的状况进行数据搜集,以计算机分析的方式,实现对相关参数的识别;其次,桥梁的应力监控工作也对提升桥梁的稳定性有着直接的影响,为了达到提高桥梁稳定性的目标,在进行应力监控的时候,需要对桥梁的具体结构进行充分的考虑,并以此为依据,不断地对相关设计理论进行完善,以及对施工质量进行评价,指导整个施工过程的有序性和有效性提升。最后,对风载荷的测试与监控工作,由于能够评估出桥梁在当前的环境下的形变状况,因此在进行展开的时候,可以选择风速较大的天气条件来进行,在桥梁的关键结构点设置相应的风速测点。从而评估具体风载荷对桥梁整体结构的影响,提升对桥梁的形变控制。
结束语
         随着时代的不断发展,连续刚构桥在现有的桥梁施工之中应用的越来越多,凭借其诸多的优势,在当前桥梁施工之中受到广泛的欢迎。在实施连续刚构桥施工质量控制中,就需要严格控制每一道工序,能够对其实施相应的监管,这样才能确保连续刚构桥的施工满足既定的质量控制标准要求。
参考文献
[1]杨文.大跨径刚构桥的施工技术及控制探究[J].科技创新导报,2015,12(31):50+52.
[2]罗志凯.浅议大跨度连续刚构桥施工技术[J].西部交通科技,2014(12):50-52.
[3]薛保勇.连续刚构桥施工安全技术研究[D].长安大学,2014.
[4]王明涛.连续刚构桥的施工质量控制[J].民营科技,2014(05):150.
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