预应力混凝土连续梁桥施工方法及控制措施

发表时间:2020/5/15   来源:《基层建设》2020年第3期   作者:陈宇
[导读] 摘要:预应力混凝土强度大、变形小且少伸缩缝,在桥梁施工中得到广泛使用。
        中铁十九局集团第六工程有限公司  江苏省无锡市  214028
        摘要:预应力混凝土强度大、变形小且少伸缩缝,在桥梁施工中得到广泛使用。预应力混凝土连续梁桥施工时,要选择合适的施工控制方法,保证桥梁施工质量。通过分析预应力混凝土连续梁桥施工方法,并给出具体的控制施工质量的方法。
        关键词:预应力混凝土;连续梁桥;施工控制
        预应力混凝土桥梁是我国桥梁建设中较为常见的一种施工方式,它由于施工简单、抗震作用好、桥梁变形小、舒适度高等成为公路桥梁的最佳选择。预应力混凝土桥梁选择连续施工中采用变截面的方式处理梁体内部的截面受力问题,施工过程中采用的混凝土浇筑量大,包括桥墩、支架、悬臂等,都为混凝土浇筑。浇筑的过程中容易发生倒塌。需要做好相关研究分析工作。
        1、连续桥梁施工的影响因素
        1.1 截面参数
        对大跨度预应力混凝土连续桥梁施工而言,截面参数对于施工截面尺寸的影响较大。截面参数的误差,如惯性矩误差、截面面积误差等,都易加剧梁体结构内部变形或影响内力状态的变化。因此,截面参数的动态监控就显得必不可少。通过动态监控截面参数,可及时的了解截面参数的误差,并及时的纠正误差,已到达控制连续桥梁施工中内部结构的形变的目的。
        1.2 材料参数
        不同的施工材料有着不同的属性。对于桥梁结构而言,施工材料的弹性模量属性直接影响着混凝土施工的质量。预应力混凝土施工后受环境因素、施工技术影响本身弹性模量可变性较大,因此更需要监控施工材料参数,通过分析施工材料参数变化分析混凝土弹性模量的变化,在施工中按照混凝土实际的弹性模量值和变化情况应对及处理,从而减少混凝土弹性变化对于梁体结构造成的施工安全隐患。
        1.3 温度参数
        温度是影响预应力混凝土内部结构变化的重要因素。混凝土结构施工后因内外部结构发生温差,加上水泥水化热的影响,混凝土会产生收缩和徐变。混凝土结构的收缩和徐变可能会导致桥梁结构内部或表面产生裂缝,加剧预应力混凝土桥体结构的变形,从而影响桥体结构的可靠性、稳定性、安全性。
        2、预应力混凝土连续梁桥施工方法控制措施
        上行联络线跨临岳高速大桥工程项目中,于1#,2#墩跨越临岳高速公路,于LSDK1425+110处与高速公路相交,所得夹角为63度。根据现场施工情况,0#-3#墩的施工作业采取预应力混凝土连续梁的形式,跨径组合为(40+56+40)m,梁体为典型的单室、变高度变截面形式,规格方面顶、底宽分别为12.6m,6.7m。
        2.1 0#块墩顶施工
        (1)施工工艺流程。
        0# 块段较为特殊,该处结构复杂,含有大量预埋件、钢筋等结构,施工中混凝土用量较大,因此要严格注重施工控制工作。其工艺流程具体为:墩身施工→ 0# 块支架搭设→支架预压→安装墩顶支座→安装底模、侧模→绑扎 0# 块底板、腹板钢筋及预应力管道安装→安装内模、顶板钢筋、预应力管道→检查签证→混凝土灌注→混凝土养护→张拉、压浆。
        (2)墩顶临时固结。搭建临时支座,并将其稳定置于支承垫石两侧区域,考虑各主墩施工要求,分别在墩顶增设4个临时支座,彼此间距为 5.3m×3.6m(横向× 纵向),此环节所用材料为 C50 混凝土,各支座使用到大量 PSB830Φ32 精轧螺纹钢,所用数量均为 112 根,结束 0# 块灌注施工后,将梁体与临时墩连接于一体,以达到梁墩临时固结的效果。
        (3)永久支座安装。全面检查垫石标高,要求顶面四角高差控制在 2mm 内,满足此条件后方可安装支座。此处为地脚螺栓 + 底柱相结合的方式,注重墩台顶面支撑垫石的处理,需在该处预留孔,待支座进场后注意调平,基于连接螺栓的作用实现各支座的稳定连接,使其形成整体结构。
        2.2 挂篮安装
        从用钢量、工艺可行性等角度出发,经对比后选择合适的挂篮安装方法。

本工程中为两套菱形挂篮施工的方式。于墩顶处完成 0# 段浇筑作业,在此基础上于梁顶两头遵循对称的原则分别安装挂篮,并辅以汽车吊配合作业提升施工效率。结束挂篮安装作业后,便可展开静载试验,采取砂袋逐级加载的方式。基于此方式检验结构安全性,以达到消除拼装非弹性变形的效果,并计算悬灌段可能出现的竖向位移,符合要求后方可投入使用。
        2.3 节段悬臂浇筑
        针对连续梁 1#~7# 块的实际情况,选择挂篮悬臂现浇的方式。本连续梁施工中使用到两套挂篮,遵循对称的方式展开施工作业。1#、2# 墩顶 0# 段作为本次施工作业的基准段,在该处设置 1# 梁段的承重机构,随后于 1# 梁段处设置底模、内模与侧模 3 大部分,并为之采取加固措施,将 1# 段的各类板结构进行有效绑扎,检测混凝土强度,当其达到设计要求后便可展开张拉锚固作业。在上述基础上,两侧挂篮同步移动,转移到2#~7# 梁段,展开 T 构悬臂浇筑作业。
        2.4 边跨直线段施工
        (1)工艺流程。本次施工中共涉及两个边跨现浇段,二者均以支架现浇的方式展开施工作业,在边跨现浇段施工作业的同时兼并展开挂篮悬浇梁施工,即两部分遵循同步的原则,并要做到一次浇筑成型,关于具体工艺。
        (2)支撑体系。根据边跨直线段的实际情况,该处采取钢管柱 + 型钢相结合的方式,二者共同构成组合梁柱式支架,为之展开原位现浇施工。关于支架结构的设置,下部使用的是两排 Φ630×10mm 钢管柱,临近墩身的钢管均要稳定支撑于承台上,余下另一侧的钢管柱都要稳定安装在混凝土基础上,通过焊接的方式完成钢管柱与基础预埋钢板的连接作业。设置预埋钢板后,使用到 HRB400φ20 钢筋,通过此材料以达到加固的效果。所用数量为 12 根,形成的有效固定长度应达到 1m。
        (3)支架预压。考虑到箱梁质量要求,结束支架拼装作业后需对其展开预压处理,经检测后明确支架变形情况,确定支架所具备的承载力;需最大程度上消除非弹性变形,以所得检测结果为基准,经计算后求得底模预拱度,全面确保支架的稳定性。
        (4)混凝土施工。遵循分段、分层的浇筑方式,且要做到持续性浇筑,采取合适的布料顺序,从两侧腹板处开始,基于均匀对称的原则展开。以设计图纸为指导展开浇筑施工,各段都要做到对称、匀速施工。
        2.5 合龙段施工
        (1)边跨合龙。在尚未合拢前,需通过预压的方式处理两端悬臂,分别增设重达 41.5t 的水箱,所得的边跨合拢段总重 57.23t。在后续浇筑作业时通过分级的方式有序卸载,根据本连续梁桥情况,拟定为 3t 一级的形式,要求悬臂端挠度处于稳定状态。关于压重水箱的设置,应尽可能临近合拢段,向其中注满水(在此之前需安装水阀,准确测定流量值)。以合拢段结构要求为指导,分别优化挂篮与模板,并与两端节段稳定连接,灵活调整底模、做好钢筋绑扎作业,于合适的位置安装预应力管道。
        (2)中跨合龙。基于挂篮合拢的方式顺利完成中跨合拢作业,将预先设置好的 1#、2# 墩临时固结解除,在此基础上分析悬臂端轴线与标高情况,由此得到合适的合拢方案。
        (3)体系转换。合拢作业时,优先完成边跨的合拢作业,随后再合拢中跨。具体而言,需处理 0#、3#墩两边跨,从而得到两个 T 型悬臂梁,随后再得到连续梁。详细的工艺流程:①处理 0#、3# 墩边跨合拢段,为之采取刚性连接措施;②针对边跨合拢段展开现浇施工作业,当该处强度与弹性模量都与设计要求相符,同时梁体混凝土龄期达到 5d 时,便可针对该处的纵向预应力束展开张拉作业;③去除中墩临时固结,确保中墩支座处于纵向锁死状态,顺利结束首次体系转换作业。
        结语
        综上所述,预应力混凝土连续梁桥工艺要点较多,施工中需采取合适的控制措施,确保成桥线型的合理性,设置测点并分析所得数据,在此基础上采取纠偏措施,保障桥梁施工质量。
        参考文献:
        [1]张峰.预应力混凝土现浇连续箱梁合龙段施工技术探讨[J].建材与装饰,2019(34):273-274.
        [2]李双,吴熠哲,朱慈祥.预应力混凝土连续梁桥二次加固及效果分析[J].桥梁建设,2019,49(05):113-118.
        [3]刘洪涛.高速铁路预应力混凝土连续梁桥施工分析[J].辽宁省交通高等专科学校学报,2019,21(05):12-16.
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