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摘要:本文根据我国修建大跨度预应力连续梁桥的施工经验和工程实例,分析了连续梁常见施工病害,针对常见施工病害从精确定位、混凝土施工、信息化应用等几个方面介绍了连续梁的标准化施工,形成了一套类似工况可借鉴施工方法及工艺。
关键词:定位,信息化,喷淋养护,预应力连续梁,悬臂施工
引言
预应力桥梁作为近些年来在公路、铁路工程中广泛应用的一种桥梁,相较与传统桥梁有很多优点,比如结构刚度大、抗震性能好、跨度大、主梁挠度曲线平缓、伸缩缝少提高行车舒适度,其工艺的成熟度随着技艺的广泛实践和应用不断提升。在施工过程中加强标准化施工工艺控制和监督,对于提升建筑质量,更好的服务国民经济建设具有积极意义。
1、工程概况
新建商丘至杭州铁路安徽段古城特大桥864#~868#墩为跨越黑茨河无砟轨道双线预应力混凝土连续箱梁,连续梁梁体为单箱单室、变高度、变截面结构,箱梁顶宽12.6m,箱梁底宽6.7m,跨度为(60+100+60+56)m,全桥其中2个0#梁段长14m;1#-13#梁段各4个为悬浇节段,长度分别为2×2.5m+1×2.75m+3×3.0m+1×3.25m+4×3.5m+2×4m;1个A15#梁段(边跨现浇段)长为9.75m,1个C15#梁段(边跨现浇段)长为66.5m;2个边跨合龙段及1个中跨合龙段,合龙段长度均为2m,共59个节段。
2、连续梁施工常见病害
由于连续梁的结构较复杂,钢筋密集,层次交叉,导致钢筋定位困难,预应力管道位置经常与钢筋位置发生冲突,造成预应力管道定位超标,与设计线形不符,存在偏差;在钢筋密集区,混凝土振捣困难,容易产生空洞、漏筋现象;箱梁外侧及内箱不易养护的情况;张拉时,张拉力不同步,不易自动补偿,管道压浆饱满度不易判断;梁体线形不易控制等现象。针对以上病害,实行标准化施工,可有效避免施工过程中出现的不良现象,提高了工程质量。
3、标准化施工工艺
根据以往工程经验及结合我部连续梁施工特点进行施工工艺创新,实行标准化施工。现将我分部预应力混凝土连续梁标准化施工时的工艺总结如下:
图3-1-2 钢制端模卡槽定位
3.1三个定位技术
(1)钢筋定位
在钢筋施工过程中,存在定位不准确,钢筋间距与图纸设计间距不符等现象,为此,我分部对钢筋定位采取角钢卡具和钢制端模卡槽进行定位。0#块支座加强钢筋在绑扎时,采用等边角钢通过机床线形切割,控制槽口加工精度,实现钢筋间距精确定位,如图3-1-1所示。
绑扎梁体钢筋时,为避免钢筋定位不准确,现场采用端模卡槽对其进行定位,端模采用1cm厚钢板,槽口按设计间距线形切割,通过控制槽口的切割精度,实现纵向水平钢筋的精准定位。混凝土浇筑前槽口使用定制角钢栓接封堵,如图3-1-2所示。
(2)锚垫板定位
在锚盒制作未改进前,现场锚盒、端模多为木制,现场人工制作、精度偏低,不易保证锚垫板与预应力孔道垂直,造成预应力张拉力不准确。锚盒、锚垫板、端模三者连接多为钉接或绑扎,混凝土浇筑过程中锚垫板易偏斜、扭偏,通过一系列研究,对锚盒制作进行了改进,锚盒、端模均采用钢板制作,工厂化精确加工,保证精度及刚度。锚盒、端模、锚垫板三者刚性栓接,通过精确定位端模,实现锚垫板的精准定位,如图3-1-3所示。
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图3-1-3锚垫板定位工装
(3)预应力管道定位
在波纹管定位时,以端模、侧模、顶板作为管道定位的基准面,井字架与钢筋骨架焊接固定,定位井子架间距直线段为0.5m,管道弯折处加密到0.3m,通过井字架的精确定位,实现预应力管道精确安装,比传统定位方法更精确、牢固。如图3-1-3所示。
图3-2-1 支座定点振捣
3.2 混凝土定点振捣技术
(1)0#块支座区域
0#块浇筑时,支座位于横隔板内,周围钢筋密集,对混凝土振捣造成了极大的困难。我部根据振捣棒作用半径预留竖向振捣孔道,孔道底部位于顶层钢筋网片上部20cm处,通过预留竖向振捣孔道,实现对钢筋密集部位定点到底振捣,底板混凝土浇筑完毕后拆除预留孔道,能有效避免振捣过程对孔道的扰动,并有效防止发生支座区域的“假实”现象,保证混凝土振捣质量,如图3-2-1所示。
图3-2-20#块腹板扩大块振捣
(2)0#块腹板扩大块
0#块腹板扩大块区域属于变截面结构,混凝土振捣时振捣棒较难插入该区域,容易造成该区域混凝土不密实,对此采取开设窗口定点振捣,距外模底部1m和1.5m高度开设两排窗口,窗口通过插销开关、密封条封闭。振捣棒通过窗口振捣腹板加宽区混凝土,同时观察混凝土底板区域混凝土振捣情况,如图3-2-2所示。
(3)0#块横隔板
0#块横隔板位于0#块中心位置,截面高度较高,振捣棒插入深度较大,加之该区域钢筋密集,导致振捣棒存在振捣后拔出困难的现象。为此采取横隔板内箱开孔定点振捣的方法,竖向距底部1.5m处开孔8个,单侧4个、过人孔底部模板开孔2排6个,每排3个。通过窗口加强对横隔板下部及过人孔底倒角的振捣,如图3-2-3所示。
图3-2-3 0#块横隔板振捣
3.3 混凝土养护
大跨度连续梁施工一般都要经历冬夏季施工,但由于操作空间的限制冬季保温及夏季保湿不易达到施工要求。为满足当前的标准化施工,通过大量细致的研究,充分利用梁体挂篮杆件,冬季施工全封闭养护棚(为两个悬臂块段长度),棚内通过蒸汽发生器输送蒸汽进行梁体保湿保温进行养护,夏季布设养护水管道利用自动喷淋养生系统对梁体不易养护的底板底面、腹板外侧、箱内四周,定时进行养护洒水。冬夏季混凝土养护工艺从研制到投入生产,经过多次试验及总结,最终能满足梁体混凝土的养护要求,能满足梁体混凝土质量及施工进度要求,图3-3-1 冬季全封闭大棚蒸汽养护、图3-3-2 夏季自动化喷淋养护。
图3-3-2 夏季自动化喷淋养护
3.4 信息化应用
3.4.1 自动张拉
铁路桥梁预应力自动张拉系统包含机械动力、传感测量、张拉控制、数据管理以及辅助五大子系统。
图3-4-1 自动张拉操作系统
通过自动张拉试用,实现了两端张拉自动同步、张拉力自动补偿;减少人工读数偏差;自动化程度高,提高工效;记录表格自动生成,实现质量可追溯。
3.4.2 自动压浆
图3-4-2 自动压浆程序
通过自动压浆系统试用,制浆与压浆表格自动生成,实现配合比用料自动计量,保证浆体质量。通过浆体称重,对压浆量进行比对,实现压浆饱满。
3.4.3 线形监控信息化技术
(1)连续梁是分节段施工的,其成桥后的线性和内力要受到各方面因素的影响,如挂篮荷载、温度荷载、混凝土的弹性模量、混凝土的收缩徐变以及人员机具荷载等,因此,如何确定梁体的立模标高,保证桥梁成桥后线形和受力状态满足设计要求,成为了连续梁施工的重点。
(2)连续梁线形监控系统是工程管理平台中一个应用模块。平台以BIM技术为核心、云计算为平台架构、感知技术为基础、移动互联为传输结构、建设项目为载体,建立统一开放的工程信息化平台和应用,实现以铁路工程设计、建设、运营全生命周期管理的目标。系统由采集端APP、web端、移动管理APP,三部分应用组成;满足铁总、建设单位(路局、客专公司)、指挥部、标段,四级监控管理的需要,能保证桥梁能够顺利合拢,成桥后线形美观,桥梁受力稳定等要求。
图3-4-3 线形监控信息化流程
结语:
悬臂现浇预应力混凝土连续梁施工周期长、安全风险大、质量隐患多,只有按标施做才能保证梁体耐久性及线性达标,但标准化施工涉及多个方面,在环节上也较为复杂,因而要从常见病害及关键工序入手,加强现场管控力度、大力推广新技术的创新及应用,减少人为操作误差,最大限度实现机械化、工装化、信息化的要求,对于保证连续梁成桥质量尤为重要。
参考文献:
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