浅析预制节段箱梁拼装施工技术

发表时间:2021/5/31   来源:《基层建设》2020年第30期   作者:王朋飞
[导读] 摘要:本文先简述了预制节段拼装工艺,然后分析了预制节段拼装法的优点以及节段箱梁预制方法,最后对预制节段拼装桥梁施工技术进行深入的研究,以供相关施工人员参考借鉴。
        中国葛洲坝集团建设工程有限公司  云南省昆明市  650000
        摘要:本文先简述了预制节段拼装工艺,然后分析了预制节段拼装法的优点以及节段箱梁预制方法,最后对预制节段拼装桥梁施工技术进行深入的研究,以供相关施工人员参考借鉴。
        关键词:预制节段;拼装;桥梁;施工技术
        1预制节段拼装工艺简述
        预制节段拼装桥梁施工是根据拼装设备和运输车辆的具体情况,将桥梁沿着纵轴线方向分为多个长度适宜的节段,在预制场预制完成并达到一定强度后进行组拼。在完成桥墩施工,并确保其符合设计强度之后,使用载重运输车将预制节段运送到现场进行拼装。现场拼装过程中需要利用特定的设备,将预制节段拼装到位后,按照合理步骤施加预应力,从而形成整孔梁。预制节段拼装桥梁多采用箱形截面,节段长度在2.5-4.0m左右,一孔梁通常由多个预制节段按照一定顺序逐段预制、拼装而成。在条件允许的情况下,节段的接头处可采用干接缝的方式,或者利用薄的环氧树脂层来避免对拼装后的线形造成不良影响,且不需要对这些接头进行养护,各预制节段定位完成后可立即对其进行预应力施加。
        2预制节段拼装法的优点
        2.1与现浇法相比
        (1)可不搭支架,适宜交通繁忙地段,施工过程中对交通影响小;还适用于跨河跨沟地段,施工中受地形影响小。
        (2)对环境影响小,具有环保优势。
        (3)大大缩减工期,预制可与下部施工同步,每孔拼装时间远小于现浇等强时间。
        (4)节省大量的支架和模板费用。预制只要几套节段模板即可满足全桥预制。
        (5)外观质量好。节段模板尺寸小,加工和安装质量标准高;此外对于曲线桥线形,节段梁通过短线匹配预制法处理得较为圆顺、平滑,桥梁架设成型后两种线形质量存在较大的差别。
        2.2与整孔预制相比
        (1)对顶制场地的要求较低。节段梁分节进行预制,满足长途运输的要求,因此预制场可灵活选址,相应要求的预制场地范围也较小。
        (2)节省模板投资。整孔预制每套模板都是非常庞大的,模板投资比节段法预制大得多。
        (3)外观质量好。预制、拼装的线形易控制。
        (4)对运梁道路的要求低。整孔梁重量大,长度长,对运梁道路的要求高,但短线法节段梁对道路的要求低得多。
        (5)有利于缩短总工期。节段拼装可采取桥下运梁,有利于桥面后续工序同时跟进。采用桥上运梁方式时,可通过多设提梁点来分段完成桥面后续工序施工,从而缩短总工期。
        3节段箱梁预制方法
        节段预制箱梁施工方法主要分为:长线预制施工工艺与短线预制施工工艺。其中国内桥梁制造多采用长线法,国外则用短法较多。
        3.1长线法匹配预制
        箱梁预制施工中,先按照箱梁底部曲线设计固定台座,将整孔梁分为若干段,在固定台座上分别浇筑节段。通常先浇筑中间台座,再向两边延伸,直至整个跨面浇筑完毕。
        长线法预制的优点:台座制作时,几何造型简单,制作方便,不用做过多线形设计;台座可以一次建立,缩短了工程建设时间,而且将测量工作与施工分开,使各部门少出现作业重叠,提高工作效率;施工灵活性强,不会造成过大误差,可以通过对下一节段施工工艺调整,减少之前累积误差;在国内运用较广,施工工艺成熟,失误较小。


        长线法预制的缺点:容易受到地理环境影响,一些山区地区,平地面积小,坡度大都会造成台座设计困难;耗费过多成本来制造台座;台座建成后适用度单一,无法适用于其他不同线形的箱梁;台座浇筑过程中不能有过大降沉,要求台座基础坚固。
        3.2短线法匹配预制
        短线法是一种逐段连续预制的方法。起始节段梁采用一端固定端模,一端活动端模进行浇筑,其余节段梁则采用一端为固定端模,另一端为已浇的前一节段梁做匹配梁段进行浇筑。节段预制完成并达到一定强度后将匹配梁运往存梁区,新浇的节段梁作为新的匹配梁段,再进行下一节段浇筑。
        短线法预制的优点:采用流水线方式生产节段,提高了施工效率,加快施工进度;由于模板都是固定的,在预制过程中容易发现节段的形状偏差,易于及时改正;短线法所用台座生产线较短,耗费成本较低;适用性强,可通过重复倒用模板预制多种长度类型的箱梁。
        短线法预制的缺点:预制精度要求高,需要计算机和专用程序辅助工作,用高精度仪器进行线型测量,调整模板的工作较多。
        4预制节段箱梁拼装施工关键技术
        4.1节段梁预制场选址
        预制场建设和节段预制是箱梁建设流程中的重要环节。在综合考虑预制场地位置、地质情况和运输路线的前提下,预制场宜建设在拼装现场附近,以减少节段梁的运输成本。
        4.2节段连接
        预制节段通过在横断面上设置剪力键传递剪力。节段的拼接方式有干法拼接和湿法拼接两种。前者主要在已按设计线形布设好的节段间涂抹环氧胶将相邻的两个节段粘结在一起,然后施加预应力;后者的做法为节段就位后,在接缝处现浇混凝土,待混凝土达到一定强度后,方可进行下一孔的架设。两种方法相比,干法拼接施工工艺简单,施工速度快,并且环氧胶可起到一定的防水作用,被多数预制节段拼装箱梁工程采用。
        4.3设计参数监测技术
        在桥梁的预制拼装过程中,许多技术参数会对其结构内力以及结构线形产生影响。对桥梁结构产生影响的技术参数主要分为两种类型:主要技术参数和次要技术参数。而在两种技术参数中,并不是所有参数都可以通过实验确定的,因此只对可测定参数及主要技术参数进行测定研究。需要根据桥梁所处环境、工序、材料以及施工工艺进行实际的测定工作。重点应测定以下参数:材料热膨胀系数、混凝土弹性模量、预应力筋的强度值及弹性模量、钢筋的强度值及弹性模量、施工临时荷载、混凝土容重、混凝土收缩系数等。
        4.4端横梁支架体系
        4.4.1现浇支架体系
        标宽段边墩墩顶横梁现浇支架组成部件同中横梁支架体系。
        4.4.2支撑锚固支架体系
        为了能够满足节段拼装架设时的墩顶横梁承载能力,对边墩墩顶横梁设置支撑锚固体系。标准跨标准宽度边墩墩顶横梁采用钢管桩支撑和精轧螺纹钢连结系统,即墩顶横梁与承台间设置钢管立柱支撑,钢管立柱顶部与墩顶横梁间设置预应力精轧螺纹钢锚固系统,同时两个端横梁间设置精轧螺纹钢连接成整体。钢管桩立柱位于墩身两侧。边墩墩顶梁段支撑锚固与墩顶梁段模板支架同时设置,即两者分别为独立的结构系统,在模板支架搭设时同步搭设,墩顶梁段混凝土浇筑完成并达到一定强度后,拆除模板支架转运至其他墩位使用。
        5结束语
        基于我国社会和经济发展的需要,对于桥梁施工技术的质量和成本控制有着很高的要求。为确保这两个方面的要求能够达到标准,预制节段箱梁拼装技术被深入研究,在整个桥梁建设过程中发挥着越来越重要的作用,尤其是在现场施工环境不利的情况下,采用预制节段箱梁技术是不错的选择。而整个拼装施工的过程控制是最关键的环节,通过对要点的强化控制,能够有效的保证预制节段箱梁的施工质量,从而促进我国基础建设的发展。
        参考文献
        [1]沈维芳,卢永成.中环线国定东路下匝道预制拼装桥梁技术[J].城市道桥与防洪,2017(9):68-73.
        [2]王志强,卫张震,魏红一,等.预制拼装联结件形式对桥墩抗震性能的影响[J].中国公路学报,2017,30(5):74-80.
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