刘 斌
中铁七局集团西安铁路工程有限公司中兰客专项目部
摘要:大跨径连续桥梁施工技术是桥梁施工中比较重要的一项技术,也是桥梁建设中应用非常广泛的一种施工技术。因此,本文主要介绍了关于桥梁施工中大跨径连续桥梁施工技术的要点,希望提高我集团公司、工程公司大跨径连续桥梁施工技术水平。
关键词:桥梁施工;大跨径;施工技术;挂篮
引言
近几年,随着桥梁跨度的逐渐增大,一些大跨径跨河、路大桥已开始建设,这就增加了桥梁施工的难度。然而,在桥梁工程施工过程中,由于施工企业资质存在层次不齐,并存在许多挂靠现象,这就导致在桥梁工程施工过程中技术层次不齐,影响工程的正常开展。因此,需要加大对大跨径桥梁施工的研究,确保大跨径连续桥梁建设的正常进行。
1、大跨径连续桥概述
随着我国桥梁施工技术的发展,大跨径连续桥已经发展为桥梁建设中最广泛的结构形式,广泛的应用于桥梁的建设当中,它具有变形小、结构刚度大、行车平稳舒适、伸缩缝少、养护简单、抗震能力强等优点。大跨径连续桥一般采用预应力混凝土箱梁,变截面设计,满足梁内各截面的不同受力要求。目前单孔跨径在40~150m范围内的桥梁,无论跨路、跨河的大桥,预应力混凝土连续箱梁都发挥了它自身的优势,连续梁有中间支座,所以它的变形和内力通常比单跨梁要小,因而在工程结构(如桥梁)和机件中应用很广。是一种广泛采用的桥型。
2、大跨径连续桥梁施工技术要点解析
2.1 工程概况
本文以川口村跨京藏高速公路特大桥连续梁主桥为例子,具体探讨了其施工技术。川口村跨京藏高速公路特大桥连续梁主桥为3跨(64+98+64)m变截面预应力混凝土连续箱梁,主墩9#、10#分别位于京藏G6高速两侧,连续梁主墩分部为9号、10号墩,高度分别为5.6m、7.5m,边墩为8号、11号墩,高度分别为3.88m、11.0m。这大大加大了施工的难度及安全,经与各单位沟通,决定采用挂篮悬臂浇筑施工。
2.2施工方案
川口村跨京藏高速公路特大桥64+98+64m连续梁全长为227.5m,梁体起止里程为DK195+097.78~DK195+325.28,墩号为8#~11#墩,上跨G6京藏高速公路采用挂篮悬灌法施工。梁体为单箱单室、变高度、变截面预应力混凝土连续箱梁,采用C50混凝土。箱梁顶宽12.2m,底宽6.4m。使用挂篮悬臂现浇施工工法,全梁按施工节段共划分为15种51个梁段。中支点桥墩上为0号段,长10m, 1~3号梁段长3m,4~5号梁段长3.5m,6~7号梁段长4m,8~9号梁段长4.5m,10~11号梁段长5m,合龙段长2m,均采用挂篮悬浇法施工。13号梁段为边跨现浇段,梁段长14.7m,采用支架法施工。
主墩临时固结采用高强度精轧螺纹粗钢筋,临时锚固块采用C50混凝土。墩顶现浇段采用在承台顶搭设630钢管支架施工方法。合拢严格遵循“先边跨后中跨”原则依次完成合拢施工,最后拆除临时支撑,完成主桥体系转换。
施工过程中对块段混凝土自重、预应力效应、混凝土收缩徐变、挂篮施工及合拢平衡重、成桥后结构体系转换及转换后预应力及混凝土收缩徐变引起的二次内力、二期恒载等荷载重点监控。
2.3施工工艺
2.3.1 墩顶现浇段(0号段)施工工艺
0号段为箱梁与墩身连接的隅节点,截面内力最大且受力复杂,钢筋和预应力管道密集,因此,保证0#段施工质量是箱梁施工的关键。0号段的施工主要有三个步骤,第一步主要完成箱梁底面与墩顶临时锚固垫块的浇筑,第二步用630钢管搭设支架浇筑0号段混凝土,第三部用高强精轧螺纹粗钢筋形成梁墩固结。
2.3.2 挂篮拼装工艺
挂篮拼组分为两个步骤:加工厂拼组大件,在梁体上拼组整体。加工厂拼组主要包括主梁系的两片主构架,四片横向联接系,还有外模板及模架、内模及模架,其余均为散件。将加工厂拼装件及散件运抵现场后,用吊车吊送构件至墩顶现浇段上拼组,拼组程序如下:
(1)准备工作:在墩顶现浇段混凝土施工时准确预留孔位、预埋构件,现浇段浇筑完成后,在梁顶上安装、整平,锚固轨道。
(2)拼装主梁系中主构件以及后锚系统,然后用倒链以设在墩顶现浇段的预埋构件为支撑,将主构架固定。
(3)拼装两主构件间横向联接系、前上横梁,将临时倒链取掉。同时安装底模内托梁以及后吊带,插放滑梁,以及安装后吊精轧螺纹钢。
(4)悬放吊带,吊放前托梁,再安放底模桁架、底模板。在前上横梁悬放倒链,吊住滑梁前端点并用倒链移出内外模板。全面检查安装质量后,用水箱加水做载重试验消除各部位的变形量。
2.3.3 标准阶段施工工艺
挂篮在墩顶现浇段拼装前,在工地应进行试拼,并进行试压,测出非弹性变形和弹性变形值。墩顶现浇段施工完毕后开始拼装已加工好的挂篮,拼装时按构件编号及总装图进行。拼装程序是:走行系统→桁架→锚固系统→底模板→内外模。在箱梁腹板顶面铺好钢枕、木枕,在竖向预应力筋位置,连接好轨道连接杆(连接杆用45#钢加工而成),从0#段中心向两边安装轨道,抄平轨顶面,量测轨道中心距,确认无误后,用加工好的螺帽把轨道锁定。安装前后支座,吊装桁架。用F32精轧螺纹钢筋及扁担梁将桁架后端锚固在轨道下钢枕上,然后吊装前上横梁及前后吊带。吊装底模架及底模板。吊装内模架走行梁,并安装好前后吊带,安装外侧模。安装前将外侧模走行梁插入外模框架内,并安装好前后吊架吊带,将外侧模吊起,用倒链拖动外侧模至待施工梁段位置。调整立模标高。根据挂篮试验测出的弹性变形及非弹性变形值,再加上线形控制提供的立模标高定出施工梁段的立模标高,然后进行混凝土施工。
2.3.4 合拢段施工工艺
箱梁的合拢是控制全桥受力状况和线性的关键工序,因此,箱梁的合拢顺序、合拢温度和工艺都必须严格控制。全桥箱梁合拢由边跨至中跨对称进行,先两边跨合拢,再中跨合拢。利用合拢吊架施工,一个合拢段吊架和模板共重200KN。主要施工步骤:
(1)后移和拆除悬臂施工挂篮,上合拢吊架并在悬臂端加配重水箱,水箱配重与合拢段混凝土重量相等。
(2)立模、绑扎钢筋和预应力管道,选择当天最低的温度时段锁定劲性骨架,张拉合拢束和部分底板钢束。随即浇筑合拢段混凝土,同时水箱保持同步等重放水,以保持悬臂端的稳定。
(3)合拢段永久钢束张拉前,应尽量减少箱梁悬臂的日照温差,并不得在跨中范围内堆放重物或行走施工机具。
(4)混凝土强度达到100%后张拉合拢段底板钢束,张拉本着先长束后短束的顺序张拉,均匀对称进行。
2.3.5 体系转换
用边跨挂篮模板完成边跨合拢段的施工,张拉预应力,然后拆除边跨支架将梁体重力转移到永久盆式支座上,完成由双悬臂梁向单悬臂梁的第一次体系转换。中跨合拢利用一个挂篮来进行,移挂篮到中跨合拢段,在挂篮上完成中跨合拢段的施工,拆除中墩临时固结支座,梁体重力转移到永久盆式支座上,实现由两单悬臂梁向多跨连续梁的第二次体系转换。但要注意:
(1) 结构由双悬臂状态转换成单悬臂受力状态时,梁体某些部位的弯矩方向发生转换。所以在拆除梁墩锚固前,应按设计要求,张拉一部分或全部布置在梁体下部的正弯矩预应力束。对活动支座需保证解除临时固结后的结构稳定,需采取措施限制单悬臂梁发生过大纵向水平位移。
(2)梁墩临时锚固的放松,应均衡对称进行,确保逐渐均匀地释放。在放松前应测量各梁段高程,在放松过程中,注意各梁段的高程变化,如有异常情况,应立即停止作业,找出原因,以确保施工安全。
(3)在结构体系转换中,临时固结解除后,将梁落于永久支座上,按标高调整支座高度及反力。支座反力的调整,应以标高控制为主,反力作为校核。
(4) 结构体系转换应在合拢段纵向预应力束张拉并压浆后进行。
3、大跨径连续桥梁施工技术控制要点
3.1线形控制
在施工中应严格控制桥梁线形,因为在施工过程中,桥梁结构由于受各种作用会产生变形,导致桥梁整体出现质量问题,桥梁耐久性和使用年限都会大大降低。因此,必须对桥梁结构的变形采用科学合理的方法实施控制。
3.2应力控制
在大跨径连续桥梁施工中,为了有效控制桥梁建设质量,必须严格控制应力,应力控制好坏直接影响桥梁建设质量。本桥应力由第三方监控单位采集,通过混凝土浇筑时埋入的振弦式应变计来实现。挂篮移动后、混凝土浇筑后、预应力张拉前、后均要采集悬臂根部上下截面的应力,以掌握主梁根部的受力情况。在合拢过程中,通过埋设在各合拢段附近的振弦式应变计监测合拢工程中梁体的应力变化。
3.3稳定控制
稳定性是桥梁安全的主要因素,它和桥梁的刚度都同样占据着相当的位置。桥梁的施工不仅要严格的控制内力和变形,还应注意各个的施工阶段,加强对施工局部稳定性的控制和调整。
结束语
大跨径连续桥梁施工技术是桥梁施工技术中应用比较广泛的一种技术,也是比较重要的一种技术。因此,施工过程中的相关技术人员要正确认识大跨径连续桥梁施工技术的重点,不断提高自身能力,从而为我集团公司建造更多安全稳定的桥梁。
参考文献
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