先简支后结构连续桥梁施工技术分析

发表时间:2021/7/26   来源:《工程建设标准化》2021年3月第6期   作者:潘智
[导读] 文章阐述了先简支后结构连续桥梁的优点,从预制箱梁、安装支座、吊装箱梁、纵向湿接头施工、负弯矩张拉施工、转换结构体系等方面分析先简支后结构连续桥梁施工技术要点,提出了先简支后结构连续桥梁施工质量控制措施。
        潘智
        湖南路桥建设集团有限责任公司 湖南长沙 410004
        摘要:文章阐述了先简支后结构连续桥梁的优点,从预制箱梁、安装支座、吊装箱梁、纵向湿接头施工、负弯矩张拉施工、转换结构体系等方面分析先简支后结构连续桥梁施工技术要点,提出了先简支后结构连续桥梁施工质量控制措施。
        关键词:先简支后结构;连续桥梁;施工技术
        在桥梁工程中,简支梁、连续梁比较常见,其缺点是工期长,人力、物力、财力的消耗大,降低了施工企业的经济效益。先简支后结构连续桥梁是将简支梁、连续梁有机结合,综合了两者的技术优势,能显著缩短工期,提高了施工效率。
1、先简支后结构连续桥梁的优点
        先简支后结构连续桥梁将简支梁和连续梁两者的优点相结合,具有如下优势:(1)施工期间能提高桥梁结构的刚度,解决后期运行中结构变形问题。而且,伸缩缝数量明显减少,可以提高施工效率,大幅提升桥梁的安全性和行车舒适度,降低后期维护成本。
        (2)墩柱、梁板可以同步施工,施工周期明显缩短,提高了机械化水平。施工过程中需要的设备简单,技术难度不高,以主梁吊装为例,使用吊装设备即可完成。梁板预制作业的质量可控,能及时处理小缺陷,降低现浇施工时的人力、物力成本。
        (3)梁板可以在工厂内预制生产,提高施工的标准化和规范化;预应力钢束也能在工厂内制作,避免了现场张拉影响地面交通和作业,能显著降低成本,提高施工企业的经济效益。
2、先简支后结构连续桥梁施工技术要点
        先简支后结构连续桥梁的施工流程是:(1)主梁预制,当混凝土强度达到设计要求,对弯矩区的预应力钢束进行张拉,压浆后清理,在底板上留出通气孔;(2)设置临时支座,并且对永久支座进行定位、安装,吊装主梁时放置在临时支座上,与桥面钢筋、横梁钢筋相连接;(3)对接头段钢筋进行连接,设置波纹管、穿进钢束,选择合适时机现浇作业,待混凝土强度达到设计要求,对顶板钢束进行张拉并压浆;(4)接头处理后,在桥面上浇筑整体混凝土,拆除临时支座,将主梁转移至永久支座上;(5)安装伸缩装置,进行防水作业,开展桥面施工。
3、先简支后结构连续桥梁施工工艺
3.1预制箱梁
        在工厂内预制箱梁,当混凝土强度达到设计要求后,张拉预应力钢束。要保证左右两侧平衡,按照先中间后两边的顺序进行张拉。期间注意测量钢束、孔道之间的摩擦系数,确定孔道偏差情况,利用锚具锚口损失量控制张拉力。施工技术要求如下:(1)控制混凝土原材料的质量与拌和质量;(2)使用组合式定型钢模板,控制好箱梁外观;(3)浇筑时使用合适的振捣器,避免漏振、过振;(4)张拉预应力时,控制张拉力和伸长量;(5)运输箱梁时,要检查钢绳、吊钩等部件,确保满足质量要求。
3.2安装支座
        支座分为临时支座、永久支座两类。其中边跨墩、中跨墩使用永久支座。桥台、边跨伸缩缝桥墩处可以使用四氟滑板胶支座;中间连续墩处可以使用普通橡胶支座。支座安装后,复核坐标和高程是否准确。
3.3吊装箱梁
        支座安装完成后,即可吊装箱梁,要求对垫层表面、梁底进行清理,检查支座的中心位置。根据施工方案,使用架桥机等吊装设备,将箱梁逐孔吊放在临时支座上。为了方便支座拆除,可利用砂筒代替,安放箱梁保证位置准确。吊装时的技术要求是:(1)起吊前对吊装设备进行试验,保证起吊可靠性;(2)安装顺序是先中梁、后边梁,第一孔吊装后架桥机移动至下一孔,如此循环作业。
3.4纵向湿接头施工
        箱梁吊放后,对轴线、标高进行调整,然后开展湿接头作业。研究显示,新旧混凝土连接面的抗拉强度和施工缝处理技术相关。在梁顶板需要浇筑混凝土的位置,凿毛处理1~2mm,且表面洒水湿润,并注意保护永久支座。

湿接头作业中,技术要求如下:(1)检测支座位置,保证平整度达标;(2)如果存在纵坡,要在梁底部放置钢垫块;(3)梁端的纵向钢筋如果影响施工,可适当调整位置,保证顶板、底板最外层的钢筋焊接质量;(4)使用插入式振捣器,分层振捣密实,还要防止碰触到波纹管。
3.5连续结构现浇施工
        连续结构的连接,一般利用搭接位置的预埋钢筋,现浇混凝土和梁板混凝土的标号一致。在结构薄弱部位,如果湿接头位于新旧混凝土的交界处,应等待混凝土强度达标后再进行连接施工。值得注意的是,该部位存在大量钢筋、波纹管,要使用小粒料混凝土分层浇筑、分层振捣。在混凝土养护过程中,为了避免出现裂缝,可在现浇接头处的混凝土中加入适量膨胀剂,并对钢板进行除锈,填充底模和支座之间的缝隙。
3.6负弯矩张拉施工
        湿接头、横隔梁混凝土强度达到要求后,即满足设计强度等级的85%,就要湿润养护,一般时间为7~14d。以上工作完成后,对负弯矩预应力进行张拉,要求两端对称张拉钢束。张拉顺序严格按照设计执行,张拉后及时校正工作孔附近的钢筋位置,看是否符合设计要求。符合要求后对孔道压浆,使用高标号混凝土封锚。
3.7转换结构体系
        当湿接缝、连续接头混凝土的刚度、强度、稳定性均满足设计要求后,就可以转换支座。拆除临时支座,将箱梁荷载转移到永久支座上,此时简支梁变为连续梁。以砂筒为例,打开泄砂孔水龙头,砂筒内的砂子逐渐减少,降低高度后就能脱离梁体。
4、先简支后结构连续桥梁施工质量控制措施
4.1张拉预制底座质量控制
        预制底座张拉时,要想达到稳定效果,满足排水要求,需要对预制场地进行硬化处理,以便及时有效排水,不会引起地基沉降。设置底座反拱度时,既要满足设计要求,又要结合施工技术和现场环境。箱梁上每个结构的尺寸精度,误差均要控制在2mm以内。
4.2主梁施工质量控制
        在主梁上,钢筋绑扎要满足规范标准,预应力管道的位置精确,提高牢固性。定位筋、主筋均要焊接,锚下螺旋筋和锚板贴合在一起,提高结构的整体稳定性。预应力施工时,一般梁端2m左右的范围、锚下部分,混凝土的应力比较大;而且此处钢筋数量多,应该做好振捣工作,保证密实度指标。
4.3临时支座质量控制
        设置临时支座时,要求强度达标、落梁均匀、方便安拆。拆除临时支座时,要遵循同步、平稳、对称的原则,促使永久支座和梁底、墩顶紧密贴合。以砂箱支座为例,施工时容易出现沉落量不一致的情况,对此可采用以下解决方法:(1)开展预压试验,计算砂箱受力后的平均沉降值,利用该数值指导现场作业,确保梁体的安装标高、设计标高一致。(2)适当降低支座垫石,预留出2~3cm的高度,湿接头浇筑作业时,在支座上垫钢板,混凝土浇筑到钢板上,形成混凝土梁靴。
4.4现浇施工质量控制
        施工中发现,现浇段混凝土的质量问题主要是新老混凝土的结合性差。为了提高浇筑质量,避免后期变形开裂,应对预制梁板端头进行凿毛。连续端浇筑时使用微膨胀细石混凝土,膨胀剂的用量为水泥用量的0.5%~1.0%。浇筑时应选择一天中温度最低的时刻,利用小直径的插入式振捣器,提高振捣质量,避免出现质量缺陷。
4.5湿接头施工质量控制
        湿接头施工时的空间小、剪应力大,施工时必须严格按照设计规范执行。从主梁预制开始,到横向湿接缝浇筑完成,这之间的时间要控制在3个月以内。湿接缝浇筑时,可采用吊模法,要求钢模板的强度、刚度达标。模板支设后,对混凝土表面进行凿毛,在施工缝上涂刷一层水泥浆。浇筑完成后,振捣作业和主梁顶板的要求一致,插入式、平板式振捣器配合使用,确保满足设计厚度。浇筑湿接缝时,应选择在较低温度,加强养护作业,避免出现裂缝。
        参考文献:
        [1]卜晓金.先简支后结构连续桥梁施工技术的实践与探索[J].建材与装饰,2019(30):255-256.
        [2]王莹.连续梁拱组合桥梁上部结构施工关键技术[J].价值工程,2019,38(28):239-240.
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