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    大跨徑預應力連續(xù)剛構橋施工技術

    2018-05-02 08:37:05汪金磊
    城市道橋與防洪 2018年3期
    關鍵詞:梁段剛構橋跨徑

    汪金磊

    (中鐵十六局集團第一工程有限公司,北京市101300)

    0 引言

    預應力連續(xù)剛構橋是在連續(xù)梁橋、T型剛構橋的基礎上發(fā)展起來的,具有施工簡單、結構可靠、受力性能良好等諸多優(yōu)勢,順應了我國現(xiàn)代橋梁建設的發(fā)展需要?;诖?,加強大跨徑預應力連續(xù)剛構橋施工技術的相關研究分析,對于促進我國橋梁事業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

    1 大跨徑預應力連續(xù)剛構橋優(yōu)越性分析

    站在結構體系的角度上來看,預應力連續(xù)剛構橋可以歸為連續(xù)梁橋的一種,而連續(xù)梁橋?qū)儆谑且环N古老橋梁型式,具有結構剛度好、伸縮縫少、養(yǎng)護簡單等諸多優(yōu)勢。早期受限于施工工法,在20世紀60年代以前的連續(xù)梁跨徑均未能大于100m。隨著懸澆、懸拼施工技術的發(fā)展,產(chǎn)生了T型剛構,20世紀 60年代,聯(lián)邦德國本道夫橋的修建已經(jīng)展現(xiàn)了T型剛構與連續(xù)梁體系結合的趨勢,連續(xù)剛構橋梁逐步發(fā)展、成熟[1]。

    連續(xù)剛構橋集成了T形剛架、連續(xù)梁的優(yōu)點。T形剛架厚墩變薄形成柔性墩。主梁為連續(xù)梁,墩梁為固結梁。上述三種橋梁的優(yōu)缺點情況具體見表1所列。

    目前,我國在建的主跨100m~250m的橋梁基本都是采用的連續(xù)剛構體系。隨著高強混凝土、鋼材,以及大噸位張拉錨固體系的發(fā)展,為預應力連續(xù)剛構橋的應用提供了支撐,不斷增強其大跨、高墩能力;同時,更加省料、省工、省時。由此,受到了各大施工單位的廣泛青睞[2]。

    表1 三種橋梁體系的優(yōu)缺點一覽表

    2 大跨徑預應力連續(xù)剛構橋施工技術

    懸臂施工法是我國大跨徑預應力連續(xù)剛構中的主要施工技術。其以橋墩為中心、朝著兩岸進行逐節(jié)懸臂接長施工,分有兩種工藝方法。

    2.1 懸臂澆筑施工技術

    懸臂澆筑主要是以移動式掛籃為施工機械,在墩頂兩側對稱、逐段地開展混凝土澆筑、預應力張拉等工作。完成一個梁段施工后,繼續(xù)移動掛籃展開下一節(jié)段的施工,直至跨中合攏。各梁段懸臂澆筑施工流程如下:安裝底模→安裝底板、腹板鋼筋→安裝側模、頂模、腹板內(nèi)預留管道→安裝頂板內(nèi)鋼筋、預留管道→澆筑混凝土→拆?!謇眍A留管道→穿束與張拉→管道壓漿。

    懸臂澆筑施工要點如下:(1)在墩頂處利用預埋構件設置臨時支架,搭建好0#塊施工平臺;(2)按規(guī)范開展掛籃制作、拼裝等工作,保證懸臂澆筑作業(yè)的順利實施;(3)邊跨合攏施工時,主要是在支架上澆筑邊跨現(xiàn)澆段,同時利用掛籃澆筑至邊跨合攏段的前一節(jié)段,上述工序均完成后進行邊跨合攏;(4)在確?;炷翉姸冗_標后,方可開展預應力張拉施工,做好實時監(jiān)測工作,保證施工作業(yè)符合要求。

    2.2 懸臂拼裝施工技術

    懸臂拼裝施工的基本工序如下:梁段預制成型→位移、存放→梁段運輸→梁段拼裝→體系轉換→合攏段施工。與懸臂現(xiàn)澆相比,懸臂拼裝施工的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在施工方便、速度快、氣化后條件影響小、制節(jié)段質(zhì)量易控制等方面。但是,其也存在不足之處,如對起重、運輸設備要求高、對節(jié)段尺寸精度要求高等等。

    懸臂拼裝施工要點如下:(1)由于需要使用吊機吊裝梁體,故而對地形有一定要求;(2)預制各節(jié)段主梁,必須做到尺寸精確、預留預應力孔道定位準確,從而保證后續(xù)施工的順利開展;(3)在拼裝施工時,做到吊裝定位精確,按規(guī)范開展環(huán)氧膠粘貼、穿束張拉等工作,保證橋梁整體質(zhì)量滿足要求[3]。

    3 實例分析

    3.1 工程概況

    某項目為國道G104五河淮河特大橋及其接線工程,全長38.413km,五河淮河特大橋工程起、訖點樁號為K22+322~K24+252,橋梁寬32m,分左右幅,跨徑布置為:(16×30)m+(35+60+35)m+(4×40)m+(100+170+100)m+(9×40)m+(35+60+35)m+(10×30)m=1930m(不含橋臺),兩側橋臺長各3.5m。其中,跨淮河主橋為(100+170+100)m連續(xù)剛構橋方案;跨淮北大堤及香浮規(guī)劃大堤為(35+60+35)m懸臂變截面預應力混凝土連續(xù)梁橋;堤內(nèi)、外引橋分別為40m、30m先簡支后連續(xù)組合T梁。

    3.2 大跨徑預應力連續(xù)剛構橋施工

    3.2.1 施工方案

    某標段重難點為淮河特大橋主橋施工。其跨越通航河道淮河,為不影響航道的正常通航,決定采用連續(xù)箱梁懸灌施工方案:先施工0#和1#梁段,根據(jù)具體情況選擇支架展開作業(yè);在完成澆筑的0#、1#梁段頂面拼裝掛籃,利用掛籃展開懸臂澆筑;邊跨直線段利用支架進行現(xiàn)澆;合攏時,先合攏邊跨、后合攏中跨合攏段,合攏前兩端需做好均衡壓重工作。在整個橋梁工程作業(yè)中,全面做好施工控制工作,及時反饋懸灌梁標高、線形等。

    3.2.2 施工技術要點

    該項目淮河特大橋主橋(大跨徑預應力連續(xù)剛構橋)采用掛籃懸臂澆筑施工方法,下面介紹具體技術要點。

    3.2.2.1 墩頂現(xiàn)澆段施工

    完成橋墩施工后在墩旁支架上現(xiàn)澆0#塊、1#塊,0#梁段施工采用兩次灌注完成的方法,分界面放在底板以上4~5m的位置,其它梁段采用一次灌注混凝土成型的施工方法。

    3.2.2.2 懸灌梁段施工

    懸灌梁段施工流程如下:安裝掛籃→掛籃預壓、中線調(diào)整→安裝底、腹板鋼筋→安裝底、腹板波紋管與豎向預應力→安裝內(nèi)模就位→安裝頂板鋼筋、縱向波紋管→澆筑梁體混凝土→混凝土養(yǎng)護→拆端?!饍?nèi)模、松外?!v向預應力筋張拉→孔道壓漿→前移掛籃→張拉已灌注梁端的豎向預應力。

    該項目采用輕型特制菱形掛籃,各個構件運至現(xiàn)場后,通過吊車在已澆筑完成的0#、1#梁段頂面進行拼裝,做好預壓工作,切實將非彈性變形消除掉。

    在前一梁段施工完畢后,掛籃前移至下一梁段位置,并進行中線、高程測量、定位,調(diào)整標高,經(jīng)過檢查無誤后全面錨固;完成梁段模板、普通鋼筋、預應力筋安裝后,均要做好檢查工作,確保其位置精確,與規(guī)范要求相符;每節(jié)梁段混凝土一次澆筑成型,在澆筑時嚴格遵循“由端部至根部”的順序,根部的混凝土必須與前段混凝土實現(xiàn)良好連接,在整個澆筑過程中實時調(diào)整撓度,防止混凝土出現(xiàn)裂縫;采用智能張拉方式,要求“左右對稱、兩端同時”,做好實時檢查、記錄[4]。

    3.2.2.3 邊跨現(xiàn)澆段施工

    該項工程邊跨直線段在支架上進行澆筑。支架搭設時,一側設在承臺上,另一側則是通過打入鋼管樁的方式形成樁基礎,其后搭設支架構成支墩,在支墩的頂面設置鋼梁,由此構成支架面。支架拼裝完畢,需按直線段梁體自重的120%~130%荷載進行預壓,切實消除非彈性變形,并檢驗支架的強度、承載力,以及彈性變形等。邊跨現(xiàn)澆段底模和外側模采用大塊定型鋼模,內(nèi)模采用鋼模,由起重機起吊模板施工直線段。

    3.2.2.4 合攏段施工與結構體系的轉換

    在合攏段施工時,采取“邊跨先合攏、中跨后合攏”的施工方法。邊跨合攏后,墩梁錨固被釋放,結構從雙懸臂轉變?yōu)閱螒冶邸D1為合攏施工示意圖。

    圖1 合攏施工示意圖

    圖2為懸灌梁中跨合攏施工示意圖。邊跨合攏施工流程如下:懸臂端加平衡重、安裝吊籃→安裝合攏段鋼支撐、張拉臨時束→立模、安裝鋼筋、預應力管道→澆注混凝土→預應力張拉→拆除掛籃、邊跨現(xiàn)澆支架;中跨合攏施工流程如下:安裝吊架、模板(掛籃的底籃與模板系統(tǒng))→設平衡重→安裝鋼筋、預應力管道→合攏鎖定→解除墩頂臨時固結,切斷臨時支座錨固鋼筋,完成體系轉換→澆注混凝土→預應力張拉→拆除模板、吊架[5]。

    圖2 懸灌梁中跨合攏施工示意圖

    3.2.3 施工線形控制

    在大跨度預應力連續(xù)剛構橋施工時,為了保證橋梁線形、受力狀態(tài)與設計要求相符,必須做好懸臂施工控制,具體包括以下措施:

    (1)實時監(jiān)控線形相關參數(shù),包括掛籃變形值、施工臨時荷載、箱梁混凝土容重和彈性模量、預應力損失、混凝土收縮與徐變、溫度。

    (2)精確計算施工預拱度,采取專業(yè)施工控制程序,根據(jù)現(xiàn)場各施工參數(shù)測定值,計算施工預拱度。

    (3)懸臂箱梁施工撓度控制:以計算得到的預拱度、設計標高為依據(jù),嚴格控制懸灌梁段立模標高;在各梁段施工中,做好不同工況下的懸臂撓度變化觀測(4種工況:澆注前、澆筑后、張拉前、張拉后),并繪制出撓度曲線,為撓度控制、調(diào)整提供參考;合攏施工前,合龍段兩側2~3個節(jié)段立模時開展聯(lián)測,確保合攏精度滿足要求。

    (4)高程監(jiān)測:采用S1精密水準儀開展高程測量,檢測各個梁段施工撓度、是否出現(xiàn)扭轉變形。

    (5)中線控制:完成0#段施工后,以全站儀將箱梁中心點放在0#段上,并對兩墩0#段放置的箱梁中心點展開聯(lián)測,做好中線控制。

    4 結語

    綜上所述,在我國橋梁工程建設中,連續(xù)剛構橋的應用十分廣泛,其也在逐漸朝著高墩身、大跨度方向發(fā)展。懸臂施工法是大跨徑預應力連續(xù)剛構橋施工的主要技術手段,在實際項目中,施工單位必須科學地組織施工,嚴格按照施工規(guī)范與設計要求等展開每一道工序作業(yè),做好施工控制工作,切實保證橋梁順利合攏,整體結構受力狀態(tài)與設計要求相符,為橋梁后期的安全運營奠定堅實的基礎。

    參考文獻:

    [1]葉瑞玉.大跨徑高墩預應力連續(xù)剛構橋施工關鍵技術研究[D].重慶:重慶交通大學,2014.

    [2]周奧.大跨徑預應力混凝土連續(xù)剛構橋施工裂縫成因分析[D].成都:西南交通大學,2013.

    [3]朱衛(wèi)衛(wèi).大跨徑預應力連續(xù)剛構橋箱梁懸臂澆筑施工節(jié)段早期不同養(yǎng)生方法研究[D].重慶:重慶交通大學,2012.

    [4]蘭英.大跨徑預應力混凝土連續(xù)剛構橋的施工仿真分析[D].成都:西南石油大學,2009.

    [5]楊政武.大跨徑預應力連續(xù)剛構橋施工技術要點[J].交通世界,2017,(30):88-89.

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