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摘要:文章分析了預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋發(fā)展情況,就橋梁工程中懸澆連續(xù)梁施工工藝原理與特點(diǎn)展開(kāi)論述,并圍繞實(shí)際工程案例,具體分析和探討了橋梁工程中最大跨徑48m掛籃懸澆連續(xù)梁施工工藝的應(yīng)用情況,并從多方面研究了該工藝的關(guān)鍵工序控制要點(diǎn),可供參考。
關(guān)鍵詞:連續(xù)梁橋;懸澆施工;懸灌連續(xù)梁
預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋是我國(guó)現(xiàn)代主要橋型之一,其在整體性、抗震性方面表現(xiàn)較好,尤其是主梁變形撓曲線平緩、橋面伸縮縫少,在行車(chē)舒適度方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。目前經(jīng)由多年的實(shí)踐發(fā)展,我國(guó)連續(xù)梁橋的設(shè)計(jì)與施工逐步走向成熟,尤其是懸臂澆筑已經(jīng)成為了應(yīng)用最為廣泛的工藝方法,并在一定程度上加速了預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋的發(fā)展,加強(qiáng)相關(guān)研究分析具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋發(fā)展情況分析
預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋,是近年來(lái)我國(guó)橋梁建設(shè)中應(yīng)用較為廣泛的結(jié)構(gòu)體系之一,其受力較為合理,具有強(qiáng)大的跨越能力,較好的滿足了我國(guó)現(xiàn)代橋梁跨山越水的需要,如表1所示列舉了2001~2016年我國(guó)建成的一些預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。根據(jù)我國(guó)連續(xù)梁橋運(yùn)營(yíng)情況來(lái)看,其橋型較為優(yōu)美,橋面行車(chē)平穩(wěn)、舒適,且成橋后養(yǎng)護(hù)工作量小,值得推廣應(yīng)用。根據(jù)我國(guó)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的施工情況來(lái)看,早期主要采用的是滿堂支架施工方法,其具有費(fèi)時(shí)費(fèi)力的缺點(diǎn),且此工法下的連續(xù)梁橋跨徑不宜超過(guò)百米;隨著我國(guó)橋梁技術(shù)的發(fā)展,頂推法、移動(dòng)模架法、大型浮吊法、懸臂施工法等逐漸得到推廣應(yīng)用。上述幾種工法中,懸臂施工法的推廣應(yīng)用使預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋發(fā)展迎來(lái)了一個(gè)契機(jī),加快了橋梁向大跨、高難度發(fā)展的步伐。同時(shí)墩頂0#段和邊跨段采用鋼管柱+型鋼的組合梁柱式支架原位現(xiàn)澆方法較傳統(tǒng)的滿堂支架施工方法,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全、經(jīng)濟(jì)、地理環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。文章主要圍繞橋梁工程中此懸臂施工方法的應(yīng)用展開(kāi)具體分析。
2橋梁工程中懸澆連續(xù)梁施工工藝原理與特點(diǎn)
2.1橋梁工程中懸澆連續(xù)梁施工工藝原理
懸臂澆筑施工法是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁常用工法,其也稱(chēng)為是分節(jié)段施工法,主要是以橋墩為中心朝著兩岸逐節(jié)對(duì)稱(chēng)懸臂接長(zhǎng)。橋梁工程中懸澆連續(xù)梁施工一般工藝流程如下:施工準(zhǔn)備→墩旁托架、支架搭設(shè)→0#段施工→掛籃安裝→梁體節(jié)段懸灌施工、邊跨現(xiàn)澆段施工→邊跨合龍→中跨合龍→體系轉(zhuǎn)換。懸澆連續(xù)梁體系轉(zhuǎn)換主要發(fā)生在2大階段:(1)懸臂合龍施工階段;(2)梁連接方式改變施工階段。在多跨連續(xù)梁施工中,此種體系轉(zhuǎn)換將交替開(kāi)展,直至整個(gè)橋梁作業(yè)完成。
2.2橋梁工程中懸澆連續(xù)梁施工工藝特點(diǎn)
懸澆連續(xù)梁施工工藝特點(diǎn)主要可歸納如下:(1)掛籃是懸澆連續(xù)梁施工的主要裝置,掛籃的制作安裝是核心環(huán)節(jié);(2)主梁剛度大,節(jié)段局部變形小,掛藍(lán)變形對(duì)局部變形影響較大;(3)懸澆施工中存在諸多因素影響結(jié)構(gòu)參數(shù)準(zhǔn)確性,必須加強(qiáng)橋梁線形、應(yīng)力控制;(4)預(yù)應(yīng)力筋張拉是預(yù)應(yīng)力梁制造關(guān)鍵工序,必須規(guī)范作業(yè),兩端同時(shí)對(duì)稱(chēng)張拉,切忌出現(xiàn)過(guò)大偏心壓力。(5)合龍段施工情況決定了整個(gè)工程成敗,嚴(yán)格按照施工程序作業(yè),確保結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換后梁體內(nèi)力、變形均滿足設(shè)計(jì)要求。
3實(shí)例分析橋梁工程中懸澆連續(xù)梁施工工藝的應(yīng)用
文章僅以某項(xiàng)目特大橋連續(xù)梁施工為例展開(kāi)分析,最大跨徑48m掛籃懸臂澆注連續(xù)梁施工要求高,是本工程的重難點(diǎn)之一,下文主要就此展開(kāi)分析。
3.1掛籃懸臂澆注連續(xù)梁施工方案
本項(xiàng)目采用掛籃懸臂澆注連續(xù)梁施工方案。
3.2墩頂0#段和邊跨現(xiàn)澆段施工
本項(xiàng)目0#段和邊跨現(xiàn)澆段結(jié)構(gòu)復(fù)雜、梁段高度較大,混凝土方量大、鋼筋多,墩頂部分梁段存在橫向隔板,內(nèi)模板施工難度大、工序復(fù)雜。為確保梁體外觀良好,本項(xiàng)目采用一次成型施工方法,采用螺旋管支架上現(xiàn)澆,下端采用12根φ630mm的螺旋管支撐,上端采用工字鋼焊接分配梁,見(jiàn)圖2。
3.3懸臂梁段施工
本項(xiàng)目懸臂梁段施工選用的是菱形掛籃,如圖3所示為掛籃構(gòu)造立面圖。掛籃支撐在已施工完成的懸臂梁段上,用作后續(xù)梁段施工,待新灌梁段預(yù)應(yīng)力張拉完畢、管道壓漿完成后,掛籃前移開(kāi)始下一梁段作業(yè),如此循環(huán)往復(fù),直至完成所有梁段的施工。
3.4合攏段施工
合攏段是懸澆連續(xù)梁施工的關(guān)鍵,必須落實(shí)內(nèi)力與變形控制,保證梁體質(zhì)量可靠。合攏施工前,將掛籃退至相應(yīng)位置,采用吊架施工,嚴(yán)格遵循“先邊跨、后中跨”這一順序,具體施工步驟如下:(1)安裝吊架模板,綁扎鋼筋,安裝預(yù)應(yīng)力管道;(2)安裝勁性骨架,張拉臨時(shí)束,采用剛性支撐和張拉臨時(shí)合攏束鎖定方案,邊跨、中跨時(shí)分別鎖定直線段與懸臂端間、兩“T”構(gòu)懸臂端間;(3)“T”懸臂端壓配重;(4)合攏段澆筑,選擇一天中氣溫最低的時(shí)間段施工,并逐級(jí)解除配重;(5)張拉預(yù)應(yīng)力束;(6)拆除吊架、模板;(7)解除鎖定,并張拉剩余合攏束、壓漿。
3.5預(yù)應(yīng)力筋張拉
本項(xiàng)目設(shè)專(zhuān)門(mén)的張拉班組負(fù)責(zé)預(yù)應(yīng)力筋張拉作業(yè),具體措施如下:(1)張拉前,檢查相關(guān)設(shè)備、機(jī)具,配套標(biāo)定千斤頂、壓力表需達(dá)到要求;(2)同一結(jié)構(gòu)體對(duì)稱(chēng)同時(shí)張拉,張拉程序:0→0.1σk(初張拉)→σk(凈停5min)→補(bǔ)拉σk(測(cè)伸長(zhǎng)量)→錨固;(3)現(xiàn)場(chǎng)做好相關(guān)記錄工作,包括:應(yīng)力、油表讀數(shù)、伸長(zhǎng)值等。
3.6孔道真空壓漿
本項(xiàng)目采用灌漿泵+攪拌機(jī)用專(zhuān)用灌漿料進(jìn)行孔道真空壓漿施工。
3.7結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換
連續(xù)梁合攏前,永久支座并未受力,連續(xù)梁體與墩身構(gòu)成固結(jié)剛構(gòu)體系,通過(guò)臨時(shí)支座承擔(dān)連續(xù)梁自身與施工荷載。結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換時(shí),需將臨時(shí)支座拆除,臨時(shí)支座分成上下2塊,永久支座對(duì)稱(chēng)均勻下沉,梁體下落,永久支座受力。完成轉(zhuǎn)換后,割除臨時(shí)支座、預(yù)埋鋼筋。
3.8施工監(jiān)控量測(cè)
本項(xiàng)目施工中,實(shí)施嚴(yán)格的監(jiān)控量測(cè)控制措施,主要監(jiān)控量測(cè)內(nèi)容包括:(1)應(yīng)力量測(cè);(2)撓度監(jiān)測(cè);(3)主梁中線監(jiān)測(cè)(要求偏位≤±10mm);(4)立模標(biāo)高監(jiān)測(cè)(要求橋梁頂面高程≤±10mm);(5)材料參數(shù)測(cè)量。在整個(gè)施工過(guò)程中,采取定人、定儀器觀測(cè)方法,勤觀測(cè)、勤記錄,一旦發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)反饋,采取合理的調(diào)整控制措施,保證施工作業(yè)的順利完成。
4懸灌連續(xù)梁關(guān)鍵工序控制要點(diǎn)
4.1支模體系控制要點(diǎn)
進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)、編制專(zhuān)項(xiàng)施工方案,必須進(jìn)行專(zhuān)家評(píng)審和安全評(píng)估。支架地基承載力應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,防排水措施完善;支架必須進(jìn)行預(yù)壓,并根據(jù)預(yù)壓數(shù)據(jù)合理設(shè)置預(yù)拱度;模板方面重點(diǎn)檢查接縫的拼接、螺栓的緊固,確保滿足要求;掛籃的材質(zhì)、規(guī)格、探傷驗(yàn)收合格方可使用;掛籃在施工前須進(jìn)行試拼并預(yù)壓,并根據(jù)預(yù)壓數(shù)據(jù)合理設(shè)置預(yù)抬值;掛籃走行控制滑移速度,走行需加強(qiáng)過(guò)程檢查;建立機(jī)械及鋼絲繩、后錨、吊點(diǎn)等關(guān)鍵點(diǎn)檢查制度并落實(shí)。
4.2支座施工控制要點(diǎn)
檢查支座型號(hào)、安裝位置,防止錯(cuò)裝;支座預(yù)偏量調(diào)整需有專(zhuān)項(xiàng)方案和措施,結(jié)合設(shè)計(jì)考慮混凝土澆筑時(shí)體系溫差引起的偏移量影響;支座處梁底板混凝土要確保澆筑密實(shí)、不漏漿。
4.3鋼筋施工控制要點(diǎn)
墊塊布置均勻,混凝土保護(hù)層滿足設(shè)計(jì)要求(特別注意模板倒角處鋼筋與底板防裂網(wǎng)片筋的保護(hù)層);節(jié)段間鋼筋搭接長(zhǎng)度滿足;掛籃各種預(yù)埋件施工時(shí)保證位置準(zhǔn)確。
4.4混凝土施工控制要點(diǎn)
連續(xù)梁具有跨徑大、地域高度較高、混凝土泵送距離遠(yuǎn)、結(jié)構(gòu)物斷面尺寸大、截面設(shè)計(jì)小、箱體壁薄、預(yù)應(yīng)力管道密集等明顯特點(diǎn),要針對(duì)這些特點(diǎn)采取相應(yīng)的措施確?;炷翉?qiáng)度、和易性等性能?;炷琳駬v時(shí)避免過(guò)振和漏振,特別是錨錠板及鋼筋密集處加強(qiáng)盯控監(jiān)督;腹板混凝土振搗需在內(nèi)模適當(dāng)位置處開(kāi)倉(cāng)進(jìn)行,嚴(yán)禁采用振搗棒趕料;落實(shí)混凝土養(yǎng)護(hù)方案、時(shí)間。支架法混凝土澆筑順序:中橫梁(支座)底部→腹板下部→底板→中橫梁上部→腹板上部→頂板;掛籃混凝土澆筑順序:先懸臂端后錨固端、先翼緣板再頂板?;炷翝仓鳂I(yè)均應(yīng)對(duì)稱(chēng)、平衡施工。
4.5預(yù)應(yīng)力施工控制要點(diǎn)
連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力管道應(yīng)根據(jù)其梁體跨徑大、截面小、管道密集的特點(diǎn),做好線形控制;錨墊板、錨下鋼筋位置準(zhǔn)確。預(yù)應(yīng)力張拉前對(duì)孔道進(jìn)行摩阻試驗(yàn)確定μ和k值并對(duì)張拉控制應(yīng)力進(jìn)行修正,重新計(jì)算并校核伸長(zhǎng)值;表頂應(yīng)按期標(biāo)定;張拉條件滿足設(shè)計(jì)對(duì)梁體混凝土強(qiáng)度與彈性模量、氣候條件等要求。管道壓漿前應(yīng)高壓通風(fēng)檢查管道的通暢情況,嚴(yán)禁注水檢查;封錨前進(jìn)行檢查、清理、鑿毛,封錨砼的強(qiáng)度必須符合設(shè)計(jì)要求。
4.6合龍段及體系轉(zhuǎn)換控制要點(diǎn)
邊跨合龍前2~3個(gè)梁段時(shí),應(yīng)對(duì)合龍口兩側(cè)懸臂端的中線及高程進(jìn)行聯(lián)測(cè)調(diào)控,使合龍口中線及高程偏差控制在允許范圍內(nèi);預(yù)加壓重宜按照等量換重方式,在混凝土澆筑過(guò)程中逐步撤除。中跨合龍混凝土澆筑前,為穩(wěn)定懸臂,在合龍口兩端懸臂預(yù)加壓重應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,并應(yīng)于混凝土澆筑過(guò)程中按等量換重方式逐步撤除;合龍梁段混凝土應(yīng)在一天中氣溫最低時(shí)間快速、連續(xù)澆筑。體系轉(zhuǎn)換,縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢,立即解除支座臨時(shí)鎖定,實(shí)現(xiàn)體系轉(zhuǎn)換;合龍口臨時(shí)鎖定設(shè)施應(yīng)在縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉后拆除;連續(xù)梁拆除梁墩臨時(shí)固結(jié)設(shè)施和臨時(shí)支座時(shí),應(yīng)對(duì)稱(chēng)、均衡進(jìn)行施作。
4.7梁體線形控制要點(diǎn)
具有相關(guān)資質(zhì)的單位進(jìn)行線形監(jiān)控。編制詳細(xì)的監(jiān)測(cè)方案,包括監(jiān)測(cè)方法、監(jiān)測(cè)工況以及處理措施;合理布置監(jiān)測(cè)點(diǎn),監(jiān)測(cè)頻次需滿足要求;對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,及時(shí)調(diào)整立模高程。
5結(jié)語(yǔ)
綜上所述,近些年我國(guó)各地橋梁建設(shè)中,懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋愈加常見(jiàn),且不斷朝著多跨、特大跨徑的方向發(fā)展。根據(jù)連續(xù)梁橋懸臂澆筑實(shí)踐情況可知,施工影響因素眾多,必須落實(shí)相關(guān)施工控制工作,合理選擇掛藍(lán)型式、結(jié)構(gòu)參數(shù),確保墩梁臨時(shí)固結(jié)可靠、托架穩(wěn)定,規(guī)范開(kāi)展混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉等工作,重視主梁線性控制、應(yīng)力控制,切實(shí)保證橋梁施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)與規(guī)范要求,且整個(gè)施工過(guò)程安全、高效。
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作者:張春林 單位:中鐵十一局集團(tuán)第三工程有限公司
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