浅谈预应力连续刚构桥合龙段施工控制

谭炳江

浅谈预应力连续刚构桥合龙段施工控制

谭炳江

结合具体工程实例,对预应力连续刚构桥合龙段施工控制进行了介绍,分别阐述了合龙段临时锁定、浇筑温度、标高调整、张拉压浆等方面的注意事项,并对边、中跨合龙段施工工序作了说明,以期指导实践。

连续刚构桥,合龙段,注意事项,施工工序

预应力连续刚构桥的合龙段施工是整个施工过程的最后阶段,也是难度最大,最关键的阶段,因此合龙段的施工需要认真组织施工计划,提前做好施工准备工作。现结合国家网包(头)—茂(名)线高速公路陕西境安康—陕川界(毛坝)段上的一座特大型桥梁紫阳汉江特大桥对合龙段施工控制做以下分析。

紫阳汉江特大桥是安康—陕川界高速公路的重点控制性工程,

主桥中心桩号 K248+535,桥梁全长 2 106m,跨径布置[4×30+7×(5×30)+4×30+(60+100+60)+2×30+(95+2×170+95)]m。主桥为深水基础、双薄壁高墩、大跨度连续刚构桥,引桥跨襄渝铁路采用变截面预应力混凝土连续箱梁,其余采用预制梁板架设。

1 合龙段施工注意事项

1)合龙段采用劲性骨架进行临时约束锁定,临时锁定按支撑方式可以分为如下 3种。

a.内外刚性支撑法。这种锁定措施是在箱梁顶板、底板表面预埋钢板,用刚度较大的型钢焊接或栓接在钢板上,并在梁顶、底板中沿纵向设置内刚性支撑,这样通过内外刚性支撑共同锁定合龙段。

b.仅设内(外)刚性支撑法。使用悬臂长度不长,合龙时温度较低,温差较小,仅用内(或外)刚性支撑就可以克服温度变化产生的拉压力的情况。

c.外(内)刚性支撑和张拉临时预应力钢束共同锁定法。用刚性支撑抵抗合龙段混凝土升温时产生的压力,用预应力钢束抵抗降温时产生的拉力。

根据紫阳汉江特大桥的设计要求和当地气候的特点,合龙段决定使用内外刚性支撑法。

2)合龙段劲性骨架锁定温度和浇筑温度确定。

连续多天对紫阳当地气温和混凝土浇筑后的温度变化进行跟踪测量,将测量结果进行分析整理,绘制成温度曲线,确定设计锁定温度为 15℃,实际合龙温度将按照合龙前实测温度报施工监控和设计部门后最终确定,劲性骨架锁定时间及浇筑混凝土安排在温度变化相对稳定的时段进行。

在实际施工中,合龙温度应尽量满足设计要求,实际合龙温度不能达到设计要求时,应通过内力调整使主梁达到设计合龙温度,当合龙温度高于设计合龙温度,由于恢复到设计合龙温度是一个降温过程,对主梁悬臂根部是负弯矩作用,对结构受力不利,应适当采取顶开措施来调整结构受力。当合龙温度低于设计温度,由于恢复设计合龙温度是一个升温过程,对主梁悬臂根部是正弯矩,对结构受力有利,一般不作调整。

3)合龙前标高调整应注意以下问题。

由于主梁悬臂施工中标高控制存在不可避免的施工误差和预测误差,因此,主梁合龙时两合龙端存在标高偏差(扣除纵坡影响),当高差小于 1 cm时,不做调整,当高差大于 1 cm时,必须通过临时配重予以调整。临时配重应在待合龙的“T”结构两端对称设置。临时配重必须通过理论分析计算,充分考虑合龙后及运营阶段的结构内力(应力)的影响,与主梁标高偏差兼顾,不合理的配重设置导致结构内力(应力)不合理,可能导致箱梁薄弱处在运营阶段混凝土开裂。因此,必须严格控制桥面不合理配重及合龙前拆除桥面的临时荷载。

4)为保证混凝土浇筑的安全并使悬臂挠度始终保持稳定,在合龙前,应在各悬臂端附加与合龙段混凝土重量相同的平衡重,并随着混凝土的浇筑分级卸除平衡重。结合当地实际情况,配重采用水箱平衡法,按照设计图纸计算所需重量,制作所需水箱的尺寸,浇筑混凝土前注入所需重量的水,浇筑过程中要严格控制混凝土的浇筑量和浇筑速度,并在浇筑混凝土的过程中分级抽掉水箱中的水,以平衡悬臂端的重量,使两悬臂在浇筑混凝土及混凝土初期硬化过程中始终保持稳定,同时悬臂挠度也得到控制。

5)锁定过程：完成合龙段立模标高,绑扎钢筋及预应力管道,按要求设置平衡重,由于合龙段施工时已是 7月份,即使将施工时间安排在晚间 24：00以后,温度仍然达不到设计的 15℃,在监控单位和设计单位共同研究决定后,决定对合龙段采用顶推的方法克服因温度高于设计温度而造成的变形量,顶推采用千斤顶对称顶推的方法,按照设计单位所计算的设计量缓慢对块段进行顶推,在满足要求后焊死刚性杆及锚固杆之间的连接板,并同时用薄钢板填实顶紧刚性杆与锚固杆之间的空隙。

6)在安装好劲性支撑后,立即张拉合龙段临时预应力束,张拉吨位应根据实际张拉吨位及温度计算,当合龙时气温骤然变化时,临时张拉吨位要根据温度应力影响确定。

7)混凝土施工。在灌合龙段混凝土前几天不断湿润合龙段两端交界面的混凝土。交界面的凿毛要符合规范要求,严格控制。

混凝土的施工顺序按先底板后腹板再顶板的顺序进行。底板混凝土从顶板上预留孔进入。混凝土的浇筑时间应选在一天中气温最低的时间进行,浇筑完毕后气温开始回升,避免白天浇筑产生的收缩裂缝,混凝土的入模坍落度控制在180mm～200mm,混凝土的浇筑工作必须在初凝前完成,混凝土的初凝时间控制在3h左右。浇筑合龙段混凝土时,可将合龙段混凝土强度等级提高一级,采用早强、高强、收缩少或微膨胀的水泥拌制的混凝土,以便及早达到设计要求的强度,及时张拉预应力钢束,防止合龙段混凝土出现裂缝。

8)合龙段混凝土浇筑完成后,为防止温度变化影响产生裂缝,必须加强养生,使混凝土在早期结硬过程中处于升温受压状态。对合龙段混凝土进行覆盖养护,合龙段左右各 2 m～3m范围内也应一起洒水养护,箱内箱外均应不间断洒水,养护时间不少于 7 d。特别注意的是,合龙段混凝土浇筑后,需对该跨顶板采取隔热措施,以免箱梁顶板与底板温差变化大。合龙段混凝土收浆后,再予以覆盖和洒水养生,如果混凝土面有模板覆盖时,在养护期间应使模板保持湿润。

9)张拉压浆。待合龙段混凝土强度达到 90%设计强度和弹性模量达到设计的 90%时,对称张拉合龙段的底板预应力束,先长束后短束,并安排专人观测顶板、底板齿块,看是否有裂缝等异常产生,如果有异常产生要立即上报。纵向预应力束张拉完毕后,再依次张拉合龙段及直线段竖向、横向预应力束,最后补拉先期的顶板、底板临时预应力束到位。张拉工作完成结束且不超过24 h后进行压浆工作,压浆采用真空压浆工艺。浆体采用设计要求的水灰比,并掺入适量的膨胀剂,浆体搅拌的同时进行管道的抽真空作业,当抽真空达到 -0.06MPa～0.1MPa时进行压浆,压浆满后立即关闭管道阀门,同时压力机在 0.5 MPa～0.7 MPa时持续时间不少于 2min。

2 边、中跨合龙段施工工序

最后一个悬挠梁段预应力钢束张拉→拆除挂篮及桥上临时荷载→砌筑配重水池并注满水→设计合龙温度时焊接劲性骨架→绑扎底板、腹板钢筋、底板波纹管→绑扎顶板钢筋、横向波纹管→浇筑中跨合龙段混凝土→养生→中跨底板穿束、张拉。

3 结语

合龙段的施工虽然是整个施工过程中工序及操作最为复杂的部位,但是只要施工单位认真组织,认真研究分析施工中的可预见因素,针对不同的影响因素抓好施工中的每一个环节,同时还要加强现场管理,精心组织,选择合适的温度进行施工,结合以往的施工经验,就能保证合龙段施工的顺利完成。

[1]JTJ 041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].

[2]JTG F80/1-2004,公路工程质量检验评定标准[S].

[3]JTJ 076-95,公路工程施工安全技术规程[S].

[4]李百林.浅谈连续刚构合龙段施工技术[J].山西建筑,2010,36(5)：234-235.

On construction control in joint sections of p restressed continuous rigid bridge

TAN Bing-jiang

By combining with the factual engineering examp les,the paper introduces the construction control at the joint sections of the p restressed continuous rigid bridges,illustrates the precautions from the temporary lock of joint sections,the grouting temperature,the adjustment of elevation height,and the tension grouting,and indicates the construction procedures for opposed edges and middle-span joint sections,so as to direct the practice.

continuous rigid bridge,joint bridge,precautions,construction p rocedure

U 445.4

B

1009-6825(2011)03-0178-02

2010-10-14

谭炳江(1982-),男,助理工程师,山东临沂交通工程监理咨询中心,山东 临沂 276000