桥梁工程连续刚构梁施工要点研究

2024-09-26 00:00侯定兵
交通科技与管理 2024年17期

摘要 文章主要针对桥梁工程中的连续刚构梁施工要点进行深入研究和探讨,分析了连续刚构梁施工过程中的要点,包括钢筋加工与布置、预应力张拉、混凝土浇筑等环节,旨在通过深入研究和总结实践经验,为桥梁工程施工人员提供连续刚构梁施工的技术指导和参考,促进桥梁工程技术的不断发展和进步。

关键词 桥梁工程;连续刚构梁;施工要点

中图分类号 U445 文献标识码 A 文章编号 2096-8949(2024)17-0095-03

0 引言

连续刚构梁作为一种重要的桥梁结构形式,其应用日益广泛。连续刚构梁以其独特的受力特性,在桥梁工程中占据了重要地位。然而,连续刚构梁的施工过程复杂,技术要点众多,对施工质量的要求极高。因此,深入研究桥梁工程连续刚构梁的施工要点,总结实践经验,提高施工技术水平,对于确保桥梁工程的安全、质量和效益具有重要意义。

1 工程概况

泸渝高速TJ8分部连接线龙溪河大桥与特兴互通H匝道龙溪河大桥工程,连接线1#墩、2#墩,以及H匝道33#墩、34#墩共计4个墩身施工。连接线龙溪河大桥第一联(45+75+45) m连续刚构1#、2#墩0#块、挂篮现浇段、支架现浇段、吊架合龙段,H匝道桥第十联(40+68+40)m连续刚构34#、35#墩0#块、挂篮现浇段、支架现浇段、吊架合龙段。

以下简要介绍20#现浇段的施工情况:

0#块采用在墩身预埋托架预埋件,将焊接组装托架作为施工平台进行施工,在平台上绑扎钢筋、立模板、浇筑混凝土。模板系统由侧模、底模、芯模、端模等组成。外模采用定型5 mm厚钢模板+30 cm×30 cm背楞,穿φ22精轧螺纹拉杆,间距为90 cm×120 cm。

翼缘板及顶板支架采用Φ48×3 mm钢管支架,间距为60 cm×90 cm,每6排在纵横方向均设一道剪刀撑。翼缘板位于钢管下方支撑工字钢或者10 cm×15 cm方木上,在最外侧边缘焊接一根[10槽钢进行限位。

顶板底模及芯模均采用木模板,箱室内采用60 cm×90 cm钢管支架对模板四周进行支撑,配合拉杆形成稳固整体,确保其结构尺寸及平面位置符合设计及规范要求。

托架安装时在墩顶采用32钢筋与墩柱钢筋焊接成门形固定25工字钢挑梁,作业平台采用钢丝绳固定在挑梁上。作业平台采用50角钢进行焊接,三角托架在地上焊接成三角形后,利用塔吊吊装与预埋钢板进行焊接。

托架拆除后,为防止预埋钢板锈蚀后污染墩身,将φ88×8 cm钢筋网片焊接于预埋钢板上,用同标号混凝土去除石子后抹平墩身。

2 挂篮安装与拆除

2.1 挂篮安装

施工0#块时预埋后锚固及滑道等锚固钢筋或预埋孔。放出挂篮行走轨道轴线,安装轨道垫梁,用中砂抄平垫实轨道,轨道中心线及标高应严格按照要求进行安装。安装轨道锚梁,对滑道进行固定。吊装主纵梁,安装主桁架前支点、后走行轮结构。安装主桁架纵梁水平剪刀撑,形成稳定结构。吊装立柱、后斜拉杆,立柱和后斜拉杆应尽快连续安装,以形成稳定的三角结构。焊接主桁架立杆连接系。安装后锚固钢筋、前斜杆、前上横梁,与立柱固定并抄紧,安装前后吊杆。安装前后下横梁,与吊杆连接固定后安装底模纵梁,与前后下横梁焊接固定。安装底模结构。吊装外侧模板与导梁,两者连接成整体一起吊装,通过倒链辅助安装;安装后,将前端与前上横梁吊杆连接,后端通过吊杆锚固在箱梁顶板上。采用同样的方法安装内侧模板与内滑梁。调节挂篮标高,完成挂篮拼装。

2.2 挂篮拆除

在前上横梁上安装倒链,与前下横梁相连,并在箱梁底板上设置卷扬机,与后下横梁箱梁相连。检查牢固无误后,解除前后下横梁的吊杆连接。通过倒链下放的方式,将底模系统整体下放至地面进行拆除。

在前上横梁及箱梁顶板处安装倒链,与外滑梁相连。检查牢固无误后,解除外滑梁的吊杆连接。通过倒链下放的方式,将底模系统整体下放至地面进行拆除。内滑梁及内模可以直接进行下放至箱梁内腔底板上,然后进行拆除。

拆除前上横梁。对于主桁架结构,拆除应采用先装先拆、后装后拆的方式,即先前斜拉杆、立柱连接系、后斜拉杆、立柱、主纵梁水平连接系、主纵梁的方式进行拆除。拆除主纵梁之前,先拆除后锚结构,然后通过轨道锚固梁对主纵梁进行临时固定,拆除滑动轮,解除临时固定,吊装主纵梁及前支点。解除轨道锚固梁。拆除滑道,完成挂篮的拆除施工。

3 边跨段现浇施工

3.1 支架搭设

支架搭设顺序:地基处理—架力钢管—焊接[20槽钢—安放贝雷梁—根据满堂脚手管顺桥向间距放置[14槽钢—立杆—第一层横杆—接头锁紧—上一层立杆—横杆—接头锁紧—与桥墩柱拉结—剪刀撑—安全网。

支架需要在边跨合龙段混凝土达到设计强度或预应力孔道完成压浆并封锚后,方可开始拆除,从悬臂端按照安装顺序依次拆除。

3.2 支架预压

使用袋装砂作为加载材料,每袋重量为40 kg。加载的最终目标是确保砂袋的总重量达到箱梁支架验算荷载的1.2倍,同时确保荷载分布与箱梁施工过程中的分布相匹配。

加载过程分为几个阶段:首先是初始加载,随后逐步增加至20%、50%和100%的荷载,最终加载至120%的荷载,以测试支架的最大承载能力。加载完成后,需要进行沉降观测,每天早晚各一次,持续记录数据。这些观测数据将用于后续支架的预拱度计算。

当全部加载工作完成,并且连续两天的沉降量不超过2 mm时,可以判定支架的沉降已经稳定,满足使用要求。

4 合龙段施工

4.1 合龙段吊架

合龙段吊架采用型钢、精轧螺纹钢吊杆以及张拉千斤顶等组成,在完成浇筑的节段两端布置上横梁,利用精轧螺纹钢锚固,并用千斤顶施加预紧力,下方设置下横梁,在下横梁上布置纵梁,然后布置底模以及侧模,全部合龙段吊架结构自重应控制在30 t以内。

4.2 施工

挂篮现浇的最后一个块件施工完成后,下降挂篮底模至梁底2 m距离,作为合龙段吊架施工的工作平台。

采用人工配合塔吊将底板横梁、纵梁及底板底模摆放在两侧挂篮底模上预定位置,完毕后用千斤顶顶升固定于两侧已浇混凝土块件底板混凝土上,完成合龙段底板模板安装。采用同样的办法,在箱室内拼装顶板横梁、纵梁及顶板底模,用千斤顶顶升固定在已浇混凝土块件顶板的混凝土上。

底板模板安装完成后绑扎底板及腹板钢筋,顶板模板安装完成后绑扎顶板及翼缘板钢筋。钢筋绑扎完成后进行预应力管道的安装。采用人工配合塔吊,按设计进行合龙段刚性连接的安装。

5 钢筋工程

钢筋截切及成形误差见表1所示:

钢筋绑扎质量要求见表2所示:

6 混凝土工程

连续梁混凝土为C55及C50混凝土,采用专用搅拌车运输混凝土。

浇筑及振捣:连续梁混凝土浇筑时,横桥向从跨中向两端移动,顺桥向从悬臂端浇筑,均匀连续地分层浇筑完成。混凝土浇筑时,应随时检查挂篮、模板、钢筋的稳固情况。

浇筑过程中采用插入式振动器进行振捣操作,以确保混凝土能够均匀、紧密地填充到模板中。严格遵循分段、分层的浇筑方法,并从悬臂端开始,逐步向立柱方向推进。在振捣过程中,应保持两侧先于中心的顺序,同时确保振动器与侧模之间保持10~15 cm的距离,从而有效避免振动棒与钢筋模板之间的碰撞。

为保证混凝土的外观质量,首先严格控制混凝土的配合比、水泥品牌,全桥上部结构采用同一品牌,严格控制砂石材料,杜绝不合格的材料混用。混凝土的拌和时间应严格控制,同时控制浇筑的时间,应在下一层混凝土初凝时,浇筑第二层混凝土,振捣棒插入下层混凝土约5~10 cm。其次控制脱模油,用清机油涂抹均匀[1]。

每个需要振动的部分,均必须持续进行,直至混凝土达到充分的密实状态。当混凝土停止下沉,即不再有明显的体积变化时,表明其内部空隙已被有效排除。同时,当混凝土表面不再冒出气泡时,意味着其中的空气和气体已被充分排出。一个平坦且泛浆的表面,是混凝土达到密实的另一个明显标志,这表示混凝土已经充分填充模板,且内部混合均匀。

模板在混凝土达到规定的强度后方可拆除。拆模时,应注意棱角,不能蛮干,避免人工造成掉边、掉角等现象。养护时应覆盖物用土工布,并经常洒水保持混凝土表面湿润。

现浇混凝土检验评定标准见表3所示:

7 预应力施工

7.1 预应力钢束张拉

实施张拉操作时,千斤顶的张拉力作用线与预应力筋的轴线精确重合是保证张拉效果均匀、避免应力集中的关键步骤。此外,所有预应力钢材在张拉点之间应能自由滑动,以确保张拉过程中预应力能够均匀传递,避免应力在某一位置的过度集中。构件应能自由适应施加预应力时产生的水平和垂直移动,能够防止张拉过程中因构件的约束而导致的应力分布不均或产生不必要的变形。

箱梁0#块采用三向预应力体系,即顶板纵横向钢束、横隔板横向钢束及腹板和横隔板竖向钢绞线,形成三向空间的受力结构,边跨合龙段顶板采用纵向钢束锚固于梁端。

预应力管道采用塑料波纹管,压浆水泥强度不低于40 MPa。预应力钢束张拉要求强度不小于设计强度的90%,龄期不小于7 d。

钢束张拉程序:0—0.1σk(测千斤顶伸长量)—0.2σk(测千斤顶伸长量)—σk(静停持荷5 min、测千斤顶伸长量)—回油到0锚固。该工程采用安徽理工锚夹具,其锚固损失为2.5%,因此张拉时超张拉应控制在1.025σk。

预应力筋进行张拉时,必须以伸长值作为校核的依据。实际伸长值与理论伸长值之间的差值应严格控制在±6%范围内。若超出此范围,应暂停张拉操作,调查原因并采取适当措施进行调整。当问题得到解决并确认安全后,方可继续张拉。预应力筋的锚固是张拉过程中的关键步骤,必须在张拉控制应力稳定的状态下进行,以确保预应力筋在锚固后能够保持稳定的应力状态,实现预期的结构性能。在锚固阶段,张拉端预应力筋的内缩量也是一个重要指标,必须满足相应的规定要求,以保证结构的整体稳定性和安全性。

7.2 管道真空压浆

在进行抽真空操作时,关闭所有与真空泵连接的外部气密阀,确保真空度能够在孔道内有效建立。随后启动真空泵,开始从孔内排除空气,孔道内的真空度应稳定维持在−0.1~−0.06 Mpa的范围内。

在启动压浆泵前,应确保压浆泵输出的浆体达到所需的稠度标准。一旦浆体符合要求,即可将压浆泵上的输送管连接到锚垫板上的引出管上,开始压浆操作。在压浆过程中,应密切监控浆体的流动情况,根据实际需要,可能还需对浆体的稠度进行适时调整,以满足工程要求。

在真空吸浆的过程中,孔道在负压状态下通过压力泵将浆体送入孔内。为了实时监控压浆过程,可以利用透明的出浆管观察浆体的流动情况。

持续进行压浆操作,直至浆体从出浆口进入负压容器。在此过程中,应密切关注流出浆体的稠度。一旦达到预设的稠度要求,应立即关闭出浆口阀门,确保孔道内的浆体质量。在整个压浆过程中,真空泵需要保持连续工作,以维持孔道内的负压状态,同时,连续的真空作用也有助于排除孔道内的空气和多余水分,提高浆体与孔道壁之间的黏结强度。

在屏浆阶段,压浆泵应保持工作状态。当孔道内的压浆压力达到0.6 Mpa的正压时,应在保持压力的情况下关闭进浆口的阀门。在关闭进浆口的阀门前,必须按照设计或规范要求,持续一定时间的屏浆,通常为2~3 min,以确保浆体在孔道内充分密实,提高结构的整体性能。在压浆过程中,还应使用拌好的浆体制作试块。试块的制作应按照相关标准和规范进行,制作完成后应进行适当的养护和测试,以评估浆体的强度、耐久性等指标。

8 结论

通过对桥梁工程连续刚构梁施工要点的系统研究,分析了施工过程中的关键技术环节,探讨了施工过程中的难点,并结合工程实践案例,对连续刚构梁施工的技术要点进行了总结和归纳,该文中的各阶段施工、钢筋、混凝土及预应力等施工重点技术可为桥梁工程的施工人员提供有益的参考和指导,以期推动桥梁工程连续刚构梁施工技术的不断发展和优化。

参考文献

[1]熊坚,罗磊.桥梁工程连续刚构梁技术分析[J].运输经理世界,2023(25):100-102.