APP下载

大跨径波形钢腹板连续箱梁桥施工关键技术研究

2018-01-08李海亮

中国科技纵横 2018年23期

李海亮

摘 要:作为跨越江河及城市交叉线的主要构造物,桥梁施工对我国公路交通基础设施建设发展至关重要。本文以某大跨径桥梁为工程背景,对其边跨直线段、合拢段、钢筋及混凝土等关键技术进行了探讨,以期有效提高工程整体施工质量。

关键词:波形钢腹板;大跨径桥梁;边跨直线段

中图分类号:U445.4 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2018)23-0117-02

0 引言

自改革开放以来,我国桥梁工程行业取得了突飞猛进的发展,尤其是大跨桥梁的发展。在桥梁总荷载内,其恒载所占比例较大,一般可超过80%,而制约桥梁跨越能力的主要因素为桥梁自重,为此,如何降低桥梁自重成为现代桥梁跨越能力提升的重要途径。上世纪80年代法国CB公司提出一种设想,即平面钢板由波形钢板取代,也就是说选用沿桥轴方向可伸缩的波形钢腹板箱梁代替原有平直钢腹板箱梁,从而产生一种新型箱梁结构,即波形钢腹板组合箱梁结构,该结构可看做是钢-混凝土组合结构,其能够对混凝土抗压强度高的优点加以有效利用,并能充分结合钢筋、混凝土材料的特点,达到材料利用率全面提升的作用,相比其他结构形式,其更具经济性、合理性。

1 工程概况

某桥梁工程主桥总长度为285m,75cm+135cm+75cm为该桥跨径布置内容,且分上下行两幅。波形钢腹板预应力混凝土箱梁为其上部结构设计,选取单箱单室直腹板箱形截面作为箱梁,本桥梁工程中,以1605cm作为顶板整体宽度,352.5cm为两侧悬臂长,28cm为箱内顶板厚度。为实现箱梁抗扭刚度全面提高及满足体外束转向要求,应将4道横隔板安设于边跨,并将8道横隔板安设于中跨,其间距需控制在17.6m以内。

2 大跨径波形钢腹板连续箱梁桥施工关键技术的应用

2.1 墩顶0#、1#块施工技术

该工程由3跨构成,各幅主墩为2个,其高度分别为8.5m、14.5m。按照墩身高度选用的支架也有所不同,本桥选取钢管桩支架用于高墩,选取满堂支架用于低墩。同时选用组合钢模板作为外侧模板,以竹胶板与方木组合模板为内侧模板。在浇筑顶板时,为防止影响波形钢腹板空间位置,需分2次浇筑0#、1#块。作为第一块安装的钢腹板,梁体1#块波形钢腹板,可选取角钢“井”字架在其下翼缘板底下支垫,并将型钢桁架设置到2块钢腹板中间,进行对拉支撑。

完成上述作业后,可通过汽车泵将混凝土运送至模内进行浇筑施工,根据施工现场具体情况,可分2次完成浇筑。首次浇筑范围为底板、中隔墙、内衬混凝土,并逐步浇筑至钢腹板上翼缘板水平位置。当混凝土初凝结束,即可将支架搭设到底板,并进行顶模安装及钢筋绑扎,随后进行顶板混凝土浇筑。

2.2 挂篮悬臂浇筑施工技术

按照顶板混凝土强度实际情况,在养生阶段拆除顶板模板,当混凝土与设计要求相符时,即可进行纵向预应力束张拉施工,并压浆。挂篮可通过油压千斤顶顶升,通过导链把轨道向梁端牵引,且做好轨道锚固作业。顶推走行油缸,并对挂篮底模、侧模等起到带动作用,以此往前不断移动,滑行过程中,必须处理好接缝。挂篮在修补或处理环节,严禁移动。底模后吊杆等安装锚固后,可转变受力状态,将其由临时转变为永久受力,以此提高施工安全性。随后做好挂篮底板位置、高程调整,保证其在允许范围内,且做好打磨及涂油工作。要求将底层钢筋同时绑扎到顶、底板位置,穿钢腹板贯穿钢筋,做好预应力管道及体外束预埋件定位工作。完成底板侧模与倒角模板安装作业后,即可通过汽车泵进行顶、底板混凝土浇筑施工,通常以对称浇筑为主。浇筑顺序以钢腹板下翼缘板承托位置混凝土-底板外侧模板-底板其余混凝土-顶板混凝土。

同时,应严格依照施工设计要求及相关规范规定做好焊接施工,其详细焊接参数如表1所示,本工程以II级焊缝为钢腹板现场焊接焊缝等级,选取磁粉检测。

2.3 边跨直线段施工技术

按照工程实际情况,32#左右幅可看做是整体承台,承台顶面基本和原地面齐平,因其墩身高度較低,可将整体满堂支架搭设到左右幅,且在承台顶面做好支撑。因承台纵向长度较短,可选取级配碎石对承台顶下1m内进行换填,厚度为60cm,并将C20砼浇筑于上方,厚度以40cm为准,保证其高度等同于承台高度。因35#墩墩身高度较大,且左右幅不属于整体承台,为分离式承台,2.5m为承台埋设深度,同时回填土具有较大含水量,这种情况下,必须做好基坑开挖工作,要求开挖到承台顶面,且一层一层进行砂砾石回填及夯实,回填高度应与原地表一致。做好整平作业后,需进行C20条形基础浇筑,并将钢筋网片设置于基础底部,且保证条形基础不会出现裂开现象。

根据施工现场实际情况,可选取大块新制钢模作为直线段外侧模板与底模,则木模为其内模。完成支架搭设作业后,应以墩外直线段重量、合拢段重量50%和挂篮底模与顶模体系50%重量总和120%一级一级加载,通过获取的数据进行支架预拱度设置。预压卸载以后即可安装支座,调平支座后则应及时进行偏位设置,并进行自流平砂浆灌注。在边跨合拢后即可单端进行体内纵向预应力张拉,在直线段端横梁内做好P锚单端锚固,随后绑扎好端横梁钢筋,同时提前进行边跨合拢段纵向钢绞线下料及编号,并及时将波纹管套于其上,完成挤压P锚后,需定位于直线段,并将其余钢筋绑扎,支立内模及完成直线段混凝土浇筑。

2.4 合拢段施工技术

边跨合拢与中跨合拢是本工程合拢的主要构成部分,3.1m为合拢段长度,3.5m为其梁高。选取挂篮完成合拢作业。合拢施工前,需观测施工天气情况,跟踪测量气温及浇筑混凝土之后的温度情况,并做好分析,为后期施工提供参考依据。除此之外,还应保证合拢段平衡配重,进而确保施工过程中混凝土状态稳定。如配重选用预制混凝土块,则要求在混凝土浇筑时逐渐完成卸载。边跨合拢前,应完成张拉顶板预应力,且保证标高、预埋位置等条件与施工规定或设计要求相符。完成上述作业后,应整体向前移动挂篮,一般可向直线段端头预留槽口位置移动前吊带,同时应将直线段底板端头一些模板、分配梁拆除,以此为挂篮下底横梁就位提供便利,随后做好吊带顶提升、顶紧工作。焊接过程中需先焊接边跨合拢口一端预埋件与连接料,待质量合格即可焊接另一端,完成焊接后需及时将焊渣去除。

當混凝土强度满足设计要求,即达到90%,且龄期在10d以上,应及时进行中跨合拢段预应力束张拉,且压浆,随后完成剩余预应力束张拉,并将临时支座去除,结束整个体系地转换。

2.5 钢筋、混凝土施工技术

根据钢筋直径合理选择连接方式,具体如表2所示。安装0#与1#钢筋过程中,因块段高度较大,必须先做好钢管支架搭设才能施工。同时由于0#块内具有大量预应力管道,且体外束预埋管很大,因此在空间方面钢筋、预应力管道极易产生干扰,此时必须对普通钢筋位置进行适当移动,进而确保钢束管道等位置的精确性。

按照工程需要,需选用高性能混凝土用于施工,为防止裂纹出现,一般可将适量粉煤灰掺加到胶凝材料内,以此达到降低水化热的目的。浇筑混凝土时,应按照底板-顶板的顺序浇筑,同时需将圆孔设置到波形钢腹板各个凹波内下翼缘板,有效排除下翼缘板钢板下空气,待圆孔内溢出混凝土才能停止施工,进而提高混凝土密实度。待完成浇筑作业后,及时对下翼缘板钢板进行敲打,如出现空洞,则应及时对该部位进行小沟凿设,且灌注同标高水泥净浆。

2.6 全桥钢腹板外表面整体涂装

本工程选取重防腐涂装作为波形钢腹板内外表面防护,要求涂装耐久性控制在20年以上。根据工程施工情况,可在施工场地完成表面面漆与两节段间竖向焊缝涂装,其他可在工厂室内完成。涂装施工前,可先处理焊缝表面与焊缝两边,并将表面杂物,如锈迹、焊渣等清理干净,保证表面清洁。各个涂层按照规定合理确定涂层材料及厚度,如表3所示。

3 结语

综上所述,选用波形状结构用钢板替代传统PC梁桥混凝土腹板,可降低自重,节省预应力钢材用量,且可提升预应力效率。同时对桥梁后期维修、补强等极为有利。为此,做好大跨径波形钢腹板连续箱梁桥施工及研究工作,可为我国此类桥梁施工技术水平提升提供强有力的保障。

参考文献

[1]王身宁.特大跨波形钢腹板PC连续箱梁桥施工监控方案设计[J].广东建材,2017,(05):20-22.

[2]姜海波,陈远航,刘博,冯文贤,周成鑫.大跨径波形钢腹板PC组合连续箱梁桥静力特性研究[J].广东建材,2018,(07):56-58.

[3]钱玉宝,赵家俊,钱雪松.波形钢腹板PC组合桥梁关键部位的设计与施工[J].安徽建筑,2017,(05):385-387.

[4]魏红萍,陈建杰,孔祥荣,陈福祥,徐奇.高架匝道波形钢腹板PC组合箱梁施工技术[J].建筑施工,2011,(02):136-138.

[5]金庆利,王乔.大跨径波形钢腹板PC连续箱梁桥设计与分析[J].江苏建筑职业技术学院学报,2017,(04):20-24.