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一种新型钢砼叠合箱桥面板施工技术研究

2018-03-27蒋大伟邓年春王维新彭修宁

四川水泥 2018年3期
关键词:预制板钢箱梁现浇

蒋大伟 邓年春 李 勇 王维新 彭修宁

(1中铁十八局集团第二工程有限公司;2广西大学土木建筑工程学院)

1 工程概况

南宁良庆大桥位于青秀山风景区东南角,横跨邕江,主桥采用单跨420m的地锚式叠合梁悬索桥,标准桥宽 38m,近桥塔处桥面宽度为 46m,主梁采用钢砼叠合梁(箱型双主梁+工字型横梁+砼桥面板),其中桥面板的制作工艺分成先预制,后浇注两个步骤,即待预制板吊装就位后,进行混凝土浇筑施工,以形成整体。

2 钢砼叠合箱梁桥面板技术特点

钢砼叠合箱梁是一种钢-混凝土组合结构,是在钢、混凝土和薄壁箱梁理论的基础上发展起来的,它上部构造为混凝土板或预应力混凝土板,下部结构为钢箱梁,钢砼的结合部用剪力键连接而成,施工过程比较复杂。将桥面板与钢箱梁叠加组合施工方式,一般分成预制场地组合和现场分步施工两种。其中现场分步施工步骤是先将钢箱梁架设安装在桥梁的预定位置,然后以钢箱梁为平台进行砼桥面板的施工,而预制场的组合施工方法是将钢箱梁先存放在预制场的台座上,然后进行砼桥面板叠加施工,最后将钢砼叠合梁吊运、安装至桥上。

良庆大桥采用预制桥面板、钢梁与桥面板叠加组合的施工工艺,该方法的明显特点是预制板和箱梁节段的预制加工工厂化、生产过程标准化。在预制场内根据选择的材料,进行配合比试验并确定合适比例、充分搅拌混凝土并浇筑、优越条件下养护和存放等工作,施工条件比较好,现场湿浇筑作业的工作量大大减少。成规模的工厂化生产,使模板和机械装备等工具都能得重复利用, 施工速度快,重复作业下人员积累丰富的经验,大大缩短施工工期。预制场相对于桥位现场而言,具有很好的施工和养护条件,能大大提高砼桥面板的质量。

预制桥面板的施工技术难点是,钢砼叠合梁梁的中间支座会产生很大的负弯矩,影响面广,易造成桥面板开裂[3-4]。为解决上述问题,设计过程中,将钢箱梁的两端各预留后浇带。此种施工方法使得桥面板的施工不连续,施工步骤增多,但能改善负弯矩区的受力性能。为改善中间支座处桥面板负弯矩区段的受力状况,对砼桥面板横向和纵向均张拉预应力束。

3 施工工艺流程

良庆大桥的桥面板类型分为预制板、现浇板、端横梁现浇段及纵横向现浇缝。预制板全桥共464块,采用C50砼,分为6种规格,其中A1型、A2型、B1型、B2型的尺寸分别为5.16m×3.03m、5.16m×2.53m、5.485m×3.03m、5.485m×2.53m,厚度为20cm,重约6.8~8.7吨,每块桥面板安装4个吊环。全桥设8个堆放点,预制板放置时间应至少为5个月。桥面板内布置纵向预应力筋束,规格为15-3,横向标准间距为600mm,采用分段分批张拉的施工方法。

预制板待混凝土浇筑后用土工布覆盖,浇水养护,养护期至少为14天,期间必须保证混凝土呈湿润状态。预制板的实际强度达到35MPa后,方可起吊移位。

安装桥面板时,必须将外露的钢筋、水泥浆等杂物清除,并进行除锈处理。预制板吊装前,须检查是否有异常,保证结构和工具安全后才能开始吊装,吊装过程见图1。

桥面板纵横向主钢筋在桥面板砼浇筑前预先弯折,便于预制桥面板纵横向主筋的焊接连接。为增强预制板与现浇混凝土的连接,预制板周边侧面应凿毛使骨料外露,并用水冲洗干净。

现浇板、端横梁现浇段及纵横向现浇缝,均采用C50纤维混凝土,全桥共设置了8块现浇板,其底面设置有钢板,通过焊钉和钢板连接。浇筑接缝混凝土前,应将新老混凝土连接面混凝土凿毛、露出石子。接缝两侧预制板的侧面应用水湿润。每次节段浇筑混凝土应在初凝前完成。混凝土浇筑顺序顺桥向从中跨跨中向边跨,横桥向以从桥轴线由里向外。需注意使接缝混凝土各个部份受到均匀、充分的振捣,要确保混凝土的密实性。

图1 吊装桥面板

图2现浇桥面板

桥面板钢束的施工在预制桥面板和钢梁之间的现浇缝完成后进行,待混凝土强度达到设计强度的 100%后进行分批分段、对称张拉,为保证质量采用预应力智能张拉系统。张拉后采用真空辅助压浆工艺进行孔道压浆,并采用智能化的灌浆泵。

4 结论

钢箱梁和砼桥面板叠合通过剪力键连接,形成钢砼叠合箱梁结构,构造和受力特征很复杂,在施工到成桥阶段,都会发生体系转换,不同的施工方法和施工顺序会造成不一样的成桥受力状态。文中详细研究了良庆大桥桥面板的施工方法,并优化了结构,且采用预应力智能张拉系统和智能化的灌浆泵对桥面板预应力进行施工,有效地保证了施工质量。

[1]玉林,赵人达,毛学明.钢—混凝土组合结构中剪力连接件承载力的比较.四川建筑科学研究,2006,32 (6) :16-19

[2]李鑫.钢—混凝土组合连续箱梁桥施工控制技术[D].重庆:重庆交通大学,2015

[3]张彦芬,张文秀.混凝土预制桥面板施工裂缝成因及处理措施[J]. 河北水利, 2005 (5) :28-28

[4]聂建国.钢-混凝土组合桥梁结构[M].北京:人民交通出版社,2011.4

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