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山区高速公路桥梁工程的先简支后连续施工技术

2020-04-17白少聪

鄂州大学学报 2020年1期
关键词:张拉支座桥梁工程

白少聪

(中铁十八局集团建筑安装工程有限公司,天津300308)

先简支后连续施工技术是目前山区高速公路桥梁工程施工的主要技术,应用实例表明,此项技术的工艺和技术的应用比较复杂,在一定会程度上提升了施工和管理的难度,降低了先简支后连续施工技术作用在实践中的效果。具体而言,需要在明确连续段现浇混凝土施工技术和负弯矩二次张拉施工技术的前提下,控制先简支后连续施工技术的复杂性影响,是提升桥梁使用耐久性的主要途径。

1 工程概述

江西省铜鼓至万载高速公路(宜丰联络线)新建工程C3标段位于宜丰县双峰乡境内,标段起点K14+300过茜源山塘,设双峰隧道(435米)穿山,到双峰乡北面,上跨县道573,设3275米双峰隧道二穿云峰尖大山,在隧道中K16+500为标段终点(即C4标段起点)路线全长为2.2公里。本标段地处中、低山地貌区,地形高差大,起伏快。本标段区域山体植被发育,主要种植杉树,竹林。地貌以低山丘陵夹山间冲沟为特征,冲沟多呈"V”字型,冲沟部位一般表覆0.5-4.0m厚粉质粘土或者碎石土,局部地段基岩裸露,下伏基岩主要为中元古界双桥山亚群宜丰组(Ptshly)砂质板岩。主要控制点有双峰隧道一、双峰隧道二。区域没有跨越大的河流。本标主要公路为县道573,为四级公路。

2 先简支后连续施工技术的特点

先简支后连续施工技术被广泛应用在桥梁工程施工中,兼顾了简支桥梁和连续桥梁的所有优点。主要机理为:两跨和两跨以上的预应力混凝土通过现浇混凝土形成连续结构,和单一的施工技术相比,先简支后连续施工技术具有整体刚度大、伸缩缝少、形变量小等优势。并且预制梁可以采用标准构件,预应力钢束也可以在预制场完成张拉,可实现工厂化生产和规范化操作,不但有效节约施工时间,而且大幅度提升经济效益。

3 山区高速公路桥梁工程上部结构施工

3.1 施工前的准备

在山区高速公路桥梁工程上部结构施工之前,要先完成简支梁桥的施工,主要操作方法为通过桥墩顶端布设临时支座,形成简支梁支撑体系,然后再通过墩顶现浇混凝土的方法以及永久支座完成结构体系的相互转换,从而形成完整的结构连续体系。因简支桥梁也是形成结构连续的主要条件,在施工中需要高度重视。在案例工程施工中,为保证施工质量,增强了施工方案设计,并精细化处理了施工流程,设计了比较完备的施工组织,在正式施工之前进行了预制件试制。

3.2 梁的预制

采用混凝土台座。在台座两端预埋钢筋网片,防止张拉后梁自重集中于台座两端而破坏台座,台座两侧各设1.2cm厚止浆橡胶条,通过对拉螺杆拉紧两侧模板,达到止浆效果,采用L50×5角钢包边。

模板安装采用拼装式钢模。立模顺序:涂脱模机油→上底部拉杆→贴接缝止浆橡胶条→安装侧模→安装端模→上顶部拉杆→调整模板。利用龙门吊配合立模,立模时按底模已打出的梁轮廓线、隔板位置线,先安装侧模,后安装端模,对正立好。立模后对板缝、上下拉杆、下楔块进行检查,确认可行后进行下步混凝土施工[1]。具体详见图1。

图1 预制梁钢筋绑扎

混凝土捣固以附着式振动器为主,插入式振动器为辅。主要采用侧振工艺,附着式振动器由控制平台统一控制,灌什么部位振什么部位,严禁空振、漏振。振捣时,经常检查模板、孔道、锚板位置是否正确,并及时修整。梁板成品采用龙门吊移至存梁区存放,并应按吊装顺序编号存放。梁板存放应在梁底支点附近采用垫木,梁板存放不宜超过两层,层与层之间也应设垫木。主梁存放期宜按照设计规定执行,采用仪器观察主梁存放期的变形,并做好记录。临时支座一般采用钢砂桶制作,钢砂桶必须做防锈。

3.3 负弯矩区预应力张拉及结构体系转换施工

当混凝土强度达到设计要求后,可进行负弯矩预应力束张拉,主要做法为:通过圆锚对预应力束进行锚固,借助千斤顶对预应力筋进行张拉。为保证施工质量,可通过预应力筋张拉和张拉伸长量进行双向控制,共同完成预应力筋张拉操作。然后进行封锚和压浆操作,最后拆除临时支座,完成转换操作任务。

3.4 桥面铺装施工

在进行高速公路桥梁工程垫层施工时,必须严格按照设计需求来埋设梁顶的剪力钢筋,特别是梁板翼板现浇混凝土上段的剪力钢筋更要进行合理预埋[2]。比如:可通过预制梁板来合理调节剪力钢筋端外露的延伸长度,并全面检查剪力钢筋和钢筋网连接的质量,避免发生剪力钢筋失去作用的问题。而针对结构性桥面和非结构性桥面,在进行垫层混凝土基层铺装过程中,要注意铺装前后效果,避免发生收缩裂缝。需要在预定的预制梁龄期终再进行下一道工序施工。此外,还要按照相关要求对裸梁顶面做凿毛处理,再借助粘接剂来加强新旧混凝土之间的连接性能。

4 山区高速公路桥梁工程下部结构施工

4.1 钢筋混凝土台身施工

架梁前设置安装好临时支座,逐孔安装箱梁使箱梁置于临时支座上成为简支状态,梁体安装就位后,应做到各梁端整齐划一,梁端缝顺直,宽度符合设计要求,采用拼装式双导梁架桥机架梁,架梁施工工艺如图2所示:

图2 架梁施工工艺图

在桥头路基沉降稳定后就地立钢模,按设计配筋,砼搅拌运输车运输砼,滑槽入模,插入式震动棒震捣。采用先铺路面后开槽法施工,即在砼铺装过后开槽安装伸缩缝[3]。伸缩缝开槽时设专人控制,先用胶带纸在缝两侧沿开槽线把塑料膜(宽1.0m)贴在上面层上,防止污染路面,并用胶带纸内边作为下锯线,切面与路面垂直。按图纸要求预埋泄水管,泄水管进水口标高略低于沥青混凝土铺装面。

4.2 钢筋混凝土桥台、承台施工

就案例工程而言,承台的体积比较大,因此,钢模板的规格也比较大,在具体施工中,需要通过对拉螺栓和PVC内穿拉杆来合理控制槽钢的稳定性。并且在施工中,还要严格按照设计图纸进行放样,检查合格之后,才能进行承台模板安装。为保证施工效果,承台钢筋和肋板钢筋要同时施工,并确保钢筋埋设的准确性。在混凝土施工时,要集中搅拌,混凝土浇筑过程中,按规范规定检查混凝土组成材料的质量和用量[4]。桥梁、墩身及盖梁模板均采用大块定型钢模板。模板表面平整光洁,不粘有干硬水泥砂浆等杂物。混凝土按操作规程分层均匀振捣密实,严防漏振,每层混凝土均振捣至气泡排除为止,具体详见图3。

图3 桥梁盖梁施工图

4.3 背墙、台帽、侧墙墙顶施工

在背墙、台帽、侧墙墙顶施工中,采用的主要材料为规格较大的钢模板,同样通过对拉螺栓和PVC内穿拉杆的方法来稳定钢槽,并进行测量放样,达到设计要求之后,进行模板安装。其中台锚钢筋要和耳墙、挡块、支座垫石钢筋等同时施工,保证施工的精度。具在混凝土浇筑之前,要全面检查钢筋位置和保护层厚度是否达到设计标准,如果不符合要求则要及时调整。高温季节灌注混凝土时,灌注时间避开中午高温时段,选择温度相对较低的时段进行灌注。控制混凝土拆模时间,拆模后及时养生,采取全包裹式塑料薄膜洒水养生法,有效防止出现细小裂纹或龟裂[5]。

4.4 钢筋混凝土墩柱施工

当桥梁工程墩身低于或者等于15m时,通过3m各节的钢模板同时施工,但墩身超过15m时,可采用翻模法。墩身施工中所用的模板都是厂制的整体式钢模板,对外表牢固性的要求比较高,可按照墩柱的实际高低进行分层施工,并最大限度降低接缝。

5 施工效果分析

当先简支后连续的跨径为20m、25m、30m、35m时,超级荷载作用下内支座弯矩值如表1所示:

表1 先简支后连续结构内支座弯矩值表

从表1中可以清楚看出,先简支后连续施工技术,具有非常可观的经济效益,而且结构性能也比较合理实用[6]。在该体系当中于内支座后浇接头位置布设预应力筋是一种比较有效的施工方法。

6 结语

本文结合工程实例,分析了山区高速公路桥梁工程的先简支后连续施工技术,结果表明,先简支后连续施工技术可形成一种超静定桥梁工程结构体系,而不均匀的墩台沉降、混凝土收缩等,对提高桥梁工程整体结构的稳定性有很大影响。在具体施工中,需要根据公路桥梁工程的实际情况,选择与之相适的施工技术,并严格按照设计图纸和规范标准进行施工,才能最大限度提升施工质量。

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