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跨公路预应力桥梁工程的悬臂浇筑连续梁施工

2020-08-27陈小燕

浙江水利水电学院学报 2020年4期
关键词:合龙压浆挂篮

陈小燕

(中铁十八局集团市政工程有限公司,天津市 300222)

悬臂浇筑连续梁施工的主要机理是将桥梁分成若干段,从墩顶开始,两侧同步进行拼装、浇筑直到合龙,目前是我国桥梁工程施工中应用最为广泛的施工技术[1]。挂篮是悬臂浇筑连续梁施工中最为主要的设备,具有自重轻、构造简单、拆装便捷等优势。与普通桥梁施工技术相比,悬臂浇筑连续梁在施工中对下放通行造成的影响比较小,多在挂篮上完成施工,且无需安装大规模的起重设备,并可同时进行多个桥墩施工,施工效率非常高,保证了桥梁工程的稳定性和整体性,具有良好的发展前景。

1 工程概述

跳蹬镇双线特大桥全长638.69 m,起讫里程DK11+890.00~DK12+528.69,其中DK12+157.25~DK12+326.65段(8#~11#墩)为(44+80+44)m悬臂浇筑连续梁工程。梁体为典型的单箱单室,全长为169.5 m,中跨的中间位置长度为10 m,边跨端部的长度为9.75 m,二者都是等高梁段,高度都是3.8 m。中跨位置的梁体高度为6.6 m。其中以6号或28号截面顶板顶为原点,X=0~32 m。轨底至梁顶高度为0.7 m。横隔板中部设有孔洞,以利于检查人员通过。

2 悬臂浇筑连续梁施工难点

(1)梁端钢束张拉是本工程施工的重点。为保证张拉效果,避免对混凝土造成损伤,需要等混凝土强度到95%,并且混凝土的弹性模量达到100%,混凝土浇筑完成7 d之后才能开始张拉操作。先进行腹板束后顶板束张拉,选择对称张拉的方法。

(2)本工程主梁0#墩混凝土使用量比较多。为降低水化热对混凝土造成的影响,需要结合工程特性,采取合理的降温方式,保证混凝土浇筑质量。

(3)挂篮施工需要具有足够的强度、刚度、稳定性等,才能保证施工的安全性,但本工程结构比较复杂,影响因素众多,需要做好预压检测,同时积极消除托架的非弹性变形,保证主梁预应力施工时可实现自由变形[2]。

(4)合龙段施工是桥梁工程施工建设的重中之重。由于本工程规模比较大,混凝土浇筑量大,为保证合龙段施工质量,需要在当天气温最低时间完成合龙操作,并采取有效措施,来保证合龙段施工质量。

3 跨公路预应力桥梁工程的悬臂浇筑连续梁施工

3.1 挂篮安装就位

在特定的加工场所,制作菱形挂篮,然后运输到施工现场进行吊装,按照菱形挂篮施工特性,结合现场实际情况,制定合理的拼装工艺。在挂篮施工之前,要先清理梁端顶面的全部杂物,然后铺设相应的中粗砂进行整平处理,达到设计要求之后,放出轨道安装位置线,为钢枕铺设提供良好的条件。钢枕间距50 cm,在前支点处加密。两侧的钢枕主材采用Ⅰ20工字钢[3]。

挂篮安装的顺序为从0号段的中心逐步向两侧来安装,先用竖向预应力筋进行固定,然后进行轨道中心测量,确认到达设计要求之后,用螺母锁定。具体而言,要先从轨道的前部穿入到后支座上,当后支座固定好之后,再安放前支座。为保证前支座安装的稳定性,在安装之前,需要在轨道顶面位置先布设一个滑板,再进行前支座安装。本工程挂篮主桁架通过单片吊装的方法完成吊装。吊装完成后,再以高强度螺栓拧紧。在桁架两侧用3~5 t倒链和型钢控制其空间位置,具体跳蹬镇双线特大桥(44+80+44)m连续梁支座布置(见图1)。

图1 跳蹬镇双线特大桥(44+80+44)m连续梁支座布置图(单位:mm)

3.2 模拟压重试验

挂篮在使用之前,要进行模拟压重试验,以保证挂篮的强度、承载力等都达到设计要求[4]。

3.2.1 堆载法预压

0#块张拉压浆完成后,利用吊车拼装挂篮菱形主桁架,安装上下横梁、前后锚固体系、底侧模板体系,验收合格后按照b 2块节段最大施工荷载的1.2倍进行堆载预压,荷载采用砂袋预压(每袋重1 t),通过先底板,再腹板,最后堆载顶板和翼板的顺序进行,总荷载量控制在最大连续梁段重量的1.2倍,即197.88 t,预压按照0%~20%~50%~80%~100%~120%分等级预压。压载重量达到每级预压荷载时,对观测点进行标高测量作好记录,并应观察挂篮变形情况。

3.2.2 静载试验荷载分布

如图2所示,将163.68 t均布于挂篮底平台上,其余34.2 t均布于翼缘模板上[5]。卸载采用吊车吊卸,分级卸载,复测各控制点标高,以便得出菱形主桁架及底模的弹性和塑性变形,根据设计图纸提供预拱度值调整模板标高。同时检验挂篮主桁架、横梁、吊带、前后锚是否满足设计要求,挂篮整体稳定性是否满足要求。

图2 挂篮预压载荷布置图

3.3 混凝土浇筑

箱梁悬浇是本工程混凝土浇筑的核心,为保证浇筑质量,本工程选择了先下后上,先进行悬臂浇筑,再进行墩顶浇筑,相互对称浇筑,边浇筑边振捣,最后灌注顶板。混凝土灌注前需要进行模板安装,为避免吸收混凝土中的水分,木模板在安装之前,需要在水中浸泡2 h以上。在进行腹板混凝土浇筑中,顶板钢筋需要用土工布进行覆盖,避免混凝土污染钢筋。尽量缩短混凝土浇筑时间,不能超过4 h,在进行混凝土浇筑中,要对模板的温度进行检测,控制在10 ℃~30 ℃之间,如果温度过高要及时洒水降温。同时,为降低水化热对混凝土浇筑质量造成的影响,混凝土入模温度要控制在30 ℃之下,坍落度控制在16~20 cm。同时,混凝土浇筑时底板、腹板及横隔板按每30 cm一层,在浇筑顶板时,特别注意要从翼板最远处分别向箱梁中心线靠近。防止发生偏载引起混凝土裂缝[6]。悬臂段梁体各节段混凝土主要参数(见表1)。

表1 悬臂段梁体各节段混凝土主要参数表

3.4 预应力工程

预应力张拉顺序严格按照施工图要求顺序进行张拉。张拉顺序先腹板束,再顶板束,后底板束,从外到内左右对称进行,同一施工节段的预应力按先张拉纵向再竖向后横向,并及时压浆。纵向预应力筋张拉工艺按图3流程操作。

图3 纵向预应力筋张拉工艺流程图

顶板和腹板及底板纵向预应力采用12~15.2 mm钢绞线,内径Φ85 mm,外径Φ92 mm金属波纹管成孔,M15A-12锚具锚固;张拉千斤顶采用YCW250B,全部采用两端对称张拉。张拉完成后采用真空辅助压浆工艺进行管道压浆[7]。顶板横向预应力采用4~15.2 mm钢绞线,张拉端和固定端沿梁长方向交错布置。梁体腹板中的竖向预应力筋采用公称Φ32 mm的预应力混凝土用螺纹钢筋(PSB830),内径Φ45 mm铁皮管成孔,YCW60B型千斤顶张拉,JLM-32型锚具锚固,在腹板中单排布置[8]。

3.5 压浆

在合龙段横隔板附近管道设三通管,钢束长度如果超过60 m,则需要按照每隔30 m的间距,布设一个三通管,促使管道中的气体能够被及时排出,从而最大限度上保证压浆质量。在每个波纹管的最高点设置排气管,也可以作为压浆管。在压浆操作中,要选择抗压能力不小于10 MPa的高压橡胶管,和输浆管之间紧密连接,在灌浆之前,用1~15 mm筛网过滤水泥浆液,保证施工质量[9]。

3.6 合龙段施工

3.6.1 边跨合龙

边跨合龙长度2.0 m,节段混凝土施工体积要控制在22.47 m3左右,重量大约为59.53 t,在进行边跨合龙段施工中,不能拆除挂篮外侧模板,但其他位置的模板可以拆除。安装合龙段底板和外侧模板,按照对称分布方法,支撑在悬臂端上。然后将混凝土浇筑面中的杂物清理干净,再把 T构件和现浇段上的观测点高程进行测量一遍,确认达到设计要求之后,才能进行边跨合龙施工。

3.6.2 中跨合龙

中跨合龙段长度2 m,节段混凝土体积为22.46 m3,节段重量为59.56 t。采用T构两端的挂篮作为吊架现浇施工。合龙段施工时,不要引起该段施工的附加应力[10]。

4 结论

综上所述,本文结合理论与实践,分析了跨公路预应力桥梁工程的悬臂浇筑连续梁施工,分析结果表明,跨公路预应力桥梁工程结构比较复杂,影响因素比较多。在进行悬臂浇筑连续梁施工过程中,存在很多重点难点,如果控制效果欠佳,必然会影响总体施工质量。因此,在具体施工中应当结合工程特性,从挂篮施工、模拟压重试验、混凝土浇筑、预应力施工、孔道压浆、合龙等环节全面入手,加强各环节施工质量控制,才能最大限度上保证桥梁工程施工质量,促使我国桥梁工程事业稳健发展。

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