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大跨度预应力钢-混凝土混合梁施工技术探讨

2021-09-01岳粹歌合肥市重点工程建设管理局安徽合肥230001

安徽建筑 2021年8期
关键词:梁段钢束垫板

岳粹歌 (合肥市重点工程建设管理局,安徽 合肥 230001)

1 工艺原理

大跨度预应力钢-混混合梁施工,首先进行混凝土部分梁段现浇施工,同时进行跨线钢梁同步安装,其次进行混凝土梁段和跨线钢桥合龙段施工,最后进行腹板钢束和顶板钢束张拉施工,使混凝土梁段和钢箱梁形成整体。施工时,钢箱梁支架采用钢管支撑桩+工字钢+限位占板的单元式组拼体系,混凝土梁采用满堂支架。

2 大跨度预应力钢-混凝土混合梁施工工艺

2.1 施工工艺流程

见图2。

图1 大跨度预应力钢-混混合梁施工示意图

图2 大跨度预应力钢-混凝土混合梁桥施工工艺流程图

2.2 支架安装

混凝土梁支架采用满堂支架,按方案规定步距进行搭设。

钢箱梁临时支撑系统按组设置,每组临时支撑自下而上由基础、钢管支撑桩、工字钢分配梁及限位装置四部分组成,具体材料如表1所示。每组临时支撑的尺寸为2.65m×1.65m,可根据梁宽自由的搭配组装。

2.3 混凝土梁段施工,同时钢箱梁安装

2.3.1 钢箱梁加工

①钢箱梁节段划分依据图纸及现场实际施工情况进行分段制作,以满足结构受力及加工、运输、吊装、组装施工需求为原则。

②钢箱梁加工可分为四阶段。即:“板单元制作阶段,节段制作阶段,厂内节段预拼装阶段,工地连接阶段”。板单元制作、节段制作及预拼装在厂内完成,桥上拼装连接在架设现场节段吊装就位后完成。

③钢箱梁节段出厂前对节段尺寸、焊接质量、涂装质量进行检测,出具出厂合格证。

钢箱梁临时支撑材料表 表1

2.3.2 吊装并临时固定钢箱梁

钢箱梁梁段出厂前进行验收,验收合格后用大型运输车运输至吊装现场。采用大型起重设备进行双机抬吊将梁段吊装至临时支撑上。采用双机抬吊时,宜选用同类型或性能相近的起重机,负载分配应合理,单机载荷不得超过额定起重量的80%。两机应协调起吊和就位,起吊的速度应平稳缓慢。

钢箱梁就位时以安装好的限位块为参照物,标高及位置调整好后落梁。为防止梁体滑移将梁体与限位块间进行焊接。各梁段采用从中间到两端对称平衡的顺序依次进行吊装,各梁段吊装完毕后进行拼接焊,焊接成一体。

2.3.3 混凝土梁段施工

在钢箱梁吊装的同时,钢箱梁两侧的混凝土梁段可同步实施,满堂支架搭设完成后进行模板的铺设及混凝土梁段的钢筋安装。为保证钢箱梁吊装有足够的空间,靠近钢箱梁段的一部分混凝土梁段支架在钢箱梁吊装后进行搭设。为保证架体安全,满堂支架搭设至钢-混结合段,满堂支架与钢箱梁临时支撑架间不得进行受力连接。

图3 钢箱梁吊装

图4 钢-混结合段波纹管安装、预应力穿束

2.4 混凝土梁段和跨线钢桥合龙段施工

2.4.1 钢-混结合段处钢筋安装

钢-混结合段位置受承压板及隔室钢板位置影响,钢筋安装较为困难。具备条件的钢筋提前穿入,不具备整体安装条件的钢筋可进行打断后焊接。合理调整箱梁顶板及底板纵向钢筋搭接,尽量减少在钢-混结合段内的接头数量。

2.4.2 波纹管安装及预应力束穿束

①波纹管的定位先根据箱梁顶、底板纵向预应力钢束平竖弯布置要素确定。波纹管的连接应采用大一号同型波纹管作接头管,接头长度不少于300㎜。接头装置宜避开孔道弯曲处。波纹管连接后用密封胶带封口,避免浇筑混凝土时水泥浆渗入管内造成管道堵塞。

②管道在模板安装完毕后,应预先穿入预应力筋,并将其端部塞好,防止其他杂物进入,长束管道最高点应设置排气孔。

③预应力钢束受力结构为钢箱梁的承压板,原混凝土箱梁结构的锚垫板安装方式不适合钢箱梁结构。喇叭管式锚垫板放置在承压板前方用于约束钢束,避免承压板切割钢束造成预应力束损伤及张拉后的应力损失。在承压板后方设置300×300×25mm的钢垫板,增加张拉区域承压板受力面积。钢垫板安装前对承压板位置进行打磨处理,保证钢垫板和承压板密贴。

2.4.3 钢-混结合段混凝土浇筑及养护

①钢-混结合段的混凝土同钢箱梁两端的混凝土梁段混凝土一同浇筑。

②钢-混结合段存在密集的钢板、连接件、钢筋及预应力筋,由于浇筑空间小,混凝土振实和养护困难。特别是有格室的构造中,格室内混凝土填充情况无法查看,如果出气孔设置不合理会导致振捣时气泡很难排出,可能会出现局部钢板与混凝土脱空现象,且混凝土水化热分布不均匀,容易产生温度裂纹,直接影响到结构部的受力性能。配置高流动混凝土,合理选择浇注顺序与位置,过程中适当降低混凝土浇筑速度,充分振捣、加强观察保证混凝土的浇筑质量。

③混凝土初凝后即开始进行土工布覆盖洒水养护,养护时间应符合规范要求。

2.5 腹板钢束和顶板钢束张拉施工

①钢-混结合段腹板束张拉端位置结构物众多,存在多处U型加劲肋、T型加劲板影响张拉情况,空间狭小,存在操作困难,在满足张拉力要求的前提下优先选择体积小,操作空间下的张拉设备。

②钢箱梁加工过程中提前考虑张拉空间,对确实影响张拉作业的钢梁构件出厂时暂不焊接,待张拉压浆工序完成后进行补焊。尽量避免现场切割,若出现割除后恢复的情况应增设加劲板补强等措施增加结构强度。

③预应力张拉顺序为腹板束→50%横向束→顶板束→剩余的50%横向束。为保证钢箱梁段稳定,钢箱梁两端的腹板束应严格保持对称同时张拉。

④张拉完成后,在48小时内进行管道压浆,采用真空辅助压浆,压浆顺序先下后上、从低往高处压。压浆后从锚垫板压/出浆孔检查压浆的密实情况,如不密实,及时补灌,以确保孔道完全密实。

⑤压浆工序完成后即可进行梁体封端;将锚后钢筋安装固定后,恢复原连续梁体因张拉施工而截断的钢筋然后立模灌注封端混凝土,并捣固密实。由于在承压板后安装了钢垫板,封端前对钢垫板进行防腐处理。

2.6 支架、模板拆除

①支架拆除顺序为从挠度最大的节段开始,向两侧对称拆除。

②钢箱梁临时支撑系统的拆除顺序为:拆除墩顶限位块→拆除墩顶横向工字钢→拆除支墩钢管。支墩较高,一次性拆除存在着很大的困难,可分节进行拆除。

③拆除作业应注意施工安全。施工现场必须设置醒目的安全警示标志,采取警戒措施派专人负责。非工作人员不得随意进入施工现场,严禁无关人员逗留,从事特种作业人员须持有特种作业操作证,无证人员禁止操作,杜绝违章指挥和违章操作。

3 总结

钢箱梁临时支撑系统采用成组的钢管支撑桩+工字钢+限位占板的单元式组拼体系,不但可以有效减少受限空间现场临时支撑系统搭设的难度,提升现场施工效率和安全性,而且还可以降低施工临时措施的成本。在钢管支撑桩分配梁上设置高程和水平位置导向限位器,不但可以提高钢箱梁定位的精度和速度,还可以降低钢箱梁吊装成本,使空间受限、时间受限的复杂周边环境下的钢箱梁吊装得以顺利的实施。

对影响预应力钢束施工的钢箱梁部分构件在厂家完成加工后暂不焊接,待桥梁预应力施工完成后再进行剩余构件的焊接,避免现场的切割作业。保证了后装构件的焊接质量同时减少了现场切割的工程量和成本,还可以节省钢板的用量。

对常规封锚式工作锚具进行改进,喇叭管式锚垫板放置在承压板前方,在承压板后方设置300×300×25mm钢垫板。避免钢绞线在承压板位置因线形不顺造成的应力损失,更重要的保证整个钢-混结合段的均匀受力,将力均匀传递给混凝土梁,钢-混结合的力学性能显著提高。

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