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海域公路钢混组合梁施工技术

2019-02-22罗慎杰

设备管理与维修 2019年2期
关键词:钢混跨径支座

罗慎杰

(中铁十九局集团有限公司,北京 100176)

0 引言

组合梁包含2大部分,即钢构件及混凝土。混凝土的抗压水平较高,钢构件具有良好的抗拉强度,持久性强,有利于装配化施工、工厂化制造、回购等。对于大跨径以及受力情况较为复杂的桥梁,采用组合梁的形式可以充分发挥结构的性能。在组合梁的作用下,将会使梁在寿命内的使用成本减少,从而工程质量也有所提高。

1 工程概况

杭甬高速复线宁波一期威海互通匝道施工区域处于海域滩涂区,匝道上部结构均为钢混组合梁,跨径有28.3 m,29 m,30.5 m,30.7 m,31m,50m,8.5 m断面宽度桥梁由2片钢板梁组成,匝道分叉口宽(13.95~26.58)m,由3片或4片组成,通过横梁连接,30 m长单片140 cm槽口型钢箱梁重约36 t,因栈桥位置及受力结构限制,箱梁架设困难,一次吊装总量大,吊装设备作业半径大,对设备及栈桥受力要求极高,造成成本投入加大。

匝道分叉区域及普通区一次吊装总量大、作业半径大,对吊装设备及作业平台要求高。结合实际施工工艺,在数值理论分析基础上分解一次架设梁的配重,部分厂焊改为现场焊接或栓接,降低对架梁设备及场地的要求,确保安全质量,降低施工成本。

2 纵断面设置

纵断面线形设计是在满足规范要求前提下,综合考虑地形条件、工程量、平纵组合等因素,通过平、纵、横优化设计,以形成较好的立体线性。互通立交范围平、纵面主要技术指标见表1。

3 钢混组合梁截面形式

基于计算理论的深度发展,对应的组合梁截面形式也在逐步丰富起来。纵观当下各工程案例可知,钢混组合梁可分为3种形式。

表1 平、纵设计主要采用指标

(1)组合箱梁。常见于曲线以及大跨径桥梁中。其整体稳定性普遍良好,具备更优良的抗扭性能;所形成的梁高度普遍偏低;允许使用大量的倾斜腹板,从而缩减底板宽度,并增强结构的美观性;由于混凝土表面处于被封闭状态,因此可以抵抗外界各类因素的破坏,大幅减小养护工作量。

(2)组合桥梁。常见于大跨径桥梁。不仅实用性强还具有良好的审美特性;梁整体偏高;各个节点分布较为复杂;基于大量杆件外露的原因,容易受到外界环境的影响;后期养护工程量大。

(3)组合板梁。常见于中小跨径桥梁。其稳定性良好;整体高度偏低;基于结构简单的特性对应的施工难度更小;基于大量杆件外露的原因,容易受到外界环境的影响;后期养护工程量大。

4 钢混凝土组合梁桥施工关键技术

4.1 钢梁制作

(1)合格的材料是确保工程质量的基本条件,在下料前应对材料厚度以及平直度进行检验,确保材料各个指标介于允许的误差范围内,具体可见表2,表2中L为钢板长度。下料时应避免损伤部位是对钢板及型材的要求;钢材表面凹痕及破坏不能太明显。

表2 材料的形状要求及矫正允许偏差

(2)在工厂制造中,无论是钢梁分段作业还是顶、腹板焊接,二者均需要达到工程标准。钢梁的分段区域通常以边界面为佳,完成分段作业后需要对结构进行质量检验,达到标准后便可将分节段运输至指定施工地点,而后妥当存放。

(3)工程主体结构的材料采用Q345qD级钢,材料的选用相当严格,无论是材料成本还是结构性能都需要满足规定要求。钢材不可出自不同的厂家,应始终从同一厂家手中采购材料,确保各材料的规格一致性。对于任意10个批号产品而言,均需要从中抽查一组进行检测,以此确保材料质量。

(4)在基准温度为15℃的环境下,将材料的名义尺寸作为基准,从而获悉构件具体尺寸。基于对温度修正、加工余量等因素的考虑,需要提升制造精度。

(5)杆件经过精切后应留出一定的圆角,对应的R值应>2 mm,精切后的各棱边应具有一致性,并控制小角涂抹厚度,通过打磨的方式可以提升圆弧精切质量。

(6)随意焊接临时构件在钢主梁上施工时是禁止的。

(7)预拱度需要达到精度标准,同时应充分考虑竖曲线所带来的影响。

4.2 剪力钉施工

每日每台班生产时应按照既定规定完成,同时对焊接的各个工序进行严格的检验,当焊接条件发生变化时,应选用2个栓钉试焊,而后对焊接成品的外观进行检查,并展开35°角弯曲试验。当其中某一栓钉结构受损后,需要再次对焊接成品进行质量检测,确保焊接涉及的各个工艺参数符合工程标准。在一定误差范围内(±25%),焊接厚度允许出现一定的变动。在试焊过程中应保证试板与工件在材料方面的一致性。

4.3 桥面板施工技术

在进行桥面板施工时,对应的浇筑施工应在钢梁上进行,完成浇筑后必须进行保温养护,以此确保质量。对于混凝土结构而言,其保温养护时长应控制在14 d以内。依据设计方案以及工程标准围绕桥面板展开施工,确保平整度误差控制在±3 mm,采用规格为2 m的靠尺进行检测,确保板厚公差在(0~3)mm。通过对桥面板进行拉毛处理,可以提升作业的精度水平。

4.4 湿接缝施工

(1)对桥面板混凝土进行凿毛处理,表面凿毛厚度应控制在(5~10)mm。同时,浇筑混凝土施工时应采取湿润措施,从而提升新老混凝土的粘合性,实现二者的稳固组合。

(2)将腹板间距控制在2.8 m,对于工字梁,应在二者的间隔区域内铺设木方,对应长度以2.6 m为宜,并采用边长为100 mm的正方形横向铺设方式,而后用钢钉连接并有效地将细缝组合。

(3)钢筋绑扎。使用钢筋定位措施是为了更好地钢筋绑扎,保证安装时精确到位。

(4)模板安装。底模的安装是为了有效地进行施工,为谨防漏浆,模板方圆采用高强止浆橡胶条制浆。

(5)混凝土浇筑。完成混凝土振捣浇筑作业后,应辅助使用平板振动器对其进行振捣处理,木抹子可以改善梁顶粗糙现象,而后在混凝土初凝之前应展开二次收浆作业。

(6)混凝土养护。对于常温情况而言,养护过程需要使用到无纺土工布,通过包围的方式达到养护效果,对应时间应超过14 d。静置(1~2)h后是为了更好的湿接缝浇筑,带模浇水保养脱模后,在冬季浇水时气温应≥5℃,带模浇水养护时间越长,保温措施要做得更好。

(7)湿接缝(现浇段)施工是较重要的一道工序,不同的桥梁受力状态将会对施工质量造成影响。若桥梁的使用功能已经受到破坏,此时需要采取简支梁规模化施工方式,而后需要将相邻跨块进行连接。

4.5 支座安装控制要点

(1)支座垫石的标高、位置进行报验时是支座安装的前提,支座安装是通过经监理工程师检验是否合格才能完成。

(2)支座板上的十字中心线与垫石上的十字线要一致相吻合,对于支座安装在支座垫石上需要在设计支座位置处应划出十字中心线。

(3)落梁。操作过程中应讲求缓慢平稳的原则,根据现场环境的不同适时变换梁底高程,由此可以避免支座偏压现象。

(4)完成落梁操作后,应确保顶面处于水平状态,并对支座进行观察,确保其不存在压偏以及脱空等现象,可以有效的保持顶面应保持水平。这就是橡胶支座安装后的全过程。

(5)用千斤配合调平钢板进行调整,是为了安装后四角的平整。

5 在海域施工钢混叠合梁的优势

在海域施工中钢混叠合梁相对于传统现浇梁有很大优势。对于大跨境桥梁而言,基于钢混叠合梁的方式可以显著减低桥梁高度,并充分发挥出了混凝土与钢构件的特性。此方案可以提升桥梁的受力性能,具有高度的抗压以及抗拉性能,同时施工所耗费的周期更短,不会对桥下区域的通常造成影响。整体来说,此方式可以满足当下桥梁结构的功能需求,同时具有良好的经济效益,对于交通量大、跨径大的桥梁工程而言尤为适用。

6 结束语

钢混凝土组合梁桥已经逐步取代了传统桥梁类型,广泛用于桥梁工程中,显著促进了我国交通事业的发展。对此,探究组合梁桥钢板预处理、制作及拼接、桥面施工等环节,通过技术深化的方式,提升组合梁桥的质量。

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