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特大桥连续梁悬臂挂篮施工关键技术

2020-05-15杨彦龙

关键词:梁段梁桥挂篮

杨彦龙

(中铁十八局集团第五工程有限公司 天津 300000)

多年来,我国交通基础设施建设迎来了飞速发展的黄金时期,桥梁作为无缝衔接各个区域的重要手段,桥梁建设更是突飞猛进,桥梁施工、设计形式多种多样,例如桥梁种类包含连续梁桥、拱桥、简支梁桥等。连续梁桥由于其独特的结构形式,成为了当前桥梁工程发展的重要桥型之一[1-3]。连续梁桥具有刚度大,整体性好,抗震能力强,受力形式良好的结构性能[4-6],除此以外,当前连续梁桥施工主要采用挂篮施工技术,其所需施工空间小,设备需求低,经济效应明显,因此,采用连续梁桥的设计方案优势明显。本文以某铁路连续梁桥的施工过程为例,对箱梁施工过程的关键技术进行介绍和总结,以便为今后类似工程建设施工提供一定的参考依据和价值。

1 工程概况

某特大桥连续梁全长177.5 m,跨度(48+80+48) m。截面采用单箱单室直腹板,顶板厚度为32 cm,梁端附近顶板厚度32~ 64.5 cm,腹板厚度为40 ~110 cm,均按照折线布置;底板通过圆曲线变化由40 cm 渐变为100.2 cm。

2 箱梁施工方案

0#块在托架上采用现浇施工的方法,挂篮悬挂在T 构箱梁上(0#块),全封闭式悬臂浇注施工。施工顺序:现浇0#块→1#~10#块挂篮施工→边跨、中跨合拢→桥面及附属。

3 关键施工技术

3.1 0#块的施工

0#梁段施工顺序如下:

托架的设计、安装→预压→0#梁支座施工→调整底膜标高→安装侧模→0#梁钢筋绑扎→钢筋、锚具及套管安装→安装、加固0#梁段内模、顶模及底板、腹板的挡头模→绑扎顶板钢筋、安装桥面预埋件→安装塑料波纹管、钢绞线、锚具及塑料波纹扁管→浇注0#梁段混凝土→0#梁段混凝土养护→张拉预应力筋和压浆→0#梁段安全要求→施工所需物资设备准备。

3.2 挂篮悬浇施工

3.2.1 挂篮安装

挂篮主要施工程序如下:

铺设走行滑道→安装走行支腿→安装锚固结构→安装斜拉杆→安装前、后吊带→安装横梁及纵梁→安装张拉吊篮→安装底模→试压→安装外侧模→安装端头模板→安装底板钢筋→安装腹板钢筋→安装波纹管、预应力筋→安装内模→安装顶板钢筋、波纹管→检查验收→浇筑混凝土→端头模板拆除并凿毛端头砼→拆除内外模→张拉预应力筋→压浆→放松挂篮各吊带、后锚固→挂篮及模板前移→挂篮就位→继续下一节段施工。

3.2.2 支架现浇梁段施工

边跨直线段长7.65 m,满堂支架现浇施工。底模横向、纵向的分配梁分别采用尺寸15*15 cm、10*10 cm 的木方,模板厚18 mm。

支架底部换填30 cm 厚三七灰土,上部浇筑20 cm 厚C20 混凝土。支架立杆横桥向步距采用16*0.6 m,纵桥向步距采用(17*0.3+2*0.6) m,横杆竖向步距为1.2 m,扫地杆距地面0.2 m;支架底部设底托,顶部设顶托,用于调节纵坡。支架搭设时,底托插入钢管长度不得小于15 cm;横桥向斜撑按照(3+3.6+3) m 的间距布设,纵桥向斜撑间距≤5 m,斜撑与水平杆的夹角控制在45°~60°;所有斜撑必须加固可靠。翼缘板位置处顶端局部可采用扣件式钢管架调节。

底模上的支架需要提前预压,采用静压法处理,加载时通过塔吊移动砂袋到支架顶部。支架预压荷载采用施工荷载的1.2 倍。横桥向和纵桥向均布置3 个观测点,腹板和底板布设1 个观测点。横向布置测点示意图如图1 所示。

图1 现浇直线段横桥向观测点布设

加载分3 次进行,每次加载需要观察沉降。在达到最大荷载后,每6h 观察沉降变形,当沉降量连续2 次小于2 mm 时认为支架稳定。卸载过程和加载过程一致,要求分级卸载,每级卸载后均测量一次观测点的高程。加载、卸载均要求记录天气情况、变形等详细数据。

根据时间和变形量,得到每点的沉降曲线。分析、计算根据现场情况调整立模标高。

钢筋安装、预应力孔道设置、混凝土施工必须满足图纸设计要求及验标、技术指南的要求,具体施工方法与0#块施工方法相同。

支架底部地基两侧必须留排水沟。

3.2.3 合拢段施工

T 构合拢过程梁体由前期的负弯矩转化成正负弯矩交替分布。张拉预应力在这一体系转换中尤为关键。施工按照先边跨、后中跨的顺序,根据设计要求按照不同施工工艺进行施工。

(1) 边跨合拢施工顺序如图2 所示。

(2) 中跨合拢施工顺序如图3 所示。

图2 边跨合拢施工流程图

图3 边中跨合拢施工流程图

合拢锁定采用劲性骨架作为受力构件。劲性骨架需要验算稳定性,要求既不能出现拉应力,也不能受压过大,合拢时温度需满足设计要求。

3.3 线性控制

变形监控和内力监控是线性控制的重要技术指标,监控过程中竖向、水平的变化量需要严格控制,并比较其误差,防止变形过大,为进一步施工提供理论数据支持。内力监控需要对桥梁施工全过程的应力进行监测。

3.3.1 梁的线形监控

连续梁线性指标受很多因素影响,包括其自重、砼徐变、挂篮变形、预应力等。因此,进行线性控制就尤为重要。其原理是通过数值模拟,将可能影响梁体变形的各种情况进行组合累加,最后通过反向的调整使得桥梁线性满足要求。

通常在现场有专项监测单位来监控桥梁内力,根据测量数据调整实际立模标高。综合理论值与实测值进行比较,使线性控制在合理范围内,理论计算预测预拱度。

3.3.2 线形控制的主要技术措施

(1)控制梁体顶面和内部的高程,布设水准控制点;

(2)施工前需要通过预压来消除部分变形;

(3)收集技术参数,及时分析,调整预拱度;

(4)观察施工各个阶段梁体的高程,调整预拱度;

(5)观测昼夜温度和挠度的关系,以便采取措施减少温差影响;

(6)布置立模控制点,严格按监控组提供的标高值控制立模标高;

(7)定期联测两个T 构所采用的水准点,以保证梁部线形和合拢精度。

3.3.3 混凝土徐变控制

(1)砼强度和弹性模量指标为砼徐变的控制指标,严格控制上部混凝土的水胶比和骨胶比;

(2)严格控制混凝土的搅拌质量和振捣质量以及浇筑数量;

(3)严格控制预应力张拉时间、恒载作用期限;

(4)现场对预应力筋的管道摩阻进行实测并对其张拉应力进行修正;

(5)严格按设计规定的方式张拉,施工中不能随意更改预应力筋的张拉次序;

(6)张拉预应力后48h 内及时压浆,减少梁体上拱;

(7)养护期内保证混凝土处于潮湿状态,防止混凝土由于温度变化造成开裂。

4 结 语

本文以某特大铁路桥连续梁施工为例,详细介绍了该桥连续箱梁各阶段关键施工技术,总结如下:

(1)采用托架施工0#块,按设计要求进行预压;

(2)挂篮法施工,先边跨后中跨,要求采用不同的施工顺序;

(3)施工过程应及时监控和分析,确保线性满足要求;

(4)灌注混凝土要求两端对称;

(5)根据现场实测和理论计算综合比较,调整最终预拱度。

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