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铁路大跨度预应力混凝土连续梁桥施工技术

2022-03-05郜启卫

工程建设与设计 2022年2期
关键词:梁桥悬臂横梁

郜启卫

(中铁隧道局集团路桥工程有限公司,天津 300000)

1 工程概况

某铁路混凝土连续梁桥的计算长度为81.45 m+128 m+81.45 m,从支座中心线到梁截面的长度为1.85 m,梁的总长度为291.9 m,采用挂篮悬臂浇筑施工。梁体变高度、变截面直腹板预应力混凝土连续箱梁的结构为单箱单室。上横梁宽13.0 m,下横梁宽8.0 m。中线和平板底部的梁高度为10.665 m。标定中值为10 m 直截面,边跨为21.5 m 直线段,截面中心的梁高度为6.6 m,中心线和直线底板内的光束高度为6.665 m。预应力混凝土连续箱梁总体布置如图1 所示。

图1 预应力混凝土连续箱梁总体布置(单位:cm)

2.45m 的直线段处于梁端部,截面中央的梁高度为6.6 m,在线路中心和底板内的梁高度为6.615 m。梁端附近的顶板厚450~650 mm,腹板的厚度640~1 100 mm,底板的厚度根据二次抛物线从校准中间的520 mm 变为根部的1 200 mm,在末端支点,中点和中间支点处共固定了4 个横隔板。横隔板厚度参考参数为:边支座2.5 m、中跨1.8 m、中支点处4.0 m。横隔板上有一个通孔供人出入。在箱形梁两侧的腹板和上下平板的相交处采用弧形倒角过渡。

2 0#段的施工技术

在整个铁路大跨度预应力混凝土连续梁桥施工过程中,0#段施工是最重要的、最关键的一个环节。为此,在本项目中应当根据桥墩的高度和设计要求,使用托架法对0#段施工,施工弯沉后要立即进行浇筑,并保证浇筑一次到位,减少返工。

2.1 临时支墩施工

为了减小铁路大跨度预应力混凝土连续梁桥施工过程中由于连续梁质量而引起的不平衡弯矩,需要将4 个临时支墩设置在0#梁下。支撑基础是承重混凝土基础平台,浇筑混凝土制成的支撑平台和浮桥体时,根据支撑设计的需要,采用钢铁轧制的端板。每个临时支墩应当使用尺寸为1 600 mm×12 mm的钢管将承台与0#梁段固定,钢管内浇筑C40 混凝土,混凝土浇筑时,先通过人工辨别方法确保混凝土的强度与密实度是否达到标准,再设置垂直和水平连接系统,使其成为空间网格结构,增强支架的稳定性。钢管混凝土临时支撑必须承受最大不平衡弯矩94 090 kN·m 和相应78 639 kN 的垂直支反力。

2.2 支架搭设与预压

0#段钢支架分别由型钢拼装与焊接而成,型钢支架与临时支架相互连接共同形成合力,其中所有的纵梁(I36b)用来支撑底模、外模、内膜、0#段混凝土以及建筑物体的质量与荷载,并直接支撑在横梁上,各种载荷通过横梁传递到柱上,最后各种载荷由轴承平台支撑,必须检查支撑的稳定性,以确保其紧凑性和稳定性[1]。

横向梁由2I45b 工字钢制成,通过楔形轴承将其与纵向梁连接起来,以形成一个扁平的网格结构支撑底模与外侧模。横梁和立柱使用高强度螺栓连接并固定在一起,要保证连接与固定的可靠性;横联板、斜撑耳板以及立柱使用双面螺纹焊接在一起,焊缝应当大于12 mm。0#段由碗形固定脚手架组成,间距为0.9 m×0.9 m。

在安装完0#段支架水平杆、斜撑、横梁后,需要对其进行预压。预埋精轧螺纹钢锚固的方式简单易用,节省了施工时间,并且可以轻松检测水平杆、斜撑和立柱。支架预压检验0#段托架的有效承载力和稳定性,可以得到相应的载荷弹性变形值,消除支架的非弹性变形,达到了检验工艺质量和组装支撑件的目的。

2.3 模板安装

本项目0#号段应当使用定型钢板模,施工过程需要注意以下两个方面:

1)底膜安装,设置预拱度。0#段底膜使用竹胶板,竹胶板铺设流程应当根据纵梁、横梁设计要求完成铺设,并根据工程项目的实际情况合理设置预拱度,如果出现偏差,使用铁楔进行调整与加强。

2)侧模加固。所有使用到的侧模应当使用定型钢膜,通过吊车将侧模吊至墩顶,使用倒链将其固定于墩身两侧,再利用千斤顶调整侧模的标高和位置,并最终将其牢牢固定。

2.4 钢筋绑扎

1)混凝土浇筑之前,委派专业人员仔细检查预应力管道的位置和接头处,钢筋纵向应使用镀金属波纹管,但要保证波纹管的质量,比如,没有锈蚀、焊渣渗透等现象,以此降低钢筋的摩擦力。

2)波纹管以井字形钢筋设置与定位,保证其位置稳定与笔直,定位筋的基本间距应≤1.0 m,钢丝的弯曲部分(包括下部平板钢线的凸曲线部分)的加密必须≤0.8 m,并且必须确保风道的位置正确。必须正确安装和固定锚定基板的尺寸和位置,严禁封堵预应力孔道[2]。

2.5 浇筑混凝土施工工艺

1)81.6 m+129 m+81.6 m 连续梁0#段混凝土浇筑,应分层浇筑,并一次性浇筑成功。总的来说,应当按照隔板、底板、腹板、顶板的顺序,先浇筑变形小处,后浇筑变形大处。

2)0#段混凝土浇筑。0#段混凝土浇筑之前,要认真检查横梁钢筋、波纹管道、剪力齿槽、预埋件、侧向挡块、预埋钢筋以及各预留孔洞的情况,以此保证后续施工的有序推进,混凝土在拌和站集中拌制而成,通过运输车运至施工现场,再使用混凝土泵送车实现混凝土的连续浇筑。本项目所使用的混凝土的强度应为C50 高性能混凝土,搅拌均匀,搅拌时间≥2 min,同时,混凝土的水灰比、坍落度(160~180 mm)要能满足混凝土的强度要求,并满足泵送需要,且可以根据环境气候变化随时调整集料体积,以确保混凝土有足够的强度和耐久性。由于混凝土用量较大,在施工过程中必须进行连续浇筑,一次成型。

2.6 预应力束张拉

在牵引预应力筋时,必须将标记放置在设计拉伸吨位的20%的初始张力下,以便直接测量每根钢丝的张拉量,并将其与标准计算公式计算的结果进行比较,找到并处理不符合伸长量要求的钢筋。拉预应力钢束或钢筋结束后,锚头和钢束禁止移动。使用切割机切割钢绞线和粗钢筋的长度,用来挂篮的粗钢筋也使用切割机将其切割好后备用,预应力锚的外漏长度要≥31 mm。

3 连续梁悬臂段施工技术

1)悬臂段浇筑施工采用跨栏方式,从0#段开始浇筑,悬臂的长度应当严格按照设计要求控制,每一节段的两边既要对称,又要一次性浇筑完成。梁段底板应先浇筑主墩,再浇筑悬臂墩,每一段底板和腹板的高度应以斜坡层的方式向前推进,避免悬臂端发生变形,再重点浇筑结合处的混凝土,减少结合处出现裂缝的现象。

2)连续梁悬臂段施工前,设置连续梁悬臂线形和中线控制点[3]。

3)混凝土初始凝固前,每一段混凝土应一次性浇筑完成。浇筑混凝土时,从悬臂端部向着根部浇筑,并将根部与前部的混凝土连接,在具体的浇筑过程中,根据实际情况及时调整吊篮梁部分的自重引起的挠度,以避免开裂。

4)在混凝土中添加一定比例的缓凝剂,保证整个连续梁部分的混凝土在初凝之前全部浇筑完毕。

悬臂浇筑过程中,对连续梁段的阶段悬臂浇筑进行实时监测和控制。观察点应放置在每个块件的顶部和底部,以测量每个阶段的高程变化,控制连续梁节段的抬高量和连续梁悬臂浇筑过程中的线形。采用在远离既有线悬臂端挂篮主桁架安放钢材的方法设平衡重,所加平衡重吨位为施工防护措施预选质量。在吊篮移动期间,配重钢也随之移动,以确保2 个悬臂端之间的平衡。

4 结语

在长期钻研实际铁路连续梁桥项目施工的基础上,预应力混凝土连续梁桥研究在项目建设中起着非常重要的指导作用。但是,由于考虑到施工材料质量、自然环境变化等众多因素的影响和制约,工程项目的建设切忌照搬他人成果。所以,连续梁悬臂浇筑施工应当根据工程项目的实际情况进行改革与调整,保证项目经济效益和社会效益的实现。

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