波形钢腹板组合梁桥施工技术要点探讨论文_盖希才,都兴龙,张超凡

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摘要:波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥是近年来在国内推广应用较为广泛的一种新型桥梁结构形式。文章结合工程案例,探讨了波形钢腹板组合梁桥施工技术要点。

关键词:波形钢腹板;组合桥梁;施工技术要点

引言

随着各类新技术、新材料在工程中的应用,波形钢腹板组合梁桥的设计与施工工艺越来越成熟,其在工程中的应用也越来越广泛。采用波形钢腹板来代替预应力混凝土箱梁的混凝土腹板的箱形梁,其主要特点就是采用10~18mm厚的钢板代替30~80cm厚混凝土腹板,能够很大程度上减轻箱梁自重,提升箱梁的受力性能,节约工程材料,降低桥梁结构造价。

一、波形钢腹板组合梁桥概述

波形钢腹板组合梁结构是把钢、混凝土这两类材料结合成一个整体,能够充分发挥出混凝土的抗压强度高、波形钢腹板抗剪性能好以及抗剪稳定性良好的优势,从而使两种材料应用在结构上发挥其各自优势,进而使材料的使用效率得到了提升。与混凝土结构相比,波形钢腹板组合梁的结构自重要轻很多,因此,应用节段悬臂浇注法进行施工时可以把各个节段的长度延长,从而减少了施工的节段数量,进而提升了施工效率,缩短施工工期。波形钢腹板能过在工厂提前预制生产,将预制好波形钢腹板运输到现场进行拼装,构造简单,安装快捷,大大减少了现场的工程量,有利于节约施工人工成本,缩短施工时间。

二、波形钢腹板组合梁桥施工技术要点

2.1南水北调特大桥设计概况

本桥位于曲阳至黄骅港高速公路曲阳至肃宁段上,桥梁中心桩号为K85+376.5,起点桩号为K84+849.5,终点桩号为K85+903.5,全长1054米,跨径组合为(4×30)+(4×30)+(4×30)+(4×30)+(88+151+88)+(4×30)+(4×30);引桥上部结构采用工字钢组合梁桥,主桥上部采用波形钢腹板组合连续箱梁桥;桥梁跨越南水北调渠,桥轴线与南水北调呈98.6°。主桥为88+151+88米的波形钢腹板预应力混凝土变截面连续箱梁桥。

2.2波形钢腹板安装施工

2.2.1波形钢腹板吊装

波形钢腹板应用塔吊进行起吊,前端喂入,转换吊点到手拉葫芦,通过调节四个葫芦长度使钢腹板达到设计位置,测量无误后后端与已浇筑的波纹板焊接固定(具体步骤见附图)。

2.2.2波形钢腹板定位

波形钢腹板的定位是利用波形钢腹板在加工过程中焊上的临时固定耳板,然后利用定位支架进行精确定位。

2.2.3波形钢腹板与顶底板的连接

波形钢腹板和混凝土顶、底板之间的连接十分关键,其直接影响着箱梁的整体性,在本工程施工过程中,钢腹板和顶板是应用钢筋混凝土榫进行连接,与底板则是进行埋置式连接;混凝土通过钢腹板上的穿孔形成的混凝土销,通过钢腹板孔洞的贯穿钢筋以及焊接在波形板上、下缘的纵向连接钢筋进行连接。

2.2.4波形钢腹板间的纵向连接

波形钢腹板在其节段内纵向连接可以在工厂内连接完成,节段之间的纵向连接要在悬浇施工过程完成。

2.2.5波形钢腹板与横隔的连接

波形钢腹板与0#块及中、端横隔的连接采用穿孔板连接方式,其剪力传递藉混凝土销、贯穿钢筋完成。

波形钢腹板与跨间横隔板连接采用了双PBL键连接方式。设计为了实现混凝土腹板到波形钢腹板的渐变,0#段及1#段部分梁端现浇段设置了钢腹板内衬混凝土,内衬混凝土与底板同时浇注,其与波形钢腹板藉螺栓钉连接。内衬混凝土模板与1#块段内模板通用。

2.3横隔板施工

为增强梁体的整抗扭刚度,在中跨和边跨分别设置了8道和3道横隔板,因其与挂篮及其模板位置冲突,拟在体挂篮移出隔板所在块段后立模浇筑,但在施工该块段时需预埋隔板钢筋和在顶板预留砼浇筑孔。

2.4混凝土施工

2.4.1浇筑施工

浇筑前顶升主千斤顶,将行走轮脱离轨道;紧固后锚固装置,利用下拉油缸调整立模标高,穿心千斤顶微调,检测符合要求后,紧固所有锚固筋,立模合格后,浇筑混凝土。

2.4.2轨道移动

新浇梁段达到脱模强度后,放松主千斤顶,松开后锚固精轧螺纹使模板脱离开梁体。拆除轨道锚固梁,安装轨道行走支座,利用走行油缸移动轨道至下一梁段。

2.4.3轨道锚固

拆除轨道行走支座,安装轨道锚固梁,进行轨道上锚固和外锚固。

2.4.4桁架移动

主千斤顶下降,将行走轮降至轨道。松开下拉油缸,拆除后锚固装置,使反扣轮扣紧轨道。利用走行油缸移动桁架到位。(走行油缸不同步度不得大于50mm,移动步距400mm)

2.4.5注意事项

1、主梁上的预留孔洞和竖向预应力筋的位置必须准确,用做主桁后锚固和走道梁锚固的精轧螺纹不得有影响受力的缺陷。

2、挂篮桁架行走前要测定已完成节段梁端标高,并定出箱梁中轴线。当解除挂篮后锚固后,挂篮沿箱梁中轴线对称向两端推进,行走油缸向每前推进一次进行一次同步观测,防止挂篮转角、偏位造成挂篮受扭。并且要注意防止挂篮横向移动。在施工前要进行挂篮的移动试验。

3、精轧螺纹钢使用前要做拉力试验,做出特殊标记,单独码放,专人管理;保护(如:包缠橡胶皮),做出特殊颜色标志,禁止电焊和通电。(严格按“精轧螺纹钢筋的保管”执行)

4、挂篮前移时,须用φ28钢丝绳与主桁架上打保护或设置保险倒链。

5、挂篮使用时,应考虑前端挠度影响。

6、风力在超过6级时,不得走行挂篮。必要时应对挂篮临时打保,增强抗风能力。

7、吊装、运输过程中应避免构件变形。

2.5预应力工程施工

箱梁砼施工完毕,养生待强度达到100%设计强度时,方可进行普通预应力张拉。张拉采用应力、应变双控。

2.5.1张拉设备选择及标定

根据最大张拉力及钢绞线伸长值选定千斤顶型号。委托具有相应资质的检测单位对千斤顶与压力表配套校验,以确定张拉力与压力表读数之间的关系曲线。张拉前,根据千斤顶检定报告,编制张拉对照表,张拉设备的使用和保管由专人负责,要经常维护并定期标定。

2.5.2预应力钢绞线制作

下料时,将钢绞线盘卷在钢笼内,从盘卷中央逐步抽出。下料采用砂轮切割机。

2.5.3穿束

穿束前检查锚垫板和孔道,确保锚垫板位置正确,孔道内畅通,无水份和杂物。采用卷扬机整束穿束,束的前端装上穿束网套。穿束网套用细钢丝绳编织,网套上端通过挤压方式装上拉环,使用时将钢绞线穿入网中,前端用钢丝绳扎紧以防脱落。

2.5.4张拉与锚固

待同条件的混凝土试块强度达到90%以上时,方可张拉。需要把锚垫板与锚具接触处的毛刺、焊渣、残渣等清理干净,然后进行锚具以及张拉设备的安装。张拉时采用两端同时张拉,依据设计要求,按照顺序进行钢绞线张拉。

2.5.6压浆

水泥浆的压注应在张拉锚固后24小时内完成。

结语

综上所述,波形钢腹板组合桥梁是在以往的桥梁结构上创新而来的一种新的结构形式,其在桥梁结构中应用效果得到了广泛的认同。本工程位于曲阳至黄骅港高速公路曲阳至肃宁段上,通过对本工程的研究,以期为同类桥梁结构工程提供参考。

参考文献

[1]李宏江,叶见曙,万水,钱培舒,蒋正国.波形钢腹板预应力混凝土箱梁的试验研究[J].中国公路学报,2010,04(04):65—66.

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[4]吴泽玉,李广慧.波形钢腹板桥梁设计及等效跨度计算[J].公路与汽运,2011,10(15):68—69.

论文作者:盖希才,都兴龙,张超凡

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第16期

论文发表时间:2018/10/24

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