浅谈大跨度预应力桥梁施工技术及控制论文_罗宇辉

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摘要:预应力技术因其在减轻桥梁工程自重和提升桥梁结构强度上有极明显的效果而被广泛应用于桥梁建筑工程方面。同时,大跨度预应力桥梁自身施工技术要求十分复杂,在进行桥梁工程预应力施工中,必须进行准确的施工控制来确保这项复杂技术的工程质量,才能更好的保证桥梁施工的质量和施工安全。文章结合实例,对大跨度预应力桥梁施工技术及控制进行分析探讨。

关键词:预应力;桥梁;混凝土;施工控制

1.工程概况

某大桥主桥(第二联)为三孔V型墩预应力混凝土连续刚构桥,其跨径布置为50m+80m+50m=180m,上部结构采用变截面预应力混凝土连续箱梁,中间采用V型墩墩梁固结,边墩为柱式墩加盖梁,边墩墩顶采用盆式支座支撑,桥宽24m。主梁采用单箱双室截面变高箱梁,箱梁V墩斜腿顶部梁高3.5m,V墩顶部箱梁跨中梁高2.5m,主跨跨中梁高2.0m,梁高沿跨径方向按二次抛物线变化。顶板宽24m,底板宽16m,悬臂长度4m。桥梁跨度较大,对变形要求较高,对裂缝的控制较为严格,主梁采用全预应力构件形式。

2.挂篮施工技术

主桥连续刚构箱梁采用挂篮悬臂浇筑法施工,各单“T”箱梁除墩顶块件(0号块)外,分为7对梁段,即5×4m+2×4.5m进行对称悬臂浇筑,中孔合拢段长2m,边孔现浇段长8.94m。挂篮自重按950KN考虑,中孔合拢段吊架重量控制在250KN。图1即为梁体分段示意图。

图1 梁体分段示意图

主梁合拢顺序为先边跨合拢,再中跨合拢。边孔现浇梁段利用现有的技术采用满堂支架施工,边孔及中孔合拢段采用挂篮施工不能够有效的保证施工质量,故在此处采用吊架施工方式进行施工,此方式能够有效的保证工程质量。合拢段施工采用预埋劲性骨架支承,两端悬臂采取压重措施,在浇筑混凝土的同时同步卸除压重重量,待混凝土实际立方强度达到85%设计强度时张拉合拢段钢束,完成合拢形成连续刚构体系。

主桥下部基础施工采用水上临时施工平台结合钢护筒施工桩基础,套箱围堰施工承台;0号块件及V型墩(V形墩三角形区域,即0号块)利用承台和临时施工平台现场支架现浇施工。

2.1 挂篮相关技术指标

本工程中最大的设计梁重163.5t,设计挂篮重量为95t,依据技术指标,最大变形控制在20mm 之内。在设计施工的过程中,自锚固的安全系数应大于2.0。根据工程的具体情况,选择合适的挂篮承重主桁,本工程采用的是轻型三角结构的结构形式。挂篮的主要材料为Q235钢材以及贝雷梁等。在挂篮前移的过程中,利用箱梁的竖向预应力来平衡因为倾覆而导致的力矩,挂篮中部取消平衡重需要在顶板内预留的锚固孔中锚固相应的加强主桁。挂篮系统采用L32精轧螺纹钢为其吊升系统用钢,目的为了使得锚固使用方便,减少相关工作时间。40Cr与L32 精轧螺纹钢在后锚杆中采用,本次工程中使用的模板有多种,即整体模板、组合钢模板、木模板。

2.2 挂篮系统

挂篮施工是由一系列相关系统组合施工而完成的作业,其中包括主承重系统、底模系统、吊挂系统、内外模板系统、锚固系统、行走等系统。

2.3 挂篮拼装、预压

目前挂篮系统都是在工地上进行拼装,在工地上拼装前,应进行相关的拼装试验,对于有问题的,应及时修正。在挂篮安装时,应按照正确的施工顺序进行,安装完成后再进行抽检,再次确保拼装挂篮的质量。

在完成挂篮系统的拼装后,就对构件的结合情况及构件的尺寸是否满足要求进行检验,需要进行预压,并考虑挂篮受力变形情况,也为施工创造合适的条件,挂篮预压后再吊装。

2.4 挂篮的行走

挂篮行走是进行挂篮施工中重要的一步,在完成前一梁体节段浇注以及预应力张拉以后,需要进行挂篮的行走前移。具体步骤:行走前准备工作→主桁架前移→底篮前移。

3.悬臂现浇混凝土

悬臂现浇混凝土是由:挂篮及模板前移、安装钢筋及预应力管道、安装模板、浇注混凝土等内容组成。

3.1 挂篮及模板前移

在本工程中,挂篮的移动方式是挂篮桁架、底模、侧模同步进行,在挂篮及模板前移的过程中,为了使挂篮顺利前移,以及确保移动过程中不出现过大的变形,根据相关规定,应对轨道进行必要的处理,通常是在轨道上涂抹黄油,来增加轨道的润滑性。由于轨道的移动是为挂篮移动做准备,因此一定要先将轨道锚固,再进行挂篮锚固,在此过程中,若出现挂篮的抗倾覆能力不足,将会对工程安全事故有直接的影响,因此需要在每侧进行锚固。锚固侧模以后,应在后锚梁上面安装相应数量的手拉葫芦,通过手拉葫芦牵动桁架移动。

3.2 钢筋及预应力管道的安装

钢筋及预应力管道的安装是施工过程中最重要的环节,其安装质量的优劣对结构最终的稳定性有着直接的影响。钢筋连接时严禁使用焊接,通过螺栓连接是最好的方法,可以有效地确保模板的完整。预应力管道安装,一定要准确定位管道的位置,所以应在安装时使用定位钢筋来实施预应力管道安装,定位筋的间距一定要符合要求。在曲线等部分应进行定位筋的加密。在本工程中,混凝土保护层厚度应大于30mm,控制厚度采用同等级标号的混凝土垫块,垫块的质量将直接影响到保护层的质量,应对垫块质量进行严格控制。在绑扎钢筋阶段,要严格控制绑扎钢丝,防止其深入保护层中,此措施能有效防止钢筋腐蚀。此外,应力集中的问题是安装钢筋及预应力管道中比较难控制的,例如预留孔的位置很容易产生因应力集中而导致的裂缝,因此应在该处放置环状钢筋,来保证构件的工程质量。

3.3 安装模板

安装模板是指模板的移动安装,其主要内容是指:调整模板的标高及模板的平面位置。安装模板的步骤有:底、腹板钢筋绑扎,绑扎顶板钢筋,安装端模,安装内模板。因为混凝土的自重较大,若侧模的抗压能力较弱,很可能导致进行混凝土浇注的时候,模板变形影响工程质量,因此需要采取相应的增强侧模抗压能力的措施,例如设置相应的拉杆。本工程采用准16拉杆,横竖间距都为800mm。

3.4 浇注混凝土

挂篮施工的最后步骤是混凝土浇注,本工程的桥梁采用C50 泵送混凝土,对混凝土的塌落度进行了严格的控制。并且根据试验选择适当的添加剂,最终得到符合要求的早强缓凝型混凝土。混凝土由搅拌站供应,混凝土浇注的顺序依次是底板、腹板、顶板。

4.主跨连续梁施工质量控制

4.1 挂篮行走就位控制

挂篮行走就位控制是挂篮施工质量控制中的重要环节,通常控制方法是在箱梁的顶面设置相应的辅线,用经纬仪或者全站仪严格控制轨道轴线。在完成挂篮的安装后,应对标高进行复核,确保篮底标高误差控制在5mm 之内。

4.2 箱梁节段的控制

箱梁节段的控制主要是进行箱梁节段的长度控制,在箱梁基础上设置控制点进行控制,用全站仪和钢尺量距两种方法进行距离的测量,误差控制在5mm 之内。

4.3 箱梁线性控制

箱梁线形控制是箱梁结构耐久性指标中的重要内容。主要包括挠度控制、中线控制、断面尺寸控制。由于需要控制较多的内容,内外业工作都相对复杂,所以应通过专业人员来完成此项工作,在分析数据之后,再调整需要控制的数据,以此来保证梁体的线型。

5.结语

桥梁施工控制是现代桥梁施工建设的必然趋势,是一项协调性、时间性、技术性要求都很强的工作,其贯穿于整个施工过程。为了确保桥梁建设安全与质量,应该认真总结施工中遇到的问题,不断为预应力混凝土连续梁桥的施工技术及控制措施进行完善,保障桥梁质量和建设过程中的人员安全,并且能够在后期桥梁保养过程中省下精力财力。

参考文献

[1]明山.大跨度连续梁桥悬臂施工线形控制实施方案.工程与建设,2011(4).

[2]曹士龙.桥梁施工质量控制对策探析[J].中国科技博览,2011,(3).

[3]葛珍海.预应力桥梁施工预应力控制措施分析[J].城市建筑,2013(11).

论文作者:罗宇辉

论文发表刊物:《基层建设》2016年27期

论文发表时间:2017/1/3

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