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摘要:结合崇明至启东长江公路通道工程(上海段)Ⅳ标堡镇港桥的施工实践,详细介
绍了先简支后连续桥梁施工工艺和关键技术;施工中通过几个关键技术环节的控制,取得了
良好的效果;可为今后类似工程的施工提供参考和借鉴。
关键词:桥梁先简支后连续体系转换临时支座施工技术
中图分类号:TU74文献标识码:A
引言:随着桥梁建设的飞速发展,国内近来出现了一种新型桥梁结构—先简支后连续桥
梁,它兼顾了简支桥梁和连续桥梁的优点,全国各省份特别是在高速公路桥梁设计中逐渐以
先简支后连续桥梁代替了原来单一的简支桥梁或连续桥梁。实际工程表明,先简支后连续桥
梁发挥了连续桥梁和简支桥梁两者的优点,克服了它们的缺点,因此对先简支后连续桥梁施
工技术的探讨有重要意义。
一、工程概述
崇明至启东长江公路通道工程(上海段)Ⅳ堡镇港桥总长850m,全桥共8联33跨,跨径
布置为2×(5×25)+(4×25)+(30+35+35)+3×(4×25)每一联最终形成连续梁结构。
上部结构采用先简支后连续小箱梁。下部结构采用双柱式预应力盖梁形式。基础根据情况分
别采用Φ60cmPHC管桩及Φ80cm钻孔灌注桩。
二、先简支后连续桥梁施工工艺
第1步:
1、预制箱梁,混凝土强度达到设计强度的90%后,开始张拉正弯矩钢束。
2、施工下部结构至盖梁。
3、设置临时支座并安装好永久支座,逐孔安装箱梁,使梁置于临时支座上成为简支状态,
及时连接桥面板、中隔梁及端横梁钢筋。
第2步:
连接连续接头钢筋,设置接头波纹管并穿钢绞线,浇筑连续接头及其两侧与顶板负弯距
束同长度范围内的湿接缝。
第3步:
混凝土强度达到设计强度的90%后,张拉顶板负弯矩预应力钢束,并压注水泥浆。
第4步:
湿接头张拉完成后,浇筑剩余部分湿接缝混凝土。拆除临时支座,使永久支座平稳受力,
完成体系转换。
三、先简支后连续桥梁施工关键技术
1、临时支座的选择
临时支座的设计既要有足够的强度承受简支体系下梁的自重及施工荷载,还必须方便拆
除。在体系转换之前,都是由临时支座受力,之后永久支座受力转换为连续结构。因此,临
时支座的选择就尤为重要。目前可供选择的临时支座设计通常有2种:硫磺砂浆支座和砂箱
支座。硫磺砂浆支座熬制过程复杂,造价高,加热熔化过程产生毒气,不建议采用。项目部
最终选用砂箱临时支座。
砂箱临时支座由承压块、钢包箍和炒干的砂粒组成,其特征在于:钢包箍下部有底板且
在侧面留有小孔以供体系转换之时掏砂用,且小孔外有挡板并用螺栓固定使其在工作状态时
沙子不会外流,置于钢包箍内的砂粒和承压块有相应高度,承压块与钢包箍块之间有相应缝
隙。桥梁体系转换时,拧开螺栓、卸掉擋板自小孔内往外掏砂,使承压块平稳卸落,从而完
成桥梁的体系转换。
为确保超薄砂箱的使用效果,我们做了预压试验。试验中砂箱的各个部分都保持完好。
没有发现焊缝开裂、剥落现象,砂箱顶底板未发生变形。竖向预压变形3mm,临时支座拆除
顺利。砂箱设计合理,满足使用要求。
2、预制箱梁安装
根据梁体重量采用120t架桥机进行箱梁吊装作业。在梁体上进行编号以保证吊装顺序。
要注意相邻两跨箱梁负弯矩预埋波纹管中心线对正,这将对后续负弯矩预应力张拉产生重要
影响。
3、连续接头施工
(1)对箱梁混凝土凿毛处理
湿接头部位新老混凝土结合处最易成为结构的薄弱环节,因此对湿接头部位周边的箱梁
接触面必须在预制厂内进行凿毛,在湿接头浇筑前进行湿润。
(2)铺设底模板
底模使用竹胶板。铺设底模时,在底板与方木之间加垫5cm厚的三角木契,一方面是
为了调整底板的标高,另一方面是为了在落架时将木楔敲掉,上面的底板靠自重作用下落,
拆卸底模。
湿接缝底板采用竹胶板制成,用M12的螺栓将底板悬吊在顶面方木上。拆模时松开螺栓,
底板就自然下落,拆装都十分方便。
(3)绑扎钢筋
钢筋应严格按图纸要求进行布置。所有交叉点均应绑扎,必要时,亦可用点焊焊牢。
以避免在浇筑砼时移位,不允许在浇筑混凝土以后再安设或插入钢筋。为保证保护层厚度,
应在钢筋与模板间设置垫块,垫块应与钢筋扎紧,且互相错开。
(4)连接波纹管并穿钢束
连接梁顶面负弯矩区预留波纹管,并按照图纸要求将钢绞线穿入管内,再用胶带将接头
包裹严密。
(5)支立侧板
连续接头侧模采用木模,模板表面保持光洁,无变形,接缝严密。各模板之间采用对拉
螺栓拉紧,防止浇筑混凝土时胀模。湿接缝直接使用梁体的翼板作为侧模,另在两端梁头搭
设两块封头板作为端模。
(6)浇筑连续接头及其两侧与顶板负弯距束同长度范围内的湿接缝
在日温度最低时浇筑连续接头及其两侧与顶板负弯距束同长度范围内的湿接缝。浇筑采用分
层浇筑,插入式振捣器振捣。为防止混凝土收缩引起现浇段与预制梁的开裂,混凝土中掺加
膨胀剂,采用C50微膨胀混凝土。
(7)张拉负弯距钢束并压浆
在连续接头混凝土达到设计强度的90%后,张拉顶板负弯距预应力钢束,并压注水泥
浆。张拉采用双控法,以钢绞线张拉时的控制应力为主,以张拉时的伸长值进行校核。实测
伸长值与理论伸长值的差值应控制在±6%以内,否则暂停张拉,查明原因并提出解决方案后
方可继续张拉。
张拉完毕后均须向孔道内进行压浆,以保证预应力钢材不锈蚀并与构件混凝土联成整
体。压浆采用的水泥浆,水泥浆的泌水率最大不超过3%,拌和后3小时泌水率控制在2%,
24小时泌水应完全被浆吸收。水灰比为0.35以下,并掺入适当膨胀剂,膨胀率控制在10%
以内,水泥浆稠度宜控制在14~18s之间。
(8)拆除临时支座,完成体系转换
拆除临时支座是体系转换的最后一步,也是最关键的一步。通过现浇湿接头,一联内箱
梁已经连成整体,成为连续体系,拆除临时支座后受力体系就将发生改变,因此,拆除临时
支座要保证同步拆除、同步卸载,避免结构发生局部应力集中,而产生裂纹。在理想状态下,
临时支座拆除后,主梁下落高度应仅为永久支座的压缩变形。实践表明,通过同步卸砂方法,
使各永久支座均匀受力,各片主梁平均下降2-5mm,减少了主梁内力发生变化的可能性。
四、施工注意事项
临时支座应有足够的强度和刚度,拆装方便等特点。当采用砂箱支座时,要充分考虑砂
箱承受箱梁自重和架桥机重量后的沉降量。可通过预压试验取得砂箱在受力以后的平均沉降
量,并以此指导现场安装临时支座,控制箱梁的安装标高。
由于该工程连续接头处临时砂箱为4个,桥梁有纵坡,因此4个临时支座的顶面高程在纵
桥向应进行调整。
五、结束语
先简支后连续体系转换施T技术是近年来发展起来的新技术。已成为连续梁桥施工的重
要方法之一。施工中通过对设计砂箱临时支座、预制箱梁安装就位、连续接头混凝土施工、
张拉顶板负弯矩预应力钢束及注浆、同步拆除临时支座等几个关键技术环节的控制。有效减
少了箱梁简支变连续过程中发生内力变化的可能性,取得了良好的效果。我们还要不断总结
经验,持续改进,使先简支后连续桥梁的施工技术得到广泛推广应用。
绍了先简支后连续桥梁施工工艺和关键技术;施工中通过几个关键技术环节的控制,取得了
良好的效果;可为今后类似工程的施工提供参考和借鉴。
关键词:桥梁先简支后连续体系转换临时支座施工技术
中图分类号:TU74文献标识码:A
引言:随着桥梁建设的飞速发展,国内近来出现了一种新型桥梁结构—先简支后连续桥
梁,它兼顾了简支桥梁和连续桥梁的优点,全国各省份特别是在高速公路桥梁设计中逐渐以
先简支后连续桥梁代替了原来单一的简支桥梁或连续桥梁。实际工程表明,先简支后连续桥
梁发挥了连续桥梁和简支桥梁两者的优点,克服了它们的缺点,因此对先简支后连续桥梁施
工技术的探讨有重要意义。
一、工程概述
崇明至启东长江公路通道工程(上海段)Ⅳ堡镇港桥总长850m,全桥共8联33跨,跨径
布置为2×(5×25)+(4×25)+(30+35+35)+3×(4×25)每一联最终形成连续梁结构。
上部结构采用先简支后连续小箱梁。下部结构采用双柱式预应力盖梁形式。基础根据情况分
别采用Φ60cmPHC管桩及Φ80cm钻孔灌注桩。
二、先简支后连续桥梁施工工艺
第1步:
1、预制箱梁,混凝土强度达到设计强度的90%后,开始张拉正弯矩钢束。
2、施工下部结构至盖梁。
3、设置临时支座并安装好永久支座,逐孔安装箱梁,使梁置于临时支座上成为简支状态,
及时连接桥面板、中隔梁及端横梁钢筋。
第2步:
连接连续接头钢筋,设置接头波纹管并穿钢绞线,浇筑连续接头及其两侧与顶板负弯距
束同长度范围内的湿接缝。
第3步:
混凝土强度达到设计强度的90%后,张拉顶板负弯矩预应力钢束,并压注水泥浆。
第4步:
湿接头张拉完成后,浇筑剩余部分湿接缝混凝土。拆除临时支座,使永久支座平稳受力,
完成体系转换。
三、先简支后连续桥梁施工关键技术
1、临时支座的选择
临时支座的设计既要有足够的强度承受简支体系下梁的自重及施工荷载,还必须方便拆
除。在体系转换之前,都是由临时支座受力,之后永久支座受力转换为连续结构。因此,临
时支座的选择就尤为重要。目前可供选择的临时支座设计通常有2种:硫磺砂浆支座和砂箱
支座。硫磺砂浆支座熬制过程复杂,造价高,加热熔化过程产生毒气,不建议采用。项目部
最终选用砂箱临时支座。
砂箱临时支座由承压块、钢包箍和炒干的砂粒组成,其特征在于:钢包箍下部有底板且
在侧面留有小孔以供体系转换之时掏砂用,且小孔外有挡板并用螺栓固定使其在工作状态时
沙子不会外流,置于钢包箍内的砂粒和承压块有相应高度,承压块与钢包箍块之间有相应缝
隙。桥梁体系转换时,拧开螺栓、卸掉擋板自小孔内往外掏砂,使承压块平稳卸落,从而完
成桥梁的体系转换。
为确保超薄砂箱的使用效果,我们做了预压试验。试验中砂箱的各个部分都保持完好。
没有发现焊缝开裂、剥落现象,砂箱顶底板未发生变形。竖向预压变形3mm,临时支座拆除
顺利。砂箱设计合理,满足使用要求。
2、预制箱梁安装
根据梁体重量采用120t架桥机进行箱梁吊装作业。在梁体上进行编号以保证吊装顺序。
要注意相邻两跨箱梁负弯矩预埋波纹管中心线对正,这将对后续负弯矩预应力张拉产生重要
影响。
3、连续接头施工
(1)对箱梁混凝土凿毛处理
湿接头部位新老混凝土结合处最易成为结构的薄弱环节,因此对湿接头部位周边的箱梁
接触面必须在预制厂内进行凿毛,在湿接头浇筑前进行湿润。
(2)铺设底模板
底模使用竹胶板。铺设底模时,在底板与方木之间加垫5cm厚的三角木契,一方面是
为了调整底板的标高,另一方面是为了在落架时将木楔敲掉,上面的底板靠自重作用下落,
拆卸底模。
湿接缝底板采用竹胶板制成,用M12的螺栓将底板悬吊在顶面方木上。拆模时松开螺栓,
底板就自然下落,拆装都十分方便。
(3)绑扎钢筋
钢筋应严格按图纸要求进行布置。所有交叉点均应绑扎,必要时,亦可用点焊焊牢。
以避免在浇筑砼时移位,不允许在浇筑混凝土以后再安设或插入钢筋。为保证保护层厚度,
应在钢筋与模板间设置垫块,垫块应与钢筋扎紧,且互相错开。
(4)连接波纹管并穿钢束
连接梁顶面负弯矩区预留波纹管,并按照图纸要求将钢绞线穿入管内,再用胶带将接头
包裹严密。
(5)支立侧板
连续接头侧模采用木模,模板表面保持光洁,无变形,接缝严密。各模板之间采用对拉
螺栓拉紧,防止浇筑混凝土时胀模。湿接缝直接使用梁体的翼板作为侧模,另在两端梁头搭
设两块封头板作为端模。
(6)浇筑连续接头及其两侧与顶板负弯距束同长度范围内的湿接缝
在日温度最低时浇筑连续接头及其两侧与顶板负弯距束同长度范围内的湿接缝。浇筑采用分
层浇筑,插入式振捣器振捣。为防止混凝土收缩引起现浇段与预制梁的开裂,混凝土中掺加
膨胀剂,采用C50微膨胀混凝土。
(7)张拉负弯距钢束并压浆
在连续接头混凝土达到设计强度的90%后,张拉顶板负弯距预应力钢束,并压注水泥
浆。张拉采用双控法,以钢绞线张拉时的控制应力为主,以张拉时的伸长值进行校核。实测
伸长值与理论伸长值的差值应控制在±6%以内,否则暂停张拉,查明原因并提出解决方案后
方可继续张拉。
张拉完毕后均须向孔道内进行压浆,以保证预应力钢材不锈蚀并与构件混凝土联成整
体。压浆采用的水泥浆,水泥浆的泌水率最大不超过3%,拌和后3小时泌水率控制在2%,
24小时泌水应完全被浆吸收。水灰比为0.35以下,并掺入适当膨胀剂,膨胀率控制在10%
以内,水泥浆稠度宜控制在14~18s之间。
(8)拆除临时支座,完成体系转换
拆除临时支座是体系转换的最后一步,也是最关键的一步。通过现浇湿接头,一联内箱
梁已经连成整体,成为连续体系,拆除临时支座后受力体系就将发生改变,因此,拆除临时
支座要保证同步拆除、同步卸载,避免结构发生局部应力集中,而产生裂纹。在理想状态下,
临时支座拆除后,主梁下落高度应仅为永久支座的压缩变形。实践表明,通过同步卸砂方法,
使各永久支座均匀受力,各片主梁平均下降2-5mm,减少了主梁内力发生变化的可能性。
四、施工注意事项
临时支座应有足够的强度和刚度,拆装方便等特点。当采用砂箱支座时,要充分考虑砂
箱承受箱梁自重和架桥机重量后的沉降量。可通过预压试验取得砂箱在受力以后的平均沉降
量,并以此指导现场安装临时支座,控制箱梁的安装标高。
由于该工程连续接头处临时砂箱为4个,桥梁有纵坡,因此4个临时支座的顶面高程在纵
桥向应进行调整。
五、结束语
先简支后连续体系转换施T技术是近年来发展起来的新技术。已成为连续梁桥施工的重
要方法之一。施工中通过对设计砂箱临时支座、预制箱梁安装就位、连续接头混凝土施工、
张拉顶板负弯矩预应力钢束及注浆、同步拆除临时支座等几个关键技术环节的控制。有效减
少了箱梁简支变连续过程中发生内力变化的可能性,取得了良好的效果。我们还要不断总结
经验,持续改进,使先简支后连续桥梁的施工技术得到广泛推广应用。