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关键词:桥梁；施工技术；探讨
1 工程实例
某大桥主跨为46+80+46m,分12个块段施工,其中0#块采取在墩上搭设托架施工。1#～10#块段采取挂蓝悬浇施工。悬浇块段长分30m、35m和40m三种。其中悬浇最重块段重90．51t。计算行车速度80km/h,整体路基宽度为24．5m,分离式路基宽度为12．5m,双向四车道。设计荷载:汽车-超20级,挂车-120级。
图1主桥立面图
2 上部结构施工
2．10#梁段施工
2．1．1 0#梁段支架
0#梁段在支架上进行现浇施工,支架采用型钢加工,利用塔吊吊装。
2．1．2 0#段模板及安装
0#段模板由整体大模板和异形模板组成。侧模板在地面组装,与侧模架按照梁体的结构尺寸联成一个整体。外侧模架用12#槽鋼组焊,板缝严实,板面平整,内槽采用组合模板和异形模板相结合的形式。梁底模板采用定型模板。在墩上现场安装。
模板与模架在地面分段组装,分三段整休拼装模板和模架,利用吊车对称吊装,精确侧量定位后进行锁定,顺序吊装。对侧模板顶部利用型钢进行刚性连接,在上部形成施工平台,悬吊内模模架和模板。
2．1．3 0#钢筋系统
绑扎钢筋时,搭设脚手架,支撑竖向预应力筋和非顶应力筋,然后严格按照图纸顺序绑扎钢筋。纵向预应力管道用网片进行固定,定位网片安装与钢筋绑扎按顺序进行。
2．1．40#混凝土施工
0#梁段混凝土施工的特点是:位置高、污工量大,顶应力筋布置复杂、普通钢筋密集;质量要求高,施工难度大。
(1)混凝土的拌制和运输:采用自动计量拌和站拌制,混凝土运输车运输。
(2)砼灌注:采用混凝土输送泵泵送灌注。在腹板、顶板和隔板位置开洞,安放串筒,保证混凝土直达灌注部位;
(3)捣固作业:纵向波纹管待砼灌注到位后进行安装,钢筋进行局部移动位置,预留进入孔,待砼灌注到位后进行焊接。采用插入式混凝土振动器振捣,确保混凝土密实。
2．2挂蓝的安装及预压测试
对于本工程大桥主跨连续箱梁施工用挂蓝,采用从挪威引进的建桥者!挂蓝技术加工制作的NRS250型挂蓝。
挂蓝在已经完成的0#块梁段顶上进行安装就位。挂蓝各构件运至现场后,用起重吊机吊到梁顶,由起重吊机配合人工进行挂蓝拼装。挂蓝拼装必须在梁顶放好样,各构件严格按照设计图纸进行拼装。先拼装上挂,然后再拼装下挂,拼装完成后要由验收小组对整套挂蓝系统进行检查验收。确认拼装符合要求后,方能交付使用。
挂蓝在梁顶拼装完成后要进行试运行操作及预压测试。测试的目的是:(1)验证设计参数和承载能力;(2)实测挂蓝在各级荷载作用下的变形量,获得挂蓝上立模标高修正控制数据;(3)消除挂蓝的非弹性变形。
预压加载的方式采用内外加载法相结合。
前横梁采用外力加载,即采用钢铰线作为施力索,下端锚固于承台的钢围堰上,上端锚固于挂蓝底蓝的前横梁上,并在前横梁设施力千斤顶。后横梁采用内力加载,即在挂蓝底部的蓝后横梁与1#块梁段底板间设施力千斤顶。预压加载通过千斤顶液压油泵的压力表控制加载重量。加载逐级进行,最大加载荷载为最重施工块段的1．2倍。加载过程中记录好各级荷载作用下挂蓝的变形曲线。计算出挂蓝的弹性变形,以获得挂蓝施工各块段时立模标高修正控制数据,控制好箱梁悬浇的扰度。
2．3挂蓝悬浇施工
挂蓝经过预压测试,并取得相关控制参数后,可开始进行箱梁的悬浇施工,主要施工顺序为:
挂蓝就位、固定→提升底蓝,调整底模至施工控制标高→绑扎箱梁底板、腹板钢筋,安装定位预应力束管道及竖向预应力筋,安装施工用预留孔道及预埋件→内模就位→绑扎箱梁顶板、翼板钢筋,安装定位顶板预应力束管道和横向预应力束及锚垫板。安装施工用预留孔道及预埋件→浇注箱梁混凝土→混凝土养生→张拉预应力束→压浆→挂蓝卸挂、脱模。
在挂蓝悬浇施工中应该注意的问题有:
2．3．1钢筋的绑扎及预应力管道的安装
悬浇箱梁的普通钢筋及预应力管道除须满足一般施工工艺的要求外,要特别注意:(1)预应力管道要严格按设计的要求布置,当与普通钢筋发生矛盾时,优先保证预应力管道的位置正确。(2)对预应力用的定位筋固定牢固,确保其保护层的厚度。(3)纵向管道的接头多,接头处理必须仔细,并要采取措施防止孔管堵塞。(4)由于纵向管道较长,一般要在管道中间增设若干个压浆三通,以便压浆时,可作为排气孔或压浆孔,保证孔道压浆密实。
2．3．2混凝土浇注
悬浇箱梁的混凝土标号一般都较高,必须认真做好混凝土的配合比设计,混凝土由陆上混凝土拌和场集中拌制生产,混凝土搅拌运输车运输,混凝土输送泵泵送到位浇注。悬浇时,两端必须对称浇筑,重量偏差不超过设计规定的要求,浇注从前端开始逐步向后端,最后与已浇梁端连接。浇注顺序是先底板后腹板,最后顶板。混凝土的振捣以插入式振捣器为主,辅以平板振捣器拖平,同时在混凝土浇注的过程中,严格控制各梁段的端面尺寸。梁高、梁宽误差满足施工规范,要求细部尺寸误差不大于该部尺寸的1%,各个‘T’悬臂施工阶段,挂蓝移动和拆除阶段,保持平衡。为防止混凝土裂缝和棱角碰损,箱梁混凝土强度达到20MPa后拆除非承重侧模板,混凝土强度达到标准强度的85%后张拉预应力钢束,张拉完成后拆除其余模板和支架。混凝土成型后,要适时覆盖,洒水养生。
2．3．3混凝土凿毛
当混凝土达到一定强度后,拆除封端模板,进行端头混凝土凿毛。以确保下一节段混凝土与上一节段混凝土牢固结合,凿毛宜采用人工清凿,以避免损伤内部混凝土。
2．3．4压浆
预应力管道压浆采用真空压浆工艺,预应力管道要压浆密实,压浆标号与梁体同标号。
3 合龙施工控制
3．1合龙原则
合龙前,共轭悬臂端面之间的相对位置(间距、高差和转角)主要是受体系温度场和太阳日照、暴雨降温等均匀温度场的影响,其次是受合龙段自重、混凝土收缩徐变、预加力和施工荷载以及风力、基础变位等的影响。要求合龙时必须遵循低温灌注混凝土、2个共轭的悬臂端又拉又撑的两大原则。也就是在灌注合龙段混凝土之前采用临时锁定措施将2个共轭的悬臂端强制性临时连接合龙,尽可能保护其相对固定,以防止合龙段混凝土在灌注及早期硬化过程中发生明显的体积变化。而选择在1天之中气温较低时(如夜间零点左右)灌注混凝土,以保证气温上升时合龙段新浇注的混凝土在受压状态下达到终凝。在气温再次下降时合龙段的混凝土已经具有一定的强度。合龙段合龙时必须满足设计要求,轴线偏差<1cm,两端高差<2cm。合龙前对节段的标高及轴线进行联测,并连续观测气温变化及梁体相对标高的变化和轴线偏移量。观测合龙段在温度的影响下的梁体长度变化。连续观测时间不少于48h,观测间隔一般可3h观测一次。并将所观测的数据绘成变形曲线。
3．2边跨现浇段施工
边跨现浇段长度为4．84m,现浇段箱梁施工方案,采用采用碗扣式钢管落地支架,横桥向设工字钢,纵桥向设方木,在其上安装模板、钢筋,采取一次浇注完成。
支架搭设好后,要按施工荷载进行预压,以确保施工安全和消除非弹性变形,并按实测的变形量进行施工控制。预压采用砂袋加载方法进行。
3．3边跨合龙段施工
3．3．1合龙温度的选定
根据设计要求施工合龙最高温度为250C,最低温度为150C,最佳合龙温度为200C。为选定适宜的合龙温度时期,根据该地区宜选择在10月至次年5月间,采取自然降温合龙。在一段较长时间内气温变化幅度不大,对混凝土的应力是有利的。
3．3．2合龙工序
搭设边跨合龙段的临时支架→安装底模→安装合龙段劲性骨架、钢筋和波纹管→安装侧模、内模→浇筑合龙段混凝土→预应力束张拉→拆除支架、挂篮和主墩临时固结。
3．4中跨合龙段施工
3．4．1合龙温度的确定
中跨合龙温度宜选择在温差较小的阴天进行,并且选择当天温度较低的时刻。合龙温度按设计要求选择在250C～150C之间。
3．5合龙段施工注意事项
(1)选取在较低气温下浇筑合龙段混凝土,使合龙段混凝土与梁体连接良好,避免出现收缩开裂;
(2)箱梁合龙段混凝土施工前,在合龙段两端设置配重,配重重量与合龙段混凝土自重相等。在浇筑合龙段混凝土时,逐步卸除配重,使合龙段两端不产生相对变位;
(3)在箱梁悬臂施工和现浇混凝土施工时,采取措施控制箱梁施工标高,使箱梁合龙高度控制在设计允许范围内;
(4)边跨现浇段边缘底板预应力束张拉时要保证现浇段箱梁和支架水平纵向自由变形;
(5)合龙钢束张拉时,要按先长束,后短束顺序张拉;
(6)对合龙段混凝土要加强养护,避免出现混凝土收缩开裂。
1 工程实例
某大桥主跨为46+80+46m,分12个块段施工,其中0#块采取在墩上搭设托架施工。1#～10#块段采取挂蓝悬浇施工。悬浇块段长分30m、35m和40m三种。其中悬浇最重块段重90．51t。计算行车速度80km/h,整体路基宽度为24．5m,分离式路基宽度为12．5m,双向四车道。设计荷载:汽车-超20级,挂车-120级。
图1主桥立面图
2 上部结构施工
2．10#梁段施工
2．1．1 0#梁段支架
0#梁段在支架上进行现浇施工,支架采用型钢加工,利用塔吊吊装。
2．1．2 0#段模板及安装
0#段模板由整体大模板和异形模板组成。侧模板在地面组装,与侧模架按照梁体的结构尺寸联成一个整体。外侧模架用12#槽鋼组焊,板缝严实,板面平整,内槽采用组合模板和异形模板相结合的形式。梁底模板采用定型模板。在墩上现场安装。
模板与模架在地面分段组装,分三段整休拼装模板和模架,利用吊车对称吊装,精确侧量定位后进行锁定,顺序吊装。对侧模板顶部利用型钢进行刚性连接,在上部形成施工平台,悬吊内模模架和模板。
2．1．3 0#钢筋系统
绑扎钢筋时,搭设脚手架,支撑竖向预应力筋和非顶应力筋,然后严格按照图纸顺序绑扎钢筋。纵向预应力管道用网片进行固定,定位网片安装与钢筋绑扎按顺序进行。
2．1．40#混凝土施工
0#梁段混凝土施工的特点是:位置高、污工量大,顶应力筋布置复杂、普通钢筋密集;质量要求高,施工难度大。
(1)混凝土的拌制和运输:采用自动计量拌和站拌制,混凝土运输车运输。
(2)砼灌注:采用混凝土输送泵泵送灌注。在腹板、顶板和隔板位置开洞,安放串筒,保证混凝土直达灌注部位;
(3)捣固作业:纵向波纹管待砼灌注到位后进行安装,钢筋进行局部移动位置,预留进入孔,待砼灌注到位后进行焊接。采用插入式混凝土振动器振捣,确保混凝土密实。
2．2挂蓝的安装及预压测试
对于本工程大桥主跨连续箱梁施工用挂蓝,采用从挪威引进的建桥者!挂蓝技术加工制作的NRS250型挂蓝。
挂蓝在已经完成的0#块梁段顶上进行安装就位。挂蓝各构件运至现场后,用起重吊机吊到梁顶,由起重吊机配合人工进行挂蓝拼装。挂蓝拼装必须在梁顶放好样,各构件严格按照设计图纸进行拼装。先拼装上挂,然后再拼装下挂,拼装完成后要由验收小组对整套挂蓝系统进行检查验收。确认拼装符合要求后,方能交付使用。
挂蓝在梁顶拼装完成后要进行试运行操作及预压测试。测试的目的是:(1)验证设计参数和承载能力;(2)实测挂蓝在各级荷载作用下的变形量,获得挂蓝上立模标高修正控制数据;(3)消除挂蓝的非弹性变形。
预压加载的方式采用内外加载法相结合。
前横梁采用外力加载,即采用钢铰线作为施力索,下端锚固于承台的钢围堰上,上端锚固于挂蓝底蓝的前横梁上,并在前横梁设施力千斤顶。后横梁采用内力加载,即在挂蓝底部的蓝后横梁与1#块梁段底板间设施力千斤顶。预压加载通过千斤顶液压油泵的压力表控制加载重量。加载逐级进行,最大加载荷载为最重施工块段的1．2倍。加载过程中记录好各级荷载作用下挂蓝的变形曲线。计算出挂蓝的弹性变形,以获得挂蓝施工各块段时立模标高修正控制数据,控制好箱梁悬浇的扰度。
2．3挂蓝悬浇施工
挂蓝经过预压测试,并取得相关控制参数后,可开始进行箱梁的悬浇施工,主要施工顺序为:
挂蓝就位、固定→提升底蓝,调整底模至施工控制标高→绑扎箱梁底板、腹板钢筋,安装定位预应力束管道及竖向预应力筋,安装施工用预留孔道及预埋件→内模就位→绑扎箱梁顶板、翼板钢筋,安装定位顶板预应力束管道和横向预应力束及锚垫板。安装施工用预留孔道及预埋件→浇注箱梁混凝土→混凝土养生→张拉预应力束→压浆→挂蓝卸挂、脱模。
在挂蓝悬浇施工中应该注意的问题有:
2．3．1钢筋的绑扎及预应力管道的安装
悬浇箱梁的普通钢筋及预应力管道除须满足一般施工工艺的要求外,要特别注意:(1)预应力管道要严格按设计的要求布置,当与普通钢筋发生矛盾时,优先保证预应力管道的位置正确。(2)对预应力用的定位筋固定牢固,确保其保护层的厚度。(3)纵向管道的接头多,接头处理必须仔细,并要采取措施防止孔管堵塞。(4)由于纵向管道较长,一般要在管道中间增设若干个压浆三通,以便压浆时,可作为排气孔或压浆孔,保证孔道压浆密实。
2．3．2混凝土浇注
悬浇箱梁的混凝土标号一般都较高,必须认真做好混凝土的配合比设计,混凝土由陆上混凝土拌和场集中拌制生产,混凝土搅拌运输车运输,混凝土输送泵泵送到位浇注。悬浇时,两端必须对称浇筑,重量偏差不超过设计规定的要求,浇注从前端开始逐步向后端,最后与已浇梁端连接。浇注顺序是先底板后腹板,最后顶板。混凝土的振捣以插入式振捣器为主,辅以平板振捣器拖平,同时在混凝土浇注的过程中,严格控制各梁段的端面尺寸。梁高、梁宽误差满足施工规范,要求细部尺寸误差不大于该部尺寸的1%,各个‘T’悬臂施工阶段,挂蓝移动和拆除阶段,保持平衡。为防止混凝土裂缝和棱角碰损,箱梁混凝土强度达到20MPa后拆除非承重侧模板,混凝土强度达到标准强度的85%后张拉预应力钢束,张拉完成后拆除其余模板和支架。混凝土成型后,要适时覆盖,洒水养生。
2．3．3混凝土凿毛
当混凝土达到一定强度后,拆除封端模板,进行端头混凝土凿毛。以确保下一节段混凝土与上一节段混凝土牢固结合,凿毛宜采用人工清凿,以避免损伤内部混凝土。
2．3．4压浆
预应力管道压浆采用真空压浆工艺,预应力管道要压浆密实,压浆标号与梁体同标号。
3 合龙施工控制
3．1合龙原则
合龙前,共轭悬臂端面之间的相对位置(间距、高差和转角)主要是受体系温度场和太阳日照、暴雨降温等均匀温度场的影响,其次是受合龙段自重、混凝土收缩徐变、预加力和施工荷载以及风力、基础变位等的影响。要求合龙时必须遵循低温灌注混凝土、2个共轭的悬臂端又拉又撑的两大原则。也就是在灌注合龙段混凝土之前采用临时锁定措施将2个共轭的悬臂端强制性临时连接合龙,尽可能保护其相对固定,以防止合龙段混凝土在灌注及早期硬化过程中发生明显的体积变化。而选择在1天之中气温较低时(如夜间零点左右)灌注混凝土,以保证气温上升时合龙段新浇注的混凝土在受压状态下达到终凝。在气温再次下降时合龙段的混凝土已经具有一定的强度。合龙段合龙时必须满足设计要求,轴线偏差<1cm,两端高差<2cm。合龙前对节段的标高及轴线进行联测,并连续观测气温变化及梁体相对标高的变化和轴线偏移量。观测合龙段在温度的影响下的梁体长度变化。连续观测时间不少于48h,观测间隔一般可3h观测一次。并将所观测的数据绘成变形曲线。
3．2边跨现浇段施工
边跨现浇段长度为4．84m,现浇段箱梁施工方案,采用采用碗扣式钢管落地支架,横桥向设工字钢,纵桥向设方木,在其上安装模板、钢筋,采取一次浇注完成。
支架搭设好后,要按施工荷载进行预压,以确保施工安全和消除非弹性变形,并按实测的变形量进行施工控制。预压采用砂袋加载方法进行。
3．3边跨合龙段施工
3．3．1合龙温度的选定
根据设计要求施工合龙最高温度为250C,最低温度为150C,最佳合龙温度为200C。为选定适宜的合龙温度时期,根据该地区宜选择在10月至次年5月间,采取自然降温合龙。在一段较长时间内气温变化幅度不大,对混凝土的应力是有利的。
3．3．2合龙工序
搭设边跨合龙段的临时支架→安装底模→安装合龙段劲性骨架、钢筋和波纹管→安装侧模、内模→浇筑合龙段混凝土→预应力束张拉→拆除支架、挂篮和主墩临时固结。
3．4中跨合龙段施工
3．4．1合龙温度的确定
中跨合龙温度宜选择在温差较小的阴天进行,并且选择当天温度较低的时刻。合龙温度按设计要求选择在250C～150C之间。
3．5合龙段施工注意事项
(1)选取在较低气温下浇筑合龙段混凝土,使合龙段混凝土与梁体连接良好,避免出现收缩开裂;
(2)箱梁合龙段混凝土施工前,在合龙段两端设置配重,配重重量与合龙段混凝土自重相等。在浇筑合龙段混凝土时,逐步卸除配重,使合龙段两端不产生相对变位;
(3)在箱梁悬臂施工和现浇混凝土施工时,采取措施控制箱梁施工标高,使箱梁合龙高度控制在设计允许范围内;
(4)边跨现浇段边缘底板预应力束张拉时要保证现浇段箱梁和支架水平纵向自由变形;
(5)合龙钢束张拉时,要按先长束,后短束顺序张拉;
(6)对合龙段混凝土要加强养护,避免出现混凝土收缩开裂。