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摘要:本特大桥计划采用悬臂浇筑施工法进行自架设施工,该施工方法的关键是对挠度的计算与控制以及参数的选取。本文对挂篮的控制、主梁变形的测量与控制、预应力系统的控制、混凝土悬臂浇筑的监理控制、合龙、体系转换监理要点、支架、边跨现浇段的控制。
中圖分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
一 桥梁的基本情况
特大桥桥梁为高速公路上双幅三跨三向预应力连续箱梁,全长2232.78m,单箱单室结构,其主跨为:70m+120m+70m,其中边跨有9m的现浇段;主墩悬浇分为18个节段,其中0#为5m;5×2.5m;5×3m; 4×3.5m; 4×3.75m ;9m现浇分为3个节段,另有19#块长2m作为现浇接缝段;箱梁顶板宽13.5m,底板宽7m;梁高:在主墩处为6.5m,过渡段为2.6m,并按二次抛物线变化;顶面单幅设有2%的单向横坡的不等高腹板,砼为C50,最大节段重114吨;翼板悬臂长3.75m;主纵束为19孔、横向束为扁4孔的φ15.24高强低松驰钢铰线,竖向预应力为Φ25精轧螺纹钢。
二 施工中的主要控制点
(一)临时支座制安
悬浇是从0#块往两边对称浇注,施工荷载大体相当,在0#块上又采用了26根Φ32精轧螺纹钢作为临时固结将箱梁与墩身锚固在一起,防止施工中因两端意外失衡而发生倾覆。但为了更好的保证施工安全,还需在墩身上设置临时支座加以支撑。设计中是用硫磺砂浆作为临时支座,但按以往施工经验,硫磺砂浆不易调配,电阻丝通电后极易烧断,使硫磺无法溶解,有时甚至因受热不均导致硫磺发生爆炸, 给支座的拆除带来很大的麻烦,所以本桥改用竹胶板替代硫磺砂浆。
竹胶板出厂前已经过高压处理,其耐压性在广泛应用中得到了验证。为安全起见,在加工临时支座前还应对选用的竹胶板进行取样试验,以验证其可靠性。方法是随机截取2块150×150×12mm的竹胶板,叠加在一起对其施加1.2倍的设计硫磺砂浆抗压强度,量测其压缩值(本桥试验测得不足1mm),经计算压缩值在不影响施工安全的前提下方可使用。为便于今后拆除,临时支座宜做成1m左右宽,竹胶板安于临时支座的中部,上下采用砼块,接触面用塑料薄膜隔开。拆除时只需用火将竹胶板烧毁即可,因上下都有砼块将箱梁与墩身隔开,所以不必担心高温对桥体产生不利影响。
竹胶板较之硫磺砂浆,材料便宜,施工简单,大大降低了施工成本。
(二) 挂篮的施工控制
挠度会受到挂篮体系的变形的影响,在在悬臂浇筑混凝土的过程中要对这一影响有足够的重视。各连接杆件因松动等原因引起的几何变形和挂篮在重力作用下产生的弹性变形组成了挂篮体系的整体变形。其中弹性变形可以根据数学计算得出准确的数据,而杆件连接的几何变形的影响因素和不确定性因素较多,所以难以精确把握。挂篮预压试验和拧紧连接螺栓可以一定程度上控制挂篮体系的几何变形。悬臂浇筑过程中挂篮变形的预拱要以挂篮预压资料中记载的挂篮体系在加载和卸载过程中的变形为依据,施工中,挂篮定位后,要紧固挂篮并进行预压实验。此过程中,监理控制要点如下:
(1) 检查的挂篮设计。依据设计图纸,对挂篮基本构造, 各杆件设计材质、挂篮抗倾覆的安全系数以及在施工状态下对挂篮设计变形值进行检查。
(2) 检查挂篮的安全性。安装完挂篮之后,检查挂篮的各个连接部位,尤其是对支腿、主梁、吊带、立柱等关键的受力部位进行重点检测,谨记不可忽视对底板关键部位的检查。对于发现的不安全环节、焊缝不牢固等问题要责令施工单位尽快整改,确保无误后才能进行预压。
(3)监控和检查预压结果。监理工程师要对预压的过程进行监督,并详细记录好预压结果。
(三) 主梁变形的测量与控制
1 水平控制
控制好梁顶高程才能准确把握桥梁施工的变位。把基准点建在0号块顶来构建测点网。按照桥梁的结构,可以设9个高程测点,其中6个建在模板表面来控制立模高程,另外3个要等混凝土浇筑完成后,建在梁顶表面。这样可以全面检测各阶段梁体结构的变形情况,借此来调整模板的高程预抬高量,达到控制梁体高程的目的。各观测点的具体情况参见图1所示。 图1 箱梁高程控制测点布置
高程的施工控制在悬浇施工阶段包括测量高程,分析、整理数据和调整模板高程预抬高量。
2 断面尺寸的控制
为了满足设计和验收标准的要求,需要确保梁体结构和合龙的精确度,并且要控制好各节段梁体断面的尺寸。
5 监理控制要点
(1) 按照一定比例,平行观测中线控制点。
(2)控制断面尺寸的主要目的是保证模板安装的质量,现场监理要检查好每一节所对应的模板,等节段施工结束后,要对截面尺寸进行核对,然后修正截面的几何特征。
(3)最后观测连续梁的变形,按照规定核对施工单位的测量结果,对整个梁体进行平行观测。
(四)预应力系统的控制
悬臂浇筑要求悬臂梁截面和预应力束二者重心的距离要非常小,这就要求准确定位预应力的管道,从而控制好预应力张拉引起悬臂梁的挠度。如果预应力管道定位存在误差,会造成预应力张拉引起的梁体变位误差数的误差成倍增加,所以不允许预应力管道的定位有任何失误。悬臂节段施工中要在完成每个悬臂节段浇筑后,对预应力连续梁桥的预应力束进行张拉,依靠由张拉力引起的弹性压缩,来减少之前张拉的预应力束的预应力。梁体较长所以分节段较多,所以因弹性压缩而引起的预应力损失可以忽略不计。此时,预应力的施加显得尤为重要,要依据专线验标规定,从如下几个方面来进行控制:
(1)对施工单位预先上报的预应力施工方案进行审核。
(2)检查施工现场的材料,检查锚、夹具,钢绞线, 波纹管的性能试验报告和质量证明文件,通过试验来见证或平行检验锚、夹具, 钢绞线原材料的质量,记录验证结果。
(3)检查每阶段的预应力筋的位置,核查预应力筋的定位方法。
(4)对预应力施工机具进行检查,并要求按规定进行校验。
(五) 混凝土悬臂浇筑的监理控制要点
(1)在梁段浇筑之前的准备工作,主要是全面检查对挂篮、模板、预应力筋管道、钢筋、预埋件、混凝土材料、配合比、机械设备、混凝土接缝的处理情况。
(2)做好连续梁的悬臂浇筑工作,检查梁体的稳定性,检查施工单位为确保连续梁的稳定做了哪些工作,所采取的措施是否可靠。
(3)确保桥墩两翼的梁段在对称、平衡中展开施工。
(4)检测悬臂浇筑段前端底板和桥面的高程,高程的设置要按照挂篮前端的垂直变形及预拱度来进行
(5)浇筑的顺序要依照箱形截面混凝土的设计来进行,及时进行试块的抽检。
(6)先对梁段混凝土的强度、弹性进行模量试验,对试验的全过程进行旁站记录,达到要求后进行钢绞线张拉。
(7)控制梁段拆模的时间和拆掉时混凝土的强度。
(8)监督施工单位对成型混凝土的养护。
(9)禁止在冬季进行悬浇连续梁段混凝土施工。
(六)合龙、体系转换监理要点
(1)在测量连续箱梁顶面高程和轴线的同时,不间断地测试温度,查找因温度影响而产生的偏差值,检测合龙段梁体因温度影响而产生的长度变化。
(2)确保合龙施工在均衡对称中进行。根据对施工梁段的测量结果来决定要施加的调差的大小。
(3) 严格按设计规定进行连续梁合龙段长度的控制和体系转换,临时联结好两悬臂端的合龙口。联结过程中需要注意的是:调整好两悬臂端合龙施工的荷载,确保梁体内预应力钢绞线完成张拉;再次检查中跨和边跨悬臂的挠度、两端的高差;通过观测准确找出合龙前的温度变化与梁端高程及合龙段长度变化的关系。
结语:预应力混凝土连续箱梁是一种对施工精确度要求非常高的特大桥梁结构,此种施工方法的关键点和难点在于对对箱梁施工过程的控制,以确保箱梁的线形达到施工的要求,从而为箱梁的安全受力提供条件,所以必须要高度重视施工的准确性。本人结合在施工现场的实际情况,对影响连续梁线形各种因素进行了控制,总结了监理工作中需要抓住的关键和控制的方法。
参考文献:
[1] 史志臣. 205省道特大桥连续梁直线段托架施工技术.山西建筑,2012.
[2] 方慎维, 清江7号特大桥PC连续梁的施工.隧道建设,2011.
[3] 杨银辉, 沙河特大桥连续梁施工.石家庄铁道学院学报,1997.
中圖分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
一 桥梁的基本情况
特大桥桥梁为高速公路上双幅三跨三向预应力连续箱梁,全长2232.78m,单箱单室结构,其主跨为:70m+120m+70m,其中边跨有9m的现浇段;主墩悬浇分为18个节段,其中0#为5m;5×2.5m;5×3m; 4×3.5m; 4×3.75m ;9m现浇分为3个节段,另有19#块长2m作为现浇接缝段;箱梁顶板宽13.5m,底板宽7m;梁高:在主墩处为6.5m,过渡段为2.6m,并按二次抛物线变化;顶面单幅设有2%的单向横坡的不等高腹板,砼为C50,最大节段重114吨;翼板悬臂长3.75m;主纵束为19孔、横向束为扁4孔的φ15.24高强低松驰钢铰线,竖向预应力为Φ25精轧螺纹钢。
二 施工中的主要控制点
(一)临时支座制安
悬浇是从0#块往两边对称浇注,施工荷载大体相当,在0#块上又采用了26根Φ32精轧螺纹钢作为临时固结将箱梁与墩身锚固在一起,防止施工中因两端意外失衡而发生倾覆。但为了更好的保证施工安全,还需在墩身上设置临时支座加以支撑。设计中是用硫磺砂浆作为临时支座,但按以往施工经验,硫磺砂浆不易调配,电阻丝通电后极易烧断,使硫磺无法溶解,有时甚至因受热不均导致硫磺发生爆炸, 给支座的拆除带来很大的麻烦,所以本桥改用竹胶板替代硫磺砂浆。
竹胶板出厂前已经过高压处理,其耐压性在广泛应用中得到了验证。为安全起见,在加工临时支座前还应对选用的竹胶板进行取样试验,以验证其可靠性。方法是随机截取2块150×150×12mm的竹胶板,叠加在一起对其施加1.2倍的设计硫磺砂浆抗压强度,量测其压缩值(本桥试验测得不足1mm),经计算压缩值在不影响施工安全的前提下方可使用。为便于今后拆除,临时支座宜做成1m左右宽,竹胶板安于临时支座的中部,上下采用砼块,接触面用塑料薄膜隔开。拆除时只需用火将竹胶板烧毁即可,因上下都有砼块将箱梁与墩身隔开,所以不必担心高温对桥体产生不利影响。
竹胶板较之硫磺砂浆,材料便宜,施工简单,大大降低了施工成本。
(二) 挂篮的施工控制
挠度会受到挂篮体系的变形的影响,在在悬臂浇筑混凝土的过程中要对这一影响有足够的重视。各连接杆件因松动等原因引起的几何变形和挂篮在重力作用下产生的弹性变形组成了挂篮体系的整体变形。其中弹性变形可以根据数学计算得出准确的数据,而杆件连接的几何变形的影响因素和不确定性因素较多,所以难以精确把握。挂篮预压试验和拧紧连接螺栓可以一定程度上控制挂篮体系的几何变形。悬臂浇筑过程中挂篮变形的预拱要以挂篮预压资料中记载的挂篮体系在加载和卸载过程中的变形为依据,施工中,挂篮定位后,要紧固挂篮并进行预压实验。此过程中,监理控制要点如下:
(1) 检查的挂篮设计。依据设计图纸,对挂篮基本构造, 各杆件设计材质、挂篮抗倾覆的安全系数以及在施工状态下对挂篮设计变形值进行检查。
(2) 检查挂篮的安全性。安装完挂篮之后,检查挂篮的各个连接部位,尤其是对支腿、主梁、吊带、立柱等关键的受力部位进行重点检测,谨记不可忽视对底板关键部位的检查。对于发现的不安全环节、焊缝不牢固等问题要责令施工单位尽快整改,确保无误后才能进行预压。
(3)监控和检查预压结果。监理工程师要对预压的过程进行监督,并详细记录好预压结果。
(三) 主梁变形的测量与控制
1 水平控制
控制好梁顶高程才能准确把握桥梁施工的变位。把基准点建在0号块顶来构建测点网。按照桥梁的结构,可以设9个高程测点,其中6个建在模板表面来控制立模高程,另外3个要等混凝土浇筑完成后,建在梁顶表面。这样可以全面检测各阶段梁体结构的变形情况,借此来调整模板的高程预抬高量,达到控制梁体高程的目的。各观测点的具体情况参见图1所示。 图1 箱梁高程控制测点布置
高程的施工控制在悬浇施工阶段包括测量高程,分析、整理数据和调整模板高程预抬高量。
2 断面尺寸的控制
为了满足设计和验收标准的要求,需要确保梁体结构和合龙的精确度,并且要控制好各节段梁体断面的尺寸。
5 监理控制要点
(1) 按照一定比例,平行观测中线控制点。
(2)控制断面尺寸的主要目的是保证模板安装的质量,现场监理要检查好每一节所对应的模板,等节段施工结束后,要对截面尺寸进行核对,然后修正截面的几何特征。
(3)最后观测连续梁的变形,按照规定核对施工单位的测量结果,对整个梁体进行平行观测。
(四)预应力系统的控制
悬臂浇筑要求悬臂梁截面和预应力束二者重心的距离要非常小,这就要求准确定位预应力的管道,从而控制好预应力张拉引起悬臂梁的挠度。如果预应力管道定位存在误差,会造成预应力张拉引起的梁体变位误差数的误差成倍增加,所以不允许预应力管道的定位有任何失误。悬臂节段施工中要在完成每个悬臂节段浇筑后,对预应力连续梁桥的预应力束进行张拉,依靠由张拉力引起的弹性压缩,来减少之前张拉的预应力束的预应力。梁体较长所以分节段较多,所以因弹性压缩而引起的预应力损失可以忽略不计。此时,预应力的施加显得尤为重要,要依据专线验标规定,从如下几个方面来进行控制:
(1)对施工单位预先上报的预应力施工方案进行审核。
(2)检查施工现场的材料,检查锚、夹具,钢绞线, 波纹管的性能试验报告和质量证明文件,通过试验来见证或平行检验锚、夹具, 钢绞线原材料的质量,记录验证结果。
(3)检查每阶段的预应力筋的位置,核查预应力筋的定位方法。
(4)对预应力施工机具进行检查,并要求按规定进行校验。
(五) 混凝土悬臂浇筑的监理控制要点
(1)在梁段浇筑之前的准备工作,主要是全面检查对挂篮、模板、预应力筋管道、钢筋、预埋件、混凝土材料、配合比、机械设备、混凝土接缝的处理情况。
(2)做好连续梁的悬臂浇筑工作,检查梁体的稳定性,检查施工单位为确保连续梁的稳定做了哪些工作,所采取的措施是否可靠。
(3)确保桥墩两翼的梁段在对称、平衡中展开施工。
(4)检测悬臂浇筑段前端底板和桥面的高程,高程的设置要按照挂篮前端的垂直变形及预拱度来进行
(5)浇筑的顺序要依照箱形截面混凝土的设计来进行,及时进行试块的抽检。
(6)先对梁段混凝土的强度、弹性进行模量试验,对试验的全过程进行旁站记录,达到要求后进行钢绞线张拉。
(7)控制梁段拆模的时间和拆掉时混凝土的强度。
(8)监督施工单位对成型混凝土的养护。
(9)禁止在冬季进行悬浇连续梁段混凝土施工。
(六)合龙、体系转换监理要点
(1)在测量连续箱梁顶面高程和轴线的同时,不间断地测试温度,查找因温度影响而产生的偏差值,检测合龙段梁体因温度影响而产生的长度变化。
(2)确保合龙施工在均衡对称中进行。根据对施工梁段的测量结果来决定要施加的调差的大小。
(3) 严格按设计规定进行连续梁合龙段长度的控制和体系转换,临时联结好两悬臂端的合龙口。联结过程中需要注意的是:调整好两悬臂端合龙施工的荷载,确保梁体内预应力钢绞线完成张拉;再次检查中跨和边跨悬臂的挠度、两端的高差;通过观测准确找出合龙前的温度变化与梁端高程及合龙段长度变化的关系。
结语:预应力混凝土连续箱梁是一种对施工精确度要求非常高的特大桥梁结构,此种施工方法的关键点和难点在于对对箱梁施工过程的控制,以确保箱梁的线形达到施工的要求,从而为箱梁的安全受力提供条件,所以必须要高度重视施工的准确性。本人结合在施工现场的实际情况,对影响连续梁线形各种因素进行了控制,总结了监理工作中需要抓住的关键和控制的方法。
参考文献:
[1] 史志臣. 205省道特大桥连续梁直线段托架施工技术.山西建筑,2012.
[2] 方慎维, 清江7号特大桥PC连续梁的施工.隧道建设,2011.
[3] 杨银辉, 沙河特大桥连续梁施工.石家庄铁道学院学报,1997.