道路与桥梁
AO LU YU QIAO LIANG
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高速公路特大桥连续梁0号块施工技术
杨海伟
(中铁十六局集团路桥工程有限公司,北京
101500)
摘要:本文主要对赣深铁路跨汕湛高速公路特大桥的连续梁0号块施工技术展开研究分析,在分析其施工技术方面所存在的问题基础上,详细地阐述该工程在实际施工过程中的质量关键点并提出相应的改进措施,旨在为类似项目提供参考,从而在一定程度上推动我国高速公路特大桥连续梁领域的施工技术的发展。
关键词:连续梁;0号块施工;特大桥;高速公路中图分类号:U445.4
文献标识码:B
文章编号:1007-6344(2022)02-0221-03
1工程概况
本文以汕湛高速特大桥梁建设工程项目作为研究对象,该项
目内的桥梁中心里程为DK306+756.54,特大桥的总长度设计为8181.12m ,从设计图纸来看,100#-103#桥墩的上部结构采用的是
连续梁(64+108+64)m ,具体的里程为DK305+981.7~DK306+024.1。
2施工方案
施工单位在对该项目进行全面的分析以后,决定使用挂篮悬臂浇
筑施工方法,将连续梁施工细分为四个部分:0号(下文用“#”表示)块梁段、悬臂浇筑梁段、边跨支架现浇梁段、合龙段。当桥墩顶部的0#块梁段施工结束以后,将挂篮安装在0#块梁段上。基于施工层面来看,0#块梁段的核心功能是为挂篮提供良好的作业平台,同时为混凝土浇筑提供一个始发作业面,所以必须要保证0#块梁段的施工质量。0#块梁段使用的是支架现浇法展开作业,边跨部分的现浇梁段使用的是钢管柱支撑现浇法展开作业,合龙段则是使用合龙支架展开作业。其中需要特别说明的是,合龙的方向应该是先对边跨进行施工,
然后再对中跨进行施工。
桥墩顶部的0#块梁段应该与墩身进行连接,并采取临时加固措施,保证0#块梁段在施工期间能够与墩身形成临时性的刚性结构体,以保证自身拥有足够的稳定性,在浇筑混凝土的过程中不会发生倾覆现象。
30#块施工技术
0#块具体的施工流程为:安装支架预埋件→安装永久支座→安装
支架→对支架进行预压→安装底模、外模→绑扎底板部位的钢筋→对底板施加预应力→安装内模→绑扎顶板部位的钢筋→对顶板施工预应力→浇筑混凝土→混凝土养护→拆除模板→张拉预应力。3.1临时固结施工
在对连续梁进行悬臂浇筑时,永久性支座应该是处于非受力状态,在施工过程中应该对支座采取锚固措施,确保施工过程中支座的稳定性。
支座与梁底之间应该预埋螺纹钢(Φ32mm )作为临时支撑,将3根钢筋(Φ32mm )加工为一束,预埋在梁体与支墩中,预埋的深度应该控制为1m ,每个支墩中需要预埋20束。临时固结平面布置图如图1
所示。
图1临时固结平面布置图
3.2永久支座
主墩设计使用的是钢支座,在施工过程中施工管理人员必须要严格地控制钢支座的标高、水平以及中心线。
在预埋墩顶部位的螺栓时,必须要保证支座的中心线与主墩的中心线相互重合,确保四个螺栓预埋位置的合理性,促使
支座的中心线能够与主墩的中线相互重合。一般情况下,支座在水平方向上的允许偏差不得超出2mm 。3.30#块支架设计
针对于0#块梁段施工而言,施工单位选择使用的是钢管柱支撑现浇法展开作业。现浇支架的承重主要构件是钢管柱,钢管柱的布设应该是:沿着高速公路的纵向方向在距离桥墩2.7m 处设置单排3根钢管柱(Φ630mm×10mm )、在距离桥墩5.8m 处设置单排3根钢管柱(Φ630mm×10mm ),钢管柱使用角钢(100mm×8mm )进行加固。在对钢管柱进行加固时,应该沿着横向、斜向进行加固,钢管柱底部与承台部位的预埋件进行连接。承重部分的横梁应该使用I50a 工字钢进行加固,非承重部分的梁端则可以在梁底设置I22a 纵梁,然后沿着梁体的纵向方向设置内支撑,最后设置1.5cm 厚度的竹胶板。3.4支架的安装
梁段的支架直接使用吊车完成吊装,支架与承台部位的预埋件进行连接加固,当所有的支架全部连接完成以后,应该对支架的位置进
行调整,确保支架受力状况均匀,不会在施工过程中出现失稳现象。
支架安全必须要保证支架的标高满足设计要求,且保证支架连接件的牢固性,此外,施工人员还应该对支架的焊接质量进行检查,一旦发现质量缺陷立即进行整改,杜绝安全隐患存在。3.50#段模板的安装
(1)施工人员在安装底部模板时,应该对支架的变形量、施工过程
作者简介:杨海伟(1982.08-),男,汉族,山东德州,工程师,本科,研究方向:高速铁路建设。
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四川水泥ICHUAN SHUI NI
S2022年第2期
中的荷载、预应力收缩和龙架的自重等影响因素进行分析。当底部模板安装完成以后,应该对模板安装的质量进行检查,若检查的过程中发现质量缺陷应该立即进行整改。
(2)侧模使用的是钢模板,钢模板应该整体进行拼装。施工人员先沿着底模进行测量放线,然后沿着轮廓线将底模中多余部分切除掉;侧模使用吊车进行吊装,侧模与底模之间使用密封条作封堵处理。
(3)内模应该使用木模板与钢模板相结合的方式进行施工。
(4)端部采用钢模板,模板直接与钢筋骨架进行连接。需要注意的是该部分是整个结构中最为脆弱的部位,在浇筑混凝土时应该予以重视。
当所有模板均安装完成以后,应该对模板的尺寸进行复核,检查脱膜剂涂刷是否出现漏刷、连接件是否连接牢固、拉杆
的数量是否符合设计要求、模板拼接是否紧密等问题。在自检合格的情况下,报监理单位进行模板安装质量验收,在验收合格后才能够浇筑混凝土。3.6支架预压
3.6.1加卸载方法
此次预压采用的是三级预压作业方式,严格地按照施工总荷载的60%、100%、120%的标准施加荷载,施加荷载的顺序应该是沿着墩顶方向的里程依次展开,每次施加荷载以后应该暂停1h时间观察支架的变形状况。
当所有的荷载全部施加完成后,分别在施加荷载以后的4h、8h、12h、24h时对支架的变形情况进行观测,当连续两次观测变形量之间平均值差异未超过1mm,就可以认定为支架预压已经处于稳定状态;当施加荷载后的24h仍然无法达到稳定的标准,那么后续则应该按照4h为间隔的标准观测,直至支架的变形量符合设计要求以后才能够卸载。卸载时的顺序应该与加载顺序保持相反,卸载的过程中也应该不断地测量支架的标高,并对支架的变形量进行记录。
3.6.2测点布置
沿着支架结构横向方向设置4个观测面,每个观测面中设置3个观测点。
3.70#块钢筋加工及安装
钢筋直接在加工厂统一进行加工制作,利用运输车运输至施工现场,在施工现场进行绑扎。结合设计图纸来看,0#块梁
段的钢筋分布比较的密集,在绑扎钢筋时必须要保证绑扎人员对施工图纸有透彻的了解,确保钢筋绑扎的位置符合设计要求;对于多层钢筋而言,应该使用点焊的方式进行加固,确保施工过程中钢筋不会出现位移现象。
在绑扎钢筋时,应该将钢筋按照梅花状进行布设,与横隔板相互交叉部分的钢筋可以先不进行绑扎,当腹板部位的钢筋绑扎完成以后,再绑扎横隔板部分的钢筋。
钢筋焊接应该使用搭接焊的方式进行作业,实际焊接的过程中施工人员应该采取必要的防护措施,确保焊接不会对预应力管道造成影响。钢筋与预应力管道之间的位置出现冲突时,应该优先保证预应力管道位置不发生变化,小幅度地微调钢筋位置。
首次绑扎钢筋:先绑扎底层钢筋,然后绑扎腹板、横隔板部位的钢筋,最后对钢筋网与预应力钢筋进行加固。箱梁内部的钢筋布设比较复杂,且内部的预应力管道密度比较高,在施工过程中确保二者不会相互触碰,可以适当的移动,但是不得直接切断。
二次绑扎钢筋:当顶模安装完成以后,应该沿着腹板纵向埋设预应力管道,然后开始绑扎顶板部位的底层钢筋,当预应力管道与钢筋位置发生冲突以后,可以微调钢筋的位置,但是不能够直接将钢筋截断[1-3]。
完成上述过程后,沿着顶板的纵向方向安装预应力管道,最后绑扎顶板部位的钢筋。钢筋绑扎的过程中,尽可能地采用绑扎的方式进行加固,少部分的局部位置也可以采用焊接的方式进行加固。此外,还应该注意预埋件的安装位置、泄水孔的预留位置、挂篮施工预留孔的位置,保证其符合设计要求。
3.8预应力管道安装
纵向预应力管道选择使用金属波纹管,横下预应力管道应该选择使用扁形金属波纹管。其中,纵向预应力管道按照32cm的间距进行布设,对于转角部位的预应力管道的间隔应该进行加密处理,按照
20cm的间隔进行布设;横向预应力管道按照60cm的间距进行布设,对于转角部位的预应力管道的间隔应该进行加密处理,按照30cm的间隔进行布设。
3.90#块混凝土浇筑
3.9.1顶板部位的混凝土浇筑
在浇筑底板部位的混凝土时,应该从腹板部位出料,底板部位的混凝土可以直接使用泵车进行浇筑。具体的浇筑流程为:从箱梁的腹板位置进行下料,然后对腹板、底板部位浇筑混凝土,并开始振捣混凝土,混凝土会由腹板流动至底板部位,当腹板部位的混凝土加护厚度超过底板的厚度,且不低于30cm时,则可以停止对腹板部位的混凝土振捣,而后直接使用混凝土泵车向底板浇筑混凝土。
每台混凝土泵车可以配备5台振捣棒,由于泵送混凝土的坍落度相对较大,所以在底板部位配备2台振捣棒,在腹板部位配备3台振捣棒。
3.9.2腹板部位的混凝土浇筑
腹板部位的混凝土应该是分层浇筑,单层混凝土的厚度应该控制在30cm以内,混凝土浇筑应该保证一次成型,间隔时间应该控制在
2.5h以内。
3.9.3横隔墙部位的混凝土浇筑
该部位的钢筋、预应力管道分布比较的密集,可以使用插入式的振捣棒对混凝土进行振捣。
3.9.4混凝土养护
当混凝土浇筑完成以后,应该对混凝土表面进行收面,确保混凝土表面不会在早期阶段出现裂缝。当混凝土达到初凝强度以后,则可以开始对混凝土表面进行洒水养护。
3.10预应力施工
0#块梁段的混凝土浇筑完成以后,应该及时进行预应力张拉,在张拉预应力筋之前,应该对波纹管进行摩阻试验。
施工人员应该沿着纵向预应力钢索两侧同时进行张拉,预应力筋张拉必须要对称张拉,腹板部位的预应力应该使用该强度的螺纹钢筋进行张拉,单根钢筋的张拉控制力为567.2kN。
横向预应力束使用的是5根Φ15.2mm钢绞线,实际张拉应该采用单端张拉的方式进行作业,锚固端选择使用BM15-5、BM15-5P锚具,预应力束的弯曲半径R=4m。张拉之前应该预留80cm的工作长度,固定端的长度应该为20cm,总计需要预留100cm。
张拉锚固端必须要在第一时间封锚,封锚混凝土的强度不得低于C50,混凝土表面应该布设8mm的钢筋网,钢筋网的尺寸应该是10cm×10cm。当预应力张拉完成以后,应该及时做压浆处理,压浆必须要密实,水泥的强度不得低于C50。
3.11张拉
结合设计值来计算出不同类型钢束的伸长量。预应力筋张拉作用力的计算表达式如式(1):
高速公路免费几天P p=P×■■■■
1-e-()k x+μθ()k x+μθ(1)式中:
P p——预应力筋的张拉作用力平均值,N;
P——张拉端的张拉作用力,N;
e——张拉端至计算截面之间的长度,m;
θ——张拉端至计算截面的弧度角,rad;
(下转第225页)
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备使用寿命,避免在施工中发生设备故障引发负面事件。工作人员要加强控制路桥工程预应力施工中各项材料和设备等细节工作,加强分析和控制相关设备性能,最大限度地提高预应力技术的应用价值。在应用预应力技术过程中,要注意将构件强度适当增强,做好预应力技术的合理应用和控制。在混凝土施工阶段对混凝土的浇筑坍落度、振捣间距、振捣速度等进行严格控制,要注意避免触碰钢筋束,确保所有构件处于良好的使用状态。为了进一步提高混凝土结构的强度,可以进行二次振捣。混凝土施工作为路桥工程施工的重要环节,容易受到诸多不良因素的影响,相关工作人员要提前做好应急预案的制定,有效预防路桥施工引发的质量问题,同时保证一旦发生紧急事故能够第一时间采取针对性的解决办法,避免产生严重的后果。技术人员要加强分析预应力混凝土强度,确定是否和设计方案相符合。在具体施工中还要对预应力实际施工时间进行合理地计算和控制,从而保证预应力能够适应路桥工程荷载变化情况。
此外,在具体施工中还要加强施工质量和施工过程的管控,比如在预制箱梁施工中需要根据施工情况做好预应力技术和施工方法的合理选择。箱梁施工位置是路桥工程预应力结构施工最多的地方,在分析箱梁时要注意做好相关参数的合理确定,通过合理、科学地计算将预应力的应用价值提高。又如在脚手架施工前要由专业的技术人员勘察和测量施工现场实际情况,对路桥工程施工现场的环境条件加
强了解,提高脚手架的稳定性。技术监理人员还要对搭设完成的脚手架进行进一步地检查和评估,就脚手架安全系数是否达标进行确定,以免存在不合格的情况威胁施工人员的生命安全。
5结束语
预应力技术经过多年的发展和应用如今已较为成熟,在路桥工程
中应用预应力技术可以提高工程稳定性,有助于改善路桥整体结构性能。在未来发展中,工作人员要科学合理地应用预应力技术,并且加强改进创新,积极优化预应力技术应用中的不足,切实提高预应力技术的应用价值,保证该技术更好地服务于工程项目。
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k x ——预应力管道长度偏差对于摩擦造成的影响;μ——预应力筋与管道内壁之间的摩擦系数。预应力筋每段伸长量按式(2)计算:
ΔL i =10x ×P p ()
E ×A (2)
式中:
P p ——预应力筋的张拉作用力平均值,N ;x ——预应力管道的长度,cm ;
E ——预应力筋的弹性模量,
MPa ;A ——单束预应力筋截面积总和,mm 2。
预应力筋张拉时中途不得中断,当混凝土的强度达到设计强度的
95%,混凝土的弹性模量达到设计要求以后,且混凝土的养护时间不低于5d 时,才能够开始进行张拉。
预应力筋张拉应该是保证两端同时进行张拉,且预应力筋左右应该相互对称,实际张拉的过程中,张拉顺序是先张拉腹板部位的预应力束,然后再张拉顶板部位的预应力束。初张拉的作用力应该控制在张拉应力的20%,当张拉至设计值以后应该稳定3min ,测量预应力筋的伸长值。预应力张拉全部都是使用双控法展开作业,简单而言就是利用伸长量来确定张拉控制力,通常情况下,实际伸长值与理论伸长值之间的偏差应该控制在±6%内。3.12压浆
当张拉作业完成以后,应该在2d 以内对预应力管道进行压浆。压浆作业完成以后的3d 内,梁体的温度不得低于5℃。在压浆前应该对施工人员进行技术交底,并做好详细的交底记录[4-5]。
4施工安全措施
(1)在启动起重机之前,应该先开始进行试运行,确保起重机可以
正常运行以后正式投入使用。起重机驾驶员必须要具有执业证书。实际施工需要投入2台起重机,2台起重机之间的间距不得低于2m ,以
保证施工过程中的安全性。
(2)在预应力筋张拉作业完成后,且尚未注浆之前,严禁敲打预应力管道,且施工人员非必要情况下不得靠近预应力筋的端部。当液压
系统处于高压状态下时,不得拆卸结构组件,油管必须要妥善地予以保管,确保油管不会出现损坏;预应力筋张拉的过程中必须要严格地按照现行的规范流程进行施工。各施工人员应该事先进行培训,加强施工人员安全教育的力度,提升施工人员个人安全意识,严禁出现违规操作。
(3)支架体系必须要具备加强的承载力,避免支架出现不均匀沉降。支架结构必须要具备一定的强度、刚度以及稳定性,拉杆的安全系数不得低于1.3、稳定性系数不得低于1.5。
5结束语
综上所述,使用上文中所介绍的施工方法对特大桥梁的0#块梁段
进行施工,可以取得良好的施工成效。采用临时支墩来对梁体进行加固,不但能够有效地缩短施工时间,同时还可以提高梁体的稳定性,有效地提高施工过程中的安全性,在最大程度上降低建设成本,加快施工进度。
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