浅谈公路大桥合拢段合理施工
将以长河大桥为例,阐述合拢段施工要点。某大桥高速公路K104+242位置处,为左右分离式,全长424m,主桥上部结构为75m+130m+75m三跨变高度预应力混凝土连续刚构箱梁结构,属大跨度桥梁。桥面宽12m,设有2%横向排水坡,箱梁为三向预应力混凝上结构,梁体截面为单箱单室形式,梁高由9.0~3.2m按二次抛物线变化,底板宽6.5m,梁体腹板厚0.65～0.4m,底板厚为1.0～0.3m。对于该桥的主梁施工,主要采用挂篮悬臂浇筑法施工。
本项目谢斗标准为:计算行车速度120km/h,路基宽度24m,桥涵设计荷载汽车超-20级,挂车-120级,桥梁与路基同宽,双向四车道,全封闭全立交高速公路。
1边跨合拢段施工
边跨合拢段施工时,保留合拢用的挂篮外侧模后拆除挂篮的其他部分,安装但不固定合拢段底模及外侧模板,将其对称支撑在悬臂端和边跨现浇段上,然后将现浇段和刚构梁上的杂物清理干净,接着将T构上的所有观测点精确测量一遍;比较边跨合拢段两侧两个梁段的顶面高程,如果其高差△<15mm,则继续下步施工,若高差△>15mm则根据计算软件计算确定使△<15mm的办法,按照计算使用配重,将水箱或砂袋放置在梁上的指定位置,再进行合拢施工。
1.1 加水配重由于边跨合拢段吊篮在现浇段上锚固点距现浇段粱端50cm,而在场36#梁段上的锚固点距36#梁段端面200cm。合拢段混凝土数量为48m3,重量为48m3×25kN/m3=1200kN。所以在现浇段上配重为840kN,在两墩的边跨36#梁段上配重为360kN。
1.2 为防止箱梁顶面及底面温差,使箱梁悬臂端在降温时进行,升温时下挠,在底板下悬挂压重,使箱梁底板与支架紧密接触,以限制箱梁悬臂端L下变形及扭曲。混凝土浇筑施工应在低温时进行,使混凝土在气温增长的过程中强度增长,使混凝土保持受压状态。
1.3 固定合拢段底模板和外侧模板、绑扎底腹板钢筋、安装底腹板波纹管,立合拢段内模,绑扎顶板钢和波纹管等,做好浇筑混凝土前的一切准备工作。边跨合拢段的混凝土浇筑时间选在一天中气温较低、温差变化比较小的午夜前后。
1.4 混凝土养护混凝土的养护与悬臂施工相同,由专人负责养护,保持混凝土面24小时湿润。当合拢段混凝土的强度达到85%以上时,即可按设计张拉顺序进行张拉。先张拉纵向束,再张拉横向束,竖向束待全桥合拢后再行张拉。纵向束张拉顺序为:①先张拉TI组束,再张拉底板BB组束;②先张拉BBl2,BB9,BB6,BB3并及时注浆;③待浆体强度达到80%后张拉BBll,BB8,BBS,BB2并及时注浆;④待浆体强度达到80%后张拉BBl0.BB7.BB4,BBl并注浆。
2中跨合拢段施工
2.1刚梁合拢施工按照“临时固结,低温浇灌”的基本原则进行施工
合拢时选择一天中气温最低、温度变化幅度较小时锁定合拢口并灌注混凝土,这样可保证合拢段新浇注的混凝土处于气温上升的环境中,在受压状态下凝结。在大桥主跨合拢前,对悬臂共扼端两侧梁体温度场及对应长度变化进行了实地测定。浇注混凝土前迅速、对称地对合拢口进行锁定。此时,合拢口两侧支座仍锁定,则根据调查结果可计算升温时梁体所受轴向力。
2.2施工顺序
(1)悬臂顶推。(2)位移观测。(3)临时束的张拉。(4)当中跨合拢段混凝土的强度达到85%以上时,即可按设计张拉顺序进行张拉。即先张拉纵向束,再张拉横向束,最后张拉竖向束。
2.3 为保证合拢段砼的质量,采取的措施
(1)合拢状态时的施工荷载及其他情况应符合设计要求,此时除加压等物体外应将施工机具等全部清除,保证应力状态与设计相符。(2)为防止砼浇筑前后,砼从初凝至达设计强度约80%期间,梁体受温度反复变化和日照不均等因素影响,在结构中引起变形和次内力,为两悬臂端在施工时即为设计时的应力及应变状态,应予以临时固定。此时应设置固定悬臂端的内外刚性支撑。(3)为防止浇筑跨中合拢段砼时,箱梁两悬臂端的错动变形破坏新老砼的结合,采取在两悬臂端分别临时压重的措施,在浇筑合拢段时根据混凝土施工速度分次卸除。(4)合拢段混凝土在处于年平均气温状态下的日期中的较低温度时浇筑,一般在凌晨进行,使混凝土在强度增长时刚好处于气温回升时为宜。同时该合拢段混凝土的标号应高于设计一个标号以便于及早张拉。(5)全桥合拢后,梁体从静定结构转变为超静定结构,由于张拉钢绞线张控和混凝土长期收缩、徐变等因索的影响,墩顶将发生纵向水平位移,从而产生对桥梁结构不利的附加内力。为减少和避免这种附加内力的影响,在活动支座处通过设置预偏量来平衡;在墩桨固结处,在合拢段铡筋和合拢支架与模板锁定前在合拢段梁端间施加水平推力使墩顶预偏,以抵消墩顶以后将要发生的纵向水平位移。
3合拢段施工中的注意事项
3.1 合拢段吊篮施工
全桥合拢采用三套吊篮,为方便施工减少投入,吊篮采用挂篮底篮和模板系统,合拢时应拆除一套挂篮和三套挂篮三角析架,拆除时应将构件移动到0号块处拆除,移动时应对称平衡进行。
3.2 合拢段线形控制
对称悬浇时必须严格控制箱梁前端浇注标高。合拢前应对梁体加强观测,对控制梁段埋没的应力传感器测设的应力数锯收集分析,同时应对T构箱梁顶面标高进行联测,并连续观察气温变化及梁体相砖标高变化及轴线偏移量。设计要求中跨合拢前与连接的两端悬臂标高差为5.4cm。
3.3 每个合拢段都设若干体外支撑,一般用型钢,其型号根据力计算确定
顶板支撑的布置要考虑避免与竖向预应力筋产生冲突。安装支撑时,先将其一端焊牢,另一端加楔稍稍打紧,待合拢段的临时钢绞线束张披前再将楔子打紧,并在楔子与支撑、楔子与预埋钢板间施以点焊。焊接支撑时,要采取温控措施,避免烧伤混凝土。
参考文献:
[1]杨嗣信.建筑工程模板施工手[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.
[2]郝文化.ANSYS土木工程应用实例[M].北京:中国水利水电出版社,2005.
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