跨公路預應力橋梁懸臂澆筑探究

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跨公路預應力橋梁懸臂澆筑探究

摘要:以濱海新區跨高速公路應力橋梁為工程背景,對懸臂澆筑連續梁施工重難點進行了分析,提出以掛籃安裝、模擬壓重試驗、混凝土澆筑、預應力施加、壓漿、合攏施工為主的跨公路預應力橋梁工程的懸臂澆筑連續梁施工關鍵技術。結果表明,臂澆筑連續梁在項目施工效率方面彰顯了獨特的優勢,具有一定的實用價值。

關鍵詞:跨公路;預應力;橋梁工程;懸臂澆筑連續梁

1工程概述

濱海新區西外環高速公路起點于北京清河農場,懸臂澆筑作業施工項目中,起點樁號為K0+000,終點樁號為K37+629,全線總長37.629km。起點樁號為K8+900,終點樁號為K10+500.007,全長1600m。在梁體構成方面,橋梁呈現出單箱單室特點。項目工程全程為1600m,中跨中間長度為10m,邊跨兩端的距離為9.6m。兩者按照等高梁段的方式設計完成。

2懸臂澆筑連續梁施工難點

此次項目施工過程中需要特別重視梁端鋼束的張拉。為有效增強懸臂澆筑張拉的強度,防止其對已凝結的混凝土造成影響,需要有效增強公路路面作業環節中混凝土澆筑的強度。在混凝土完成凝結以后再進行張拉作業施工。本工程主梁0#墩在項目整體作業施工環節消耗了大量的混凝土,為了減少混凝土水化熱對混凝土質量的干擾,需要立足于項目施工特征,選擇與項目工程相適應的降溫措施。掛籃的環節中,需要考慮混凝土強度對連續梁作業的影響。因為項目施工難度較大,有較多的不良干擾,要事先進行預壓檢測,特別是對于托架位置的變形要提前處理。其目的在于增強主梁懸臂澆筑過程中自由變形量[1-2]。合龍段是此工程作業過程中需要關注的焦點部位,為了提高合攏段的效果,需要選擇在低溫環境下進行,最大化提高項目施工質量。

3跨公路預應力橋梁懸臂澆筑連續梁關鍵技術

3.1掛籃安裝就位。在施工現場完成對掛籃的制作,并且通過吊裝車運輸到現場完成吊裝。根據施工現場特點完成相應的拼裝作業。在對掛籃進行施工以前,要對橋梁附近的全部雜物進行清除,然后鋪設中粗砂對現場進行鋪平處理。符合項目施工標準以后,設計安裝位置圖,為下一步驟鋼枕的鋪設奠定基礎。在建設過程中需要各個鋼枕之間留有50cm間距,并且在支點前進行加密。對掛籃進行安裝時,按照0號段向兩側擴散的方式進行施工。首先采取豎向預應力筋加強掛籃的固定,然后對軌道的中心位置進行測量,符合項目安全施工標準以后,采取螺母進行固定。總體來說,要首先從軌道的前部穿入到后支座部位,在對后支座進行固定完成以后,再放置在前支座的位置。為了提高前支座的安全性,在項目施工前,要在軌道頂面布置安裝滑動輪,再按照次序對支座進行施工。主要運用單片吊裝的方法對掛籃主桁架進行搭設。在完成相應的吊裝工序以后,采取高強度螺栓進行擰緊。最后,采取3~5t倒鏈對連續梁支進行搭設。

3.2模擬壓重試驗。在進行掛籃施工操作以前,要強化模擬壓重試驗,使得其滿足項目施工的規范要求[3]。3.2.1堆載法預壓完成對菱形主桁架的搭設,分步驟完成橫梁、前后錨固和底板模具的搭設。通過項目驗收以后進行相應的堆載預壓試驗,荷載運用每袋質量1t的砂袋進行預壓,按照底板、腹板、堆載頂板的工序完成對連續梁的作業施工。預壓根據0%~20%~50%~80%~100%~120%劃分為不同的等級進行施工。在壓載量符合每級預壓荷載以后,對各個觀測點進行標高記錄,在此過程中對掛籃的位置變化進行相應記錄。3.2.2靜載試驗荷載分布在卸載過程中,運用起重機進行分層次卸載,對各個點的位置進行標高,以方便后期菱形主桁架彈性的測量。按照項目施工圖紙對預拱度值進行測量,并完成對掛籃主桁架、橫梁、吊帶、前后錨的測量,以提高掛籃整體穩定性。掛籃預壓載荷如圖1所示。

3.3混凝土澆筑。在項目施工過程中,箱梁懸澆是需要關注的重要環節。此項目運用了先下后上的設計原則,對懸臂進行澆筑,隨后完成對墩頂澆筑,在澆筑的過程中對混凝土進行充分振搗,在完成混凝土的振搗以后,按照一次性澆筑的原則對頂板進行現澆。這一施工過程中需要增強混凝土自身的含水性,防止其水分被蒸發。因此在對模板進行搭設作業施工以前,需要由專門工作人員將模板放置在常溫水中進行浸泡,以起到防止水分蒸發的目的。在對腹板進行澆筑過程中,需要采取土工布覆蓋工藝,防止對鋼筋造成污染。要盡量減少混凝土的澆筑時間,確保澆筑時間低于4h。整體上對混凝土澆筑的整個環節中,需要保持混凝土內外的溫度差異不能高于20℃。對于溫度相差較大的,需要增強對混凝土溫度變化的監測力度,及時通過灑水的方式進行降溫。在這個環節中,因為混凝土澆筑受到水化熱現象干擾非常大,要確?;炷寥肽囟忍幱?0℃以下。在此過程中,要按每30cm一層的規格設計底板、腹板以及橫隔板的厚度。在對頂板進行澆筑過程中,要按照翼板最遠向箱梁中心線靠近原則,對混凝土出現裂縫進行及時處理。

3.4預應力工程。預應力張拉要符合項目施工的程序。主要流程涉及到了腹板束、頂板束、底板束的次序,需按照從外到內對稱作業的流程進行施工。對于相同節段的預壓力施工,要按照由縱到橫向的次序進行張拉,并且完成相應的壓漿試驗。相關縱向預應力筋張拉流程如圖2所示。頂板、腹板、底板使用了直徑為13mm的鋼絞線,采用內徑Φ85mm、外徑Φ92mm金屬波紋管成孔。運用YCW250B型千斤頂張拉,在預應力張拉的過程中,以中間向兩側分散的原則進行張拉作業。在張拉試驗以后,通過真空輔助壓漿的手段進行壓漿作業施工。運用直徑為14mm鋼絞線交錯的手段進行操作。梁體腹板使用公稱Φ32mm的預應力混凝土用螺紋鋼筋(PSB830),采用內徑Φ45mm鐵皮管成孔YCW60B型千斤頂張拉,采用JLM-32型錨具錨固,在腹板中單排布置。

3.5壓漿。此項目需要在合攏橫隔板的位置增設三通管,對于長度大于60m的鋼束,需要按照每相隔30m增設一處三通管,以便橫隔板處的壓力可以及時釋放,提高壓漿的施工作業效率。在波紋管至高點設計排水管,在進壓漿作業環節,需要將抗壓水平大于10MPa的高壓橡膠管與輸漿管連接,提高項目施工工藝。

3.6合龍段施工。3.6.1邊跨合龍。邊跨合龍長度2.0m,此節段混凝土體積為22.41m3,整體質量達到60t。在對邊跨進行合龍過程中,為了確保項目施工安全性,嚴禁拆除掛籃外側模板。按照對稱分布的施工原則,對合龍底板和外側模板進行施工,使得其對懸臂起到支撐作用。隨后對混凝土澆筑面存在的雜物進行清除,再對T構件觀測點進行監控,在符合項目施工要求以后,完成對邊跨合龍的作業施工。3.6.2中跨合龍。中跨合龍段長度2m,節段混凝土體積為22.46m3,節段質量為59.56t。在施工現場運用了T構兩端掛籃進行作業,在進行合龍過程中,禁止出現此段施工承載力加大現象。

4結論

本文以濱海新區跨高速公路應力橋梁為工程背景,分析了懸臂澆筑連續梁施工重難點。針對大體積混凝土水化熱效應,掛籃施工強度穩定性要求高,合攏精度高等一系列施工難點,提出預應力橋梁懸臂澆筑連續梁施工關鍵技術。從掛籃設計、模擬壓重施工、混凝土澆筑等多個方面進行詳細闡述,高效合理完成了橋梁施工項目,可為以后類似工程提供技術支持。

作者:徐嵩 單位:中鐵十八局集團第五工程有限公司

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