跨公路预应力桥梁悬臂浇筑探究

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跨公路预应力桥梁悬臂浇筑探究

摘要:以滨海新区跨高速公路应力桥梁为工程背景,对悬臂浇筑连续梁施工重难点进行了分析,提出以挂篮安装、模拟压重试验、混凝土浇筑、预应力施加、压浆、合拢施工为主的跨公路预应力桥梁工程的悬臂浇筑连续梁施工关键技术。结果表明,臂浇筑连续梁在项目施工效率方面彰显了独特的优势,具有一定的实用价值。

关键词:跨公路;预应力;桥梁工程;悬臂浇筑连续梁

1工程概述

滨海新区西外环高速公路起点于北京清河农场,悬臂浇筑作业施工项目中,起点桩号为K0+000,终点桩号为K37+629,全线总长37.629km。起点桩号为K8+900,终点桩号为K10+500.007,全长1600m。在梁体构成方面,桥梁呈现出单箱单室特点。项目工程全程为1600m,中跨中间长度为10m,边跨两端的距离为9.6m。两者按照等高梁段的方式设计完成。

2悬臂浇筑连续梁施工难点

此次项目施工过程中需要特别重视梁端钢束的张拉。为有效增强悬臂浇筑张拉的强度,防止其对已凝结的混凝土造成影响,需要有效增强公路路面作业环节中混凝土浇筑的强度。在混凝土完成凝结以后再进行张拉作业施工。本工程主梁0#墩在项目整体作业施工环节消耗了大量的混凝土,为了减少混凝土水化热对混凝土质量的干扰,需要立足于项目施工特征,选择与项目工程相适应的降温措施。挂篮的环节中,需要考虑混凝土强度对连续梁作业的影响。因为项目施工难度较大,有较多的不良干扰,要事先进行预压检测,特别是对于托架位置的变形要提前处理。其目的在于增强主梁悬臂浇筑过程中自由变形量[1-2]。合龙段是此工程作业过程中需要关注的焦点部位,为了提高合拢段的效果,需要选择在低温环境下进行,最大化提高项目施工质量。

3跨公路预应力桥梁悬臂浇筑连续梁关键技术

3.1挂篮安装就位。在施工现场完成对挂篮的制作,并且通过吊装车运输到现场完成吊装。根据施工现场特点完成相应的拼装作业。在对挂篮进行施工以前,要对桥梁附近的全部杂物进行清除,然后铺设中粗砂对现场进行铺平处理。符合项目施工标准以后,设计安装位置图,为下一步骤钢枕的铺设奠定基础。在建设过程中需要各个钢枕之间留有50cm间距,并且在支点前进行加密。对挂篮进行安装时,按照0号段向两侧扩散的方式进行施工。首先采取竖向预应力筋加强挂篮的固定,然后对轨道的中心位置进行测量,符合项目安全施工标准以后,采取螺母进行固定。总体来说,要首先从轨道的前部穿入到后支座部位,在对后支座进行固定完成以后,再放置在前支座的位置。为了提高前支座的安全性,在项目施工前,要在轨道顶面布置安装滑动轮,再按照次序对支座进行施工。主要运用单片吊装的方法对挂篮主桁架进行搭设。在完成相应的吊装工序以后,采取高强度螺栓进行拧紧。最后,采取3~5t倒链对连续梁支进行搭设。

3.2模拟压重试验。在进行挂篮施工操作以前,要强化模拟压重试验,使得其满足项目施工的规范要求[3]。3.2.1堆载法预压完成对菱形主桁架的搭设,分步骤完成横梁、前后锚固和底板模具的搭设。通过项目验收以后进行相应的堆载预压试验,荷载运用每袋质量1t的砂袋进行预压,按照底板、腹板、堆载顶板的工序完成对连续梁的作业施工。预压根据0%~20%~50%~80%~100%~120%划分为不同的等级进行施工。在压载量符合每级预压荷载以后,对各个观测点进行标高记录,在此过程中对挂篮的位置变化进行相应记录。3.2.2静载试验荷载分布在卸载过程中,运用起重机进行分层次卸载,对各个点的位置进行标高,以方便后期菱形主桁架弹性的测量。按照项目施工图纸对预拱度值进行测量,并完成对挂篮主桁架、横梁、吊带、前后锚的测量,以提高挂篮整体稳定性。挂篮预压载荷如图1所示。

3.3混凝土浇筑。在项目施工过程中,箱梁悬浇是需要关注的重要环节。此项目运用了先下后上的设计原则,对悬臂进行浇筑,随后完成对墩顶浇筑,在浇筑的过程中对混凝土进行充分振捣,在完成混凝土的振捣以后,按照一次性浇筑的原则对顶板进行现浇。这一施工过程中需要增强混凝土自身的含水性,防止其水分被蒸发。因此在对模板进行搭设作业施工以前,需要由专门工作人员将模板放置在常温水中进行浸泡,以起到防止水分蒸发的目的。在对腹板进行浇筑过程中,需要采取土工布覆盖工艺,防止对钢筋造成污染。要尽量减少混凝土的浇筑时间,确保浇筑时间低于4h。整体上对混凝土浇筑的整个环节中,需要保持混凝土内外的温度差异不能高于20℃。对于温度相差较大的,需要增强对混凝土温度变化的监测力度,及时通过洒水的方式进行降温。在这个环节中,因为混凝土浇筑受到水化热现象干扰非常大,要确保混凝土入模温度处于30℃以下。在此过程中,要按每30cm一层的规格设计底板、腹板以及横隔板的厚度。在对顶板进行浇筑过程中,要按照翼板最远向箱梁中心线靠近原则,对混凝土出现裂缝进行及时处理。

3.4预应力工程。预应力张拉要符合项目施工的程序。主要流程涉及到了腹板束、顶板束、底板束的次序,需按照从外到内对称作业的流程进行施工。对于相同节段的预压力施工,要按照由纵到横向的次序进行张拉,并且完成相应的压浆试验。相关纵向预应力筋张拉流程如图2所示。顶板、腹板、底板使用了直径为13mm的钢绞线,采用内径Φ85mm、外径Φ92mm金属波纹管成孔。运用YCW250B型千斤顶张拉,在预应力张拉的过程中,以中间向两侧分散的原则进行张拉作业。在张拉试验以后,通过真空辅助压浆的手段进行压浆作业施工。运用直径为14mm钢绞线交错的手段进行操作。梁体腹板使用公称Φ32mm的预应力混凝土用螺纹钢筋(PSB830),采用内径Φ45mm铁皮管成孔YCW60B型千斤顶张拉,采用JLM-32型锚具锚固,在腹板中单排布置。

3.5压浆。此项目需要在合拢横隔板的位置增设三通管,对于长度大于60m的钢束,需要按照每相隔30m增设一处三通管,以便横隔板处的压力可以及时释放,提高压浆的施工作业效率。在波纹管至高点设计排水管,在进压浆作业环节,需要将抗压水平大于10MPa的高压橡胶管与输浆管连接,提高项目施工工艺。

3.6合龙段施工。3.6.1边跨合龙。边跨合龙长度2.0m,此节段混凝土体积为22.41m3,整体质量达到60t。在对边跨进行合龙过程中,为了确保项目施工安全性,严禁拆除挂篮外侧模板。按照对称分布的施工原则,对合龙底板和外侧模板进行施工,使得其对悬臂起到支撑作用。随后对混凝土浇筑面存在的杂物进行清除,再对T构件观测点进行监控,在符合项目施工要求以后,完成对边跨合龙的作业施工。3.6.2中跨合龙。中跨合龙段长度2m,节段混凝土体积为22.46m3,节段质量为59.56t。在施工现场运用了T构两端挂篮进行作业,在进行合龙过程中,禁止出现此段施工承载力加大现象。

4结论

本文以滨海新区跨高速公路应力桥梁为工程背景,分析了悬臂浇筑连续梁施工重难点。针对大体积混凝土水化热效应,挂篮施工强度稳定性要求高,合拢精度高等一系列施工难点,提出预应力桥梁悬臂浇筑连续梁施工关键技术。从挂篮设计、模拟压重施工、混凝土浇筑等多个方面进行详细阐述,高效合理完成了桥梁施工项目,可为以后类似工程提供技术支持。

作者:徐嵩 单位:中铁十八局集团第五工程有限公司