多跨预应力混凝土施工技术研究

时间：2020-11-11 11:05:41 所属分类：建筑科学 浏览量:

桥梁工程合龙段施工过程复杂、施工难度大、施工要求高，是桥梁工程施工中的重要施工环节。以某桥梁工程为例，对连续梁桥合龙段施工技术和体系转换进行分析，并提出了合龙段施工中应注意的要点，为连续梁合龙段施工质量控制提供参考。 1工程概况 主桥上部结构

　　桥梁工程合龙段施工过程复杂、施工难度大、施工要求高，是桥梁工程施工中的重要施工环节。以某桥梁工程为例，对连续梁桥合龙段施工技术和体系转换进行分析，并提出了合龙段施工中应注意的要点，为连续梁合龙段施工质量控制提供参考。

　　1工程概况

　　主桥上部结构为变截面四跨预应力混凝土连续箱梁桥，跨径布置为70+110+110+70=360m。主桥分为两幅设置，单幅桥宽16.5m，两幅间距为6m，桥梁全宽39m，桥面机动车道横坡为2%，人行道横坡为向内1%。主桥上部结构采用C50混凝土，箱形截面，单箱单室结构，桥面2%横坡通过调整主梁腹板高度来形成，箱梁底板水平，人行道横坡由人行道枕梁高度不同实现。

　　2合龙段施工

　　2.1边跨合龙段施工

　　1)边跨合龙段箱体底板、翼板采用支架法施工，箱体顶板采用吊架法施工。边跨现浇段、悬臂段15号块浇筑完成，拆除挂篮底、侧模系统后，拆除边跨现浇段支架围护，搭设边跨合龙段支架，铺设合龙段底、侧模板，并预压;顶板吊架参照中跨合龙段吊架施工;2)按设计图纸绑扎合龙段钢筋，纵向主筋先绑扎一端，埋设波纹管并穿纵向预应力钢绞线，安装竖向预应力精轧螺纹钢筋，并先将劲性骨架一端先按图纸要求焊接到预埋钢板上;3)根据前3天测定的一天中气温较低时刻，迅速将劲性骨架另一端焊接好，焊接做到对称、均衡、同步，至此劲性骨架已将合龙口完全锁定;4)在合龙口锁定前对中跨端合龙位置和边跨端合龙位置设置配重，跨中和边跨合龙位置配重均为合龙段重量的一半;跨中和边跨悬臂段合龙口位置采用水箱配重，水箱采用钢管作为围挡骨架，内用竹胶板后背木方拼装，内侧铺双层塑料布防止漏水。合龙口锁定后，将合龙段主筋的另一端绑扎好，并将模板与13号块、边跨现浇段全部锁紧。边跨合龙段混凝土方量30.59m3，重量为81.2t，边跨合龙段施工时配重40.6t;中跨合龙段混凝土方量42.89m3，重量为113.8t，中跨合龙段施工时配重56.9t;5)灌注边跨合龙段混凝土，每浇筑2m3～3m3，便放出所浇筑混凝土重量一半的水;直至混凝土浇筑完成，放完所有水。混凝土浇筑完成后立即覆盖进行养护;6)合龙段混凝土应采用地收缩混凝土，28d混凝土限制干缩率不大于2×10-4;7)对随梁试块进行检测，待合龙块混凝土强度达到设计强度的90%且龄期达到7d后，张拉合龙钢绞线束至100%σcon，解除劲性骨架锁定，解除的方法是用四把割枪同步割除四个劲性骨架的一端焊缝，注意解除过程保持同步性。同时对称张拉顶、底板钢绞线束，张拉顺序为先长束后短束;8)进行封锚压浆;9)在压浆达到设计强度以后，拆除挂篮和卸除桥上所有荷载。边跨合龙段示意图及边跨合龙配重水箱布置图分别见图1，图2。

　　2.2拆除临时固结，完成边跨体系转换

　　待边跨合龙段预应力张拉压浆完成后，拆除边跨合龙段模板及边跨现浇段支架，拆除次序由边跨合龙段向现浇段方向进行。拆除箱梁临时固结，解除工作尽量保持同步，临时固结的拆除按如下步骤解除:先拆除临时支座，锚固钢筋用砂轮机切割，再解除临时固结精轧螺纹钢筋，最后拆除承台上的支承钢管，拆除临时支座和临时固结时宜先拆除边跨侧，再拆除中跨侧。当所有临时固结全部解除后，梁体形成单悬臂简支梁体系。在拆除前与拆除后均要观测箱梁悬梁端的竖向变形。

　　2.3中跨合龙段施工

　　1)在两端边跨合龙段临时固结解除完成后，安装中跨吊架，用来施工中跨合龙段;2)按设计图纸绑扎合龙段钢筋，纵向主筋先绑扎一端，埋设波纹管并穿纵向预应力钢绞线，安装竖向预应力精轧螺纹钢筋，并先将劲性骨架一端按图纸要求焊接到预埋钢板上;3)根据前3天测定的一天中气温最低时刻，迅速将劲性骨架另一端焊接好，焊接做到对称、均衡、同步，焊接完成后，劲性骨架已将合龙口完全锁定;4)在合龙口锁定前对中跨合龙位置两侧设置配重。合龙口锁定后，将合龙段主筋的另一端绑扎好，并将吊架模板与15号块全部锁紧。中跨合龙段示意图和中跨合龙配重水箱布置图分别见图3，图4。1)灌注中跨合龙段混凝土，每浇筑2m3～3m3，每侧便放出所浇筑混凝土重量一半的水，直至混凝土浇筑完成。混凝土浇筑完成后立即覆盖进行养护;2)对随梁试块进行检测，待合龙块混凝土强度达到设计强度的90%且龄期达到7d后，张拉合龙钢绞线束至100%σcon，解除劲性骨架锁定，解除的方法是用四把割枪同步割除四个劲性骨架的一端焊缝，注意解除过程保持同步性。同时对称张拉顶、底板钢绞线束，张拉顺序为先长束后短束。在张拉钢束前应瞬间拆除主墩支座上的临时水平约束，使之形成活动支座;3)进行封锚压浆;4)在压浆达到设计强度以后，拆除吊篮和卸除桥上所有荷载;在中跨合龙段施工完成后，箱梁受力体系由原先的单悬臂简支梁变成连续梁。中跨合龙段吊架布置图见图5。

　　2.4合龙段劲性骨架验算

　　每个合龙段设置8个劲性骨架，劲性骨架布置示意图见图6。2.4.1合龙后温升或温降产生的摩擦力计算计算因温升或温降产生的摩擦力需分边跨和中跨合龙段两种情况，最不利情况属于中跨合龙段。大桥半幅半跨梁段及挂篮自重、风荷载、施工荷载的总重量为:(273.7+256.1+239.9+224.9+211.2+230.5+215.1+201.5+189.4+178.9+193.4+183.4+175.4+169.1+164.3)×2+1813.4+81.2+113.8+561.8+92+26+13.3=8915.1t。考虑1.1倍超载，则半幅半跨桥总荷载为:G=8915.1×10×1.1=98066kN。支座摩擦系数按μ=0.05考虑，则因升温或降温中跨合龙段产生的一侧水平摩擦力为:F=μG=0.05×98066=4903kN。2.4.2锁定装置的本体强度验算单根Ⅰ40b工字钢的截面面积为:A=9.41×103mm2，共设置16根Ⅰ40b工字钢，则允许轴力为:[N]=140×9.41×103×16×10-3=21078kN。合龙段两侧温度变化产生的水平摩擦力为4903×2=9806kN<[N]=21078kN，满足要求。2.4.3锁定装置的焊缝强度验算焊缝高度取10mm，焊缝长度为16根Ⅰ40b工字钢两边与下部预埋铁焊缝长度之和，每边为1m长，共16×2×1=32m。

　　3合龙段施工要点

　　1)为缩短合龙时劲性骨架的安装及焊接时间，合龙时安排四台焊机实施同时对称焊接，即底板对称安排两台焊机，顶板对称安排两台焊机，焊接时应同时进行对称焊接两根劲性梁。为了确保焊接时的工作效率，每台焊机配备两人。2)劲性骨架安装前必须预先放样，清除预埋板顶面的毛刺及氧化膜，确保劲性梁安装位置准确，并与预埋板贴紧焊接。3)劲性骨架施焊时，在预埋钢板周边混凝土浇水降温，避免烧伤混凝土。4)选择日最低温度条件下合龙，使合龙段混凝土在养生阶段始终处于受压状态。5)采用平衡重即在边跨合龙时在15号块件上压重，重量相当于1/2合龙段混凝土梁重，在混凝土浇筑进程中同步卸载，以避免在混凝土浇筑过程中梁体产生挠动影响合龙段混凝土质量。6)为了防止合龙段出现裂缝，应在混凝土中适量掺加微膨胀剂。混凝土浇筑前应对已浇块件腹板和翼板外侧接触面进行凿毛。7)合龙施工期间加强测量监控，尤其是临时固结解除、合龙束张拉等对梁体挠度影响较大的工序实行全程测量监控。

　　4结语

　　桥梁合龙段的施工工艺和质量控制是否得当，将影响整个桥梁的高程和线形控制。所以，在合龙段施工前，应制定合理的施工技术方案，严格控制线形，做好施工过程中的临时锁模和桥梁混凝土浇筑控制，以保证桥梁合龙段施工顺利进行。

　　参考文献:

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　　[2]陈辉煌.连续刚构边跨合龙施工方案[J].价值工程，2020(3):28.

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　　[4]李秋香.论市政连续梁桥主桥合龙施工技术要点分析[J].福建建材，2019(10):20-22.

　　《多跨预应力混凝土施工技术研究》来源：《山西建筑》，作者：张同文

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