多跨桥梁先简支后连续施工工艺分析.docx

文章编号 :1004 5716 (2003) 02 170 02中图分类号 :U445文献标识码 :B多跨桥梁先简支后连续施工工艺分析杨永超(中铁第十五集团公司第三分公司 ,山西 临汾 041000)摘 要 :结合杭金衢高速公路上虹桥溪 1 # 大桥的施工实例 ,对先简支后连续梁的预制 、安装及桥面铺装施工工艺进行分析 ,提出了应注意的几个问题 。关键词 :先简支后连续梁 ;施工工艺 ;分析1 工程概况杭金衢高速公路起自杭州萧山红垦农场 ,止于常山窑上 ( 浙 赣省界) 全长 293km ,是我国 12 条国道主干线之一 ,是上海瑞 丽高速公路的重要组成部分 , 也是浙江省利用国际贷款建设的 特大型公路工程项目 。为避免多跨简支梁桥桥面连续在其接缝处易于破损引起桥 面跳车的弊端 ,杭金衢高速公路在设计时对此作了改进 ,简称“先 简支后连续”,即在多跨桥墩处相邻孔梁板端用预埋钢筋 、现浇接 头的办法 ,将简支梁受力状态改为连续梁受力 ,为克服墩顶梁板 结构产生的负弯矩 ,设计按不同跨径增设钢绞线预应力束 。二期 工程中的虹桥溪 1 # 、2 # 、3 # 大桥均为 9 跨二联先简支后连续桥 ,20m 后张预应力梁 ,连续梁最大长度 100m ,其板端预埋钢筋位置 及其纵向现浇接头见图 1 。图 2 先简支后连续桥施工工艺流程图(1) 新老混凝土连接面处理 。有试验资料表明 ,新老混凝土连接面的抗拉强度与施工缝处理方法有关 , 经凿毛处理的新老 砼面的弯曲抗拉强度 (40 号混) 为 1. 25MPa ,表 1 为施工缝处理方法与抗拉强度的关系参考表 。所以 ,对现浇接头部位的板顶面即 相邻孔板顶第一齿坂间 (410m 长范围) 应去皮 ,对周边接触面 和板全长内横向铰缝务必在预制场内凿毛洗净 , 以减少高空作 业并保证新老砼粘接质量 。表 1 施工缝处理方法与抗拉强度的关系参考表抗拉强度折减率接缝处理方法不除去旧混凝土上的水泥薄膜 (浮浆)铲去约 1mm 浮浆 ,直接浇注新混凝土。 铲去约 1mm 浮浆 ,施工缝上铺水泥浆。 铲去约 1mm 浮浆 ,施工缝上铺水泥砂浆。铲去约 1mm 浮浆 ,施工缝上铺水泥砂浆 ,约 3h 后再振捣一次。0. 450. 770. 930. 961. 00水平 缝图 1 板端预埋钢筋位置及纵向现浇接头示意图用水冲洗接缝接触面浇水泥砂浆或素水泥浆。 铲去约 1mm 浮浆 ,浇素水泥浆或砂浆。0. 60. 80. 85竖直 缝2 先简支后连续施工工艺流程先简支后连续桥的梁板为后张法预应力砼梁 , 场地集中预 制 ,在桥上进行体系转换 ,吊装时先采用临时支座按简支梁安装就位后 ,在连续墩上预置永久橡胶支座 ,现浇接头砼 、张拉克服负 弯矩的预应力束 ,将体系转换为连续梁 ,最后浇筑铰缝砼和桥面铺装层砼 ,完成桥梁施工 。其施工工艺流程见图 2 。3 技术要求和施工工艺分析根据先简支后连续梁的工作原理和施工工艺流程可知 : 新 老混凝土连接面处理 ;临时支座 、永久支座正确安装 ; 连接钢筋 、 预应力束施工质量是从简支变为连续施工质量的关键 。接触面浇水泥砂浆 ,在混凝土塑性状态晚期 (约 36h) 再振捣。 1. 00(2) 对于搁置空心板梁的临时支座 ,其强度和刚度必须保证在梁板架设过程中不破损 ,基本无沉降量 ,可采用四周硬木板条 用拉杆细栓箍紧方箱装砂层办法处理 ,搁置 T 梁的临时支座可用 将钢管截成筒状侧边钻孔临时阀门封闭灌装砂层的办法 , 高度 可比永久支座略高 35mm ,以便体系转换时最后拆除 ;在浇筑湿2003 年第 2 期杨永超 :多跨桥梁先简支后连续施工工艺分析171接头砼前 ,应对永久性橡胶支座表面进行保护 ( 塑料膜或薄钢板履盖) 其接缝处残渣 、杂质可用空压机清除干净 ,并仔细检查各支 座放置的平整度 。对多孔桥梁采用先简支后连续 , 其连续长度对空心板而言 控制在 100m 内 ,而 T 梁可适当加长些 ,但也应 200m ,先简支后 连续桥支座在伸缩缝处和连续墩处不同 ,伸缩缝处采用 GJ ZF4 及 GYZF4 支座 ,连续墩处采用 GJ Z 或 GYZ 支座 ,在连续墩处支座下 设 5cm 支座垫石 , GJ ZF4 及 GYZF4 支座不允许倾斜安装 ,对于体 系转换永久橡胶支座 ,当纵坡 1 %时 ,需采取措施使支座平置 , 当有纵坡时必须采用梁底预埋钢垫板调平后再放置支座 。(4) 梁板就位后 ,相邻两孔梁间距离仅有 4050cm ,工作面 过窄 ,设计图上对 Ø28 连接钢筋要求采用绑条焊 , Ø 12 钢筋采用 搭接焊 ,为保证预埋钢筋连接质量 ,当第一孔梁板安装检查合格后 ,在第二孔安装时对 Ø 28 预埋钢筋连接尽量采用冷挤套管接头 ,进行逐块逐根挤压连接 ,顺次安装 ,当用挤压套管接头有困难 时 ,也可用等强度 、等面积钢板条替代焊接 ,以便有足够的缝隙浇 筑湿接头砼 。(5) 湿接头部位新老砼接合最易成为结构的薄弱环节 ,新老 砼强度必须达到一致连成整体 , 所以湿接头部位老砼去皮相当 重要 ,由于钢筋 、波纹管较密集 ,湿接头砼必须用小石子砼分层浇 筑 ,层层仔细震捣 ,对空心板而言 ,一般半幅桥面接头采取一次浇 筑 ,所以事前将缝内残渣 、杂质清除干净甚为重要 ,另外接头砼养 护工作也必须跟上 。(6) 湿接头砼养护达到强度后 ,即可对梁板顶面扁锚穿束张 拉 ,对半幅桥面而言 ,先中间 ,后两边 ,对称张拉作业 ,当此项工作结束后 ,才能浇筑铰缝砼和桥面铺装层砼 ,不能倒置。4 施工中应注意的问题及几条措施(1) 做好技术交底工作 ,全面领会设计意图 ,特别是对现场施工操作人员和现场技术人员务必按上述施工工艺要求及施工规 范办理 。(2) 梁板预制时湿接头预埋钢筋位置一定要准确 ,板端钢筋 预留长度要一致 ,可比设计长度略短 0. 5cm ,这样为梁板就位 、钢套管挤压接头创造有利条件 , 一般情况下尽量按施工工艺分析 中第 4 条的要求进行接头钢筋处理 ,避免当梁板全部安装完毕后 处理接头钢筋造成的操作环境差 、工人劳动强度大而无法保证 接头钢筋连接质量情况出现 。(3) 梁体上老混凝土的去皮工作必须提前进行 ,当预制的梁板 刚拆模后即开始施作 ,除对梁板端部接头老砼去皮外 ,还必须重视 铰缝砼和梁上部负弯矩区梁顶凿毛 ,避免梁板全部安装完毕 ,钢筋 接头连接好后再作此道工序 ,费时、费工 ,残渣、杂质飞落湿接头缝隙内 ,用高压风或高压水枪均无法彻底清除 ,影响湿接头砼浇筑质量 ,给今后桥梁运菅安全带来隐患。(4) 定型钢套管标准长度部分可适当加长些 ,以便留有足够 的挤压锚固长度进行接头钢筋的连接 。(5) 端模板周转次数多后拆装易变形 ,施工时需定期进行端 模板尺寸修正与校验 。(6) 由于永久橡胶支座均为水平布置 ,而桥面均有横坡 ,吊装 时每一片的四个临时支座高度应考虑横坡 , 即内侧临时支座应 比外侧临时支座高 H ( H = 支座间距 ×桥面横坡) 。5 结语杭金衢高速公路主线多跨桥梁全部采用先简支后连续梁形 式 ,与整体现浇梁相比 ,梁板更便于集中预制 ,通过在桥上完成体系转换 ,较好地解决了多跨桥梁简支梁接头易破损所引起的桥 面跳车问题 。(上接第 169 页)剪力检算 :Q ×3 = F2 ×117 + F3 ×3为了更好 、更准确地掌握标高 ,设置预拱度 ,同时为了确保安全 ,在支架全面检查无任何安全隐患后 ,我们对整个支架进行预 压 ,预压采用砂袋 ,重量同计算荷载 。在分级预压及卸载过程中 , 我们对支架系进行全面细致的观测 ,整个支架的强度及稳定性没 问题 ,只是纵梁挠度比计算值稍微偏大 。通过深入细致的分析 , 主要原因在于 : 有些贝雷桁架片变形 ,导致两层贝雷片及贝雷 片与加强弦杆之间存在空隙 , 加载后 , 通过观察 , 此空隙已被压 死 ,也就是说此空隙亦转化为“压缩挠度”; 由于贝雷片是通过 销子连接的 ,而销子直径比栓孔直径平均小 0154mm ( 现场抽样实 测平均值) ,因而存在“栓孔挠度”; 支架系本身存在非弹性压缩变形 。实际施工时综合考虑以上因素 ,根据实测值设置预拱度 ,最终成型后的梁底线形平顺 ,完全符合设计要求 。5 结束语作为现浇梁支架的材料种类很多 ,怎样制定出既经济又合理 且更安全的方案 ,才是我们应该追求的。尽管此方案取得了成功 , 但笔者认为 ,施工现场环境及施工材料、设备总是变化的 ,我们应 不断总结创新 ,因地制宜 ,研制出更为经济合理的支架方案来。Q = 117t= Q = 1 . 7 ×103 = 319 < 14 (可)A 18 ×24弯应力检算 :Mmax = (Q - F3 ) ×113 = (117 - 0171) ×113 = 113t·m= M = 113 ×105 = 7512 < 80 (可)W 1728通过以上几个重要项目的检算 ,说明此支架系的强度及稳定 性是符合施工要求的 。4 安装及预压施工方案经监理单位及建设单位审批后 ,我们立即着手进行 支架安装 。安装时严格按制定方案执行 ,同时着重在安全方面下 功夫 ,采取如下措施 : 支墩与承台间通过锚固螺检连接 ,支墩之 间用钢管连接 ,保证支墩稳定 ; 横梁与支墩间及横梁与纵梁间 用特制的 U 型螺栓联接 ; 纵梁之间用槽钢联接 ,使之成一整体 ,均匀受力 ; 横梁与墩柱通过预埋件 (墩柱施工时提前预埋) 进行联接 ,进一步增加整个支架系统的稳定性 ; 挑梁与挑梁及挑梁 与斜撑之间通过方木联接 ,增强其强度及稳定性 ,同时为减小挑 梁的弯应力 ,适当缩小挑梁的间距及把 F3 方木向内侧移 10cm 左 右 ; 全面检查联接板是否上牢 ,销子是否牢固 ,各类螺栓是否上 紧 。参考文献李谦锟主编 1 结构力学M 1 高等教育出版社 1交通部第一公路工程局主编 1 公路施工手册·桥涵M 1 人民交通出 版社 112