简支转连续桥梁施工技术研究
来源:用户上传
作者:
【摘 要】先简支后连续桥梁有很多优点，简支梁的预应力钢束在工厂进行张拉，而负弯矩区的预应力钢束布置及张拉均在主梁上进行，仅需吊装设备起吊主梁，减少了施工设备，又能避免张拉预应力钢束造成地面上的障碍。这样可以缩短工期，提高经济效益。
【关键字】先简支后连续；张拉；效益
引言
某高速公路高架桥采用上部结构设计为35米预应力组合箱梁先简支后连续的桥梁结构形式。桥共20跨,每跨跨径为35米,桥梁总长为804.22 米。采用先简支后连续结构体系施工可以将预制好箱梁以及在顶板预留后期应力筋管道和普通连接钢筋，待梁板安装后穿好顶板束并焊接好连接筋，直至现浇段混凝土达100%后张拉压浆，再拆除临时座，最后实现梁体体系转换。
1 先简支后连续桥梁结构施工工艺要点
1.1 先简支后连续施工
工艺内容先简支后连续桥梁结构是每孔多片箱梁单独预制,在预制梁板顶中预埋用于连续张拉的板顶负弯矩钢束、波纹管和预留钢束张拉的齿板,简支安装于临时支座上,并在桥墩处设置一道现浇混凝土连续接头,通过对梁板顶面负弯矩预应力钢束进行二次张拉使相邻的各跨连成一体,一联内的湿接缝、连续接头、负弯矩预应力钢束张拉完成后拆除此联内的临时支座,完成体系转换,形成连续的桥梁结构体系,使相邻跨的梁板连成一体共同受力的桥梁结构。
1.2 先简支后连续施工工艺流程
单就施工工艺来讲，先简支后连续结构体系桥梁施工主体内容与简支板梁施工相同，具体分为四个施工阶段，即：① 预制并安装箱梁；② 在焊接箱梁板支点处现浇段连接钢筋，并安装预应力束波纹管，然后对于钢筋混凝土板梁浇筑现浇段混凝土，直到现浇段混凝土强度达到100%设计强度后，再张拉预应力束，同时对于预应力混凝土板梁压浆，依照两阶段实施先简支后连续施工；③ 先逐孔对称拆除临时支座，再横向连接空心板并浇筑铰缝混凝土；④ 浇筑防撞护栏和桥面铺装。见图1
图1施工工艺流程图
1.3 先简支后连续施工工艺特点
1.3.1 箱梁现浇段处的端头形式
为满足现浇段与箱梁的充分结合和力的传递以及施工的要求,箱梁连续端头一般做成有台阶的马蹄形状,并根据施工操作的要求,预留现浇段的尺寸及其台阶的样式。
1.3.2 二次张拉齿板形式
为了满足二次张拉负弯矩的锚固,先简支后连续桥梁结构在梁板顶设置有其它预制梁板所不具有的齿板,一般边跨每片梁设置两个齿板,中跨梁每片设置4 个齿板,并预埋相应的扁形波纹管和扁形锚具,以便进行二次张拉。
1.3.3 临时支座的设计与选材
临时支座的设计必须满足承重梁板和施工拆卸方便的要求。比较常用的方法可采用硫磺砂浆制成临时支座,在硫磺砂浆内埋入电热丝,在体系转换时采用电热法解除临时支座。也可采用钢管与硬圆木或预制钢筋混凝土圆形块制成砂箱式临时支座,在架设梁板时要通过试验来确定砂箱临时支座的沉降量,并根据梁板安装标高与对应墩台帽垫石标高的差值用箱内填砂和加高盖板的方法进行调节,以便能更好的控制准确梁板架设后的高度。相比较而言采用硫磺砂浆制成的临时支座能够更好的准确控制架设梁板的高度和稳定性,但是要采用电热法解除临时支座,高温会影响永久橡胶支座的质量。采用砂箱制作的临时支座在梁板架设时安置速度慢,需要调整架设梁板的高度,但是在拆除时不会损坏永久橡胶支座,而且承载力大可以循环使用减少成本。
1.3.4 连续段现浇混凝土施工
在现浇连续段预埋钢筋的连接可采用绑条焊或搭接焊,现浇段混凝土采用与梁板同标号的混凝土,为了防止现浇连续段混凝土在养生硬化过程中发生收缩性裂缝影响混凝土在二次张拉过程中的承载力和桥梁的整体受力性能,现浇连续段接头混凝土添加微膨胀剂。永久橡胶支座与底模之间的缝隙用经过防锈处理的钢板或采用竹胶板制作的砂盒垫实密封,严防漏浆。
1.3.5 负弯矩二次张拉
负弯矩二次张拉是对梁板顶面的预应力钢束进行张拉,这是先简支后连续桥梁同简支梁桥的本质区别。预应力钢束采用高强度低松弛钢绞线,钢束张拉采用两面同时张拉,张拉顺序从外侧向内侧,每次张拉一根钢绞线,直到张拉结束。压浆工作在张拉结束后及时进行。
2 先简支后连续桥梁结构施工质量控制要点
2.1 临时支座的设置的质量控制
应该保证，临时支座应有足够的强度和刚度，拆装方便，落梁均匀。预应力张拉完成后，待压浆强度大于35MPa 时方可拆除临时支座。拆除临时支座应做到逐孔对称、均匀、同步、平稳。临时支座拆除后，永久支座与墩顶和梁底严密贴合。结合目前的施工技术，临时支座有多种设置方法，以可卸落砂箱支座的施工方法为例。当采用砂箱支座时，要充分考虑砂箱承受T 梁自重和架桥机重量后的沉降量，梁底与盆式支座间应留有空隙。在施工中会出现每个砂箱沉落量不会完全一样的情况，而导致部分T 梁吊空，产生质量隐患，解决办法有两点：
2.1.1 通过预压试验取得砂箱在受力以后的平均沉降量，并以此指导现场安装临时支座，控制T 梁的安装标高与设计标高一致；
2.1.2 适当降低支座垫石标高，预留约3cm 的混凝土梁靴高度。在浇注湿接头的时候，在盆式支座上垫一块钢板，一次直接浇注到钢板上，形成混凝土梁靴。
2.2 负弯矩锚固端齿板施工质量控制
先简支后连续桥梁结构负弯矩预应力钢束的锚固是通过梁板顶特有的齿板来持力的,齿板的尺寸必须符合设计和规范的要求,尤其注意齿板的锚固面必须与预应力钢束垂直,这样有利于二次张拉时齿板的整体受力及其在张拉时可避免损坏锚具夹片。负弯矩锚固端齿板设计钢筋布置非常紧密并且设有齿板加强钢筋,钢筋间距非常小。在浇筑混凝土时插入式振动棒很难插入其内振捣,如振捣不密实,在进行二次张拉时很容易将齿板拉裂影响质量,施工中我们采取平板式振动器与30 型插入式振动棒相结合的振动方式,很好的解决了齿板处混凝土的振捣问题。
2.3 负弯矩二次张拉用预留孔道和锚具施工质量控制
在先简支后连续施工中二次张拉是后连续的关键,由于二次张拉预留孔道一般是扁形孔道,采用尺寸为90× 的扁形波纹管预埋成孔,而钢绞线的直径为,所以穿束所余留的空隙非常小,一旦波纹管变形或者在浇筑混凝土时波纹管漏浆,都会造成波纹管的堵塞,钢绞线难以穿越的后果。在施工中我们采用φ16 的圆钢筋或下料剩余的钢绞线插入波纹管内作为预埋支撑材料,待预制箱梁混凝土初凝后进行抽束,并在抽束过程中来回拉动,以利于二次张拉时钢绞线的穿束工作。
2.4 后连续现浇段施工质量控制
现浇连续段混凝土存在一个新老混凝土的连接结合问题,为此预制梁板的端头必须严格进行凿毛处理。为了防止现浇连续段混凝土在养生硬化过程中发生收缩性裂缝影响混凝土在二次张拉过程中的承载力和桥梁的整体受力性能,现浇连续段接头混凝土添加微膨胀剂,掺加剂量一般控制在水泥用量的0.5% ～1%之间。先简支后连续每联各现浇连续接头的浇筑气温应基本相同,温差控制在5℃以内,并尽量安排在一天气温最低时施工。对于我们4 孔1 联有3 道现浇接头的形式,现浇接头施工从此联的端部两道现浇接头施工,完后再进行中间剩余的一道现浇接头施工。
2.5 桥面铺装施工质量控制
跨径35米的预制箱梁在张拉施工中产生2～2.8cm 起拱度,加上负弯矩齿板超出箱梁顶4厘米,所以在架设箱梁过程中,则会使桥面铺装层的厚度不满足设计及规范的要求。在施工过程中,我们结合35米跨径箱梁28天强度张拉的理论上拱值和生产性试制梁的14天强度的张拉情况,在预制箱梁的底板台座按照圆曲线的形式设置2.5厘米的反拱。架设箱梁的存梁期限不超过60天。同时我们也通过在设计和规范允许的范围内降低支座垫石的标高和增加桥面铺装的厚度( ) 的技术措施来解决桥面铺装层施工的技术要求与箱梁起拱度之间的矛盾。
3 结束语
先简支后连续这种桥梁结构施工工艺,在施工过程中必须结合实际的设计要求和条件来不断的探索改进和完善,充分理解先简支后连续的实际,加强各施工阶段的质量控制。相信在今后一段时期的公路基础建设中,先简支后连续这一种桥梁结构施工工艺将得到更加广泛的应用。
参考文献：
[1]张赛春.先简支后连续桥梁施工工艺分析[J].公路，2008,（2）.
[2]曹俊，孙晓光，朱勇.先简支后结构连续桥梁施工特点浅析[J].交通科技，2009，（7）.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-653496.htm
