基于高效预制装配式施工技术在桥梁方面的应用研究论文_张喜山,张招招

基于高效预制装配式施工技术在桥梁方面的应用研究论文_张喜山,张招招

威海市公路勘察设计院 山东威海 264200

摘要:目前我国公路桥梁施工方法中,早已不再局限于之前较为单一地使用混凝土来进行直接浇筑,而开始较多的使用预制构件来进行对应的装配组合,最后构建出所需要的结构主体。这种新的方式有着更加广阔的应用空间,不仅仅可以为桥梁施工技术提供新的能量,预制装配式桥梁施工的技术还可以给整个桥梁施工行业的进一步发展起到巨大的作用,其本身就有着巨大的潜在价值,因此,在这里就很有必要对预制装配式桥梁的施工技术来进行简要的分析以及探讨,以此来保证这种施工方法在今后的桥梁施工当中发挥更为广阔的作用。

关键词:桥梁;预制装配式;流程分析

引言

经济的发展带动了城市的进步,同时对我们交通等服务设施也提出了更高的要求,需要我们建设更为宽广的道路来满足人们出行的需求。如何减小新建桥梁对既有道路交通的干扰,快速完成施工是选择修建方法的首要考虑因素,基于这种因素,预制桥梁拼装技术也就应运而生。装配式钢-混组合梁桥由混凝土桥面板和主梁共同构成。在安装过程中所应用的构件可以通过工厂化的制作方式,保证整体质量的提升。施工人员在对桥梁进行安装的过程中,首先需要将剪力槽孔预留在桥面板之上,然后再通过将混凝土桥面板和桥梁主梁进行连接的方式,使其成为一个整体。与传统桥梁结构相比,装配式钢-混组合桥梁结构不仅对桥梁横向连接的强度进行了加强,还对桥梁的受力性能进行了提高。

1预制装配式上部结构发展状况

预制装配式上部结构形式主要分为横向划块和纵向划块两种。横向划块即预制节段拼装桥梁,纵向划块即传统的空心板、小箱梁、T 梁以及国外常用的槽型梁结构等。在城市高架立交上,预制节段拼装已有一定的应用,例如上海的沪闵二期项目。但在实际使用过程中,由于城市高架变宽段较多,标准段所占比重相对较小,仍然大量采用了现浇段或钢箱结构,因此无论从工期还是从造价角度,在城市高架立交工程中采用这种预制节段拼装的意义不大。空心板由于跨径小,外观相对较差、连接部位(铰缝)病害多等原因,在城市高架中使用较少。小箱梁结构跨越能力强、自身刚度大、横向连接相对可靠。针对城市高架变宽段,仅需将小箱梁做扇形布置即具有较好的适应性。以往交通部预制小箱梁通用图适用于简支变连续的结构,对于城市高架桥梁,受上下匝道布置及净空等条件约束,以及考虑桥梁景观,往往不适合采用盖梁高度较高的简支变连续结构。

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2适合中国目前国情的装配式方案

由于目前国内对预制装配式桥梁的研究尚处于起步阶段,而大规模的应用应当基于相对成熟的技术和工艺。综合前文中的各种结构方案,建议近期可采用简支小箱梁和倒T型盖梁的方案;远期学习国外槽型梁等先进的预制拼装理念和技术,使得高架立交外形更加美观和多样化。对于小箱梁上部结构,由于上海预制小箱梁通用图吊装质量大,根据中国目前的施工水平,建议上部结构采用交通部小箱梁控制吊重。以往交通部标准图的小箱梁在使用中,还存在腹板、底板振捣困难,腹板容易开裂等问题。经过计算研究,建议上部结构在交通部小箱梁标准图的基础上将腹板和底板厚度从180 mm增大到200 mm,便于施工时混凝土浇筑和振捣。纵向湿接缝的宽度控制在0.4~1.0 m之间,端横梁厚度为0.3 m,在跨中位置设置中隔板,厚度为0.3 m。同时根据计算结果适当增加腹板的箍筋直径。下部结构采用预制立柱倒T型盖梁。盖梁预制不仅可以解决城市道路保通的难题,而且能大大缩短工期,降低施工带来的社会影响,意义更加重大。立柱预制相对盖梁而言,需求不十分迫切。同时因为预制立柱精度要求高,对于精度要求达不到的地区,可以采用立柱钢筋模块化生产,这同样可以起到缩短现场工期、省去立柱支架的效果。

3桥梁工程装配式施工工艺

3.1横向板缝

混凝土桥面板所对应的横向板缝,主要由剪力键板缝以及企口板缝所构成。剪力键板缝不对预应力进行设置,而是通过将环氧树脂涂抹在接缝匹配面的方式,完成胶接。通过实践可以发现,高度不对等这一问题在桥面板制作和安装过程中难以杜绝,因此,剪力键板缝所具有的作用在装配式钢 - 混组合桥梁中无法被完整的呈现出来,桥面板的耐久性也会受到不利影响,企口板缝随之成为了近几年在板缝连接过程中施工人员的首选。在对企口板缝进行应用时,施工人员将关注的侧重点放在对配筋的连接方面。配筋连接包括普通钢筋的配置、板缝浇筑和预压,以及连接键的预埋等。剪力键板缝所具有的特点有:对后浇板缝的过程进行了有选择性的省略,转而由环氧树脂的涂抹及胶接代替。但是该类横向板缝所需施工精度相对较高,因此,在施工过程中极易由于细微失误的出现,导致铰接板缝的错位或开裂,影响桥面板的耐久性。企口板缝所具有的特点有:通过对预压应力的增加,对板缝错位或开裂的问题进行了有效控制,从而保证了桥面板的耐久性,但工作量也随之增加。除此之外,即使在施工过程中存在细微的误差,也会对预应力造成极大的损失。

3.2预制构件的吊装操作

一般来说,对于预制构件的吊装一般主要分为两个系统:①湿式系统。湿式系统的吊装环节主要为:进行放样→预制柱的吊装→预制大梁的吊装→预制小梁的吊装→现浇的环节以及对于机电的配置→最后一步就是梁板的灌浆工作。对于湿式梁板来说,它的安装方式主要是:在梁板的上部进行预留锚筋的操作,锚筋需要插入到叠合现浇层。在梁板进行浇筑的时候,需要把梁板的上部与其结构体采用现浇混凝土的方法进行浇筑,在其下部则采用铁件连接,留出一部分的滑动空间,以便于在发生地震时可以跟着进行晃动;②干式系统。对于干式系统来说,它的吊装工序主要是:选取放样→预制柱的吊装→预制大梁的吊装→预制小梁的吊装→梁板的吊装→现浇的环节以及对于机电的配置→梁板的灌浆→完成相应的结构体→最后进行外梁的吊装工作。

3.3参数和临时构造的控制

在对装配式钢-混组合桥梁进行安装时,工厂首先需要对混凝土的主板以及钢箱梁进行制作,如果想要尽量减少收缩变化对混凝土结构所具有的影响,施工人员应当保证混凝土板所具有存板时间的充足。在桥梁下部结构的安装完成后,施工人员需要对钢箱梁进行架设,使用橡胶条对钢箱梁上方的边缘处进行密封,在对桥面板进行组拼和预制,同时利用标高调节螺旋,对桥面板的高度进行调整,使其与周围桥面板保持高度上的一致。在对桥梁进行安装的过程中,需要施工人员控制的因素有桥面板的高度以及钢箱梁的变形等。在对桥面板进行吊装预制前,施工人员应当通过对橡胶密封条的设置,或是对角钢进行焊接的方式,保证桥梁主梁两侧的密封性,并以此为模板完成板托的浇筑工作。实践结果表明,应用在装配式钢-混组合桥梁中的现浇板托,其高度应当≥25mm,只有满足这一条件才能保证支撑梁与预制板的线形重合,也才能保证有足够的空间用来对板托进行浇筑。当预制板完成吊装后,施工人员需要对标高调节装置进行应用,保证相邻预制板在高度方面的统一。

结束语

综上所述,对于现阶段桥梁工程项目施工建设中预制装配式施工工艺的有效落实应用而言,其作为一种新型施工模式,必然会表现出明显的积极优势,我国正处于大规模交通建设时期,装配式混凝土技术性能的研究,是急需解决的工程实际问题,对于促进装配式混凝土桥梁在工程实践中的的应用,巩固我国在桥梁建设中的领先地位,积极推动我国桥梁建设事业的发展等方面都具有重要的理论意义和实际应用价值。

参考文献:

[1]江见鲸,何放龙.有限元法及其应用[M].北京:机械工业出版社,2007.

[2]黄宇星,预制混凝土结构连接方式研究综述[J]混凝土,2013,1:120-126.

论文作者:张喜山,张招招

论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期

论文发表时间:2018/1/7

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