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摘要:在悬臂连续梁合龙段施工中,桥梁的配重平衡对施工过程的安全性和整体工程顺利实施起着至关重要的作用。本文重点探讨了悬臂连续梁合龙段的配重与体系转换技术。
关键词:合龙段;配重;体系转换
一、悬臂连续梁合龙段的配重
(一)悬臂连续梁合龙段的配重
悬臂浇筑是在桥墩两侧逐段对称地浇筑混凝土,待混凝土达到一定强度后进行张拉,移动机具模板(挂篮)继续浇筑下一节段。合龙段施工是悬灌梁体施工的一道关键工序,在主梁悬臂灌注完毕后均应尽快完成与边跨现浇段的合龙和中跨合龙段的现浇施工,使主梁由双臂状况转化为连续整体,结构体系发生变化,在合龙段施工过程中,在混凝土自重、温度变化、施工荷载的作用,在悬臂梁端产生位移,影响合龙段混凝土悬臂梁端的连接。在悬臂法施工过程中,要特别注意平衡浇筑。配重是所有悬臂合龙施工的关键技术之一。如果配重不合理,不平衡力可能会造成已形成结构的倾覆。因此,采用悬臂施工时,配重处理措施是该类桥能否成功修建的关键。
(二)悬臂连续梁合龙段配重应注意的问题
1、配重方式
连续梁在合龙段混凝土的施工中,常采用的配重方法是在合龙段两侧利用水箱的等量效应。即在浇筑混凝土的同时采用同步等量放水以保持悬臂端的稳定性,使之不发生较大的竖向变形,或者采用在合龙段两侧堆上事先已称好重量的砂袋、土袋或其他袋装物。在浇筑混凝土时采取同步等量卸载的方法。这两种合龙段施工的配重施工工艺已经相当成熟。水箱配重施加和卸载都比较方便,但需要较大的水箱。没有水箱的条件下可以采用沙袋配重。对于挂篮法悬臂施工的桥梁还
可以通过挂篮压重和前后移动来调节箱梁高程。
2、配重大小的选择
1)最大配重W总max的确定从悬臂梁安全角度出发确定最大配重。根据设计图和结构的实际情况,计算悬臂梁的实际承载能力,由此确定最大配重W总max。W总max包括基本配重W基本和附加配重W附加。
2)最小配重W总min的确定根据合龙段重量及施工机具确定最小配重:W总min=W基本+W附加1其中W附加1包括合龙段的模板重量、吊架重量、水箱重量、施工机具和人员的重量。最小配重是保证正常施工所必须的。结构的实际配重应在最大和最小配重之间选择。
3)附加配重W附加2的确定W附加2=W附加高差+W附加内力+W附加徐变根据合龙段两端的高差确定W附加高差,W附加高差为合龙段两端的配重差(仅加在一边),以保证合龙能顺利进行。根据已实施结构的受力状态确定需要调整的内力幅度,以此反算W附加内力。根据桥梁目前的标高及其徐变特点确定W附加徐变。W附加内力和W附加徐变应综合协调考虑,在具体情况中,也可能以调整内力或调整后期变形为主来考虑。
4)实际配重的确定W实际=W基本+W附加1+W附加2≤W总max
3、附加配重
由于多种因素影响,合龙段浇筑前两侧的标高可能与预期的合龙前标高存在一定的偏差。当超过规范允许范围时便需要施加附加配重来调节合龙端口两段的高差。出于强度和安全考虑,附加配重不能过大。
4、基本配重与取消配重
由于悬臂端压重是随着合龙段混凝土的浇筑等重卸载的,在压重前及混凝土浇筑后,对悬臂端的荷载是一样的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当合龙段混凝土浇筑完成后,压重与不压重最终状况都是一样,合龙段的状态只是合龙段混凝土的自重。因此,当合龙段混凝土刚度形成后,压重与不压重两种状态下,桥梁成桥的受力基本一致。
配重与不配重两种状态在合龙段混凝土浇筑后,最终状态一致,最主要的区别就是加载的先后不一样、悬臂主梁变形先后不一样。配重状态在浇筑混凝土之前就在悬臂两端压等重的合龙段混凝土,在浇筑过程中进行等重卸载以此来保持浇筑过程中两端主梁恒定在一个变形位置。然而施工过程中不能做到理想的同步等重卸载,若配重的卸载不及时的话,悬臂端的变形则比不配重的情况更大。不配重的情况是:随着混凝土的浇筑,悬臂主梁逐渐变形,浇筑完成后达到主梁和压重状态下的变形。
二、悬臂连续梁合龙段的体系转换
对于悬臂浇筑的桥梁结构,按照一定的顺序施工合龙和解除支座、0#段临时固结措施,将悬臂施工的静力结构转换成桥状态的连续梁(刚构)。即桥梁由施工过程中的悬臂静定结构转换成连续的超静定结构。体系转换中的施工关键技术如下:
(一)合龙前标高调整应注意以下问题
由于主梁悬臂施工中标高控制存在不可避免的施工误差和预测误差,因此,主梁合龙时两合龙端存在标高偏差(扣除纵坡影响),当高差小于15mm时,不做调整,当高差大于15mm时,必须通过临时配重予以调整。临时配重应在待合龙的“T”结构两端对称设置。临时配重必须通过理论分析计算。充分考虑合龙后及运营阶段的结构内力(应力)的影响,与主梁标高偏差兼顾,不合理的配重设置导致结构内力(应力)不合理,可能导致箱梁薄弱处在运营阶段混凝土开裂。因此,必须严格控制桥面不合理配重及合龙前拆除桥面的临时荷载。
(二)临时锁定
锁定时间按合龙段锁定设计执行,临时“锁定”是合龙的关键,合龙“锁定”遵循又拉又撑的原则,即“锁定”包括焊接劲性骨架和张拉临时预应力束。
刚性骨架安装前,悬浇段前端受温度影响,将在各个方向反复发生位移,特别是在竖平面内上、下方向。先穿合龙段施工需要初张拉的预应力束,预应力束下料长度应考虑悬浇段前端大位移的影响。施工吊架、底模系统安装完毕后,精确测量合龙段的长度,仔细检查预埋件尺寸、焊缝高度和焊缝质量,根据合龙段的实际长度修正临时锁定钢构件的长度。将临时锁定钢构件焊接于合龙段的一侧,另一侧保持自由状态,选择施工当日气温较低时刻,备用多台焊机将锁定钢构件的另外一端与合龙段预埋件即刻焊接牢固。临时预应力束按设计布置,临时预应力张拉吨位按锁定设计确定,劲性骨架顶紧后进行张拉,临时束张拉锚固后不压浆,合龙完毕后将拆除。
(三)合龙预应力施工及体系转换
劲性骨架焊接到位后,及时按照图纸设计要求,对称进行临时钢束张拉。合龙段合龙口锁定后,方可解除边墩永久支座临时锁固,使梁的一侧能在合龙口临时锁定装置连接下沿支座自由伸缩。当合龙段混凝土强度和弹性模量达到设计值100%,且混凝土龄期不少于7天后,及时进行预应力筋张拉,张拉控制应力严格按照设计图纸给出的锚下张拉控制应力执行。混凝土连续梁合龙梁段纵向预应力筋全部张拉完毕,应立即拆除相应主墩T构墩顶临时固结和体外固结等设施,实现连续梁第一次结构体系转换,形成单悬臂梁。(注意此时不能拆除T构主墩活动支座的临时锁固设施。)混凝土连续梁(刚构)合龙梁段纵向预应力筋全部张拉完毕,拆除相应T构梁墩临时固结设施时,应对称、均以施作,并应观测墩顶梁体高程及应力和永久支座受力状态变化情况,发现异常情况时应立即停止作业,查明原因,保证施工安全。边跨直线段支架体系,应在边跨合龙段梁体纵向预应力筋全部张拉完成后进行拆除,按照跨中→边墩的顺序对支架进行落架,按照先搭后拆的原则由上往下对支架进行拆除。
参考文献:
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[3]田健.悬臂浇筑桥梁合龙中施加配重原理及方法[J].公路与 汽运,2006年2期.
论文作者:邱枫
论文发表刊物:《基层建设》2015年28期供稿
论文发表时间:2016/3/31
标签:悬臂论文; 混凝土论文; 预应力论文; 高差论文; 标高论文; 结构论文; 内力论文; 《基层建设》2015年28期供稿论文;