城市桥梁节段预制拼装技术设计与研究论文_赵旭1,田广辉2,吴元豪3,闻亚萍2,谢志成4

城市桥梁节段预制拼装技术设计与研究论文_赵旭1,田广辉2,吴元豪3,闻亚萍2,谢志成4

1郑州公用事业投资发展集团有限公司 河南郑州 450000 2河南五建建设集团有限公司 河南郑州 450000 3郑州市工程质量监督站 河南郑州 450000 4中建七局安装工程有限公司 河南郑州 450000

摘要:近年来,我国的城市化进程有了很大进展,城市桥梁工程加速奈何越来越多。节段预制拼装桥梁由于其施工便捷性目前在桥梁建设中应用广泛,由于其自身的特殊性,在耐久性方面要给予足够的重视,特别是对节段拼缝的处理和预应力体系的耐久性设计。在充分研究节段预制拼装桥梁的特点的前提下,分析这类桥梁的设计经验,针对其耐久性设计提出关键性控制技术,对这类桥梁的设计和施工提供参考。

关键词:节段预制拼装;耐久性;控制技

引言

相较于地铁建设,城市高架桥更为经济和安全,但建造过程中受周边环境、交通的制约较大。采用预制拼装技术可弥补这一缺点。我国桥梁预制拼装技术已有较多的工程实例,与传统现浇桥梁相比,其优势已得到体现。通过工程实践介绍了一种预制拼装高架桥梁的设计思路和施工控制要点,并对预制拼装技术在实际工程中的各项效益进行分析。

1预制箱梁节段拼接缝设计

1.1节段拼装连接接缝形式

预制节段箱梁的接缝一般有3种类型:干接缝、环氧胶接缝及现浇混凝土湿接缝。干接缝节段式梁施工方便,但接缝受力性能较差,故应用范围较小。环氧树脂胶接缝节段式箱梁接缝承载能力好、接缝处受力均匀,适宜配置体内预应力钢筋,接缝具有一定的耐久性。现浇混凝土湿接缝主要用于预制节段式梁合拢处。为方便拼装施工,减小施工安装误差,湿接缝也可用于节段之间连接,通常采用窄式湿接缝,缝宽一般小于20cm。

1.2节段拼装方法

预制节段拼装方法根据桥梁跨径的不同,可采用逐孔整体拼装和悬臂拼装两种方法。其中逐孔整体拼装方法广泛用于跨径小于50m的桥梁,而悬臂拼装方法则适用于大跨径的桥梁。悬臂拼装方法与逐孔整体拼装方法相比使用较广泛,其中悬臂拼装方法根据方法的不同又可分为悬臂吊机安装和上行式架桥机拼装2种方法。

1.3预制构件运输

城市高架桥施工环境往往限制条件较多,成品预制构件需从预制厂加工完成后运至现场,运输过程中预制构件质量、外观易受损。为做好成品保护工作,确保预制构件质量和外观,在运输前应规划好运输路线,不仅要考虑减少运距、降低运输成本,还应进行实地踏勘,了解运输路线道路环境,尽量避免或减少颠簸道路。若运输的构件体积庞大,则运输道路还需考虑宽度和转弯半径,驾驶员在行车过程中要根据路况调整车速,确保运输车辆在起步和停车时保持平稳。构件发车前应再次确认绳索捆绑固定是否牢靠。混凝土预制构件的边、角可采用柔软的织物或海绵等进行包裹,避免或降低构件在意外碰撞或滑移情况下造成外观受损。此外,在运输某些大尺寸构件时,运输车辆在城市道路上基本无法掉头,所以在构件装车前,应结合现场施工环境、施工顺序等因素确定好构件装运顺序和方向,便于构件卸车,提高工作效率。

1.4混凝土入模与振捣

在混凝土入模施工之前,要确保没有离析现象发生。在30m预制箱梁浇筑混凝土的过程中,利用龙门吊灰斗浇注的方式从梁的一头向另一头进行斜向分层浇筑和振捣,并且浇筑顺序是先对底板进行浇筑再对腹板进行浇筑,当浇筑到腹板的时候,利用纵向分段、水平分层的方式向另一头进行浇筑。浇筑过程中,要把每层厚度控制在30cm以内,并且均匀下料,防止压力不均造成内模发现偏心位移,进而造成腹板的混凝土浇筑厚度不一问题产生。若下层混凝土振捣不到位,不可再下注混凝土。在振捣的过程中,要时刻注意不能出现振捣器振动锚垫板、碰撞钢筋或损坏预应力管道等问题。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于钢束靠近模板处与锚垫板部位的钢筋比较密集,下料振捣是个难点,所以要边下料边振捣。安排专门的技术人员进行检查,避免出现漏灌和漏振问题。在混凝土灌注施工完成后,使用木抹及时对表面进行抹平收浆处理。在现场侧模上,每隔2m的距离都设有一个标高控制点,以确保箱梁表面的横向坡度和平整度。

1.5预应力体系的耐久性设计

按照全预应力体系进行设计,节段间的粘结剂的粘结强度比混凝土的抗拉强度相小,若采用部分预应力,当桥梁受到外部荷载时可能就会导致节段接缝受到拉应力产生开裂,作为薄弱环节,接缝处在设计时要考虑一定的压应力储备。针对设置在梁体内部的预应力束,其压浆质量是影响耐久性的关键因素。预应力管道材料采用波纹管,在预制过程中与钢筋一同绑扎,设置在梁体中。压浆材料采用成品的商品压浆材料,材料中要有微膨胀剂,能充分地填满预应力管道中的空隙,加强它们之间的胶结,更好地保护预应力束。当设置有体外预应力索时,应注意减振和防腐。在运营阶段,车辆的荷载会引起体外预应力索的振动,应在合适的位置设置减振装置,如阻尼器,减小索体的振动区间来消除有害振动。

1.6整联箱梁预应力张拉及临时支架拆除

待一联的所有箱梁架设完成并且湿接缝强度达到后,需对整联节段梁进行整体预应力张拉、压浆、封锚。注意连接孔与孔之间的钢绞线端头均布置在箱梁腹内的下底板或上底板上,操作空间有限,且上盖板处张拉时千斤顶需牢靠固定。整联箱梁张拉完成后,卸除临时支架的支撑反力,完成力系转换。

2预制拼装技术效益分析

(1)精细化管理。构件工厂化生产模式将施工现场大量的重复性工作转移到预制厂内进行,由具有一定知识水平的技术工种在机械化程度较高的生产线中进行生产,数字化控制各类原材料的使用,保证产品生产质量,严格控制污染物的处理和排放。精细化管理模式对人、材、机进行统一调配,严格控制各项投入是现场粗放型的管理模型向精细化管理模式进行的一种改变。(2)生产效率。在整个预制拼装生产过程中,构件加工制作约占总时间的70%,构件运输约占20%,现场安装约占10%。而在出具加工图后即可开始构件加工,不受其他工序的制约影响,从而显著缩短施工工期。(3)安全可靠。预制拼装技术无须在现场搭设支架,避免了支模架坍塌风险。同时,构件吊装要求具有一定资质的专业分包队伍,熟练的吊装作业人员对整个构件吊装过程中各要点处理思路更为清晰。(4)经济效益。综合考虑现浇工艺与预制拼装的人、材、机3个方面的投入及损耗率,材料费与机械费两者基本持平;相比于现浇工艺,采用预制拼装技术可节约现场作业劳动力约60%,目前劳动力成本大幅提高,机械化、规模化、工厂化成为趋势。(5)社会效益。采用预制拼装技术进行城市高架桥建设,受周边环境的限制较少,且施工周期短,对周边居民和交通的影响时间短。同时,该技术的应用实现了建筑产业化的目标,大幅降低了资源和能源的损耗,有效提升了工程施工质量,改善了施工作业环境,降低了个人劳动强度,具有重要的社会意义。

结语

综上所述,在市政公路桥梁施工过程中积极应用预制拼装技术不仅可以更好地适应现代社会和科技的发展,同时也是促进市政公路桥梁实现高效率、高质量施工的有效途径。因此,施工单位必须要加大对预制拼装技术的研究力度,积极研发或引进先进技术,提高现有预制拼装技术水平,并严格控制其质量,从而为保障我国社会经济快速发展建设出更多优质路桥工程。

参考文献

[1]赵颖超,宁英杰,龚世文.大型预制墩柱拼装技术在桥梁施工中的应用[J].交通世界,2017(25):67-69.

[2]姜海西,查义强,周良,等.城市桥梁墩柱预制拼装关键技术研究[J].上海建设科技,2016(10):5-7.

[3]黄国斌,查义强.上海公路桥梁桥墩预制拼装建造技术[J].上海公路,2014(4):1-5.

[4]周良,闫兴非,李雪峰.桥梁全预制拼装技术的探索与实践[J].预应力技术,2014(6):15-17.

论文作者:赵旭1,田广辉2,吴元豪3,闻亚萍2,谢志成4

论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期

论文发表时间:2020/1/15

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