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摘要:目前,在我国已经修建成的大跨度桥梁中,混凝土连续钢构桥的比例最大。虽然施工技术日趋成熟,许多工程的设计施工还不到位,致使桥梁在后期项目营运过程中出现了较多问题,危及桥梁使用安全,也危及社会安全。本文主要结合钢结构特大桥的具体施工案例,从不同方面分析特大桥梁中连续钢构桥施工关键技术,以期对今后桥梁建设做出更大贡献。
关键词:高速公路;钢构大桥;施工技术
前言:本文主要以桥梁案例为主进行具体分析,其中以某高速公路的钢构大桥为研究背景。该钢构大桥的主跨部分采用65m+2×120m+60m 的连续钢构,跨中的梁高度为9m,箱梁根部的梁高度为3m,其结构属于单箱单室的桥梁结构。其中,全梁总共有4个主桥墩,共有8个T结构,每个T结构含有19个悬浇节段,主桥长共 652m。桥梁的主梁悬臂浇筑梁段的划分为2种,分别为4m和3m,其中,最大的重量为138t。桥梁箱梁预应力采用的为横、纵、竖向三类。该工程采用悬臂浇筑法,混凝土等级为 C55。
1 墩顶 0# 块的施工技术
1.1 托架构造
钢筋混凝土桥墩浇筑过程中,刚性托架一般由两个主要受力体系组成。其中一部分是形如“W”的万能杆,另一部分是承受剪力的预埋工字钢牛腿。施工荷载、桥梁自重直接传给桥墩,另外可将垫梁和配梁依次铺设在托架上方,此时托架可视为上部结构的支撑点和工作平台。对托架进行受力分析和结构设计时需要全面考虑可能对其产生的不利或有利因素。根据托架所需的抗力大小选择合适的钢材,比如采用 C 级钢是应对金属疲劳破坏的有效技术手段。如图 1 所示为托架结构见连续刚构 0 号段托架结构示意图。
1.2 托架的正确安装
对于类似托架的桁架或者是钢结构,比较成熟的施工技术是首先在工厂加工、组装,然后运输到施工现场进行吊装就位,校正位置后进行焊接或者螺栓连接。托架安装时应严格按托架设计图加工,为保证焊接质量,托架与连接缀板处的焊缝应采用坡口焊,坡口为45°,焊缝表面不得有裂缝、焊瘤、烧穿焊弧等缺陷;对于精轧螺栓应采用双螺帽。为了满足实际施工需求,一般采用悬挂水箱注水的技术手段来模拟托架的承载方式,另一方面设计人员必须对托架的受力节点的受力状况进行精确计算。通用的实验加载方式为三级加载,加载前所有受力螺栓必须拧紧,所有焊缝必须能够保证不因加载而先于结构破坏。加载时采用 N1005A 高精度水准器对托架的变形进行观测而要有效测量托架的变形状况,主要观测点为托架的节点和加载下方位置,根据预加载所产生的结构变形来有效消除托架的弹性变形。
1.3 0 号段模板支立及钢筋绑扎
桥梁的底模分为托架上底模和墩内的底模两个部分。托架上底模通常是由平整的钢板制作而成,其特点是面积大,可重复使用;墩内底模一般采用的木模板,其特点是轻便,便于安装,容易裁剪组合,并且后期无需拆除。对于钢筋混凝土梁,一般支好受力底部模板后对受力钢筋、架立筋及箍筋进行绑扎,并且同时需要预埋预应力构件及波纹管。对于内部的木模板,安装完成后,需要进行位置校正及标高调整,最后根据设计及施工技术规程支撑侧模板,在波纹管安装完成后需要及时浇筑混凝土。
1.4 混凝土浇筑在对墩顶
0# 桥梁进行混凝浇筑时,为了避免因大体积混凝土水化所产生的水化热导致混凝土开裂需要进行分层分段浇筑。首先浇筑箱型桥梁的底板,然后浇筑梁体腹板,最后进行顶板浇筑。在混凝土浇筑时必须严格按照相关施工技术规程对其进行振捣以保证混凝土的密实性,在底板灌满混凝土后必须及时进行密封。
2 安装挂篮的工艺要点
在正式安装挂篮以前,需要对钢枕进行铺设并实现测量放样,并在竖向预应力钢筋上将后部锚固,同时有效安装挂篮的相关杆件。接着对挂篮进行测试,其主要是为了提高施工的安全性能,并保证施工结构的稳定性。同时,通过测试能够对挂篮的非弹性变形起到很好的抵御作用,并保证悬浇段立模标高的顺利完成。在完成墩顶拼装以后,需要通过悬灌水箱进行加载实验,为施工线性控制提供有效依据,前后需要经过三次的加载和卸载,直到有效消除挂篮额塑性变形现象。
3悬臂浇筑施工
3.1钢筋和预应力管道施工
在安装测试完挂篮以后,接着进行悬臂灌注施工。首先是在进行钢筋与预应力管道的过程中,第一是钢筋的加工;第二是钢筋的下料。同时,通过机械套筒的连接来作为竹筋接头,并有效连接两梁段间的竹筋,一般可以采用绑扎塔接方式来进行,同时需要确保在 30 d 以上的塔接长度。为了对钢筋骨架的稳定性和安全性予以提高,可以将搭接焊接在梁段钢筋绑扎过程中进行,还能进一步提高钢筋的施工质量;其次是在钢筋的绑扎过程中,模内绑扎是目前最为常见的一种方式,并根据实际施工项目和规范要求来进行绑扎的顺序。除了严格按照规范标准进行绑扎以后,安装预应力管道也不容忽视,特别是下料必须按照每段施工长度来进行,而在进行波纹管的下料时,通常需要通过砂轮锯实现切割,并对下料存放的质量予以保证,以免其受到腐蚀。同时,连续梁体预应力筋使用的金属波纹管成孔需要有效选择其内径,其中 0.8 m 左右的内径最佳,并保证按照实际要求和标准来完成施工过程中的安装。另外,必须在波纹管中插入硬塑料管,以有效保障预应力管道的位置。
3.2 预应力施工
根据该大桥施工设计要求,以及相关施工规范可知,要进行张拉施工,必须保证混凝土强度满足设计强度的 85%以上才能进行。同时,张拉操作的进行,需要在养护混凝土时间超过 8 d 才能正式开始。
3.3 数控智能的合理张拉
(1)纵向钢绞线张拉。在实际操作过程中,想要对箱梁的横向、纵向和竖向预应力钢筋进行合理的张拉,需要结合实际施工情况,合理采用滞后张拉工艺来完成,当全桥切实满足合拢状态后,继续张拉钢筋的剩余阶段。同时,张拉的顺序应当遵循相关原则来进行,即长钢筋张拉为首先进行的部分,后再进行短钢筋张拉。而在目前的施工过程中,横向与纵向的钢绞线张拉的基本步骤可以分为几点,第一是初张出拉总吨位的 15% 左右;第二是持荷 3 ~ 4 min;第三是张拉至总张拉吨位;第四是继续持荷 3 ~ 4 min;第五是回油,而只有严格按照正确的张拉顺序进行施工,才能达到纵向钢绞线张拉的目的。
(2)纵向钢绞线张拉。纵向钢绞线张拉需要通过伸长值双控和张拉力来进行,其中最为主要的环节就是张拉力的质量控制,并有效控制伸长值。在完成顶锚后,需要测量两段的伸长值,同时将其和实际设计要求进行对比,核实张拉实际结构是否满足设计要求。当发现张拉的设计要求和实际张拉结果出现差异时,首先需要分析和探查其存在的原因,并通过有效的应对策略予以问题的解决.
结语:综上所述,钢构桥的施工技术与其施工质量有着息息相关的联系,因此,要保证施工质量的稳步提升,就应对钢构桥中可能存在的质量问题进行逐一的分析,并与实际工程状况进行结合,编制出针对性与可行性较强的施工方案,并在实践中对其进行不断完善,以实现施工质量的进一步提升。
论文作者:向忠德
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/25
标签:托架论文; 钢筋论文; 预应力论文; 挂篮论文; 桥梁论文; 混凝土论文; 结构论文; 《基层建设》2018年第8期论文;