摘要:连续梁桥是目前最为常见的大跨径桥梁结构。近年来,随着连续梁桥的不断发展,其单孔跨径已可以达到 150 米,预应力混凝土连续梁桥已经成为当今桥梁工程中运用最多的桥梁结构,所以本文以此为例对铁路大跨径桥梁施工技术进行研究。
关键词:铁路工程;大跨径桥梁;施工技术
1.影响桥梁施工的不确定因素
1.1参数控制
(1)结构材料弹性模量
和结构变形有直接联系,超静定结构下弹性模量对结构分析结果影响更明显。但施工成品构件弹性模量总与设计采用值不尽一致,所以,在施工中要据施工进度经常到现场抽样试验。
(2)结构构件截面尺寸
截面尺寸误差难以避免,验收中也允许一定误差存在,误差会导致截面特性误差,从而影响结构的内力、变形等分析结果。控制中要对结构尺寸做动态取值与误差分析。
(3)材料热膨胀系数
其准确与否对施工控制产生影响,要特别注意。
(4)材料容重
是引起结构内力、变形主要因素,施工控制中要考虑到计算实际容重和设计取值间有误差存在的可能性,尤其是混凝土材料,不同集料和钢筋含量都会对容重产生一定影响,必须对其准确识别。
1.2材料的收缩、徐变控制
混凝土桥梁结构材料收缩、徐变对结构有较大影响,易引发变形主要是因为混凝土普遍加载龄期短、各阶段的龄期相差大。控制中要认真研究,同时采用合理、实际的徐变参数与计算模型。
1.3温度变化控制
温度是主梁挠度主要影响因素之一。日照作用与骤变温度,会造成主梁顶底板温度差,使主梁挠曲,同时也会使墩身发生偏移。不同季节的温差对主梁挠度影响变化均匀,可采集各节段温度输入计算机以计算挠度。
2.施工工法介绍——以悬臂施工为例
目前预应力混凝土连续梁桥施工最为常见的施工方法为悬臂浇筑和悬臂拼装这两种连续梁桥施工方法。
2.1预应力混凝土连续梁桥悬臂浇筑施工
2.1.1托架
在实际桥梁工程施工过程当中,一般根据桥梁自身特点、工程现场条件,托架一般支撑在桥墩墩身、桥梁承台或地面上。托架的长度由混凝土梁现浇段的长度决定;托架的高度由施工所用的挂篮高度决定;在横桥向,为了在混凝土箱梁的腹板位置设立模板,因此托架的宽度应比混凝土箱梁的地面宽度1.5m~2m。为了保证施工的质量,托架顶面同混凝土箱梁的地面线形应当吻合。工程施工中常用的托架为(1)斜撑,(2)斜拉。由于托架会对现浇梁段产生附加变形,因此工程中常提前对托架进行预压。
2.1.2挂篮
当施工梁段的长度达到挂篮的最低长度时,在该梁段上拼装对接挂篮,当梁段长度满足一定要求之后,将挂篮分为两部分,从这两部分对称向跨中施工,当新浇筑的混凝土梁段的强度达到设计值后,用预应力筋将前后两个梁段连接成一个整体。挂篮在施工过程中有极大的灵便性,因此施工中的很多步骤均能在挂篮上进行。当前一梁段施工结束之后,将挂篮移动到下一梁段,重复使用,直至完成所有梁段的施工。工程中常见的挂篮一般由主桁、悬吊系统、平衡重及锚固系统、行走系统、张拉平台及底模架组成。挂篮的主桁由两片纵梁组成。悬吊系统在整个挂篮中承担着传力的作用,因此一般使用粗钢筋。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆平衡重及锚固系统在挂篮体系中产生力矩,用以抵消施工过程中在挂篮系统上产生的倾覆力矩,保证了施工的安全性。行走系统保证了挂篮的灵活性。鉴于挂篮在整个施工过程当中的重要性,挂篮所用材料必须考虑其可靠性,在施工前,应当对挂篮所需材料进行试验,确保材料的强度及变形满足工程需求,保证挂篮在施工过程当中的安全性能。
2.1.3悬臂浇筑施工
首先对挂篮进行设计和加工,接着要进行实验保证安全可行性,然后对梁端进行悬灌施工,同时安装外模,对钢筋进行焊接绑定,再者进行应预力的管道安装和端模内模的安装。紧接着浇筑混凝土同时进行各种应预管道安装及压浆。对于浇筑梁端混凝土,应当按照提前设定的设计要求,对于梁体的线型进行严格掌控。连续梁应采用泵送混凝土进行全断面的浇筑,其坍落度控制在14~18cm之间,并随着温度的变化和浇灌速度及运输时间改变。
2.2预应力混凝土连续梁桥悬臂拼装施工
2.2.1预制梁段
常规的悬臂梁块的预制分为长线浇筑和短线浇筑两种方法。长线预制一般是提前制作预应力混凝土连续梁桥的固定台座,然后将底膜安装于台座之上,最后预制节段。而短线预制一般利用端模架以及调整台车来实现,由于这种方法设备可以反复使用,因此该方法多应用于工厂内的节段预制。
2.2.2节段间的接头方式
在整个施工过程中,0#块是梁高最高、同时也是重量最大的节段,因此,工程上一般采用在托架上现浇的方法。接缝一般采有以下几种方式:(1)湿接缝。湿接缝的宽度一般为10cm~20cm,由于第一节段的施工是否精确会直接影响后续节段的施工,因此,常将湿接缝应用于0#块和1#块之间。(2)胶接缝。在施工过程中,将环氧树脂和水泥涂抹在节段接缝面上,形成一层薄膜,这层薄膜不仅可以使接缝更为贴合,同时在施工结束后可以提高结构承载能力,因此多应用于中间节段的接缝处。(3)干接缝。所谓干接缝,就是在接缝处不填充任何材料。这种接缝往往能提高施工效率。
2.2.3拼装方法
在确定预制节段的拼装方法时,应根据实际情况,制定不同的施工方案。例如对于两侧岸边的节段,一般使用自行式吊车或龙门架拼装;而处于河水中间的节段,由于水流带来的影响,一般使用水上浮吊拼装。对于某些较为特殊的桥梁,如桥梁桥墩高度较大或桥梁所处河水水流较急的这些桥梁,常采用吊车进行施工。在现浇完0#块之后,用一辆吊车同时对称施工,在条件允许之后,由两辆吊车从两边同时对称施工。
2.2.4压浆
在桥梁施工过程中,为了使得预应力混凝土连续梁桥的预应力钢筋不受腐蚀,常对预应力筋孔道进行压浆。现阶段对孔道压浆是在检查管道情况之后开始压浆,当出浆口流出浓浆后停止。封闭管道,确保泥浆填满整个管道。在桥梁结构的施工过程中,应先进行局部封锚,然后进行孔道压浆。压浆时,如不能及时封闭管道,管道内水泥会发生收缩开裂,这样很容易导致漏浆,破坏持压效果;同时,也会降低压浆的质量。为了解决这一问题,工程上常添加适量的膨胀剂在水泥浆中,这样既能保证压浆过程顺利完成,同时能确保水泥浆充满整个管道,有效的增加了预应力筋的抗腐蚀能力。压浆之前的各项检查工作应尽量做到无缺无漏,在压浆过程中,一旦遇到管道不畅通等问题,应及时协商解决,不能草草了事。
2.2.5部分预应力
各节段的匹配面之间没有普通钢筋穿过,这会造成粘结剂的粘结强度和混凝土的抗拉强度不同。如果采用部分预应力,在荷载作用下,结构的下翼缘将产生拉应力,造成结构下部开裂,下部预应力筋裸露而受到腐蚀。因此,不建议在预应力混凝土连续梁的施工过程中应用部分预应力。同时,应保证在结构承受最不利荷载时,各截面仍具有一定的压应力储备。
结束语:
铁路工程是国家经济发展的命脉,而其中的大跨径桥梁是一项耗时长、难度高的施工项目,只有熟知施工建设潜在影响因素并结合相关规定进行分析,才能减少各种因素对桥梁施工质量的影响,更好地推动交通事业发展。
参考文献:
[1] 张政伟, 张政勇. 铁路工程大跨径桥梁工程施工技术探讨[C]// 高速铁路与轨道交通刊物版2016年. 2016.
论文作者:胡昌敏
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/22
标签:挂篮论文; 预应力论文; 混凝土论文; 桥梁论文; 结构论文; 托架论文; 悬臂论文; 《基层建设》2017年4期论文;