摘要:预应力混凝土连续梁桥是高速公路广泛采用的一种桥梁结构形式,它以受力合理、桥形美观、养护费用低等优点受到广泛的欢迎。最主要的技术优势就是其最大限度的发挥了预应力混凝土的性能,使连续梁桥自身承受的负弯矩能力较强。悬臂灌注法施工技术作为连续梁桥施工过程中经常使用的一种施工方法。文章将在探讨选壁灌注法施工技术特点的基础上对其关键技术以及控制措施进行相应的分析,力求为以后的工程施工提供一定的借鉴。
关键词:预应力;连续桥;悬臂浇筑法
一、预应力混凝土桥梁发展概况
预应力混凝土连续梁桥是近年来高速公路广泛采用的一种桥梁结构形式,它以受力合理、桥形美观、养护费用低等优点受到广泛的欢迎。最主要的技术优势就是其最大限度的发挥了预应力混凝土的性能,使连续梁桥自身承受的负弯矩能力较强。悬臂灌注法施工技术作为连续梁桥施工过程中经常使用的一种施工方法。
二、基本概念
2.1预应力混凝土
预应力混凝土,为了弥补混凝土过早出现裂缝的现象,在构件使用(加载)以前,预先给混凝土一个预压力,即在混凝土的受拉区内,用人工加力的方法,将钢筋进行张拉,利用钢筋的回缩力,使混凝土受拉区预先受压力。这种储存下来的预加压力,当构件承受由外荷载产生拉力时,首先抵消受拉区混凝土中的预压力,然后随荷载增加,才使混凝土受拉,这就限制了混凝土的伸长,延缓或不使裂缝出现,这就叫做预应力混凝土。
2.2连续桥
连续梁桥:两跨或两跨以上连续的梁桥,属于超静定体系。连续梁在恒活载作用下,产生的支点负弯矩对跨中正弯矩有卸载的作用,使内力状态比较均匀合理,因而梁高可以减小,由此可以增大桥下净空,节省材料,且刚度大,整体性好,超载能力大,安全度大,桥面伸缩缝少,并且因为跨中截面的弯矩减小,使得桥跨可以增大。
图一 连续梁桥效果图 图片来源:网络
2.3悬臂浇筑法
悬臂施工法的核心是以桥墩为中心向两岸对称,逐节悬臂接长,预应力混凝土连续梁桥悬臂灌注施工方法由钢桥悬臂拼装演化而来。在使用悬臂灌注法进行施工期间,挂篮是施工进行最重要的技术设备。
三、悬臂浇筑法关键施工技术
3.1预应力筋的下料、编束、穿束
(1)下料:钢绞线按设计长度用砂轮锯切割,切口两端预先用铁丝绑扎牢固,防止切口松散,下料长度等于孔道长加工作长。对精轧螺纹粗钢筋按设计长度加工作长度利用砂轮锯直接切割,并进行除锈处理。
(2)编束:用“梳板”(按锚环孔眼位置钻上眼的薄钢板)梳理顺直再用20#镀锌低碳钢丝绑扎,1m一道,两端各Zm区段内加密至50cm一道。钢绞线编束后,只留中间一根丝进行墩头,然后放进牵引器。用钢丝绳连接牵引器。
(3)穿束:短束使用人工进行穿束。长束使用卷扬机进行牵引穿束。将牵引钢绞线螺穿过孔道~将卷扬机牵引绳索穿过孔道。使用夹具连接钢绞线牵引头,利用卷扬机牵引,直到预应力束露出的长度满足张拉要求为止一切除束头,再次将工作区段除锈,准备安装锚具、千斤顶。
3.2预应力张拉及应力控制
(l)安装工作锚:用短钢管作套筒套住钢绞线,轻轻打平夹片,每个锚孔内的夹片必须平齐,夹片间缝隙要均匀,否则应重装。(2)安装限位板及千斤顶:限位板的槽口应嵌住工作锚。千斤顶的轴线应垂直于锚垫板。(3)安装工具锚:按①的步骤安装工具锚,要注意、,吐型锚具的工作锚和工具锚不同,不得混用。(4)初张拉:仔细检查千斤顶,油路等的安装正确无误后,开动油泵进行初张拉。(5)张拉:采用两端同时张拉,两端应对千斤顶同时加载,使两端油压表读数在张拉过程中随时保持一致,直至达到控制张拉应力。检查其与理论伸长值之间的相对误差是否在规范要求的士6%范围内,如果达标则开始锚固。(6)回程、退楔:两端锚固工作完成后,大缸同时回程到底,然后用小锤轻轻敲打工具锚环,取下楔片,拆除千斤顶、限位板。
3.3预应力管道压浆
采用砂轮切割机切除锚具外多余的钢绞线,切割位置应在锚圈外3-5cm,切割时应注意防止切伤锚具;冲洗管道,用压力水(压浆泵供水)将管道冲洗干净。在压浆孔及出浆孔上分别安装阀门管节,并接上压浆咀。压注灰浆,采取从一端压注的方法,当灰浆自管道中部排气冒浆后,将排气孔堵塞,一直压注至另一端冒出浓浆后,先关闭出浆孔阀门,待压力达到或超过IMPa时,压浆泵停机,同时关闭进浆孔阀门,以保持灰浆密实。
四、自锚式轻型三角挂篮的设计
4.1挂篮设计方案的选择
挂篮是悬灌混凝土施工的主要施工设备,它是一个能沿轨道走行的活动脚手架。在施工中,架设模板、安装钢筋、浇注混凝土和张拉预应力筋等全部工作均在挂篮的工作平台上进行。挂篮的的类型很多,按其结构形式可分为:型钢式、析架式、斜拉式、牵索式等,实际施工中,可根据桥跨、桥型和结构的不同特点选用不同形式的挂篮。结合本项目的桥型采用析架式三角形结构。
4.2挂篮设计的主要技术要点
根据结构特点,选择合理并且符合施工实际的挂篮结构形式。既要重量轻,又要具有足够的刚度。挂篮的后锚系统。后锚系统位于主析后部,锚固于己灌梁段的混凝土中。在下一梁段混凝土灌注中,通过后锚装置克服浇注混凝土产生的倾覆力矩,确保挂篮施工安全。挂篮的行走锚固。挂篮的行走是决定挂篮施工进度及安全的关键因素之一,在行走的同时,要保证挂篮稳定,不倾覆,最后就位准确,并且要便于调节。内、外模的移动。内外模的移动方式,直接影响就位的速度、安全及施工进度。
4.3挂篮的结构形式
根据以上的原则及要求,所设计的自锚式轻型三角挂篮由行走装置、三角形主析结构、主析后锚系统、前后吊杆系统、模板系统、模板滑移系统及张拉作业平台组成,如下图所示。
图四 自锚式轻型三角型挂篮示意图
图五 挂篮主要组成部分模型图
4.4、挂篮的拼组及安装
0#段施工完成后,在桥面上按设计位置铺设轨枕,利用竖向预应力筋固定好滑道。安放主构架吊架。主构架分三次吊装,每片三角析先在地面组装,在滑道上吊好,锚好后锚杆中的站立柱并加临时支撑,两片析架安放完成后,再安装横联。安装顶横梁、前底横梁。首先在地面上把顶横梁、前底横梁按一定距离平放,穿好吊扦,吊起顶横梁,将前底横梁垂吊在下面,吊到设计高度后,将顶横梁穿入三角架下弦前端,安放在设计位置上,并联好螺栓。安装后横梁。借助倒链将其吊起,再装吊杆。安装底模架及底模板,并将底模板与底模架联接。安装外侧模。将外侧模用倒链临时吊住,吊起外纵梁,使其穿过外侧模支撑析架,上好梁端吊环,其前端锚固在顶横梁上的吊杆上。绑扎好箱梁底板、腹板钢筋、预应力管道及预埋件后,安装内模即可开始混凝土灌注施工。
五、结语
综上所述,悬臂灌注法在预应力混凝土连续梁桥上的应用,是其主要的施工方法。悬臂灌注法梁体结构整体性较好,对悬臂梁段的施工变形和节段标高确定控制比较为容易。不仅如此,悬臂灌注法施工时桥下不受地形条件限制、梁段高程容易控制,梁体的施工质量易于保障。
参考文献:
[1]肖成忠. 大跨径预应力混凝土连续梁桥施工控制研究. 沈阳建筑大学,2012.
[2] 李文江. 大跨度预应力混凝土连续梁桥施工控制. 大连理工大学,2013年
[3]陈兵.悬臂浇筑法在大跨预应力混凝土连续梁桥施工中的应用[J].西部交通科技,2017(08):62-65.
[4]张学校.大跨度预应力混凝土连续梁桥悬臂施工控制方法解析[J].中国建材科技,2017,26(02):98-99.
论文作者:吴为星
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/17
标签:挂篮论文; 预应力论文; 混凝土论文; 悬臂论文; 横梁论文; 弯矩论文; 千斤顶论文; 《基层建设》2018年第25期论文;