摘要:高墩大跨连续刚构桥由于外形简洁美观,桥下的视野开阔,尤其适用于山区起伏较大的地形环境中,因此广泛应用于我国南方以及西部山区的高等级公路中。在高墩大跨连续刚构桥施工过程中,由于结构受到一些因素的影响,导致内力以及变形始终处于变化状态中。同时桥梁建成之后,梁段的可调整性较小,所以加强施工过程中的控制力度,确保桥梁线形以及内力达标,全桥顺利合龙极为关键。文章正是基于这个角度,结合工程实例,重点就高墩大跨连续刚构桥施工控制展开相关探讨。
关键词:高墩;大跨径;刚构桥;施工技术
引言
混凝土刚构桥发展在早期的结构特征就是跨中设铰,在自然条件下,铰内会出现剪力,梁内会出现附加的内力,这些均会对桥梁受力造成不好的影响。铰的设定导致桥梁总体性严重受损,将梁换成铰之后,虽然防止了铰接结构的缺陷,可是由于桥梁的跨度加大,该结构无法满足行车的舒适性。为了可以充分满足行车的舒适性,连续梁得到了一定的发展。连续梁对于桥梁的总体性要求比较高,除去两端之外,其他部位都没有伸缩缝。该种结构益于行车,可是因为中间无铰必须要设定吨位较大的支座,所以,成本提高了。因此,连续刚构桥诞生了,其不但具备一定的舒适性,还具备没有支座的优势,施工便捷成本低廉。
1高墩大跨度连续刚构桥的结构特点
1.1桥墩结构特点
主墩高度一般40m以上,甚至高达100m以上。桥墩高而柔,沿桥向抗推刚度小,使其具有对温度变化、混凝土收缩、徐变以及制动力使桥上部结构产生水平位移等良好的适应。如甘肃兰临高速公路G212线湾沟特大桥主墩高64.4m;内昆铁路花土坡大桥主墩高110m,云南元江大桥主墩高137m;延安洛河特大桥主墩高143.5m等。墩身一般为钢筋混凝土结构。一般设计为直立式双柱型薄壁墩,顺桥向抗弯刚度和横向抗扭刚度大,满足特大跨径桥梁的受力要求。可作成实心或空心截面,实心双薄壁墩施工方便,抗撞击能力强,空心双薄壁墩可节省混凝土。根据墩身的高度和结构计算,双柱间可设联系板梁连接,加强整体性,改善受力。
1.2墩身通常是钢筋混凝土结构
通常涉及是直立式的双柱型薄壁墩,顺桥向抗弯刚度以及横向抗扭刚度很大,可以充分满足大跨径桥梁受力规定。实心双薄壁墩施工便捷,抗撞击力比较强,空心双薄壁可节约混凝土。依照墩身高度与结构计算,双柱间可以设联系板梁接入,增强墩身的整体程度,将受力情况改善。
2主桥合龙段施工关键技术
合龙段施工中,模板可以直接利用挂篮模板,合龙段混凝土浇筑要尽量避免温差过大造成的影响,混凝土的浇筑时间要控制在2~3h之内,为了最大程度保证混凝土的浇筑质量,合龙段混凝土浇筑可采用微膨胀混凝土。到合龙段混凝土达到强度要求之后进行预应力钢束张拉。主桥合龙可以分为两步,首先进行边跨合龙,再进行中跨合龙,合龙过程中要保证桥梁线型符合要求,保证解封位置处的混凝土不产生收缩裂缝或施工裂缝。合龙段混凝土浇筑过程中模板可以采用挂篮模板,底模和侧模的加固方法与普通段的底模加固方法相同。中跨合龙过程中为了避免混凝土由于外部环境、混凝土收缩等影响,必须采取有效的控制措施保证合龙口的间距。本桥在施工过程中在合龙段位置处设置了劲性骨架,劲性骨架能够在外界环境温度变化时抵抗两个自由端的自由伸长,从而有效避免了合龙产生的压应力对合龙段混凝土强度造成影响。合龙段应在浇筑混凝土之前进行临时锁定,采用顶推机进行顶推,刚性支撑梁撑紧,并将剪力撑和槽钢与支撑梁焊接为整体。
3墩顶段施工
3.1工支架施工
该工程墩顶段0#块,仅深处桥墩60m,无法满足挂篮施工的条件,因此0#、1#都采用支架现浇方案,先对0#块进行施工,随后对称施工两侧的1#块,支架方面采用1m的钢管混凝住,在临时混凝土和承台顶面基础上支撑,采用型钢中横梁,横向分配量作为箱梁侧模和底膜的支撑结构,采用C30标准混凝土进行钢管和临时混凝土基础灌注,钢管柱同时作为连续梁施工期间的临时锚固墩,从而用来荻港施工期间可能产生的最大不平衡力。
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3.2支座安装与临时锚固的措施
在浇筑前期,先在柱墩上安装临时支座、正式制作,在采用分断悬臂对连续梁进行浇筑的过程中,施工期间出现的力以及不平衡力矩,永久支座无法承受,因此需要设置临时制作来承受施工期间缠上的力,采取临时锚固措施,从而有效抵抗施工中多种不平衡力矩,确保T构的平衡状态。本工程的临时锚固,采用32精轧螺纹钢筋进行锚固,在0#、1#两块施工完成后,与开浇筑2#之前张拉,将墩顶梁进行临时锁定。
4悬臂施工
4.1悬臂施工流程
对高墩大跨连续钢构桥的连续梁开展施工,包括安装挂篮,挂篮的迁移矫正、钢筋施工、混凝土施工以及连续钢构桥的预应力施工。
4.2挂篮制作
在确定了挂篮的结构、尺寸,材质后,使用钢结构进行挂篮的制作,在制作期间切记不可以运用其他代替材料,以确保挂篮的质量,在制作后,需要对挂篮进行超声波焊缝检测。
4.3挂篮拼装施工
当挂篮的结构运送至施工现场之后,采用吊车将构建吊送到已浇梁段的顶面,先对滑到利用钢枕进行位置上的调整和安装,随后在滑到上安装后钩板和滑板、通过吊车把主桁吊装就位,同时加装横向连接系,构成主体架构,在地面御品挂篮的柱桁架、底膜架、外膜架子。钢筋安装完成后,进行内末班安装,为了确保安全性,安装期间要严格遵循吊装工程规程手册开展施工,同时设置专人对钢丝绳、挂钩、吊环、地锚等进行检查,详细查看行走轨道锚固螺杆、吊杆等关键部位,定期维修、保养。完成拼装后,对挂篮梁端荷载进行预压试验,确保充分消除挂篮产生的非弹性变形现象,在开展悬浇施工期间,需要将挂篮的弹性变形量,也纳入到施工拱度计算过程中。最后挂篮检验合格够,才能入场进行使用。
4.4预压施工
为确保挂篮的稳定性、刚度、强度同时消除弹性变形,在工程施工期间对桥位进行预压静载试验,确保在使用前的性能和大桥施工要求一致。同时,对拼装好的挂篮,以设计荷载为依据进行安全系数试压,检验实际的安全可靠性和承载力,同时获取非弹性变量、弹性变量的参数,为挂篮施工以及箱梁的线型控制提供数据支撑。
5施工工艺
5.1挖孔桩施工工艺
首先,人工挖孔需要依照工程施工场地进行实际勘探和分析,决定采取风镐挖掘,经过镐和锹等开展孔壁修理工作。开始挖掘的过程中,经过专用的吊笼以及吊桶分别辅助人员进行上下土的运输。进行人工挖掘孔的时候,经过垂球和激光铅垂仪等,控制好孔垂直度。工程挖掘到一定深度以后,需要对岩层使用弱爆破的方式,每次爆破以后都需要仔细检验爆破的效果,从而适当的调节爆破参数,保证安全以及爆破效率。孔的深度到1m,立模浇筑C25混凝土进行护臂,加强孔中的积水排除方面的工作。如果孔深度达到了设计所需要的深度,应当先把孔底部清洁干净再下放钢筋笼。该工程采用的垂直导管方式灌注水下混凝土,把混凝土交给搅拌站进行综合搅拌,然后运输到孔口倒进料斗里面。
5.2高墩施工工艺
这一工程使用的是塔吊翻模施工方式,针对模板功能规定不多,可以得到很好的混凝土外观。塔吊在桥梁工程里面被使用在垂直运输过程中,在选取机械的时候,必须要思考到下面这几个要素:①墩身施工流程荷载;②上边部分结构施工挂篮重量;③模板重量。结束承台施工以后,进行墩身施工的过程中,需要完成脚手架搭建,接着经过塔吊连接钢绞线束放入波纹管,一直等到墩身施工结束。进行箱梁施工的过程中,因为0#段的箱梁钢绞线外露比较短,在施工时候必须要搭建临时的脚手架,各个分段波纹管底部都需要设定下垂方向预埋管。结语由于施工过程中的影响因素较多,所以在实际施工过程中还需要进行优化和完善相关施工控制措施,积极引入施工控制分析软件来提高施工控制精度。
参考文献
[1]赵文学.高墩大跨度连续刚构桥施工稳定性[J].黑龙江交通科技,2017(04):102+104.
[2]刘来君.大跨径桥梁施工控制不确定因素分析[D].西安:长安大学,2002.
[3]徐君兰.大跨度桥梁施工控制[M].北京:人民交通出版社,2000.
论文作者:张汉鹏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/6
标签:挂篮论文; 混凝土论文; 过程中论文; 结构论文; 桥梁论文; 锚固论文; 薄壁论文; 《基层建设》2019年第17期论文;