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摘要:结合笔者的实践工作经验,本文以某工程混凝土连续梁悬臂浇筑施工为例,探讨分析了混凝土连续梁悬臂浇筑施工工艺,以供参考借鉴。
关键词:混凝土;连续梁臂浇筑;施工工艺
一、某工程概况
某工程48+80+48m混凝土连续梁基础采用钻孔灌注桩基础,墩身采用单线矩形变截面实体墩。梁体为单箱单室直腹板变截面箱梁,箱单室直腹板变截面箱梁,挡砟墙内侧净宽4.5m,桥面板宽7.0m;梁体全长177.2m,边支座中心线至梁端0.6m,中跨中部18m梁段和边跨端部17.6m梁段为等高梁段,梁高为3.3m;中支点处梁高为6.0m。
二、施工方案
连续箱梁施工时0#梁段、边跨直线段采用托架现浇,其余梁段采用2套挂篮悬灌。施工方向从22#、23#墩开始按设计长度对称进行悬臂施工,先进行中跨合拢,接着在跨中施加压重,利用边跨挂篮施工边跨不平衡段,最后在边墩旁搭设托架并结合挂篮浇筑合拢两边跨梁段,完成梁体施工。为消除托架非弹性变形,必须进行预压,预压重量不少于梁体重量(包括混凝土自重、模板、施工荷载)的120%。挂篮施工每一段都是一次浇筑成型,浇筑后覆盖养生,混凝土强度达到设计值的95%,弹性模量达到设计值的100%且龄期大于5d后,施加预应力并压浆,挂篮方可前移,施工下一节段。模板、钢筋以及连续梁施工所用的挂篮和材料、机具等采用25t汽车吊吊运。混凝土由工地设置的有自动计量装置的拌合站集中拌制,混凝土输送车运送、混凝土输送泵泵送入模。
三、混凝土连续梁悬臂浇筑法具体施工工艺
1、边跨现浇段施工。边跨直线段采用托架现浇方式施工。混凝土浇筑完成后,复测直线梁段中线及梁顶、底面标高。施工顺序如下:托架系统安装→模板安装就位→钢筋绑扎及预应力管道安装→浇筑混凝土→混凝土养护→预应力筋张拉、压浆→拆除支撑系统。
(1)边跨现浇段托架设计与施工。结合施工现场实际情况,采用托架方案施工。
(2)托架预压。托架搭好后,为消除托架非弹性变形,测出托架弹性变形以及合理设置预拱度,对现浇托架按梁重的120%载荷进行预压试验,预压材料为砂袋,采用分级加载、卸截的方式,同时进行沉降观测。试验加载通过砂袋进行预压加载,根据悬臂端腹板处的最大受力,在底模铺好后,将荷载施加于悬臂端腹板处的模板位置,再分级加载、卸载。满载后托架沉降稳定并持荷时间不小于24h后卸载。加载时注意加载重量的大小和加载速率,防止因整体或局部加载量过大、过快而使基础发生剪切破坏。卸载完成后,测量各观测点高程,直至变形趋于稳定。托架卸载前后的顶面高差作为托架的弹性变形,底模板标高将综合考虑托架弹性变形(预留沉落量)进行调整,通过调整方木对底模进行托架标高调整。
(3)模板。外模采用钢模板,内模采用方木做成骨架,以竹胶板作为面板。在浇筑底板混凝土时,底板与肋板钢筋绑扎安装后进行安装。
(4)钢筋及预应力筋。钢筋及预应力筋在加工场下料加工,现场绑扎就位,施工时注意纵向束管道及竖向预应力钢筋束道的准确定位,用井字形钢筋固定波纹管。其它的预埋件包括防撞墙钢筋、伸缩缝钢筋等均应严格控制。
(5)混凝土浇筑。混凝土在拌合站集中拌合,混凝土罐车运至现场,混凝土输送泵泵送入模,混凝土浇筑从悬臂端对称向桥墩位置方向浇筑。先浇筑底侧模交会处的梗肋混凝土至腹板30cm处,再浇筑底板中部混凝土,随之浇筑腹板混凝土至顶板,再浇筑项板及翼缘处混凝土,按梁段全部平面面积等高水平分层,纵、横向对称浇筑。在腹板及隔板内,每2.5m间距范围均匀设置串筒,在顶板开设天窗,用串筒将混凝土输至底板。顺次移输送管至串筒漏斗,分层推进浇筑。混凝土每浇筑2m摘降一节串筒,控制自由下落高度,避免分层离析。每层浇筑层厚不超过30cm,每层混凝土浇筑要在前层初凝前进行,以免出现明显的接缝痕迹。梁体底板及腹板采用插入式振捣器,顶板采用平板式振捣器。底板混凝土直接在底板顶部振捣,腹板及隔板内采取内模上开窗振捣及加长振捣棒联保振捣相结合。考虑到操作空间狭窄不利操作,增设振捣机具及人员。每2m设置振捣站位点,进行定点定位振捣。振捣遵循“快插慢拔”的原则,当混凝土表面无明显沉降、无气泡冒出,表明该点振捣密实。
2、中跨合拢段施工及体系转换。合拢梁段施工是连续梁施工的关键。在完成梁体各悬灌段施工后,即应尽早完成中跨合拢段梁体施工。它包含了线性控制、设计控制应力、体系转换、合拢精度、箱梁温度伸缩等一系列悬臂灌注连续梁的施工的重点和难点。合拢段具体施工程序为:挂篮走行到位→立模→绑扎钢筋及纵向预应力管道→安装劲性骨架→临时穿束并张拉→安放竖向和横向预应力→混凝土浇筑及养生→拆除临时刚接→预应力张拉并压浆→拆除临时固结支撑。
普通钢筋在地面集中加工成型,运至合拢段绑扎安装,绑扎时将劲性骨架安装位置预留,等劲性骨架锁定后补充绑扎。底板束管道安装前,应试穿所有底板束,发现问题及时处理。合拢段底板束管道采用钢管,或者用双层波纹管替代,管道内穿入钢绞线芯模,以保证合拢段混凝土浇筑后,底板束管道的畅通。
其余预应力束及管道安装同箱梁悬灌梁段。模板调整好及压重结束后,在合拢处安装劲性骨架,将合拢段予以临时锁定。锁定时劲性骨架的四根支撑同时焊接,并在升温之前完成,避免由于温度不同而在构件内产生附加内力。为了减少锁定时间可使钢支撑在锁定前先焊接一侧,在锁定时焊接另一侧完成锁定。组织四台焊机及四个电焊工同时作业,所有焊缝高度和长度均应满足设计要求,施焊前,应将焊接处梁体用土工布覆盖并洒水润湿,防止焊接过程中灼伤梁体混凝土。钢筋及预应力波纹管施工完毕后进行纵向临时钢束的穿束及预拉,严格按设计的张拉束进行。
合拢段采用微膨胀混凝土,比主梁混凝土提高一个等级,并且严格控制混凝土的入模温度,在混凝土的浇筑过程中做好混凝土的温度记录,合龙段钢筋模板检查合格后,进行混凝土的浇筑。要注意保护好预应力管道,振动棒不得直接接触波纹管。待合拢段混凝土达到设计规定强度和相应龄期后,先张拉边跨顶板预应力束,再张拉底板预应力束,按照设计要求的张拉吨位及顺序双向对称进行张拉。解除中墩处临时固结措施,由永久支座受力,并将中墩活动支座的纵向约束临时锁定,结构由双悬臂状态变为单悬臂状态。中跨合拢后,在跨中采用水箱蓄水施加压重,利用挂篮施工边跨不平衡段,施工工艺与普通预应力钢筋混凝土梁基本相同。在体系转换时,严格按设计要求进行体系转换,释放墩梁锚固,结构由双悬臂状态变为单悬臂状态。若按设计要求,需进行内力调整时,应以标高、反力等多因素控制,相互校核。
结束语
混凝土连续梁能充分发挥高强材料的特性,使结构轻型化,具有很大的跨越能力,而且它可以有效地避免混凝土的开裂。此外,混凝土连续梁桥还能节省材料、变形和缓、伸缩缝少,刚度大、行车平稳,养护简便等优点,所以在近代桥梁建筑中已得到越来越多的应用。
参考文献
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