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公路工程施工技术:简支-连续体系转换步骤

时间:2023-10-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:图7.14简支转连续构造图1)简支-连续体系转换的顺序简支转连续施工体系转换的顺序一般有以下3种:①从一端起依次逐孔连续,即先将第一孔与第二孔形成两跨连续梁,然后再与第三孔形成三跨连续梁,依次类推,形成一联连续。

公路工程施工技术:简支-连续体系转换步骤

对于公路工程桥梁,为保证行车的舒适性,通常采用多跨连续梁结构以减少桥梁伸缩缝的数量,因此采用装配式施工的连续梁桥,在梁(板)架设完毕后,需要将处于简支体系的梁(板)按设计要求转换为连续体系。

先简支后连续施工技术具有以下优缺点:

①适合于梁高较低箱梁及T形截面梁集零为整,形成连续梁。

②适宜跨径为25~50 m,且宜等跨径布置桥孔,施工工艺成熟简单。

③下部结构和预制梁可安排平行作业施工,桥梁总体施工期短。

④顶板负弯矩波纹管施工中,由于靠近梁体上部,混凝土浇筑中容易出现位移,造成两梁端部的对应管道错位,增加了内摩阻力和其他应力。振捣棒易破坏波纹管,易导致穿束困难。

⑤锚固段在张拉时,钢绞线从固定端锚板滑丝,锚固区混凝土开裂,锚板变形,伸长值超标。

⑥张拉端在张拉时,锚垫板压坏,出现滑丝现象。

⑦两梁对接的连续端波纹管和张拉槽、固定槽间断的波纹管搭接因难,浇筑整体化混凝土时向管内渗浆,造成穿束困难和张拉应力误差较大。

⑧由于预留张拉槽、固定槽和连续端的多处波纹管搭接,压浆困难,无法直观判断压浆饱满情况,可能出现出浆口不出浆现象。

简支-连续体系转换的实现主要是通过分片预制简支梁,在桥墩上设置临时支座,中间保留永久支座(图7.14),将预制梁吊装后,永久支座暂不受力;由临时支座参与结构受力,临时支座每跨之间为简支体系,待一联全部吊装完成后,将各主梁的预留钢筋连接,并浇筑湿接缝,先使结构连成整体的连续结构体系;再撤去临时支座,使原来布置的连续体系的永久支座参与结构受力,这样就完成了梁体的转换和结构体系的从简支到连续的转换。

图7.14 简支转连续构造图

1)简支-连续体系转换的顺序

简支转连续施工体系转换的顺序一般有以下3种:

①从一端起依次逐孔连续,即先将第一孔与第二孔形成两跨连续梁,然后再与第三孔形成三跨连续梁,依次类推,形成一联连续。

②从两端起向中间依次逐孔连续。

③从中间孔起依次逐孔连续。

如遇长联,可按上述3种方法灵活综合选用。显然,不同的体系转换方法所产生的混凝土二次力及预加力产生的二次力是不同的。

2)临时支座

临时支座可采用油压千斤顶、砂筒及硫磺砂浆。由于砂筒经济、方便,目前在施工中常采用砂筒作为临时支座(图7.15)。

图7.15 临时支座类型及布置

3)施工工艺流程

简支转连续总体施工原则:先纵向后横向、先边跨后中跨、先中间后两边,其施工工艺流程见图7.16。

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图7.16 简支转连续施工工艺流程

(1)施工准备

简支-连续梁桥通过将简支梁在墩顶实施结构连续或墩梁固结而成,所以,简支梁体是基础,墩顶结构连续、墩梁固结(刚构)或桥面连续构造是关键,施工必须高度重视。强化施工设计,明确施工工序,制定精细化的施工方案,实行首件(试制)制。

(2)梁预制与安装

预制台座稳定性好,顶面光滑,易于脱模。严格按照设计图纸,制作强度、刚度、稳定性均满足预制梁需要的模板系统,同时,模板必须能根据预制梁顶横坡、锚固齿板等需要具有可调整功能。从控制混凝土原材料、配比、几何尺寸、一期预应力体系建立精度、养护等方面入手,采取有效措施,确保预制梁预拱度符合设计要求。临时支座必须满足强度、刚度、稳定性要求。建议采用砂筒等方便拆除的结构形式。注意事先设置的永久支座的安装精度并保持稳定性。

(3)墩顶湿接头浇筑

混凝土需做专门配比,保证高强度、低收缩、高韧性的设计要求。对于简支结构连续梁桥,墩顶湿接头混凝土浇筑前,梁端面、梁端横隔板以及端横隔板靠墩侧面以外的梁肋侧面应按要求凿毛,或刷净水泥浆,或刷专用黏结剂等增加新老混凝土连接性能的处理。对于简支刚构连续梁桥,墩顶湿接头混凝土浇筑前,梁端面、梁端横隔板、端横隔板靠墩侧面以外的梁肋侧面以及桥墩盖梁顶面应按要求凿毛,或刷净水泥浆,或刷专用黏结剂等增加新老混凝土连接性能的处理。

墩顶湿接头浇筑应严格按设计要求执行。设计无明确要求时,墩顶连续应在一天中温度最低且变化最小的时间内进行,同时保证在温度升高时,混凝土已有20%以上的强度。如遇昼夜温差大于15℃时,建议在墩顶湿接头内设置劲性骨架,以避免因温度升高过大而对混凝土凝结产生不利影响。墩顶湿接头混凝土应有专门的养护方案,确保此类间隙混凝土强度增长。

(4)二次预应力体系建立

按照设计要求,严格控制预制梁中预应力管道、锚固齿板的几何精度。采用专门的塑料波纹管,确保预应力管道畅通。二次预应力施工前,必须对预应力管道,特别是管口借助衬管等实施特别保护。二次预应力张拉时,混凝土强度必须满足设计要求,张拉时间、顺序应符合设计规定。简支刚构连续梁桥墩梁固接用竖向预应力预埋在桥墩盖梁中。在墩梁固接构造混凝土浇筑前,应对竖向预应力筋做特别保护。应有专门的管道压浆配方,采用真空压浆。

(5)临时支座、永久支座安装

对于搁置空心板梁的临时支座,其强度和刚度必须保证在梁板架设过程中不破损,基本无沉降量,可采用四周硬木板条用拉杆细栓箍紧方箱装砂层办法处理。搁置梁的临时支座可用将钢管截成筒状侧边钻孔临时阀门封闭灌装砂层的办法,高度可比永久支座略高3~5 mm,以便体系转换时最后拆除。浇筑湿接头混凝土前,应对永久性橡胶支座表面进行保护(塑料膜或薄钢板覆盖),其接缝处残渣、杂质可用空压机清除干净,并仔细检查各支座放置的平整度。先简支后连续桥支座在伸缩缝处和连续墩处不同,伸缩缝处采用GJZF4或GYZF4支座,连续墩处采用GJZ或GYZ支座。在连续墩处支座下设一定高度的支座垫石,GJZF4及GYZF436支座不允许倾斜安装。永久橡胶支座安装时,纵坡≥1%时需采取措施使支座平置;当有纵坡时,必须采用梁底预埋钢垫板调平后再放置支座。

(6)结构体系(支座)转换

在满足强度、刚度、稳定性及拆除方便的要求下,对临时支座(对于单支座简支连续梁桥)构造、安装、拆除方案进行研究,提出实施方案。严格按照设计要求的时间、顺序进行结构体系(支座)转换。

(7)新老混凝土连接面处理

湿接头部位新老混凝土接合最容易成为结构的薄弱环节。新老混凝土强度必须达到一致,连成整体,所以湿接头部位老混凝土去皮相当重要。对于新老混凝土连接面处理,有试验资料表明,新老混凝土连接面的抗拉强度与施工时的处理方法有关,经凿毛处理的新老混凝土面的弯曲抗拉强度较低(如C40混凝土仅为1.25 MPa)。所以,对现浇接头部位的梁顶面应去皮处理,对有周边接触面的(如空心板铰缝)也应在预制场内凿毛洗净,以减少高空作业并保证新老混凝土黏结质量。同时由于该部位钢筋、波纹管较密集,湿接头混凝土一般用小石子混凝土分层浇筑,层层仔细振捣。梁板预制时,湿接头预埋钢筋位置一定要准确,板端钢筋预留长度要一致,避免当梁板全部安装完毕后处理接头钢筋造成的操作环境差、工人劳动强度大而无法保证接头钢筋连接质量情况出现。梁体上老混凝土去皮凿毛工作必须提前进行,预制梁板刚拆模后即开始施做。除对梁板端部接头老混凝土凿毛外,还必须重视铰缝混凝土和梁上部负弯矩区梁顶凿毛,避免梁板全部安装完毕,钢筋接头接好后再做此道工序而费时、费工。残渣、杂质飞落湿接头缝隙内,用高压风或高压水枪均无法彻底清除,避免影响湿接头混凝土浇筑质量,给今后桥梁运营安全带来隐患。

(8)结构性现浇层与梁端湿接头浇筑顺序

先简支后结构连续梁桥靠梁端湿接头和墩顶连续段预应力筋实现体系转换。墩顶连续段预应力筋一方面为结构性现浇层提供预压应力,另一方面为桥梁提供支点正弯矩,以抵抗桥梁运营时的支点负弯矩。结构性现浇层与梁端湿接头的施工顺序、施工时间间隔,对桥梁受力状态产生比较大的影响。因此,选择合理的施工顺序,可使桥梁成桥时获得更好的受力状态。

国内的施工单位主要使用以下两种方式进行湿接头浇筑。

第1种浇筑方式:先浇筑一部分结构性现浇,再浇筑梁端湿接头和剩余结构性现浇层、张拉墩顶连续段预应力筋。

第2种浇筑方式:先浇筑湿接头和一部分结构性现浇层,并张拉墩顶连续段预应力筋,再浇注剩余结构性现浇层。

两种方法对于先简支后结构连续梁桥,先浇筑湿接头再浇筑结构性现浇层对结构受力更不利;而先浇筑结构性现浇层再浇筑湿接头对结构更有利。因此,建议先浇筑结构性现浇层再浇筑湿接头。

(9)结构性桥面铺装和非结构性桥面铺装垫层施工

按照设计要求进行梁顶剪力钢筋预埋,特别是梁翼板现浇带上的预埋。通过预制梁的试制,有必要适当调整剪力钢筋的伸出长度,以适应剪力钢筋与钢筋网之间的连接,尽量避免剪力钢筋失效。结构性桥面铺装和非结构性桥面铺装垫层混凝土浇筑后的基岩效应明显,容易出现收缩裂缝,应在规定的时间(或预制梁龄期)进行施工,同时,应对裸梁顶面应按要求凿毛,或刷净水泥浆,或刷专用黏结剂等增加新老混凝土连接性能的处理。施工时,采用专门的大面薄形混凝土的养护措施。

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