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先簡支后結構連續橋梁施工技術解讀
2019-09-20 

  近幾年,隨著橋梁建設的飛速發展,國內來出現了一種新型梁橋結構一先簡支后結構連續梁橋,它兼顧了簡支梁橋和連續梁橋的優點,全國各省份特別是在高速公路橋梁設計中逐漸以先簡支后結構連續梁橋代替了原來單一的簡支梁橋或連續梁橋。實際工程表明:先簡支后連續梁橋正發揮了連續梁橋和簡支梁橋兩種梁橋的優點,克服了它們的缺點,因此對先簡支后連續橋梁施工技術的探討有重要意義。

  一、先簡支后連續橋梁概述

(一)先簡支后連續橋梁的提出

  隨著我國的高等級公路的快速發展,對連接高速公路的橋梁的質量要求也相應提升,橋梁施工技術也極為關鍵。目前的現狀是:對于小跨徑的高等級公路橋梁多采用裝配式鋼筋混凝土板梁的形式,中等跨徑的橋梁則采用裝配式預應力混凝土T(箱)梁的形式,對于大跨徑預應力混凝土連續梁橋,目前的施工方法主要采用平衡懸臂澆筑法或拼裝法。但由于現澆連續梁的施工復雜繁瑣、費工費時,人們一直希望將簡支梁的批量預制生產和連續梁的優越性能結合起來,實現用梁或板批量預制生產的方式來加快連續梁的建設這是我們常說的“先簡支后連續施工”方法。

  

  (二)先簡支后連續橋梁的優點

  先簡支后連續橋梁結構就是兩跨及兩跨以上的預應力混凝土梁通過現澆混凝土形成連續結構,優點有以下幾點:

  (1)具有剛度大、變形小、伸縮縫少和行車舒適等優點;

  (2)簡支梁的預應力鋼束在工廠進行張拉,而負彎矩區的預應力鋼束布置及張拉均在主梁上進行,僅需吊裝設備起吊主梁,減少了施工設備,又能避免張拉預應力鋼束造成地面上的障礙;

  (3)預制梁能采用標準構件,進行工廠化統一生產和管理,有利于技術操作,節省了施工時間,縮短工期,提高經濟效益;

  二、先簡支后連續橋梁結構施工工藝要點

  (一)先簡支后連續橋梁的施工的一般流程

  1.預制主梁,待混凝土強度達到設計強度的100%后,張拉正彎矩區預應力鋼束,壓漿并及時清理主梁(預應力混凝土簡支轉連續箱梁)底板通氣孔。

  2.設置臨時支座并安裝好永久支座,逐孔安裝主梁,置于臨時支座上為簡支狀態,及時連接橋面鋼筋與橫梁鋼筋。

  3.連接接頭段鋼筋,設置接頭鋼束波紋管并穿束。在日溫最低時(不高于+15℃)澆筑連續接頭、中橫梁及兩側與頂板鋼束同長范圍內的橋面整體化混凝土。達到設計強度的100%時,張拉頂板鋼束并壓漿。

  4.接頭完成后,由跨中向支點澆筑剩余部分的橋面整體化混凝土,澆筑完成后,拆除一聯內的臨時支座,完成體系轉換。拆除臨時支座時應特別注意嚴防高溫影響橡膠支座質量。

  5.噴灑防水層、安裝伸縮裝置、進行橋面系施工。

  (二)先簡支后連續施工工藝特點

  1.預制T梁混凝土強度達到設計強度的100%后,方可張拉預應力鋼束。張拉順序為1號束、4號束、2號束、3號束。1號束的兩根鋼束應同時張拉,以免造成主梁橫向彎曲。施工時應實測鋼束與孔道摩擦系數μ、孔道偏差系數k和錨具的錨口損失σm,并將實測的σm與設計張拉控制應力σk相加得實際張拉控制應力σkm。

  2.箱梁現澆段處的端頭形式。為滿足現澆段與箱梁的充分結合和力的傳遞以及施工的要求,箱梁連續端頭一般做成有臺階的馬蹄形狀,并根據施工操作的要求,預留現澆段的尺寸及其臺階的樣式。

  3.臨時支座的設計與選材。臨時支座的設計必須滿足承重梁板和施工拆卸方便的要求。比較常用的方法可采用硫磺砂漿制成臨時支座,在硫磺砂漿內埋入電熱絲,在體系轉換時采用電熱法解除臨時支座。也可采用鋼管與硬圓木或預制鋼筋混凝土圓形塊制成砂箱式臨時支座,在架設梁板時要通過試驗來確定砂箱臨時支座的沉降量,并根據梁板安裝標高與對應墩臺帽墊石標高的差值用箱內填砂和加高蓋板的方法進行調節,以便能更好的控制準確梁板架設后的高度。

  4.連續段現澆混凝土施工。在現澆連續段預埋鋼筋的連接可采用綁條焊或搭接焊,現澆段混凝土采用與梁板同標號的混凝土,為了防止現澆連續段混凝土在養生硬化過程中發生收縮性裂縫影響混凝土在二次張拉過程中的承載力和橋梁的整體受力性能,現澆連續段接頭混凝土添加微膨脹劑。永久橡膠支座與底模之間的縫隙用經過防銹處理的鋼板或采用竹膠板制作的砂盒墊實密封,嚴防漏漿。

  5.負彎矩二次張拉。負彎矩二次張拉是對梁板頂面的預應力鋼束進行張拉,這是先簡支后連續橋梁同簡支梁橋的本質區別。預應力鋼束采用高強度低松弛鋼絞線,鋼束張拉采用兩面同時張拉,張拉順序從外側向內側,每次張拉一根鋼絞線,直到張拉結束。壓漿工作在張拉結束后及時進行。

  三、先簡支后連續橋梁施工的質量控制

  結合以前所施工的預應力混凝土簡支轉連續T梁和預應力混凝土簡支轉連續箱梁的施工過程,提出施工中質量控制,以保證施工質量。

  (一)臨時支座的設置的質量控制

  應該保證,臨時支座應有足夠的強度和剛度,拆裝方便,落梁均勻。預應力張拉完成后,待壓漿強度大于35MPa時方可拆除臨時支座。拆除臨時支座應做到逐孔對稱、均勻、同步、平穩。臨時支座拆除后,永久支座與墩頂和梁底嚴密貼合。結合目前的施工技術,臨時支座有多種設置方法,以可卸落砂箱支座的施工方法為例。當采用砂箱支座時,要充分考慮砂箱承受T梁自重和架橋機重量后的沉降量,梁底與盆式支座間應留有空隙。在施工中會出現每個砂箱沉落量不會完全一樣的情況,而導致部分T梁吊空,產生質量隱患,解決辦法有兩點:(1)通過預壓試驗取得砂箱在受力以后的平均沉降量,并以此指導現場安裝臨時支座,控制T梁的安裝標高與設計標高一致;(2)適當降低支座墊石標高,預留約3cm的混凝土梁靴高度。在澆注濕接頭的時候,在盆式支座上墊一塊鋼板,一次直接澆注到鋼板上,形成混凝土梁靴。

  (二)張拉預制底座的設置要求

  張拉預制底座應堅固、無沉陷,利于排水,防止由于排水不暢造成地基下沉。底座的反拱度值應參照設計文件所提供的反拱度值、結合實際施工和生產性試制梁的張拉情況確定。反拱度應做成拋物線。另外要保證橋梁安裝精度要嚴格控制,誤差不超過2mm。

  (三)后連續現澆段施工質量控制

  施工發現,對于新老混凝土的連接結合是現澆連續段混凝土存在的主要問題,為此預制梁板的端頭必須嚴格進行鑿毛處理。為了防止現澆連續段混凝土在養生硬化過程中發生收縮性裂縫影響混凝土在二次張拉過程中的承載力和橋梁的整體受力性能,現澆連續段接頭混凝土添加微膨脹劑,摻加劑量一般控制在水泥用量的0.5%~1%之間。先簡支后連續每聯各現澆連續接頭的澆筑氣溫應基本相同,溫差控制在5℃以內,并盡量安排在一天氣溫最低時施工。

  (四)主梁現澆接頭與濕接縫施工的質量控制

  接頭混凝土澆筑順序應嚴格按設計文件要求執行,從主梁預制到澆筑完橫向濕接縫的時間不宜超過3個月。濕接縫混凝土澆筑可采用吊模施工,模板應采用鋼模板,并應有足夠的剛度和強度。模板安裝牢固后,沖洗已經鑿毛處理的混凝土表面,在澆筑次層混凝土前對施工縫應刷一層水泥凈漿。混凝土澆筑和振搗與預制主梁頂板澆筑同樣要求,宜采用平板振搗器與插入棒配合的方式,并保證設計厚度。濕接縫澆筑時宜在氣溫較低條件,并作好養護,防止裂縫。現澆接頭段混凝土可采用微膨脹水泥。

  四、總結

  總之,先簡支后連續結結構形式相對于傳統意義上的連續梁而言,降低了施工難度,同時在一定程度上達到了結構連續的目的,提高了結構的承載能力,減少了梁部的伸縮縫,并控制橋面橫向裂縫的產生。隨著施工方法在不斷地提高與完善,使得越來越多的橋梁設計采用了此種橋型。因此,在施工中應該加強質量的控制,明確注意事項,認真總結經驗,及時吸取教訓,逐步提高和控制好結構連續施工質量,是我國的橋梁建設達到一個新的臺階。

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