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东风大桥预应力混凝土连续箱梁的施工技术 预应力混凝土箱梁

时间:2019-02-07 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  [摘要]:桥形美观,采用三向预应力设计,技术较复杂。要求施工中解决以下几个问题:(1)、悬臂施工施力平衡问题;(2)、解决在江面上空浇筑高质量混凝土箱梁;(3)、复杂的预应力体系,要求张拉严格把关。
  [关键词]:预应力、挂篮、悬臂、锚固
  Abstract: Bridge-shaped appearance, with three prestressed design, the technology is more complex. Construction to solve the following problems: (1), cantilever construction force balance; (2), to solve the river empty pouring high-quality concrete box girder; (3), the complexity of the prestressing system, requiring the tension is strictly .
  Key Words: prestressed, hanging basket, cantilever, anchoring
  中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
  广州花都汽车产业基地东风大桥位于广州市花都区汽车城炭步镇,为车城主干道东风大道的越江工程(东风大道南延跨越巴江河)。巴江河现状河宽约140米,主河槽宽约100米。防洪堤间净宽约180米,航道将按Ⅲ级航道整治。工程线路全长1012.269米,其中桥梁长803米。
  东风大桥主桥为(73+130+73)米三跨一联的预应力混凝土变高度连续箱梁,支点高7.0米,跨中梁高3.2米,梁高按圆曲线变化。截面形式为单箱双室截面。箱顶宽20.2米,桥面板悬臂长4.35米,悬臂根部厚度65cm,中箱室顶板厚度25cm。箱梁外侧为斜腹板,斜率5.011:1保持不变,中箱室采用直腹板,腹板厚度45-65cm。箱底宽9.0-10.517m,底板厚度28-65cm,中支点附近加厚至180cm。箱梁采用C55混凝土现浇。
  东风大桥桥形美观,采用三向预应力设计,技术较复杂。
  一、 鉴于以上特点,要求施工中解决以下几个问题:(1)、悬臂施工施力平衡问题;(2)、解决在江面上空浇筑高质量混凝土箱梁;(3)、复杂的预应力体系,要求张拉严格把关。
  二、挂篮施工方案的优点
  桥下河床地质不良,江面距桥底高度较大,不适宜设立支架施工,经过研究决定采用挂篮悬臂浇筑施工方法的优点如下:
  (1) 节省模板和支架;
  (2) 不影响通航;
  (3) 不受桥墩高度限制;
  (4) 节省投资费用。
  三、根部件施工与平衡措施
  1、T形刚构桥的梁与桥墩固结,此是要求桥墩、0号块件(见图1)和相邻的悬臂根部块件一块现浇,以增加悬臂根部和桥墩的整体性,能较好地抵抗两边施工荷载产生的不平力衡矩。在这种情况下,仅在桥墩两侧设悬臂根部件(1号各1’号)施工用的临时落地脚手架或悬拼的三角形托架(图2)
  
  
  
  
  
  
  图1用挂篮悬臂浇筑施工
  
  
  
  
  
  
  
  图2悬臂根部梁段块件现浇施工
  
  2、连续梁或悬臂梁
  对于连续梁或悬臂梁,桥墩和梁未固结在一起,施工时要采取以下平衡措施;
  (1)、在支座左右在两侧加设预应力钢筋,使梁临时固结在桥墩上,
  (2)紧靠桥墩沿桥纵向加设支墩,利用支墩反力抵抗不均力矩;
  (3)、在桥墩上部设置三角托架,支承0号块和相邻的悬臂根部件;
  (4)、将0号块和悬臂根部件(1号和1’号)一起现浇。
  四、挂篮
  东风大桥的挂蓝结构技术指标要求如下:
  1、挂篮施工、行走时的倾覆稳定系数K>2;
  2、后锚固允许受力与最大受力比值K>2;
  3、上水平限位安全系数>2;
  4、允许最大变形(包括吊带变形的总和)为20mm;
  五、模板要求
  (1)、箱梁模板由底模、肋模和顶模三部分组成,可分别预制成整片模板,便于拼装和拆卸;
  (2)、为适应梁底高度的变化,应设置可调整横梁高度的机构,横梁高度调好,应用限位支座使之固定;
  (3)、箱梁混凝土分两次浇筑时,模板安装应分次进行,施工顺序如下:
  ① 吊篮底板(包括底模)前移就位;
  ② 肋模高度按梁段高度修改并随吊篮前移就位;
  ③ 安装梁底封头板,底板钢筋,竖向预应力筋,底模压方;
  ④ 安装肋板钢筋;
  ⑤ 浇筑底板混凝土;
  ⑥ 安装肋板封头板,安装钢丝束管道;
  ⑦ 施工缝处理,安装肋模;
  ⑧ 安装顶模及封头板;
  ⑨ 浇筑肋板和顶板混凝土。
  (4)、对每一段模板的标高,均需进行仔细的测量。
  (5)、当浇筑混凝土梁段长度较大时,挂篮拱度(下垂)较大,会引起新浇混凝土上缘开裂。
  (6)、悬臂浇筑段前端底板和桥面的标高,应根据挂篮前端的垂度变形和各阶段混凝土梁的弹、塑性变形(包括预施应力、材料收缩和徐变、桥面系净荷、1/2汽车荷载以及体系转换)设置预拱度。
  六、箱体砼浇筑
  1、挂蓝就位后,安装并校正模板吊架,对浇筑预留梁段混凝土进行抛高,以使施工完成的桥梁符合设计标高。
  2、模板安装应核准中心位置及标高,模板与前一段混凝土应平整密贴,如上一段施工后出现中线或高程误差需要调整时,应在模板安装时予以调整。
  3、砼浇筑前,应对挂篮、模板、预应力筋管道、钢筋、预埋件、混凝土材料、配合比、机械设备、混凝土接缝处理情况进行全面检查,经监理工程师签认后方准浇筑。
  4、梁体采用C55砼,为保证施工质量,砼配合比按照设计要求的强度耐久性和施工工艺所要求的和易性等进行配制,配合比采用HEA高效抗裂防水剂,掺量为4%。
  5、砼由砼运输车运到现场,通过地泵泵到施工位置。砼泵送坍落度14-16cm,所用混凝土严禁在施工现场加减水剂。
  6、砼灌注宜从挂篮前端开始,腹板两侧应同时对称进行;顶板宜由外向内对称一次浇注;砼灌注时应严格控制施工荷载,保持两端、左右的平衡;两端砼灌注数量差不超过6立方米,灌注速度应对称一致;施工人员设备、材料对称均布,不得集中于一端;
  7、新旧节段的接触面要复振一次;
  8、梁段拆模后,应对梁端的混凝土表面进行凿毛处理,以加强接头混凝土的连接。
  七、钢绞线束的张拉与锚固
  大桥的预应力张拉包括纵向预应力张拉,横向预应力张拉,以及竖向预应力张拉,其中竖向预应力为Φ32精轧螺纹钢筋,而纵向为φj15.24钢绞线,横向预应力采用φj15.24钢绞线,张拉采取应力为主,应力与伸长量双控制的张拉原则。大桥三向预应力筋均采用后张法:
  (a) 施加预应力前,应对混凝土构件进行检查,外观和尺寸应符合质量标准要求;张拉时不应低于砼设计强度85%。
  (b) 穿束前应检查锚垫板和孔道,锚垫板位置应正确。应用空压机吹风等方法清理孔道内的污物和积水,确保孔道畅通。
  (c) 预应力钢筋采取分批、分段对称张拉的原则,其张拉顺序应符合设计规定。
  (d) 后张拉法预应力筋钢筋当采用超张拉方法时,其张拉程序应参考下表进行。
  后张法预应力钢材张拉程序
  项次 预应力钢材种类 张拉程序
  1 丛向钢绞线束 0→初始应力(10%σcon) →20%σcon→100%σcon(持荷2min)→锚固
  
  2 横向钢绞线束 0→初始应力(10%σcon) →20%σcon→100%σcon(持荷2min)→锚固
  
  3 竖向钢筋 0→初始应力(10%σcon) →20%σcon→100%σcon(持荷2min)→锚固
  
  
  八、箱梁挠度控制及监测
  (一)、高程控制
  线形控制是连续梁挂篮悬臂施工中最重要的关键环节之一,它不仅关系着结构外形的匀顺美观,而且对减少结构附加内应力的产生,使之内力分布保持与设计计算的一致,确保工程质量和使用寿命至关重要。
  1、根据设计单位提供的拱度曲线是理论上的,在施工中将理论曲线经工地试验实测后进行相应的修正。
  工地修正要考虑的主要因素有:
  (1)、支架弹性变形影响;(监控监测确定)
  (2)、砼容重(γ)变化的影响;(试验确定)
  (3)、砼弹性模量变化的影响;(工地试验确定)
  (4)、挂篮荷载弹性变形的影响;(挂篮重载试验确定)
  (5)、温度与日照的影响;(工地实测确定)
  (6)、砼徐变的影响;(有条件时进行工地徐变对照试验确定)
  上述修正应综合成实测调整值(△fi),计入立模高度。
  2、挠度观测与控制:
  (1)、将水准点引测至桥面,基点设在0#号块纵横轴线的交点处,水准点测量要求,纵向测二个断面,即每节段前后断面,横断面上测五点,即中线、腹板位置、二边翼缘,如下图所示。测点用Φ12钢筋焊在面板钢筋上。作为控制箱梁面板砼标高依据。
  
  (3)、每节段水准测量及中线偏差测量,必须测四次,即挂篮模板安装时一次,节段砼浇注后一次,预应力张拉后一次,挂篮前移后一次。
  每次测量必须详细记录在表中,如时间、温度、人员等,以备查阅,测量记录同时上报监理、业主代表和设计人员,挠度实际情况应用曲线图与理论线形对照、形象表达;
  施工时须注意1#、5#点的高差控制,以避免梁段施工时出现扭转。
  (4)、将实现测量结果与理论计算挠度、工地控制挠度进行对比,并及时作出适当的调整;
  (5)、为掌握日照、温差对高程、中线的影响,监测宜在早晚温度较低、日照无影响时进行;并宜早、中、晚各观测一次进行对照,摸清影响程度,掌握实际情况。
  3、为了确保线形控制取得成桥线形与设计线形高精度吻合的良好效果,施工过程中工艺上应注意下述各点:
  (1)、选择的施工材料,如水泥、外掺剂,钢筋、预应力筋等,一经选定,应贯彻始终,不允许中途更换,防止因材料使用的变化,而造成箱梁砼徐变、收缩上的不一致;
  (2)、悬臂施工务求对称进行,力求两端施工荷载对等匀称;
  (3)、预应力张拉应严格按设计程序进行,每个节段张拉选定的时间应基本相同,不能提前推后,前后段张拉温度宜接近为佳;
  (4)、每一个节段的中线、挠度测设时间应基本相同。
  结语:
  1. 东风大桥预应力混凝土悬臂浇筑施工工艺实际应用完全是可行的。
  2. 东风大桥用挂篮悬臂施工工艺完全达到了预期的各项指标,即节能省了工期、节省了投资费用,又没影响正常的通行。
  3.东风大桥取得良好的经济效益和社会效益。
  参考文献
  1. 欧阳旺云编著

标签:东风 预应力 大桥 混凝土