李海亮
摘 要:作為跨越江河及城市交叉線的主要構造物,橋梁施工對我國公路交通基礎設施建設發(fā)展至關重要。本文以某大跨徑橋梁為工程背景,對其邊跨直線段、合攏段、鋼筋及混凝土等關鍵技術進行了探討,以期有效提高工程整體施工質量。
關鍵詞:波形鋼腹板;大跨徑橋梁;邊跨直線段
中圖分類號:U445.4 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2018)23-0117-02
0 引言
自改革開放以來,我國橋梁工程行業(yè)取得了突飛猛進的發(fā)展,尤其是大跨橋梁的發(fā)展。在橋梁總荷載內,其恒載所占比例較大,一般可超過80%,而制約橋梁跨越能力的主要因素為橋梁自重,為此,如何降低橋梁自重成為現(xiàn)代橋梁跨越能力提升的重要途徑。上世紀80年代法國CB公司提出一種設想,即平面鋼板由波形鋼板取代,也就是說選用沿橋軸方向可伸縮的波形鋼腹板箱梁代替原有平直鋼腹板箱梁,從而產生一種新型箱梁結構,即波形鋼腹板組合箱梁結構,該結構可看做是鋼-混凝土組合結構,其能夠對混凝土抗壓強度高的優(yōu)點加以有效利用,并能充分結合鋼筋、混凝土材料的特點,達到材料利用率全面提升的作用,相比其他結構形式,其更具經濟性、合理性。
1 工程概況
某橋梁工程主橋總長度為285m,75cm+135cm+75cm為該橋跨徑布置內容,且分上下行兩幅。波形鋼腹板預應力混凝土箱梁為其上部結構設計,選取單箱單室直腹板箱形截面作為箱梁,本橋梁工程中,以1605cm作為頂板整體寬度,352.5cm為兩側懸臂長,28cm為箱內頂板厚度。為實現(xiàn)箱梁抗扭剛度全面提高及滿足體外束轉向要求,應將4道橫隔板安設于邊跨,并將8道橫隔板安設于中跨,其間距需控制在17.6m以內。
2 大跨徑波形鋼腹板連續(xù)箱梁橋施工關鍵技術的應用
2.1 墩頂0#、1#塊施工技術
該工程由3跨構成,各幅主墩為2個,其高度分別為8.5m、14.5m。按照墩身高度選用的支架也有所不同,本橋選取鋼管樁支架用于高墩,選取滿堂支架用于低墩。同時選用組合鋼模板作為外側模板,以竹膠板與方木組合模板為內側模板。在澆筑頂板時,為防止影響波形鋼腹板空間位置,需分2次澆筑0#、1#塊。作為第一塊安裝的鋼腹板,梁體1#塊波形鋼腹板,可選取角鋼“井”字架在其下翼緣板底下支墊,并將型鋼桁架設置到2塊鋼腹板中間,進行對拉支撐。
完成上述作業(yè)后,可通過汽車泵將混凝土運送至模內進行澆筑施工,根據(jù)施工現(xiàn)場具體情況,可分2次完成澆筑。首次澆筑范圍為底板、中隔墻、內襯混凝土,并逐步澆筑至鋼腹板上翼緣板水平位置。當混凝土初凝結束,即可將支架搭設到底板,并進行頂模安裝及鋼筋綁扎,隨后進行頂板混凝土澆筑。
2.2 掛籃懸臂澆筑施工技術
按照頂板混凝土強度實際情況,在養(yǎng)生階段拆除頂板模板,當混凝土與設計要求相符時,即可進行縱向預應力束張拉施工,并壓漿。掛籃可通過油壓千斤頂頂升,通過導鏈把軌道向梁端牽引,且做好軌道錨固作業(yè)。頂推走行油缸,并對掛籃底模、側模等起到帶動作用,以此往前不斷移動,滑行過程中,必須處理好接縫。掛籃在修補或處理環(huán)節(jié),嚴禁移動。底模后吊桿等安裝錨固后,可轉變受力狀態(tài),將其由臨時轉變?yōu)橛谰檬芰?,以此提高施工安全性。隨后做好掛籃底板位置、高程調整,保證其在允許范圍內,且做好打磨及涂油工作。要求將底層鋼筋同時綁扎到頂、底板位置,穿鋼腹板貫穿鋼筋,做好預應力管道及體外束預埋件定位工作。完成底板側模與倒角模板安裝作業(yè)后,即可通過汽車泵進行頂、底板混凝土澆筑施工,通常以對稱澆筑為主。澆筑順序以鋼腹板下翼緣板承托位置混凝土-底板外側模板-底板其余混凝土-頂板混凝土。
同時,應嚴格依照施工設計要求及相關規(guī)范規(guī)定做好焊接施工,其詳細焊接參數(shù)如表1所示,本工程以II級焊縫為鋼腹板現(xiàn)場焊接焊縫等級,選取磁粉檢測。
2.3 邊跨直線段施工技術
按照工程實際情況,32#左右幅可看做是整體承臺,承臺頂面基本和原地面齊平,因其墩身高度較低,可將整體滿堂支架搭設到左右幅,且在承臺頂面做好支撐。因承臺縱向長度較短,可選取級配碎石對承臺頂下1m內進行換填,厚度為60cm,并將C20砼澆筑于上方,厚度以40cm為準,保證其高度等同于承臺高度。因35#墩墩身高度較大,且左右幅不屬于整體承臺,為分離式承臺,2.5m為承臺埋設深度,同時回填土具有較大含水量,這種情況下,必須做好基坑開挖工作,要求開挖到承臺頂面,且一層一層進行砂礫石回填及夯實,回填高度應與原地表一致。做好整平作業(yè)后,需進行C20條形基礎澆筑,并將鋼筋網(wǎng)片設置于基礎底部,且保證條形基礎不會出現(xiàn)裂開現(xiàn)象。
根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況,可選取大塊新制鋼模作為直線段外側模板與底模,則木模為其內模。完成支架搭設作業(yè)后,應以墩外直線段重量、合攏段重量50%和掛籃底模與頂模體系50%重量總和120%一級一級加載,通過獲取的數(shù)據(jù)進行支架預拱度設置。預壓卸載以后即可安裝支座,調平支座后則應及時進行偏位設置,并進行自流平砂漿灌注。在邊跨合攏后即可單端進行體內縱向預應力張拉,在直線段端橫梁內做好P錨單端錨固,隨后綁扎好端橫梁鋼筋,同時提前進行邊跨合攏段縱向鋼絞線下料及編號,并及時將波紋管套于其上,完成擠壓P錨后,需定位于直線段,并將其余鋼筋綁扎,支立內模及完成直線段混凝土澆筑。
2.4 合攏段施工技術
邊跨合攏與中跨合攏是本工程合攏的主要構成部分,3.1m為合攏段長度,3.5m為其梁高。選取掛籃完成合攏作業(yè)。合攏施工前,需觀測施工天氣情況,跟蹤測量氣溫及澆筑混凝土之后的溫度情況,并做好分析,為后期施工提供參考依據(jù)。除此之外,還應保證合攏段平衡配重,進而確保施工過程中混凝土狀態(tài)穩(wěn)定。如配重選用預制混凝土塊,則要求在混凝土澆筑時逐漸完成卸載。邊跨合攏前,應完成張拉頂板預應力,且保證標高、預埋位置等條件與施工規(guī)定或設計要求相符。完成上述作業(yè)后,應整體向前移動掛籃,一般可向直線段端頭預留槽口位置移動前吊帶,同時應將直線段底板端頭一些模板、分配梁拆除,以此為掛籃下底橫梁就位提供便利,隨后做好吊帶頂提升、頂緊工作。焊接過程中需先焊接邊跨合攏口一端預埋件與連接料,待質量合格即可焊接另一端,完成焊接后需及時將焊渣去除。
當混凝土強度滿足設計要求,即達到90%,且齡期在10d以上,應及時進行中跨合攏段預應力束張拉,且壓漿,隨后完成剩余預應力束張拉,并將臨時支座去除,結束整個體系地轉換。
2.5 鋼筋、混凝土施工技術
根據(jù)鋼筋直徑合理選擇連接方式,具體如表2所示。安裝0#與1#鋼筋過程中,因塊段高度較大,必須先做好鋼管支架搭設才能施工。同時由于0#塊內具有大量預應力管道,且體外束預埋管很大,因此在空間方面鋼筋、預應力管道極易產生干擾,此時必須對普通鋼筋位置進行適當移動,進而確保鋼束管道等位置的精確性。
按照工程需要,需選用高性能混凝土用于施工,為防止裂紋出現(xiàn),一般可將適量粉煤灰摻加到膠凝材料內,以此達到降低水化熱的目的。澆筑混凝土時,應按照底板-頂板的順序澆筑,同時需將圓孔設置到波形鋼腹板各個凹波內下翼緣板,有效排除下翼緣板鋼板下空氣,待圓孔內溢出混凝土才能停止施工,進而提高混凝土密實度。待完成澆筑作業(yè)后,及時對下翼緣板鋼板進行敲打,如出現(xiàn)空洞,則應及時對該部位進行小溝鑿設,且灌注同標高水泥凈漿。
2.6 全橋鋼腹板外表面整體涂裝
本工程選取重防腐涂裝作為波形鋼腹板內外表面防護,要求涂裝耐久性控制在20年以上。根據(jù)工程施工情況,可在施工場地完成表面面漆與兩節(jié)段間豎向焊縫涂裝,其他可在工廠室內完成。涂裝施工前,可先處理焊縫表面與焊縫兩邊,并將表面雜物,如銹跡、焊渣等清理干凈,保證表面清潔。各個涂層按照規(guī)定合理確定涂層材料及厚度,如表3所示。
3 結語
綜上所述,選用波形狀結構用鋼板替代傳統(tǒng)PC梁橋混凝土腹板,可降低自重,節(jié)省預應力鋼材用量,且可提升預應力效率。同時對橋梁后期維修、補強等極為有利。為此,做好大跨徑波形鋼腹板連續(xù)箱梁橋施工及研究工作,可為我國此類橋梁施工技術水平提升提供強有力的保障。
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