摘要:随着经济社会的进步发展,桥梁施工的数量增多,规模扩大,其中大跨度预应力混凝土悬臂节段箱梁桥的使用愈发广泛,这主要是因为其本身所具备的适用性广泛、施工方便快捷、维护成本较低等特点所决定的。大跨度预应力混凝土悬臂节段箱梁桥在施工的过程中主要使用挂篮悬臂浇筑法,该方法在使用的过程中工序较为复杂,需要对施工质量进行严格的控制,所得到的施工整体性好。本文主要分析讨论大跨度预应力混凝土桥梁悬臂节段箱梁挂篮施工技术的相关问题,希望对我国桥梁建设的水平提高有所帮助。
关键词:大跨度;预应力;桥梁施工;节段箱梁;挂篮
在进行大跨度预应力混凝土悬臂节段箱梁桥施工的过程中,对于工序的合理安排,施工的流畅程度及质量标准要求较高,特别是利用挂篮悬臂浇筑法时,为了最终的桥梁施工整体效果,要尽可能控制误差,以达到设计要求。
一、大跨度预应力混凝土桥梁悬臂节段箱梁挂篮施工技术原理
大跨度预应力混凝土桥梁悬臂节段箱梁挂篮施工技术在原理上属于一种对称施工,施工时首先在对称位置关系的桥墩顶部安装托架,然后将挂篮(含模板)于两侧进行同步安装固定,随后进行钢筋布设及混凝土浇筑,待混凝土强度达到设计要求后施加预应力并压浆。至此完成本节段箱梁施工,再将挂篮移动至下一节段箱梁,重复上述步骤,直到大跨度预应力混凝土桥梁合龙。
二、大跨度预应力混凝土桥梁悬臂节段箱梁挂篮施工技术流程
在大跨度预应力混凝土桥梁悬臂节段箱梁挂篮施工技术流程当中,比较关键的流程环节是挂篮设计、节段浇筑、预应力张拉三个部分。具体分析如下:
(一)挂篮设计
挂篮设计时,一方面要考虑挂篮需承载的混凝土最大质量,另一方面要考虑挂篮的移动性,为此,挂篮设计应满足自身刚度强与重量轻的要求,并便于移动,方便安装拆卸。一般情况下,挂篮的组成部分包括主桁、底模、内外模、前吊、底锚、移动、作业平台等部分。
主桁是挂篮的主要受力构件,承受竖向拉力为主,整体由主桁片与主横连构成,所需杆件以铰接工艺搭接固定于各节点块上;底模是挂篮的主要受力构件,承受箱梁悬浇施工荷载,整体由前后托梁、纵梁、工作梁组成;内外模中,内模主要承受顶板混凝土荷载,靠滑梁进行悬吊,而外模主要承受腹板混凝土的侧压及翼板荷载,以螺栓连接;前吊多使用16Mn钢制板带,有双吊与单吊两种方式,使用时,根据具体梁高情况,可进行底模提升、孔距变化等操作,主要承受来自于底模前部的拉力;底锚主要包括底锚杆与中锚杆,底锚杆起到的是固定后托梁的作用,而中锚杆所起到的作用多是保险与密封的作用;移动部分的组成较为复杂,主要包括滑轨、滑座、反扣、悬吊、千斤顶顶座等部分,具体设计安装时,滑座在滑轨上,由反扣进行固定,同时千斤顶顶座也应固定在滑轨上,以便于挂篮的移动;作业平台主要分为前、底、侧三个部分,前平台主要进行张拉与底模高度调节,底平台主要进行底锚拆装与箱梁底面表层混凝土处理,侧平台主要拆卸滑梁吊轮与对侧面混凝土进行处理。
挂篮设计完成后应进行静载试验,静载试验所得结果是衡量挂篮刚度与质量的重要指标,能够直观反映挂篮的应力及变形情况。静载试验之外,还应对挂篮各构件进行荷载验算,以确定构件最大应力情况,确保施工过程中的安全。
(二)节段浇筑
进行节段浇筑时,首先要对悬臂施工的重心进行确认与衡量,需要注意的是,实际确认与衡量的过程要比设计时偏差较多,为此多采用顺桥向双柱固结的方法减少不平衡侧重。
悬臂浇筑前,先对挂篮进行预压,以确定弹性变形与非弹性变形数据,并以此为依据对模板标高进行调整。悬臂浇筑时,对于挂篮的稳定十分重要,为此要确保前后吊带同步放松,确保两根主桁架后锚解除同步进行,移动挂篮时,以50cm为节点进行转角观测,防止出现倾斜、变形等情况,挂篮移动就位后应将吊带同步收紧。
悬臂浇筑时,应由上往下进行,避免根端混凝土新旧部分之间出现裂缝。
合龙浇筑前,应首先利用挂篮进行合龙块吊架安装,准备合龙所用的材料、设备、工具,安装支架模板,设置平衡重,并对普通钢筋及预应力管道进行安装。另外,对悬臂端与现浇端进行临时连接固定十分重要,这是为了防止合龙混凝土浇筑时发生明显的体积变化,在进行临时连接固定时,应对劲性骨架与张拉预应力束进行“锁定”,通过预埋锚固杆进行支撑,合龙时,应在预埋锚固杆之间进行钢连杆设置,通过焊接形成整体。进行合龙浇筑时,浇筑的速度应控制在10m3/h,在一天中气温最低时开始浇筑,以保证混凝土随气温上升受压状态下不会开裂。
(三)预应力张拉
预应力张拉是确保节段箱梁安全性的重要环节,现阶段大跨度预应力混凝土桥梁悬臂节段箱梁挂篮施工中的预应力张拉多使用三向体系,即横向预应力筋和纵、竖向预应力钢束。
横向预应力筋张拉时,应着重控制张拉力,并辅以控制伸长值,这种双控法在实际应用中对于横向预应力筋张拉十分有效。
纵向预应力钢束张拉时,应注意保持两端对称,同步进行,同样使用控制张拉力与伸长值的双控法,特别需要注意的是,在进行伸长量测量时,应测量钢绞线实际伸长值,而不是千斤顶变位量,确保千斤顶未发生滑丝现象,一般情况下,判断是否出现滑丝现象,应在预应力张拉操作过程中进行引申量多次测量,测量差大于8mm时,可判断发生滑丝。
竖向预应力钢束张拉时,应分两次进行,两次张拉的吨数以54t为准,间隔时间2-5天。
三、大跨度预应力混凝土桥梁悬臂节段箱梁挂篮施工技术注意问题
大跨度预应力混凝土桥梁悬臂节段箱梁挂篮施工技术在应用时,应注意的问题主要包括以下三个方面:
第一,在进行挂篮设计时要注意做好刚度设计,这主要是因为挂篮刚度直接影响到梁体线形的达标情况。通常情况下,菱形挂篮刚度较大,也是使用较为普遍的挂篮型制,具体挂篮刚度还应以静载试验所得结果为准,该结果是衡量安全性的重要依据;
第二,每节段箱梁施工结束之后,要注意对标高、中线等进行复测,以此确定中线不偏移,标高无偏差,为连续节段箱梁施工奠定良好地基础;
第三,混凝土浇筑时要严格控制时间、密度等指标,特别是注意不要出现裂纹,以此保证张拉与压浆的质量,同样的,在进行张拉与压浆时,为确保梁体内力达到设计要求,也应进行严格的质量控制。
结语:
大跨度预应力混凝土悬臂节段箱梁桥是现阶段桥梁施工建设中较为常见的型制,这主要是因为该桥梁型制适用性广泛,施工简单快捷,整体施工效果优越。作为大跨度预应力混凝土悬臂节段箱梁桥主要的施工技术,挂篮施工在应用的过程中要坚持规范操作,注意做好各工序质量的控制,尤其是挂篮设计、节段浇筑、预应力张拉等对桥梁安全性与可靠性有至关重要意义的工序环节,更应该严格按照设计要求进行施工,确保桥梁建成后使用的可靠安全。
参考文献:
[1]于佳 田雪梅.挂篮法施工混凝土连续梁合拢顺序调整技术研究[J].自动化与仪器仪表,2020,(4):149-151,155.
[2]李超.大跨度预应力混凝土桥梁悬臂节段箱梁挂篮施工技术[J].价值工程,2020,(16):167-168.
[3]王军.挂篮在大跨度悬臂浇筑钢混结合桥梁中的综合应用[J].建筑科技,2019,(3):92-94.
[4]兰文亮.关于桥梁施工中悬臂挂篮技术的研究[J].建筑工程技术与设计,2018,(10):778.
[5]刘文献 刘岩 高康平.大悬臂预应力混凝土节段拼装连续箱梁应用研究[J].公路,2014,(7):173-177.