高铁连续梁桥悬臂浇筑施工“四定位技术”应用

发表时间:2020/12/10   来源:《基层建设》2020年第23期   作者:王金磊
[导读] 摘要:预应力混凝土连续梁桥具有变形小、结构刚度好、行车平顺舒适、伸缩缝少、养护方便、抗震能力强等优点,大跨预应力混凝土桥适用范围广泛,它不但可以跨越河流、深谷,还常常跨越既有公路、铁路、结构物等,悬臂施工是经常采用的有效施工方法。
        中铁七局集团武汉工程有限公司
        摘要:预应力混凝土连续梁桥具有变形小、结构刚度好、行车平顺舒适、伸缩缝少、养护方便、抗震能力强等优点,大跨预应力混凝土桥适用范围广泛,它不但可以跨越河流、深谷,还常常跨越既有公路、铁路、结构物等,悬臂施工是经常采用的有效施工方法。目前,国内连续梁施工相对比较成熟,但在施工中对于尤其细节中的钢筋的定位、预应力的定位和混凝土质量的控制的施工工法相对较少,很多都处在理论性阶段,缺少系统性的总结和实践。如何精准的定位钢筋,如何精准的定位锚垫板及纵向预应力管道,如何定位合拢段管道,本论文主要通过实践操作对理论上的想法进行实践验证和总结。
        关键词:连续梁;钢筋;预应力;精确定位
        1绪论
        随着我国高速铁路的快速发展,连续梁桥在桥梁建设中得到广泛的应用,尤其是悬臂浇筑施工方法的应用更是促进了连续梁桥的蓬勃发展。但是连续梁梁体高度大、混凝土数量多,具有结构复杂,钢筋、管道密集、重叠交叉、间距较小,施工场地狭窄,振捣困难等特点。
        本文以京沈客专潮白河特大桥连续梁为例,结合实际,对在施工过程中易出现的问题进行了研究,对常规的施工工艺及工装作了一些改进,从而实现了钢筋、锚垫板、预应力管道精确定位,为今后类似的桥梁施工提供一点借鉴和参考。
        2钢筋精确定位技术
        1)普通横向水平钢筋及支座加强钢筋网片定位
        原有连续梁钢筋绑扎采用尺量或目测控制钢筋间距,误差极大,现在采用63mm等边角钢支座钢筋卡具,卡具槽口大小及槽口间距根据设计图纸钢筋直径、间距工厂化制作,槽口使用机床线形切割,槽口宽度比钢筋直径大2mm。
        角钢卡具一般长2m,在横向水平钢筋两侧端部各放置一根。定位前先根据角钢卡具长度安装2根横向水平钢筋,将角钢卡具与两根横向水平钢筋通过扎丝绑扎固定,再安装剩余横向水平钢筋,待绑扎完成后拆除角钢卡具。
        2)纵向水平钢筋定位
        连续梁梁体纵向水平钢筋需自端头模穿出与下一节段钢筋相连接,原有做法为端模采用木模,在木模上人工开眼,钢筋自预留眼穿出,安装时费时、费力,端模拆除后无法重复使用。现在改进为将端模分为三部分加工,见图2,①和③采用角钢,根据保护层厚度及钢筋直径,通过机床线形切割开槽,槽口比钢筋直径大2mm,②采用1cm厚钢板制作。三者之间通过背肋槽钢连接。钢筋安装时只需将钢筋放入角钢卡槽内即可实现钢筋的精确定位。
 
        3锚垫板精准定位技术
        常规锚垫板定位中,锚盒及端模采用木模,锚盒与锚垫板、锚盒与端模多为钉接或铁丝绑扎,在混凝土浇筑过程中易出现锚点板偏斜、扭曲等现象,从而造成预应力受力不准确。
        改进后锚口模板钢制、工厂化精确加工,以保证锚口模板与锚垫板、预应力管道中心线垂直。在锚口模板与端模、锚垫板连接处开设螺栓眼。
        在锚口模板每块钢板上焊设角钢,角钢开螺栓眼,每两块之间通过螺栓连接,便于拆卸。
        锚垫板定位:在地面将锚口模板与锚垫板通过螺栓连接固定,然后将锚口模板在端头模板设计位置通过螺栓连接固定,螺旋筋点焊固定于锚垫板。将三者连接组装成为整体后吊装与侧模固定,通过定位端模实现锚垫板的精确固定。
        锚口模板拆除:混凝土浇筑完成后,达到强度要求后,拆除端模时,拧开锚口模板与端模连接螺栓,先拆除端模,再拆除锚口模板连接螺栓,最后拆除锚口模板。
        4纵向预应力管道精确定位技术
        原有连续梁预应力施工中,预应力施工工人现场测量与控制,预应力控制精度不高,受人为因素影响大等问题,预应力管道定位采取先安装管道后安装定位井字架,改进后通过制作全截面整体井字架,先定位整体井字架,后安装管道,通过实现对井字架的精确定位从而完成预应力管道的精确定位。
        全截面整体井字架采用直径10mm圆钢、根据预应力管道各断面的相对位置,分底板、腹板、顶板三部分分别加工,加工时控制每侧钢筋与管道间隙为2mm。
 
        1.技术支持。1)碰撞调整:运用BIM技术对预应力管道、管道与钢筋、钢筋与井字架碰撞检查,对碰撞部位进行调整。调整原则:①先普通钢筋、后竖向预应力筋、再横向预应力筋,保持纵向预应力筋管道位置不动。②钢筋与井字架碰撞时,钢筋微调,井字架保持位置不动。2)坐标采集:在BIM模型中,以端模、顶板、侧模为基准面,按直线段60cm、曲线段30cm截取全截面整体井字架与基准面相对位置。确定全截面整体井字架各管道相对坐标。
        2.工装研发。根据截取各断面井字架相对坐标,工厂化精确加工。井字架采用Φ12钢筋加工,控制每侧钢筋与管道间隙为2mm。
        3.施工工艺。1)按截取井字架与基准面的相对位置,精确放样井字架位置。2)安装井字架,点焊固定于梁体钢筋。3)管道按设计位置自井字架孔隙穿过安装,完成预应力管道精确定位。
        5合龙段管道定位技术
        合龙段长一般为2m,存有2个管道接头,且有横隔板,在混凝土浇筑过程中容易发生管道接口脱落、管道下沉等现象。
        对此,合龙段管道定位采取以端模、侧模、顶板或底板作为管道定位的基准面,采用整体定位井字架对管道进行精准定位,井字架与梁体钢筋焊接固定。在原设计基础上将井字架按间距30cm加密布置,加长次节段套接管长度,在设计基础上加长10~20cm。
        通过以上措施以确保管道在混凝土浇筑和振捣过程中不弯沉、不上浮、不旁移。
        5.1改进措施
        1)增加悬臂段管道预留长度(不小于30cm)。2)加长套接管长度(按7d考虑)。3)管口接头处增设2片井字架,形成两点支撑。4)井字架加密按30cm布置。
        通过以上措施以确保管道在混凝土浇筑和振捣过程中不弯沉、不上浮、不旁移。
        6结论
        潮白河特大桥(60+100+60)m连续梁经过实践证明,通过对潮白河特大桥(60+100+60)m连续梁318号墩0号采用了“四定位”施工技术,成功的解决了钢筋定位不准确、锚垫板偏斜、移位、预应力管道定位不准确、不牢固等现象,确保了工程实体质量。但是经过实体检验我们发现了其中存在的问题:
        1)采用角钢卡具进行钢筋施工的确能精准的定位钢筋的间距,成桥后空洞问题明显有所改变,但同时施工工期也会有所延长;2)采用锚垫板精准定位技术后却是改善了锚盒变形,定位不准确、浇筑混凝土过程中发生脱落等现象,但是梁体浇筑结束后锚盒拆除困难,材料成本增加但是很少部分能够二次利用;3)采用了纵向预应力定位技术后,管道的定位得到解决,由于以前预应力管道施工是先穿管道再定位,现在先定位后穿管道导致施工时间有所长,人力数量有所增加。
        参考文献
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        [3]谢春辉.多跨长联预应力混凝土连续梁桥施工技术与施工控制研究.中南大学.2009
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        [5]刘翠云,董传洲.国外预应力混凝土连续梁桥发展和施工技术.世界桥梁,2011(6):1-4.
        [6]张现鹏.浅议预应力混凝土连续梁桥施工控制[J].科技促进发展,2011(2):110-110.
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