连续刚构桥合拢段悬臂施工及注意事项

2009-08-19郝琳李清海

中国新技术新产品 2009年15期

关键词：连续刚构桥

郝　琳　李清海

摘要:连续刚构桥是目前使用广泛的连续体系梁式桥,该桥型采用悬臂浇筑法施工。合拢段的施工是悬臂浇筑技术中非常重要的工序。文中结合卫运河大桥工程实例,对悬臂施工合拢段的施工和技术注意事项进行了阐述。

关键词:卫运河大桥;连续刚构桥;合拢段施工

引言

连续刚构桥是一种介于连续梁桥和T型刚构桥之间的桥型,这种桥型的桥梁又称墩梁固结的连续梁桥。目前连续刚构桥大多用于大跨度的薄壁高墩上,即把高墩看做一种摆动支承体系,从而降低墩的内力。由于其超越连续梁桥跨径的能力,是近年来使用较多的梁式桥。

悬臂施工法是一种常用的桥梁施工方法,目前大跨径预应力混凝土连续刚构桥的施工大多采用悬臂施工法。悬臂施工法可以分为悬臂浇注和悬臂拼装两种方法,尤其以悬臂浇注法施工具有更广泛的适应性。

合拢段的施工是悬臂浇筑技术非常重要的工序之一。它不仅是梁体体系转换的必由之路,而且因为其混凝土从浇筑到张拉预应力筋,实现真正"合拢"期间,昼夜温差的影响、新浇混凝土的早起收缩、徐变等因素,都在结构中产生变形、引起内力,所以必须采取合理的措施,确保合拢段混凝土不致因自身的长度的变化造成开裂和压碎使桥梁顺利合拢。鉴于目前文献合拢段的施工,都是针对连续梁而言的,连续刚构有其自身的特点。本文结合夹江大桥施工实例,论述悬臂施工中合拢段的施工方案和技术注意事项。

1工程概况

卫运河大桥全长1052米,主桥为(40+60+40)m双幅三跨预应力连续刚构,单项双室变高度预应力混凝土箱梁,桥面单幅宽12.5米,箱宽7.5米,跨中及边跨端部梁高1.5米,8、11号墩(主墩)根部梁高3米,。桥梁桥跨体系采用悬臂浇注法施工,悬臂段每节长度为3～4米,中跨合拢段长2米,主桥箱梁采用C50混凝土,预应力采用三向预应力体系。0号块和1号块采用贝雷支架现浇施工。主桥合拢顺序为先合拢边跨现浇段,再合拢中跨,从而形成一个连续刚构体系。

2施工方案

2.1边跨现浇段施工

边跨现浇合拢段施工采用钢管脚手架搭设支架进行现浇。施工前支架基础应做严格的压实处理,首先对悬浇块之间的河堤进行严格压实或换填处理,然后上铺垫木,搭设90*908120cm钢管脚手架支架至设计标高。现浇段模版采用d=20mm高强度竹质胶合板。浇筑前对支架进行100%重量预压。消除塑性变形,预留弹性变形,确保合拢后线形符合设计要求。

2.2中跨合拢段施工

边跨合拢后,即可进行中跨合拢段的施工。因中跨两梁段上的挂蓝已非常接近,此时可利用挂蓝进行中跨合拢段施工。

具体施工方法是:合拢前先调整中线位置和高程,合拢口临时锁定,张拉合拢临时钢束,并按设计要求在两端悬臂用水箱法预加压重,在混凝土浇筑过程中逐步撤除。临时锁定设置有四根刚接杆组成的临时劲性支撑,分别位于箱梁顶底板靠近腹板处,钢接杆按图纸预先拼焊好后,在箱梁两端对应预埋件上就位焊接,此后张拉上顶板临时钢束和上下底板对应钢束,形成顶部抗拉的近似钢性接头。利用挂蓝底模做中跨合拢段底模,侧模用挂蓝钢侧模。取出挂蓝内模,改用方木骨架外贴胶合板做合垄段内模,绑扎合拢段钢筋及对接预应力管道,同时在合拢块混凝土浇筑前将预应力钢筋预先穿入。

3合拢段施工注意事项

3.1环境温度

合拢段再灌注前一周,对桥梁高程、轴线、桥长进行联测并观测这一周时间的气温数据,找出气温变化规律,确定一天中最低温度时间,恒温时间,升温时间,以便在低温及温度变化幅度小的时间内灌注混凝土。合拢段混凝土浇筑应在监理人员、设计院规定的气温较低且温差变化较小的时间内完成,混凝土浇筑完成后气温开始回升。

3.2配重

为使合拢段混凝土浇筑过程中结构体系处于稳定状态,待刚性支撑锁定后预先在悬臂端施加配重,使合拢两端高差控制在规范允许范围内,每端配重相当于合拢段混凝土重量的一半。浇筑混凝土时,每级卸下相应配重的重量移至0号段后在卸至桥下。

3.3混凝土

合拢段混凝土的配合比试验应该专项设计。混凝土灌注完毕,终凝后覆盖养生,达张力强度后进行底板钢束张拉,拆除临时钢性接头,完成全桥合拢。

本桥合拢段使用水灰比小的混凝土,为减少混凝土的收缩变形掺加了混凝土膨胀剂,在保证混凝土强度的前提下,要求早强。施工时加强施工管理,加强振捣,混凝土浇筑完应及时加强养护,防止发生裂纹。

3.4 线性控制调整

桥梁悬臂施工中线性控制非常重要,只有预拱度设置合理才能保证一个跨径内将要合拢的悬臂两端在同一水平线上,才能使桥梁上部结构在经历施工、运营状态反复发生向上或向下形式挠度后,保证结构运营一段时间后达到设计所期望的标高线形。

线形控制即在悬浇施工阶段,根据箱梁结构计算和挂蓝试压结果提供梁体各截面的最终挠度变化值,设置施工预拱度,据此调整每块模板安装时的前段标高以抵消梁段施工所产生的一系列挠度,施工完毕达到设计的位置布设控制点。为了保证主桥悬浇节段施工中线、高程的准确,确保全桥线性的平顺,0号块施工时在0号块顶面中心预埋钢板作为水平、高程控制点,并与两岸既有中线、高程点进行联测闭合。控制点要求稳定可靠并全桥皆有此控制点控制以保证控制的一贯性,减少测量误差。

墩身变形监测。主墩施工期间在墩身上预埋观测点,在主桥箱梁悬浇施工期间要加强墩柱的观测工作,委派专人利用高精度观测仪器定期对主墩最不利断面进行应力检测,同时检测主墩墩顶的位移变化,严密注意墩身的变形,防止桥面两悬浇节段施工荷载不均匀而造成事故。

承台沉降观测。承台浇筑时在四角预埋4个钢筋作观测点,悬浇施工中定期对四个点进行观测,比较前后差值即为承台沉降值。

箱梁轴线控制。利用0号块中心控制点和边墩上控制点对各悬浇节段的中线进行控制。,每个悬浇节段完成后复核前面几个节段中心点的位移,复核无误后再放出待浇节段的中线,严密监测各阶段中线变化情况。

箱梁高程控制。利用0号块中心处水准点控制悬浇节段混凝土、模板高程,混凝土浇筑前在每阶段端部中线和翼板边缘设置高程控制钢筋桩,钢筋下部支撑于底模上,顶部露出混凝土面10cm,作为混凝土浇筑时对箱梁顶面高程的控制,并在混凝土浇筑后、张拉后对高程进行复核以验证设计预拱度的设置。

箱梁预拱度的设置。悬浇施工时梁体线形影响到合拢的精度,应对每个节段设置预拱度。计算预拱度应考虑以下因素:挂蓝的变形、箱梁的自重、预应力的大小、施工荷载、结构体系转换、混凝土收缩与徐变、日照与温度变化。

箱梁悬浇各节段立模标高公式:

Hi=H0+fi-fy+fg+fz

Hi-待浇箱梁节段底板前端点处挂蓝底板模板标高(张拉后)。

H0-该点设计标高。

Fi-本施工段及以后浇筑的各段对该点挠度影响值。

fy-本施工段顶板纵向预应力束张拉后对该点的影响值。

fg-挂篮变形对该施工段的影响值,挂蓝设计和加载试压后得到。