探讨钢结构系杆拱桥梁施工

2014-08-15侯本和

黑龙江交通科技 2014年4期

关键词：系杆压浆横梁

侯本和

(贵州省公路工程集团有限公司)

探讨钢结构系杆拱桥梁施工

侯本和

(贵州省公路工程集团有限公司)

随着交通运输的快速发展，桥梁工程建设的规模在不断的扩大。在桥梁建设中，钢结构系杆拱桥因其具有经济、严禁以及美观的优势被广泛的使用在桥梁建设中。但是在钢结构系杆拱桥梁施工中，其施工过程非常复杂。主要阐述了钢结构系杆拱桥梁施工技术。

钢结构;系杆;桥梁;桩基

1 工程概况

某大桥桥墩基础灌注桩→下部结构(承台、桥台、台帽)→上部结构(系杆、横梁、拱肋、风撑、桥面及其附属结构)。大桥上结构为钢结构系杆拱，拱肋为钢管，管内填充混凝土，系杆(加劲梁)，端横梁，中横梁为预应力混凝土结构。桥面板及桥面系为普通混凝土结构。跨度为73.8 m，桥宽13.6 m，桥面净宽10.75 m，为单幅桥。桥下净空高度5 m，为五级航道。拱肋为二次抛物线，方程为y=4fx(L－x)/L2，矢高f=16 m，计算跨径L=72 m。每侧拱肋竖直方向设15根吊杆。两拱肋水平方向由三根横撑连成整体。端横梁，中横梁与系杆刚性连结后再与吊杆连成整体。每根系杆内共8束预应力束，上下共4层，每层2束，每束14根。

2 桩基施工

2.1 护筒的制作和埋设

桩基的护筒在本工程中利用的是钢护筒，制作的材料为3cm厚的钢板，在进行钢护筒的制作中，为了防止护筒在使用中发生变形等现象，所在在制作中的上下以及中间的外面焊接一层加劲肋，形成两半圆、在进行钢护筒的埋设时，必须保证护筒的中心与桩位中心保持一致，并且在埋设中，必须要保证护筒的垂直，不能产生歪斜，并且必须保证其歪斜的程度和误差在合理的范围内。

2.2 泥浆制备

制浆池的尺寸设为3×8 m，深1 m左右，同一套循环系统内考虑设置2个，一个浸泡粘土，另一个搅拌制浆，轮换使用，制浆池在就近范围滩地上由挖机挖成。调制泥浆时，先将粘土或膨润土加水浸透，然后以搅拌机或人工拌制。

2.3 钻孔

利用所选的钻机进行有效的钻孔，保证孔深、孔径达到设计的要求。

2.4 清孔

清孔分二次清孔，在终孔检查后，利用钻杆进行首次清孔。下好钢筋笼、导管后，进行第二次清孔，以此来对钢筋与混凝土的粘结的强度进行保证。

2.5 钢筋笼制作安装

用于钢筋笼制作的骨架应该在施工现象进行加工，形成模型之后，进行组装，必须保证钢筋表面的清洁，不能存在污物，并且要严格控制钢筋的平直，产生弯曲的钢筋不能投入使用。在进行钢筋笼的制作时，其大小、制作、电焊质量及混凝土垫块设置按图纸和《技术规范》要求施工。

清孔完毕，经业主(监理)工程师批准用检孔器对孔深、孔径和竖直度进行检查，发现问题及时处理，符合要求后即插放钢筋笼。在进行钢筋笼的插放时，应该利用钻机对钢筋笼进行分节投放，每一节之间的连接应该采用焊接的方式，在焊接的过程中为了避免焊接的时间过长而影响施工进度，所以在焊接中使用两台电焊机同时使用。在进行钢筋笼的投放中，必须加快投放速度，以免吊放过于缓慢而使得孔底产生严重的回淤现象，影响工程施工。在进行钢筋的焊接中，焊接头的焊接的长度必须要根据相关要求以及设计要求进行确定，并且要保证焊接头的平整。

2.6 水下混凝土灌注

在桩基施工中，成桩的主要工序进行进行水下混凝土的灌注，钢筋笼吊放工程结束之后就可以进行水下混凝土的灌注，在进行灌注之前，必须要对孔底进行严格的检查，保证其符合规范要求之后才能够进行混凝土的灌注。

3 承台、桥台、台帽施工

3.1 钢筋制作安装

钢筋制作与安装应严格按照施工图纸及规范进行，钢筋经加工场地制作后，人工运到工作面，钢筋的搭接位置应相互错开，钢筋的数量、间距应符合设计要求，严禁少筋或漏绑，并与预埋钢筋焊接牢固。

3.2 模板

钢筋采用定制钢模，注意拼缝和垂直度。模板安装必须准确、稳固。待安装完毕后，须用测量仪器进行校核，确保建筑物轮廓尺寸准确无误，确保桥墩施工质量。

3.3 混凝土浇筑

混凝土统一由现场混凝土拌和机制备。混凝土自由下落高度不大于2 m，人工用铁锹入仓。混凝土采用分层浇筑法，分层厚度不超过40 cm，混凝土浇筑应连续进行，中断时间不能超过混凝土初凝时间，振捣采用插入式振捣器，振捣时，严禁过振和漏振，并防止振捣器碰模板，以免模板变形和位移。混凝土在浇筑完毕12～18 h即可开始洒水，在气温较高、气候干燥的情况下应提前洒水。操作时先洒侧面，顶面在冲毛后进行洒水，当气温低于5℃时，应停止洒水养护。洒水养护期间，混凝土表面应经常保持湿润。

4 桥梁上部结构系杆拱桥施工

4.1 系杆、横梁支架基础处理

利用老桥墩作为支架基础。

4.2 支架搭设

系杆下采用单层Ⅰ20工字钢纵梁，间距0.4 m，纵梁上放置一层木枋，横排摆放，每一个木枋之间的距离控制在75 cm左右，并且还需要在纵梁上防治一层纵排木枋以及钢槽，木枋以及钢槽的尺寸为10 cm×10 cm。横梁支架亦用Ⅰ20工字钢纵梁，整个工字钢纵梁采用12槽钢焊接成整体。在进行支架搭设的过程中，必须保证用于搭设的钢管以及扣件的质量满足相关质量要求，所使用的钢管必须将其外表进行刷漆，防止其产生锈蚀。在进行支架的搭设时，必须要对预留墩身模板位置进行严格的控制，模板的位置必须与支架保留一定的位置，以免在安装的过程中产生碰撞。

4.3 系杆、端横梁、拱脚段模板、钢筋制安，钢绞线预埋件安放

在进行底模以及侧模的制作时，为了对混凝土的外观以及内部质量进行保证，采取的材料应该为优质竹胶板，并且利用螺栓将模板进行固定，必须保证模板的刚度以及强度能够满足相关设计要求。在进行端模进行制作时，所选用的材料为木板，为了保证模板不发生漏水的现象，因此在模板的夹缝只能够加一条海绵条，以此不仅避免漏水的现象，还能够防止其产生漏浆现象。

施工中所需要的钢筋应该在现场进行制作，并且钢筋焊接的过程中，要保证焊接的焊头以及捆绑的接头满足相关规范要求。进行钢绞线的绑扎时，需要采用铅丝对其进行绑扎，相邻两个钢绞线的距离需要控制在50 cm左右。接着将管道定位筋进行焊接，焊接好之后将其穿入波纹管。

4.4 系杆及端横梁的浇筑工艺

在进行系杆及端横梁的浇筑时，首先要做的就是对系杆混凝土进行浇筑，然后再对端横梁混凝土进行浇筑，在进行浇筑施工中，为了对系杆混凝土的密实度进行保证，所以采用插入式的振捣器对其进行振捣。混凝土浇筑的方法为整片灌注斜向分层，纵向分段，先浇筑两端，对称进行浇筑，然后往中间进行。分层浇筑的厚度应该控制在30 cm以内，浇筑的次数应该在4次，在进行混凝土浇筑的过程中，必须保证浇筑的连续性。

4.5 预应力施工

系杆拱桥预应力施工有:系杆、吊杆、横梁张拉。

(1)系杆、横梁预应力施工。系杆张拉锚下控制应力为0.72pk;中横梁张拉锚下控制应力为0.75pk，端梁张拉锚下控制应力为 0.75pk。

根据张拉力及进度要求，拟配备多台千斤顶，使用前需经标定后再使用。为确保张拉预应力时达到混凝土设计强度90%以上，在混凝土浇筑时，同步制作试块，同条件养护，试压达到规定强度方可施加预应力。预应力张拉前，将锚垫板和锚板接触面清理干净，以保证锚垫板和锚板紧密结合，张拉程序采用0→初应力(持荷2 min)→δcon(锚固)。锚下垫板采用16锰钢。

张拉前，先将钢绞线编束，编束在钢筋场进行，编束时，其下料长度按图纸提供值确定，每隔50 cm设置一道定位筋并绑扎牢固，采用人工结合卷扬机穿束。张拉时，确保锚具变形值不得大于6 mm，放松千斤顶压力时，宜缓慢进行，以免震动锚具和预应力钢绞线。并做好张拉记录。

张拉拟成立专业张拉队，由具有专业张拉资格的技术人员、高级技工组成专业张拉队，以保证张拉质量。

孔道压浆，采用活塞压浆泵施工，水泥浆强度与梁体同标号，配比试验确定，掺入适当微膨胀剂。膨胀剂性能及使用方法符合《混凝土外加剂应用技术规范》的规定，水泥浆不受约束的膨胀亦小于10%。压浆前用吹入无油份的压缩空气清洗管道，接着用含有氢氧化钙的清水冲洗管道，直到松散颗粒除去及清水排出，管道再用无油份的压缩空气吹干，然后压浆，压浆过程应以0.7 MPa的恒压施压，稠度在14～18 s之间，有排气孔的一个接着一个在水泥浆流动方向封闭出气孔。保证压浆的水泥浆泌水率最大不超过4%，拌和后3 h泌水率应小于2%，压浆后24 h需全部吸收，所有压浆管道均须浆体饱满，若气温或构件温度低于5℃时，暂停压浆，当白天气温高于35℃时，压浆改在夜间进行。

(2)吊杆预应力施工。吊杆计60根，单副每侧15根，全桥共60根，每根吊杆采用Q345C无缝钢管。钢绞线、锚具，按规定进行试验，合格后使用。

吊杆预应力施工应按拱肋成形后的实测标高复算后下料高强碳素钢丝，下料应包括每端墩头及锚杯的长度。钢丝束下料完成后，即可进行编束，将钢丝的一端穿过锚杯后墩头，待钢丝束的另一端穿过孔道及另一端锚杯后再墩另一头，墩头头型要圆整、不偏斜，强度不低于钢丝标准强度的98%，颈部母材不受损伤。吊杆张拉采用4台千斤顶，4台油泵配套张拉，使用前亦需经标定后使用，张拉采用单向、双控工艺，遵照对称、同步、荷载均衡上升的原则。