满堂支架现浇连续梁桥施工技术分析
2018-08-16贾二虎
贾 二 虎
(山西省晋中路桥建设集团有限公司,山西 晋中 030600)
0 引言
在众多连续梁桥施工技术中,满堂支架施工方法是较为传统和古老的施工技术之一。随着工程施工技术的快速发展,桥梁结构形式日益多样化、复杂化,选用满堂支架施工法进行连续梁体系施工,结构全程不需要进行结构体系切换,便于预应力钢筋统一布置和统一张拉,由于满堂支架提供了充足的支撑力,结构横向弯矩值较低,对主梁高度要求较低,适用于梁高较小的城市高架快速路连续梁结构。但在具体施工过程中,由于施工技术、监控技术、结构自重及基础不均匀沉降等因素的综合作用下,将显著影响桥梁结构的受力、线形。所以,为了提升预应力连续箱梁的施工精度和安全性,必须做好满堂支架施工技术及控制技术质量。
1 工程概况
本文以省内某市环城快速路项目为研究案例,选取其中某跨线连续梁桥为研究标段,该标段桥梁总跨径为202 m,计算跨径为202 m,结构形式为:(18×2)+(35+60+35)+(18×2),主梁截面形式为单箱四室,桥墩为柱式,选用肋板式桥台结构,基础选用内径为2 m的钻孔灌注桩。主体结构为(35+60+35) m的三跨预应力连续梁结构,桥面净宽为21 m,低腹板宽度为14 m,翼板宽度为3.5 m,箱梁顶板横坡率为2.5%。箱梁截面形式为二次抛物线形变截面,中墩处梁高为3.5 m,边墩处梁高为2 m;在中墩处设置厚度为1.8 m的横隔板,边墩处横隔板厚度为1.5 m,且在中墩位置横隔板处设置人行洞,便于后期检查及维修。该连续梁桥项目采用满堂支架法施工,浇筑方向从中墩向边墩推进,纵向完整一联中的箱梁一次性浇筑完成,桥型布置图如图1所示。
2 预应力连续箱梁桥型特点
随着桥梁工程建设技术的快速发展,预应力连续梁桥型结构被广泛应用于工程实践中,其与简支梁体系相比,拥有以下几个优势和特点:1)通过施加预应力体系,能够充分发挥高强钢绞线的抗拉强度及高标号混凝土的抗压性能,在满足同等承载能力的基础上,降低结构自重,提升承载比,减少材料使用,提升结构的刚度及抗裂性能;2)预应力连续梁发挥了材料的塑性特性,提升了结构的柔性,满足现代桥梁结构“刚变柔”的设计理念;3)预应力连续梁结构适用于多种大跨径施工工况,且施工方法众多,能够满足各种复杂环境要求。
3 满堂支架现浇预应力连续梁施工技术
3.1 满堂支架设计及搭设
在使用满堂支架法进行连续梁施工过程中,第一道施工流程为满堂支架设计及搭设,在搭设前,应对满堂支架的承载力进行设计验算,保证满堂支架承载能力满足各施工阶段要求,防止由于承载力不足引起的结构整体垮塌。设计完成后,应先进行支架地基处理,为了保证支架承载能力,应先平整地基,清理基坑中的淤泥、沉积物等承载力不足的杂物,换填级配良好的碎石并夯实,确保地基承载能力满足支架及上部荷载要求。地基处理完毕后,应在上表面浇筑混凝土,保证支架基础结构的稳定性和刚度。基础施工完毕后,开始搭设施工脚手架,应保证支架各零部件力学指标均满足设计要求,对于出现严重锈蚀或劈裂的脚手架零件坚决不能使用,搭设形式应严格依照设计文件。如图2所示为现场满堂支架搭设情况。
3.2 普通钢筋施工
满堂支架搭设完毕后,可靠的施工平台基本形成,下步开始正式的桥梁结构施工。预应力连续梁的主要承重构件为预应力钢绞线,但剩余一小部分荷载及结构构造要求均由普通钢筋骨架承担,应做好普通钢筋骨架的焊接及绑扎工作。1)详细检查钢筋质量,保证主筋及构造钢筋抗拉强度、公称直径等参数满足规范要求,对于不达标的钢筋必须及时清出施工现场;2)钢筋加工,控制箍筋及构造钢筋的弯钩及长度,焊接钢筋骨架,网状钢筋采用钢丝绑扎,保证钢筋骨架承载能力及完整性,由于预应力连续梁涉及预应力钢绞线张拉,对普通钢筋骨架的强度及稳定性要求较高,钢筋骨架焊接完毕后,应委派监理员对焊接焊缝质量、焊缝长度进行严格检查,保证焊接可靠性;3)固定钢筋焊接,除了保证受力钢筋及构造钢筋骨架的质量外,为了保证后期预应力钢筋波纹管定位准确,应在预定坐标位置焊接固定钢筋。
3.3 混凝土浇筑施工
钢筋骨架焊接完毕后,应在搭设的满堂支架上按照设计图纸尺寸搭设模板,为了防止后期混凝土浇筑过程中由于振捣作用影响导致的混凝土涨模问题,必须保证混凝土模板的刚度,尤其是模板搭接位置,必须做好模板密封工作。混凝土选用拌合站统一拌和,通过搅拌车运输至浇筑场地,采用混凝土泵送设备向模板内浇筑混凝土,为了保证浇筑顺利进行,防止出现混凝土骨料离析及混凝土泌水问题,必须保证混凝土的和易性,严格控制混凝土材料的水胶比。在具体浇筑过程中,必须遵循由下至上,分层浇筑的基本原则,浇筑过程中,采用振捣棒充分振捣,此外,应保持模板内壁清洁干净,防止在具体浇筑过程中掺入杂质。最后,在具体浇筑过程中,底板混凝土浇筑完毕后,在浇筑腹板及顶板混凝土过程中,除了应保证浇筑质量外,还应处理好混凝土板接缝,确保各层混凝土联系紧密,稳定,保证满堂支架施工法现浇混凝土连续梁混凝土浇筑质量。
3.4 预应力钢绞线张拉
在满堂支架法现浇混凝土连续梁施工中,通过施加预应力能够起到增加预应力混凝土连续梁框架结构间的抗压强度及受力稳定性,所以,为了保证连续梁体系的综合承载能力,必须严格依照既定设计施工顺序进行张拉。采用满堂支架施工方法张拉预应力不同于采用挂篮施工,挂篮施工是在混凝土整体浇筑完毕后,再张拉预应力,满堂支架施工方法张拉预应力采用分层张拉的方式,先浇筑一层满足连续梁框架结构的架梁,在此基础上,先张拉底板位置的预应力钢绞线,再逐步张拉腹板及顶板为主的预应力钢绞线,逐层张拉钢绞线必须顺次完成,中途不允许停止。此外,腹板等对侧结构位置的预应力钢绞线必须同时对称张拉,防止出现梁宽方向的弯曲应力。
4 结语
在常见的预应力连续梁施工方法中,满堂支架方法应用十分广泛,属于传统的预应力连续梁施工方法之一,尤其在城市宽幅预应力连续梁高架桥施工中最为普遍。考虑到在具体施工过程中,满堂支架能够完全支撑连续梁施工过程中的全部荷载,施工相对安全可靠,在城市人口密集区域使用该施工方法优势显著。由于预应力施加、支架形变、桥梁自重荷载、基础不均匀沉降等众多因素的综合影响会导致桥梁线形与设计存在一定的偏差,为了保证连续梁施工质量,必须进一步完善满堂支架连续梁施工技术。连续梁施工属于一项系统复杂工程,为了保证施工质量,必须实现施工技术、材料供应、施工组织的协调、紧密配合,在后续施工中,还应继续完善相应的施工技术及质量控制方法。