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摘要:随着公路建设的不断加快,对公路桥梁工程的要求也不断提高,现浇变截面连续箱梁被广泛的应用。但现浇变截面连续箱梁施工难度较大,容易产生质量缺陷。下面,本文结合工程实例,就现浇变截面连续箱梁施工技术进行了介绍,并阐述其施工质量控制措施,对现浇变截面连续箱梁的应用提供参考。
关键词:变截面连续箱梁;施工技术;临时固结;质量控制
随着我国经济的快速发展,公路交通建设事业蒸蒸日上,越来越多的新技术、新工艺不断涌现,使得形式多样的横跨江海的桥梁也层出不穷。现浇变截面连续箱梁以其结构整体性好、结构刚度大、桥面变形小、抗震能力强等特点广泛应用于桥梁工程当中。但现浇变截面连续箱梁施工工序较多,质量控制难度大,因此,对现浇变截面连续箱梁施工技术的要求十分之高。本文就结合工程实例,就现浇变截面连续箱梁施工技术进行探讨。
1 工程概况
某路线长27.71km。全线采用双向六车道高速公路标准建设,设计速度100km/h,整体式路基宽度33.5m,桥梁、涵洞宽度33.0m,桥梁设计荷载采用公路—Ⅰ级,高架桥2893.9m1段,基础采用钻孔灌注桩+承台,下部构造为H型双柱式开口桥墩,上部结构共20联:(30+39+60+40)m+5×30m+5×26.5m+(30+50+30)m+10×(5×30)m+(26.3+3×30+26.3)m+(45+75+45)m+2×(5×30)m+2×(26.2+2×30+26.2)m,其中,第1、4、16联为变截面预应力砼整幅现浇连续箱梁,其余均为预应力砼先简支后连续预制组合小箱梁。连续箱梁均处于平曲线上,桥面等宽。
2 施工总体方案
主线高架桥第1、4、16联悬浇部分均采用挂篮悬浇施工,墩顶0号梁段,采用墩旁支架浇注施工,边跨采用素砼基础和满堂支架体系现浇。由于工期紧、任务重,项目部计划一次性投入6对挂篮,挂篮的形式为菱形。因第1联和第4联箱型连续梁分别跨河和跨二级公路,要报相关审批手续,故优先安排第16联箱型连续梁施工。0#梁段墩旁支架利用主墩两侧临时固结墩的5根钢管桩作主承重结构,其中,心距墩中心线5.0m(第4联为3m)。0#梁段浇筑完成混凝土达到设计强度90%且龄期达7d后,进行预应力张拉并压浆。然后,按设计图纸进行悬臂施工的临时固结措施,形成临时T构;最后在已完成的0#梁段安装、调试挂篮。0#梁段第1联和第16联梁顶纵向长度为12m,第4联梁顶纵向长度8m,而菱形挂篮水平边为7m,故在0#梁段梁顶拼装挂篮时,要先交叉拼装,然后分离。试压时,选取同一规格类型挂篮中的一付进行试压。0#梁段构造图,如图1所示。
3 变截面连续箱梁特点
3.1 第一联40+60+39+30m箱型连续梁
箱梁横断面主要尺寸:桥面横向由1个单箱五室的箱梁组成,边腹板为斜腹板,中腹板为直腹板,箱梁顶板宽33m,底板宽度由箱梁根部的23.8m渐变至跨中的25m,两翼悬臂长3.5m。箱梁横向为等高度截面,桥面横坡有顶底板弯折调整。箱梁根部断面梁高3.8m(高跨比1/15.8),跨中和边跨现浇梁段梁高2.0m(高跨比1/30),悬臂浇注段箱梁梁高及底板尺寸均以1.8次抛物线变化。
箱梁纵向梁段划分:箱梁纵向划分为墩顶0号梁段、6个分节段浇筑梁段、次边跨支架现浇段及30m边跨(现浇)、边跨合龙段、中跨合龙段。
3.2 第四联30+50+30m箱型连续梁
箱梁横断面主要尺寸:箱梁断面为单箱五室斜腹板箱梁组成,箱梁顶板宽33m,底板宽22.272~23.92m,两翼悬臂各长3.5m。桥面设置2.0%的外向侧双向横坡,顶、底板平行设置。箱梁根部断面梁高3.2m(高跨比1/15.625),跨中和边跨现浇梁段梁高2m(高跨比1/25),其间梁底下缘以1.8次抛物线变化。
箱梁纵向梁段划分:箱梁纵向划分为墩顶0号梁段、1号梁段、5个分节段浇筑梁段、边跨支架现浇段、边跨合龙段、中跨合龙段。
预应力钢束情况:纵向预应力钢束设置了顶板束、底板束、腹板束和预备束共4种。纵向钢束腹板钢束采用15-9型钢束,顶板、底板纵向钢束采用15-9或15-12型钢束。顶板横向预应力钢束采用BM15-3扁锚体系,预应力锚具张拉端与锚固端纵桥向间隔50cm交错布置。主墩横隔梁横向预应力钢束采用15-17型钢束,边墩横隔梁横向预应力钢束采用15-13型钢束。腹板竖向预应力钢筋采用JL32mm精孔螺纹粗钢筋,配YGM锚具。
3.3 第十六联45+75+45m箱型连续梁
箱梁横断面主要尺寸:箱梁断面为单箱五室斜腹板箱梁组成,箱梁顶板宽33m,底板宽24~25.334m两翼悬臂各长3.5m。桥面设置2.0%的向外侧双向横坡,顶底板平行设置。箱梁根部断面高5m(高跨比1/15),跨中和边跨现浇梁段梁高2m(高跨比1/37.5),其间梁底下缘以1.8次抛物线变化。
箱梁纵向梁段划分:箱梁纵向划分为墩顶0号梁段、9个分节段浇筑梁段、边跨支架现浇段、边跨合龙段、中跨合龙段、墩顶0号段梁长12m。
预应力钢束情况:纵向预应力钢束设置了顶板束、底板束、腹板束和预备束共4种。纵向钢束F1~F9采用15-15型和15-17型钢束外,其余纵向钢束均采用15-9型钢束。顶板横向预应力钢束采用BM15-3扁锚体系,纵桥向间隔50cm交错布置。主墩横隔梁横向预应力钢束采用15-19型钢束,边墩横隔梁横向预应力钢束采用15-17型钢束。腹板竖向预应力钢筋采用JL32mm精孔螺纹粗钢筋,配YGM锚具。
4 临时固结验算
4.1 临时固结设置
本桥45+75+45m变截面连续箱梁,跨越规划的利民东路,施工方案采用菱形挂蓝悬臂现浇施工。根据设计文件和相关规范要求,施工时,应设置临时固结措施将墩梁固结,以承受悬臂施工中不对称荷载作用。 设计文件要求:无论在浇筑阶段、挂篮移动或拆除阶段,均需保持对称平衡施工,容许不对称重量纵桥向不得大于一个梁段底板的重量,横桥向不得大于一个梁段底板重量的20%。临时固结是悬臂施工的重要环节,设计文件基本要求如下:
①临时固结采用墩身外支架与预应力结合的固结体系,支架除满足受力的需要强度、刚度外,还要保证在受力作用下的稳定,支架可以考虑和墩柱进行适当的连接,以保证整体的稳定性。
②计算临时固结时,应考虑:±2.5%的已浇筑梁段的涨(缩)模系数,半个节段的不平衡荷载,挂篮前移差一个节段的不平衡荷载,10年一遇的风速及合龙过程中产生的不平衡力等各种工况及其组合。本桥临时固结采用体外固结,采用了在墩身两侧布设临时钢管立柱的固结体系,同时,辅以体外精轧螺纹钢固结。
该桥临时固结示意图,如图2所示,1个主墩共布置10根直径Φ1450mm,壁厚δ15mm钢管,Q235B。同时,每个钢管内部均匀布置4根Φ32精轧螺纹钢,1个主墩共布置40根Φ32精轧螺纹钢,作为辅助。
4.2 第1联和第4联临时固结方法
第1联:1个主墩共布置10根直径Φ1200mm,壁厚δ12mm钢管,Q235B。同时,每个钢管内部均匀布置4根Φ32精轧螺纹钢,1个主墩共布置40根Φ32精轧螺纹钢,作为辅助。牛腿和钢筋布置方法同第16联。按上面同样地验算方法,该固结满足要求。
第4联:1个主墩共布置10根直径Φ1000mm,壁厚δ10mm钢管,Q235B。同时,每个钢管内部均匀布置4根Φ32精轧螺纹钢,1个主墩共布置40根Φ32精轧螺纹钢,作为辅助。牛腿和钢筋布置方法同第16联。按上面同样的验算方法,该固结满足要求。
5 质量控制
5.1 质量验收标准
施工时,严格采用中华人民共和国交通部《公路工程技术要求标准》(JTGB01-2003)和中华人民共和国交通部《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)国家颁发的最新有效版本的技术标准。质量验收标准采用《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)。
5.2 质量保证体系
承包人是工程质量责任的主体,开工前,项目部建立“横向到边、纵向到底、控制有效”的质量自检体系,严格执行“三检”(自检、互检、交接检)制度。从质量控制、施工过程控制、检验和试验的控制、不合格的控制、资料管理、质量记录控制服务等要素着手,在整个施工过程中,形成达到国家标准的质量保证体系。贯彻GB/T19002—ISO9002标准,根据《质量保证手册》和《质量体系程序》文件,从质量策划、合同评审、供应商的选择和评定、施工过程控制、检验和试验设备的控制、不合格的控制、文件和资料管理、质量记录控制到培训、服务等要素着手,在整个施工过程中形成一个符合ISO9002国际标准的质量保证体系。
6 结束语
综上所述,现浇变截面连续箱梁的施工是一项综合性很强的工作,施工工序多,技术要求高。一旦施工技术和质量控制不到位,直接影响到整个工程的进度。为此,施工过程中严格执行确定的施工方法。同时,为了避免出现质量缺陷,应加强施工质量控制,以避免发生质量问题,确保箱梁的施工质量。
参考文献:
[1]张连营.现浇变截面预应力混凝土连续箱梁施工技术[J].建筑,2011年09期
[2]丘概新.预应力混凝土变截面连续箱梁桥施工监控分析[J].城市建设理论研究,2012年第16期
关键词:变截面连续箱梁;施工技术;临时固结;质量控制
随着我国经济的快速发展,公路交通建设事业蒸蒸日上,越来越多的新技术、新工艺不断涌现,使得形式多样的横跨江海的桥梁也层出不穷。现浇变截面连续箱梁以其结构整体性好、结构刚度大、桥面变形小、抗震能力强等特点广泛应用于桥梁工程当中。但现浇变截面连续箱梁施工工序较多,质量控制难度大,因此,对现浇变截面连续箱梁施工技术的要求十分之高。本文就结合工程实例,就现浇变截面连续箱梁施工技术进行探讨。
1 工程概况
某路线长27.71km。全线采用双向六车道高速公路标准建设,设计速度100km/h,整体式路基宽度33.5m,桥梁、涵洞宽度33.0m,桥梁设计荷载采用公路—Ⅰ级,高架桥2893.9m1段,基础采用钻孔灌注桩+承台,下部构造为H型双柱式开口桥墩,上部结构共20联:(30+39+60+40)m+5×30m+5×26.5m+(30+50+30)m+10×(5×30)m+(26.3+3×30+26.3)m+(45+75+45)m+2×(5×30)m+2×(26.2+2×30+26.2)m,其中,第1、4、16联为变截面预应力砼整幅现浇连续箱梁,其余均为预应力砼先简支后连续预制组合小箱梁。连续箱梁均处于平曲线上,桥面等宽。
2 施工总体方案
主线高架桥第1、4、16联悬浇部分均采用挂篮悬浇施工,墩顶0号梁段,采用墩旁支架浇注施工,边跨采用素砼基础和满堂支架体系现浇。由于工期紧、任务重,项目部计划一次性投入6对挂篮,挂篮的形式为菱形。因第1联和第4联箱型连续梁分别跨河和跨二级公路,要报相关审批手续,故优先安排第16联箱型连续梁施工。0#梁段墩旁支架利用主墩两侧临时固结墩的5根钢管桩作主承重结构,其中,心距墩中心线5.0m(第4联为3m)。0#梁段浇筑完成混凝土达到设计强度90%且龄期达7d后,进行预应力张拉并压浆。然后,按设计图纸进行悬臂施工的临时固结措施,形成临时T构;最后在已完成的0#梁段安装、调试挂篮。0#梁段第1联和第16联梁顶纵向长度为12m,第4联梁顶纵向长度8m,而菱形挂篮水平边为7m,故在0#梁段梁顶拼装挂篮时,要先交叉拼装,然后分离。试压时,选取同一规格类型挂篮中的一付进行试压。0#梁段构造图,如图1所示。
3 变截面连续箱梁特点
3.1 第一联40+60+39+30m箱型连续梁
箱梁横断面主要尺寸:桥面横向由1个单箱五室的箱梁组成,边腹板为斜腹板,中腹板为直腹板,箱梁顶板宽33m,底板宽度由箱梁根部的23.8m渐变至跨中的25m,两翼悬臂长3.5m。箱梁横向为等高度截面,桥面横坡有顶底板弯折调整。箱梁根部断面梁高3.8m(高跨比1/15.8),跨中和边跨现浇梁段梁高2.0m(高跨比1/30),悬臂浇注段箱梁梁高及底板尺寸均以1.8次抛物线变化。
箱梁纵向梁段划分:箱梁纵向划分为墩顶0号梁段、6个分节段浇筑梁段、次边跨支架现浇段及30m边跨(现浇)、边跨合龙段、中跨合龙段。
3.2 第四联30+50+30m箱型连续梁
箱梁横断面主要尺寸:箱梁断面为单箱五室斜腹板箱梁组成,箱梁顶板宽33m,底板宽22.272~23.92m,两翼悬臂各长3.5m。桥面设置2.0%的外向侧双向横坡,顶、底板平行设置。箱梁根部断面梁高3.2m(高跨比1/15.625),跨中和边跨现浇梁段梁高2m(高跨比1/25),其间梁底下缘以1.8次抛物线变化。
箱梁纵向梁段划分:箱梁纵向划分为墩顶0号梁段、1号梁段、5个分节段浇筑梁段、边跨支架现浇段、边跨合龙段、中跨合龙段。
预应力钢束情况:纵向预应力钢束设置了顶板束、底板束、腹板束和预备束共4种。纵向钢束腹板钢束采用15-9型钢束,顶板、底板纵向钢束采用15-9或15-12型钢束。顶板横向预应力钢束采用BM15-3扁锚体系,预应力锚具张拉端与锚固端纵桥向间隔50cm交错布置。主墩横隔梁横向预应力钢束采用15-17型钢束,边墩横隔梁横向预应力钢束采用15-13型钢束。腹板竖向预应力钢筋采用JL32mm精孔螺纹粗钢筋,配YGM锚具。
3.3 第十六联45+75+45m箱型连续梁
箱梁横断面主要尺寸:箱梁断面为单箱五室斜腹板箱梁组成,箱梁顶板宽33m,底板宽24~25.334m两翼悬臂各长3.5m。桥面设置2.0%的向外侧双向横坡,顶底板平行设置。箱梁根部断面高5m(高跨比1/15),跨中和边跨现浇梁段梁高2m(高跨比1/37.5),其间梁底下缘以1.8次抛物线变化。
箱梁纵向梁段划分:箱梁纵向划分为墩顶0号梁段、9个分节段浇筑梁段、边跨支架现浇段、边跨合龙段、中跨合龙段、墩顶0号段梁长12m。
预应力钢束情况:纵向预应力钢束设置了顶板束、底板束、腹板束和预备束共4种。纵向钢束F1~F9采用15-15型和15-17型钢束外,其余纵向钢束均采用15-9型钢束。顶板横向预应力钢束采用BM15-3扁锚体系,纵桥向间隔50cm交错布置。主墩横隔梁横向预应力钢束采用15-19型钢束,边墩横隔梁横向预应力钢束采用15-17型钢束。腹板竖向预应力钢筋采用JL32mm精孔螺纹粗钢筋,配YGM锚具。
4 临时固结验算
4.1 临时固结设置
本桥45+75+45m变截面连续箱梁,跨越规划的利民东路,施工方案采用菱形挂蓝悬臂现浇施工。根据设计文件和相关规范要求,施工时,应设置临时固结措施将墩梁固结,以承受悬臂施工中不对称荷载作用。 设计文件要求:无论在浇筑阶段、挂篮移动或拆除阶段,均需保持对称平衡施工,容许不对称重量纵桥向不得大于一个梁段底板的重量,横桥向不得大于一个梁段底板重量的20%。临时固结是悬臂施工的重要环节,设计文件基本要求如下:
①临时固结采用墩身外支架与预应力结合的固结体系,支架除满足受力的需要强度、刚度外,还要保证在受力作用下的稳定,支架可以考虑和墩柱进行适当的连接,以保证整体的稳定性。
②计算临时固结时,应考虑:±2.5%的已浇筑梁段的涨(缩)模系数,半个节段的不平衡荷载,挂篮前移差一个节段的不平衡荷载,10年一遇的风速及合龙过程中产生的不平衡力等各种工况及其组合。本桥临时固结采用体外固结,采用了在墩身两侧布设临时钢管立柱的固结体系,同时,辅以体外精轧螺纹钢固结。
该桥临时固结示意图,如图2所示,1个主墩共布置10根直径Φ1450mm,壁厚δ15mm钢管,Q235B。同时,每个钢管内部均匀布置4根Φ32精轧螺纹钢,1个主墩共布置40根Φ32精轧螺纹钢,作为辅助。
4.2 第1联和第4联临时固结方法
第1联:1个主墩共布置10根直径Φ1200mm,壁厚δ12mm钢管,Q235B。同时,每个钢管内部均匀布置4根Φ32精轧螺纹钢,1个主墩共布置40根Φ32精轧螺纹钢,作为辅助。牛腿和钢筋布置方法同第16联。按上面同样地验算方法,该固结满足要求。
第4联:1个主墩共布置10根直径Φ1000mm,壁厚δ10mm钢管,Q235B。同时,每个钢管内部均匀布置4根Φ32精轧螺纹钢,1个主墩共布置40根Φ32精轧螺纹钢,作为辅助。牛腿和钢筋布置方法同第16联。按上面同样的验算方法,该固结满足要求。
5 质量控制
5.1 质量验收标准
施工时,严格采用中华人民共和国交通部《公路工程技术要求标准》(JTGB01-2003)和中华人民共和国交通部《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)国家颁发的最新有效版本的技术标准。质量验收标准采用《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)。
5.2 质量保证体系
承包人是工程质量责任的主体,开工前,项目部建立“横向到边、纵向到底、控制有效”的质量自检体系,严格执行“三检”(自检、互检、交接检)制度。从质量控制、施工过程控制、检验和试验的控制、不合格的控制、资料管理、质量记录控制服务等要素着手,在整个施工过程中,形成达到国家标准的质量保证体系。贯彻GB/T19002—ISO9002标准,根据《质量保证手册》和《质量体系程序》文件,从质量策划、合同评审、供应商的选择和评定、施工过程控制、检验和试验设备的控制、不合格的控制、文件和资料管理、质量记录控制到培训、服务等要素着手,在整个施工过程中形成一个符合ISO9002国际标准的质量保证体系。
6 结束语
综上所述,现浇变截面连续箱梁的施工是一项综合性很强的工作,施工工序多,技术要求高。一旦施工技术和质量控制不到位,直接影响到整个工程的进度。为此,施工过程中严格执行确定的施工方法。同时,为了避免出现质量缺陷,应加强施工质量控制,以避免发生质量问题,确保箱梁的施工质量。
参考文献:
[1]张连营.现浇变截面预应力混凝土连续箱梁施工技术[J].建筑,2011年09期
[2]丘概新.预应力混凝土变截面连续箱梁桥施工监控分析[J].城市建设理论研究,2012年第16期