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T型刚构悬拼之线形控制施工

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【摘 要】结合江西省鄱余公路乔木湾乐安河特大桥的施工,从施工的角度论述了T型刚构桥悬拼过程中的线形控制,为同类桥型的施工提供参考。

【关键词】T型刚构桥;悬拼施工;线形控制

1 工程概况

乔木湾乐安河特大桥为鄱阳至余干二级公路新建工程第二标段的一座特大桥,其中主桥为120m的预应力混凝土连续T构桥,设计荷载为汽车-超20级,挂车-120级。桥宽12m,主梁采用的是单箱单室变高度混凝土箱形截面(见图1),主墩处梁高4.2m,跨中梁高2.1m。箱梁底板上下缘均按二次抛物线变化。箱梁底板宽6m,翼板宽2.5m。箱梁在0#块梁段设两道横隔板,在边跨端部设一道横隔板。

图1 主梁断面图(单位:cm)

主桥的施工方法为:主墩两侧搭设临时托架现浇墩顶0#块;贝雷桁架架桥机对称悬拼各梁段;满堂支架施工边跨现浇段;合龙段采用吊架进行浇注,合龙温度控制在10℃~15℃。1#梁段与墩顶0#块采用湿接缝(湿接缝宽20cm)相接,其余梁段通过剪力键对接并用环氧树脂胶接缝拼装。

2 悬臂拼装方案

2.1 0#块施工

0#块总长9m,顺桥向箱梁伸出墩身两端各2.5m,其构造较复杂,块件内钢筋和预应力管道密集交错,施工难度很大。根据现场情况以及托架设计的承载能力,决定采用一次浇注完成。在0#块的施工中需考虑以下几个方面的问题:

2.1.1 由于本工程的墩柱比承台高出17.1m,因此采取托架施工的方法。在托架设计时,须考虑托架的弹性变形对0#块标高的影响,整体预压以消除托架的非弹性变形。

2.1.2 堵头模板的安装对0#块与1#之间湿接缝的施工影响比较大。为保证与1#块的预应力孔道、纵向连接钢筋的顺利连接,对堵头模板上钢筋和预应力管道的预留位置力求十分准确。

2.2 悬拼梁段预制

本工程采用长线法预制悬拼梁节段。为加快施工进度,保证节段之间的密贴,先浇筑奇数段,然后再浇筑偶数段。节段预制时需要注意如下几个方面的问题:

2.2.1 浇注台座时需要考虑预拱度的设置。设置前要结合现场混凝土的实际情况、设备吊装重量等对各块件的预拱度进行比较详细的计算。

2.2.2 长线法预制梁段除了需符合规范要求外,还要考虑块件间的顺利衔接问题。一般在支外模、内模时可以考虑将外模、内模搭接一部分在已浇筑块件上。

2.2.3 支模板时要控制好块件外型尺寸的准确性。尤其是块件间的拼接缝一定要与梁的纵轴线垂直,并要严格控制好接缝面的平整度。

2.2.4 重点做好拼装缝处纵向管道的衔接工作。为了让节块吊装后,能顺利地进行就位、穿预应力筋、压浆等工作,建议在此预埋刚性套接管,既能准确就位,又能顺利穿索,还能在压浆时起到密封作用。

在出坑前以及在正式悬拼吊装之前一定要做好以下几方面的工作:

(1)在梁段顶面放出纵轴线和测控点,便于悬拼时监控测量。

(2)测定梁段顶板上测控点的标高,以作悬拼时分析梁高、转角及扭转的依据。

(3)拆模后应及时注明梁段所属梁段编号、吊拼方向及混凝土浇筑日期。

(4)湿接缝两结合面必须凿毛,并修补预制缺陷。

(5)清洗交接面隔离剂后,应将突出端面的混凝土凿平整,并除油污。

(6)检查各锚头垫板是否与预应力孔道垂直,否则应加焊楔形板纠正。

(7)检查相邻段孔道接头是否正位,错位超过允许偏差的要分别对两孔道各凿调1/2偏差,直至满足穿束要求。

(8)压水检查孔道有无串孔。若有串孔时应对串孔进行有效补救。补救措施如下:

①串孔较为严重的应压浆处理,即在串孔附近管道穿入比孔道小2mm-3mm的胶管,留有1-2个孔道穿入钢管,压到各孔道沿胶管壁出浆为止,抽拔胶管,待水泥浆凝固后须再压水检查,如仍有串孔,应再补浆直至不串孔为止。

②串孔不严重时,可用专用工具沾环氧树脂浆液沿孔壁来回涂抹,直至环氧树脂浆液将孔壁裂缝封闭为止。

③面积较大的串孔,可先凿开患处,再用高强度混凝土或高强度水泥砂浆或高强环氧树脂砂浆补浇,补浇时可用抽拔管或铁皮管作模成孔。

(9)称一下每片节块的实际重量,为后续施工提供客观、准确的参数。

2.3 悬臂拼装施工

本工程的悬臂吊装设备为自行拼制的贝雷桁架。桁架拼装的时候,需要考虑卷扬机的卷速,尤其是四个吊点处的卷扬机必须保证型号一样、卷速一致,还尽可能带有微调系统。桁架悬臂部分的变形尽量相同。最终要考虑吊装时块件的匀速上升、整体平衡,以便减少就位时的调整次数。在正式吊装前,先对悬拼桁架进行试吊,消除结构的非弹性变形,同时观察桁架的下挠度,与理论计算的挠度进行比较,查找原因,为线形监控提供比较符合实际情况的参数。

1#块是T型刚构两侧悬臂箱梁的基准块,其就位的精度直接决定随后悬拼梁段的上翘或下挠。因此,1#块的定位及0#块与1#块间的湿接缝施工至关重要,必须采用有效的定位方式确保其定位的准确。1#块就位后,由桁架悬吊固定。然后对湿接缝进行钢筋焊接、孔道搭接、模板安装及砼浇筑等施工。对孔道串浆采取预防措施。

梁段悬拼到位时,先将纵轴线对好,并调整与已拼节段的偏差,然后调整纵轴线上的标高,最后尽量保持纵轴线标高的稳定,再对角调整四个角的高差。调整全部完成后,固定好块件的位置并及时进行预应力筋张拉、孔道压浆等工作。

预应力筋张拉时,不仅要保证预应力束双向对称张拉,还要保证两端对称张拉的速度一致。由于预应力筋的长度会随着节段拼装数量的增多而增加,千斤顶倒换的次数也会增多,同时还因为节段的增加、节段之间拼接位置的错移、接缝处管道串浆等因素的影响,管道的磨阻也会大大增加,所以预应力筋的伸长量会受到一定的影响,因此张拉时必须小心行事,发现问题,要及时的查清原因才能继续施工。

压浆时串浆对于悬拼而言是比较麻烦的一件事情。由于梁段间的拼接缝是采用环氧树脂涂抹,而环氧树脂最忌讳的就是水,一旦碰上水,它的强度、粘结力马上会下降。而T型刚构的箱内由于施工或雨水的影响,肯定会积水,这给施工带来很大的不便,并且还影响拼接缝的施工质量。这样在压浆时,这些接缝处很容易发生串浆等恶性现象。解决这类问题的最好办法就是,由下往上进行压浆,完成后及时对其他管道进行冲洗。

3 悬拼线形控制及修正

悬臂吊装时,必须做好中线控制和标高控制。中线控制时,悬拼节块的中线可能会因平面位移与平面转角而产生误差。为减小平面位移误差的叠加和传递,安装时可通过中线适当错位纠正,每次错位调节小于3mm为宜。而转角误差因梁段一般较短,中线上难以反映,可通过测量两梁段上的横线是否平行来判断。转角容许误差由合龙中线最大偏差确定。本工地加以调整的办法是在节块一侧的腹板加垫铜片、钢板和切割顶、腹板横断面予以纠偏。如下表所示。

备注:垫钢板8mm改变转角:0.0849 垫钢板30mm改变转角:0.3183 垫钢板6mm改变转角:0.0637 垫铜片5mm+切割25mm改变转角:0.2971

此次处理结果为:1、到合龙段中线绝对偏差12.606mm ;2、角度在9#号块开始回偏。如图5所示:

桥面标高控制时,因影响梁标高的因素较多,如预制节块高度误差、节块自重误差、临时荷载、安装时立面转角及预应力筋张拉误差等。所以在施工当中应引起重视,精细施工,尽量克服。而竖向位移差可通过上下错动调整,每次可在10mm范围内竖向错动,也可通过设垫转角予以调整。

4 总结

悬拼吊装施工是一项比较复杂的施工工艺,缺点是对每道工序的误差控制要求非常高,需要精细化施工,优点是能够大大的缩短工期,降低成本。所以本文对同类型的施工有一定的参考价值。

参考文献

[1]公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000).人民交通出版社.2000

[2]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004).人民交通出版社.2006

[3]范立础.桥梁工程(上).2003

[4]雷俊卿.桥梁悬臂施工与设计. 人民交通出版社.2005

[5]葛耀君.分段施工桥梁分析与控制. 人民交通出版社.2003