先簡支后結構連續梁橋施工技術研究

宋澤湘

(沅陵縣公路管理站)

1 先簡支后結構連續梁橋施工工藝流程

先簡支后連續橋的梁板為后張法預應力混凝土梁,場地集中預制,在橋上進行體系轉換,吊裝時先采用臨時支座(對于雙支座情況,即為永久支座),按簡支安裝就位后,在連續墩上預置永久支座(對于雙支座情況,無次工序),現澆接頭混凝土、張拉克服負彎矩的預應力束,將體系轉換為連續梁,最后澆筑鉸接縫混凝土和橋面鋪裝層混凝土,完成橋梁施工。

2 施工準備

簡支連續梁橋通過將簡支梁在墩頂實施結構連續或墩梁固結而成,所以,簡支梁體是基礎、墩頂結構連續、墩梁固結(剛構)或橋面連續構造是關鍵,施工必須高度重視。強化施工設計,明確施工工序,制定精細化的施工方案,實行首件(試制)制。

3 梁預制與安裝

預制臺座穩定性好,頂面光滑,易于脫模。嚴格按照設計圖紙,制作強度、剛度、穩定性均滿足精品預制梁需要的模板系統,同時,模板必須能根據預制梁頂橫坡、錨固齒板等需要具有可調整功能。從控制混凝土原材料、配比、幾何尺寸、一期預應力體系建立精度、養護等方面入手,采取行之有效的措施,確保預制梁預拱度符合設計要求。臨時支座必須滿足強度、剛度、穩定性要求。建議采用沙筒等方便拆除結構形式。注意事先設置的永久支座的安裝精度和穩定性保持。

4 墩頂濕接頭澆筑

混凝土需作專門配比,保證高強度、低收縮、高韌性的設計要求。對于簡支結構連續梁橋,墩頂濕接頭混凝土澆筑前,T梁端面、T梁端橫隔板以及端橫隔板靠墩側面以外的 T梁肋側面應按要求做鑿毛,或刷凈水泥漿,或刷專用粘接劑等增加新老混凝土連接性能的處理。對于簡支剛構連續梁橋,墩頂濕接頭混凝土澆筑前,T梁端面、T梁端橫隔板、端橫隔板靠墩側面以外的T梁肋側面以及橋墩蓋梁頂面應按要求做鑿毛,或刷凈水泥漿,或刷專用粘接劑等增加新老混凝土連接性能的處理。墩頂濕接頭澆筑應嚴格按設計要求執行。

5 二次預應力體系建立

按照設計要求,嚴格控制預制梁中預應力管道、錨固齒板的幾何精度。采用專門的塑料波紋管,確保預應力管道暢通。在二次預應力施工前,必須對預應力管道,特別是管口借助襯管等實施特別保護。二次預應力張拉時混凝土強度必須滿足設計要求,張拉時間、順序應符合設計規定。簡支剛構連續梁橋墩梁固接用豎向預應力預埋在橋墩蓋梁中,在墩梁固接構造混凝土澆筑前,應對豎向預應力筋作特別保護。應有專門的管道壓漿配方,采用真空壓漿。

6 臨時支座、永久支座的安裝

對于擱置空心板梁的臨時支座,其強度和剛度必須保證在梁板架設過程中不破損,基本無沉降量,可采用四周硬木板條用拉桿細栓箍緊方箱裝砂層辦法處理,擱置T梁的臨時支座可用將鋼管截成筒狀側邊鉆孔臨時閥門封閉灌裝砂層的辦法,高度可比永久支座略高 3～5mm,以便體系轉換時最后拆除;在澆筑濕接頭混凝土前,應對永久性橡膠支座表面進行保護(塑料膜或薄鋼板覆蓋),其接縫處殘渣、雜質可用空壓機清除干凈,并仔細檢查各支座放置的平整度。先簡支后連續橋支座在伸縮縫處和連續墩處不同,伸縮縫處采用GJZF4或 GYZF4支座,連續墩處采用 GJZ或 GYZ支座,在連續墩處支座下設一定高度的支座墊石,GJZF4及 GYZF4支座不允許傾斜安裝,對于永久橡膠支座安裝時,當縱坡≥1%時,需采取措施使支座平置,當有縱坡時必須采用梁底預埋鋼墊板調平后再放置支座。

7 結構體系(支座)轉換

在滿足強度、剛度、穩定性及拆除方便的要求下,對臨時支座(對于單支座簡支連續梁橋)要求的時間、順序進行結構體系(支座)轉換。

8 新老混凝土連接面處理

濕接頭部位新老混凝土接合最易成為結構的薄弱環節,新老混凝土強度必須達到一致連成整體,所以濕接頭部位老混凝土去皮相當重要。新老混凝土連接面處理,有試驗資料表明,新老混凝土連接面的抗拉強度與施工時的處理方法有關,經鑿毛處理的新老混凝土面的彎曲抗拉強度(40#混凝土)為1.25MPa。所以,對現澆接頭部位的梁頂面應去皮處理,對有周邊接觸面的(如空心板鉸縫)也應在預制場內鑿毛洗凈,以減少高空作業并保證新老混凝土粘接質量。同時由于該部位鋼筋、波紋管較密集,濕接頭混凝土一般用小石子混凝土分層澆筑,層層仔細振搗。

梁板預制時濕接頭預埋鋼筋位置一定要準確,板端鋼筋預留長度要一致,避免當梁板全部安裝完畢后處理接頭鋼筋造成的操作環境差、工人勞動強度大而無法保證接頭鋼筋連接質量情況出現。

梁體上老混凝土的去皮鑿毛工作必須提前進行,當預制的梁板剛拆模后即開始施作,除對梁板端部接頭老混凝土鑿毛外,還必須重視鉸縫混凝土和梁上部負彎矩區梁頂鑿毛,避免梁板全部安裝完畢,鋼筋接頭接好后再做此道工序,費時、費工,殘渣、雜質飛落濕接頭縫隙內,用高壓風或高壓水槍均無法徹底清除,影響濕接頭混凝土澆筑質量,給今后橋梁運營安全帶來隱患。

9 結構性現澆層與梁端濕接頭澆筑順序

先簡支后結構連續梁橋靠梁端濕接頭和墩頂連續段預應力筋來實現體系轉換。墩頂連續段預應力筋一方面為結構性現澆層提供預壓應力,另一方面為橋梁提供支點正彎矩,以抵抗橋梁運營時的支點負彎矩,結構性現澆層與梁端濕接頭的施工順序、施工時間間隔,對橋梁受力狀態產生比較大的影響。因此,選擇合理的施工順序,可令橋梁成橋時得到更好的受力狀態。

第 1種澆筑方式:先澆筑一部分結構性現澆,再澆筑梁端濕接頭和剩余結構性現澆層、張拉墩頂連續段預應力筋。

第 2種澆筑方式:先澆筑濕接頭和一部分結構性現澆層,并張拉墩頂連續段預應力筋;再澆筑剩余結構性現澆層。

對于先簡支后連續結構體系來說,后連續濕接頭的澆筑是一個十分重要的工序。畢竟“后連續”的準確含義通常是指通過預應力實現端部后澆的混凝土儲存一部分的彈性壓縮,以此來低抗二期恒載和活載引起的支座處橋面板的負彎矩,從而達到連續梁的效果。由于該種結構體系不但有著縱向的預應力連續問題,還存在著同跨梁的不同預制梁之間的橫向連接問題,即梁間的澆筑連接。對于目前國內的橋梁設計而言。

我們認為,由于后連續端的澆筑方式不同,因而對后連續預應力張拉的效果勢必存在著一定的影響。在方法 1中,由于是先進行的端部完全澆筑,獨立性較強,即橫向相鄰的兩塊梁是分離的,此時的后連續預應力筋的張拉對相鄰的其他梁影響較小。但就目前的先簡支梁后連續結構體系的施工而言,由于考慮到在鋼筋稠密、操作空間受到極大限制、相鄰兩片梁的端部之間很小的距離之間立模的實際困難、大多數的施工單位仍傾向于采用第一種方法。這就帶來一個問題,在澆筑方式 2中,由于先一次性將梁進行橫向連接,然后在端部進行完全澆筑,單個梁在橫向上的獨立性較弱,基本連接成一體了。也就是說,此時預應力筋的張拉已經對橫橋向的其他同跨梁產生了一定的作用,這一點是十分明確的,在設計中也體現了這一點。

在施工過程中,兩種方式的施工難度基本相同(如端部立模困難度、操作空間受到的限制度等),在施工過程中,我們建議采用第 1種澆筑方案;同時不管是用第一種還是第二種方案時,應該采用兩組預應力張拉人員,從兩邊梁依次向中間張拉,以最大限度的保證后連續效果。

10 結構性橋面鋪裝和非結構性橋面鋪裝墊層施工

注意按照設計要求進行梁頂剪力鋼筋的預埋,特別是 T梁翼板現澆帶上的預埋。通過預制梁的試制,必要適當調整剪力鋼筋的伸出長度,適應剪力鋼筋與鋼筋網之間的連接,避免剪力鋼筋的失效。結構性橋面鋪裝和非結構性橋面鋪裝墊層混凝土澆筑后的基巖效應明顯,容易出現收縮裂縫,應在規定的時間(或預制梁齡期)進行施工,同時,應對裸梁頂面應按要求做鑿毛,或刷凈水泥漿,或刷專用粘接劑等增加新老混凝土連接性能的處理。在施工時采用專門的大面薄型混凝土的養護措施。

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