近幾年,隨著橋梁建設(shè)的飛速發(fā)展,國(guó)內(nèi)來(lái)出現(xiàn)了一種新型梁橋結(jié)構(gòu)一先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)梁橋,它兼顧了簡(jiǎn)支梁橋和連續(xù)梁橋的優(yōu)點(diǎn),全國(guó)各省份特別是在高速公路橋梁設(shè)計(jì)中逐漸以先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)梁橋代替了原來(lái)單一的簡(jiǎn)支梁橋或連續(xù)梁橋。實(shí)際工程表明:先簡(jiǎn)支后連續(xù)梁橋正發(fā)揮了連續(xù)梁橋和簡(jiǎn)支梁橋兩種梁橋的優(yōu)點(diǎn),克服了它們的缺點(diǎn),因此對(duì)先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁施工技術(shù)的探討有重要意義。
一、先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁概述
(一)先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁的提出
隨著我國(guó)的高等級(jí)公路的快速發(fā)展,對(duì)連接高速公路的橋梁的質(zhì)量要求也相應(yīng)提升,橋梁施工技術(shù)也極為關(guān)鍵。目前的現(xiàn)狀是:對(duì)于小跨徑的高等級(jí)公路橋梁多采用裝配式鋼筋混凝土板梁的形式,中等跨徑的橋梁則采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土T(箱)梁的形式,對(duì)于大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋,目前的施工方法主要采用平衡懸臂澆筑法或拼裝法。但由于現(xiàn)澆連續(xù)梁的施工復(fù)雜繁瑣、費(fèi)工費(fèi)時(shí),人們一直希望將簡(jiǎn)支梁的批量預(yù)制生產(chǎn)和連續(xù)梁的優(yōu)越性能結(jié)合起來(lái),實(shí)現(xiàn)用梁或板批量預(yù)制生產(chǎn)的方式來(lái)加快連續(xù)梁的建設(shè)這是我們常說(shuō)的“先簡(jiǎn)支后連續(xù)施工”方法。
(二)先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁的優(yōu)點(diǎn)
先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)就是兩跨及兩跨以上的預(yù)應(yīng)力混凝土梁通過(guò)現(xiàn)澆混凝土形成連續(xù)結(jié)構(gòu),優(yōu)點(diǎn)有以下幾點(diǎn):
?。?)具有剛度大、變形小、伸縮縫少和行車舒適等優(yōu)點(diǎn);
?。?)簡(jiǎn)支梁的預(yù)應(yīng)力鋼束在工廠進(jìn)行張拉,而負(fù)彎矩區(qū)的預(yù)應(yīng)力鋼束布置及張拉均在主梁上進(jìn)行,僅需吊裝設(shè)備起吊主梁,減少了施工設(shè)備,又能避免張拉預(yù)應(yīng)力鋼束造成地面上的障礙;
?。?)預(yù)制梁能采用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件,進(jìn)行工廠化統(tǒng)一生產(chǎn)和管理,有利于技術(shù)操作,節(jié)省了施工時(shí)間,縮短工期,提高經(jīng)濟(jì)效益;
二、先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)施工工藝要點(diǎn)
?。ㄒ唬┫群?jiǎn)支后連續(xù)橋梁的施工的一般流程
1.預(yù)制主梁,待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%后,張拉正彎矩區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼束,壓漿并及時(shí)清理主梁(預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)箱梁)底板通氣孔。
2.設(shè)置臨時(shí)支座并安裝好永久支座,逐孔安裝主梁,置于臨時(shí)支座上為簡(jiǎn)支狀態(tài),及時(shí)連接橋面鋼筋與橫梁鋼筋。
3.連接接頭段鋼筋,設(shè)置接頭鋼束波紋管并穿束。在日溫最低時(shí)(不高于+15℃)澆筑連續(xù)接頭、中橫梁及兩側(cè)與頂板鋼束同長(zhǎng)范圍內(nèi)的橋面整體化混凝土。達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%時(shí),張拉頂板鋼束并壓漿。
4.接頭完成后,由跨中向支點(diǎn)澆筑剩余部分的橋面整體化混凝土,澆筑完成后,拆除一聯(lián)內(nèi)的臨時(shí)支座,完成體系轉(zhuǎn)換。拆除臨時(shí)支座時(shí)應(yīng)特別注意嚴(yán)防高溫影響橡膠支座質(zhì)量。
5.噴灑防水層、安裝伸縮裝置、進(jìn)行橋面系施工。
?。ǘ┫群?jiǎn)支后連續(xù)施工工藝特點(diǎn)
1.預(yù)制T梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%后,方可張拉預(yù)應(yīng)力鋼束。張拉順序?yàn)?號(hào)束、4號(hào)束、2號(hào)束、3號(hào)束。1號(hào)束的兩根鋼束應(yīng)同時(shí)張拉,以免造成主梁橫向彎曲。施工時(shí)應(yīng)實(shí)測(cè)鋼束與孔道摩擦系數(shù)μ、孔道偏差系數(shù)k和錨具的錨口損失σm,并將實(shí)測(cè)的σm與設(shè)計(jì)張拉控制應(yīng)力σk相加得實(shí)際張拉控制應(yīng)力σkm。
2.箱梁現(xiàn)澆段處的端頭形式。為滿足現(xiàn)澆段與箱梁的充分結(jié)合和力的傳遞以及施工的要求,箱梁連續(xù)端頭一般做成有臺(tái)階的馬蹄形狀,并根據(jù)施工操作的要求,預(yù)留現(xiàn)澆段的尺寸及其臺(tái)階的樣式。
3.臨時(shí)支座的設(shè)計(jì)與選材。臨時(shí)支座的設(shè)計(jì)必須滿足承重梁板和施工拆卸方便的要求。比較常用的方法可采用硫磺砂漿制成臨時(shí)支座,在硫磺砂漿內(nèi)埋入電熱絲,在體系轉(zhuǎn)換時(shí)采用電熱法解除臨時(shí)支座。也可采用鋼管與硬圓木或預(yù)制鋼筋混凝土圓形塊制成砂箱式臨時(shí)支座,在架設(shè)梁板時(shí)要通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定砂箱臨時(shí)支座的沉降量,并根據(jù)梁板安裝標(biāo)高與對(duì)應(yīng)墩臺(tái)帽墊石標(biāo)高的差值用箱內(nèi)填砂和加高蓋板的方法進(jìn)行調(diào)節(jié),以便能更好的控制準(zhǔn)確梁板架設(shè)后的高度。
4.連續(xù)段現(xiàn)澆混凝土施工。在現(xiàn)澆連續(xù)段預(yù)埋鋼筋的連接可采用綁條焊或搭接焊,現(xiàn)澆段混凝土采用與梁板同標(biāo)號(hào)的混凝土,為了防止現(xiàn)澆連續(xù)段混凝土在養(yǎng)生硬化過(guò)程中發(fā)生收縮性裂縫影響混凝土在二次張拉過(guò)程中的承載力和橋梁的整體受力性能,現(xiàn)澆連續(xù)段接頭混凝土添加微膨脹劑。永久橡膠支座與底模之間的縫隙用經(jīng)過(guò)防銹處理的鋼板或采用竹膠板制作的砂盒墊實(shí)密封,嚴(yán)防漏漿。
5.負(fù)彎矩二次張拉。負(fù)彎矩二次張拉是對(duì)梁板頂面的預(yù)應(yīng)力鋼束進(jìn)行張拉,這是先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁同簡(jiǎn)支梁橋的本質(zhì)區(qū)別。預(yù)應(yīng)力鋼束采用高強(qiáng)度低松弛鋼絞線,鋼束張拉采用兩面同時(shí)張拉,張拉順序從外側(cè)向內(nèi)側(cè),每次張拉一根鋼絞線,直到張拉結(jié)束。壓漿工作在張拉結(jié)束后及時(shí)進(jìn)行。
三、先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁施工的質(zhì)量控制
結(jié)合以前所施工的預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)T梁和預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)箱梁的施工過(guò)程,提出施工中質(zhì)量控制,以保證施工質(zhì)量。
(一)臨時(shí)支座的設(shè)置的質(zhì)量控制
應(yīng)該保證,臨時(shí)支座應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度,拆裝方便,落梁均勻。預(yù)應(yīng)力張拉完成后,待壓漿強(qiáng)度大于35MPa時(shí)方可拆除臨時(shí)支座。拆除臨時(shí)支座應(yīng)做到逐孔對(duì)稱、均勻、同步、平穩(wěn)。臨時(shí)支座拆除后,永久支座與墩頂和梁底嚴(yán)密貼合。結(jié)合目前的施工技術(shù),臨時(shí)支座有多種設(shè)置方法,以可卸落砂箱支座的施工方法為例。當(dāng)采用砂箱支座時(shí),要充分考慮砂箱承受T梁自重和架橋機(jī)重量后的沉降量,梁底與盆式支座間應(yīng)留有空隙。在施工中會(huì)出現(xiàn)每個(gè)砂箱沉落量不會(huì)完全一樣的情況,而導(dǎo)致部分T梁吊空,產(chǎn)生質(zhì)量隱患,解決辦法有兩點(diǎn):(1)通過(guò)預(yù)壓試驗(yàn)取得砂箱在受力以后的平均沉降量,并以此指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)安裝臨時(shí)支座,控制T梁的安裝標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高一致;(2)適當(dāng)降低支座墊石標(biāo)高,預(yù)留約3cm的混凝土梁靴高度。在澆注濕接頭的時(shí)候,在盆式支座上墊一塊鋼板,一次直接澆注到鋼板上,形成混凝土梁靴。
?。ǘ埨A(yù)制底座的設(shè)置要求
張拉預(yù)制底座應(yīng)堅(jiān)固、無(wú)沉陷,利于排水,防止由于排水不暢造成地基下沉。底座的反拱度值應(yīng)參照設(shè)計(jì)文件所提供的反拱度值、結(jié)合實(shí)際施工和生產(chǎn)性試制梁的張拉情況確定。反拱度應(yīng)做成拋物線。另外要保證橋梁安裝精度要嚴(yán)格控制,誤差不超過(guò)2mm。
?。ㄈ┖筮B續(xù)現(xiàn)澆段施工質(zhì)量控制
施工發(fā)現(xiàn),對(duì)于新老混凝土的連接結(jié)合是現(xiàn)澆連續(xù)段混凝土存在的主要問(wèn)題,為此預(yù)制梁板的端頭必須嚴(yán)格進(jìn)行鑿毛處理。為了防止現(xiàn)澆連續(xù)段混凝土在養(yǎng)生硬化過(guò)程中發(fā)生收縮性裂縫影響混凝土在二次張拉過(guò)程中的承載力和橋梁的整體受力性能,現(xiàn)澆連續(xù)段接頭混凝土添加微膨脹劑,摻加劑量一般控制在水泥用量的0.5%~1%之間。先簡(jiǎn)支后連續(xù)每聯(lián)各現(xiàn)澆連續(xù)接頭的澆筑氣溫應(yīng)基本相同,溫差控制在5℃以內(nèi),并盡量安排在一天氣溫最低時(shí)施工。
?。ㄋ模┲髁含F(xiàn)澆接頭與濕接縫施工的質(zhì)量控制
接頭混凝土澆筑順序應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)文件要求執(zhí)行,從主梁預(yù)制到澆筑完橫向濕接縫的時(shí)間不宜超過(guò)3個(gè)月。濕接縫混凝土澆筑可采用吊模施工,模板應(yīng)采用鋼模板,并應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度。模板安裝牢固后,沖洗已經(jīng)鑿毛處理的混凝土表面,在澆筑次層混凝土前對(duì)施工縫應(yīng)刷一層水泥凈漿。混凝土澆筑和振搗與預(yù)制主梁頂板澆筑同樣要求,宜采用平板振搗器與插入棒配合的方式,并保證設(shè)計(jì)厚度。濕接縫澆筑時(shí)宜在氣溫較低條件,并作好養(yǎng)護(hù),防止裂縫?,F(xiàn)澆接頭段混凝土可采用微膨脹水泥。
四、總結(jié)
總之,先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)結(jié)構(gòu)形式相對(duì)于傳統(tǒng)意義上的連續(xù)梁而言,降低了施工難度,同時(shí)在一定程度上達(dá)到了結(jié)構(gòu)連續(xù)的目的,提高了結(jié)構(gòu)的承載能力,減少了梁部的伸縮縫,并控制橋面橫向裂縫的產(chǎn)生。隨著施工方法在不斷地提高與完善,使得越來(lái)越多的橋梁設(shè)計(jì)采用了此種橋型。因此,在施工中應(yīng)該加強(qiáng)質(zhì)量的控制,明確注意事項(xiàng),認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn),及時(shí)吸取教訓(xùn),逐步提高和控制好結(jié)構(gòu)連續(xù)施工質(zhì)量,是我國(guó)的橋梁建設(shè)達(dá)到一個(gè)新的臺(tái)階。