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      淺談先簡(jiǎn)支后連續(xù)剛構(gòu)橋梁

      2009-09-02 08:09:44黃仁剛
      中國(guó)科技財(cái)富 2009年14期
      關(guān)鍵詞:剛構(gòu)橋優(yōu)化設(shè)計(jì)施工

      摘要:先簡(jiǎn)支后連續(xù)剛構(gòu)橋梁由于工期短、行車(chē)舒適、后期養(yǎng)護(hù)少等優(yōu)點(diǎn),在山區(qū)高速公路的橋型選擇中備受青睞。本文結(jié)合福建省武邵高速公路數(shù)十座預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)剛構(gòu)T梁橋中最關(guān)鍵一道工序一固結(jié)墩墩頂濕接縫的施工,淺談該橋型施工。

      關(guān)鍵詞:先簡(jiǎn)支后連續(xù);剛構(gòu)橋;固結(jié)墩;濕接縫;優(yōu)化設(shè)計(jì);施工

      1概況

      簡(jiǎn)支梁橋因受力明確、構(gòu)造簡(jiǎn)單,能很好的適應(yīng)墩臺(tái)基礎(chǔ)的不均勻沉降,而且上部結(jié)構(gòu)集中預(yù)制可標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),質(zhì)量有保證,上、下部結(jié)構(gòu)可平行施工,大大縮短工期;但簡(jiǎn)支梁橋也存在很大的缺陷;跨中彎矩較大,致使梁的截面尺寸和自重顯著增加,設(shè)置較多的支座和伸縮縫,不利于行車(chē)舒適,后期養(yǎng)護(hù)工作也較多。與簡(jiǎn)支梁橋相比,連續(xù)剛構(gòu)橋無(wú)斷點(diǎn),行車(chē)舒適,且由于墩頂負(fù)彎矩的卸載作用,使跨中正彎矩值明顯減少,從而減少材料用量及結(jié)構(gòu)自重;但是傳統(tǒng)連續(xù)剛構(gòu)橋,需分段施工不僅工藝繁瑣且工期較長(zhǎng)。為解決這個(gè)矛盾,一種綜合簡(jiǎn)支梁橋和連續(xù)剛構(gòu)梁橋優(yōu)點(diǎn)的橋型——先簡(jiǎn)支后連續(xù)剛構(gòu)粱橋應(yīng)運(yùn)而生。先簡(jiǎn)支后連續(xù)剛構(gòu)橋有明顯的優(yōu)點(diǎn):(1)減少了支座、伸縮縫的數(shù)量,不僅行車(chē)更為順暢而且減少了后期的維護(hù)工作;(2)工廠化大規(guī)模生產(chǎn),保證質(zhì)量,上、下部結(jié)構(gòu)同時(shí)施工,大大縮短工期。在山區(qū)高速公路的橋型選擇中,因墩高抗推剛度小,先簡(jiǎn)支后連續(xù)剛構(gòu)梁橋可采用墩梁固結(jié),下部結(jié)構(gòu)的尺寸也可以減小,相應(yīng)的造價(jià)也會(huì)減少,所以該橋型備受青睞。

      2受力分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)

      本文以武邵高速某連續(xù)剛構(gòu)T梁橋的40roT梁為例,淺談先簡(jiǎn)支后連續(xù)剛構(gòu)橋梁的結(jié)構(gòu)、受力及優(yōu)化設(shè)計(jì)。

      2、1結(jié)構(gòu)分析

      (1)該結(jié)構(gòu)由預(yù)制梁段、現(xiàn)澆梁段組成;(2)預(yù)制T粱先簡(jiǎn)支于墩頂,然后與墩頂預(yù)留鋼筋錨固形成墩梁固結(jié)的過(guò)程即為體系轉(zhuǎn)變過(guò)程;(3)體系轉(zhuǎn)換后,墩頂濕接縫在縱、橫、豎向分別連接兩跨T梁、同跨T粱的端橫隔梁及蓋梁和T梁。

      2、2受力分析

      比擬剛度相同的剛架只受均布荷載作用,對(duì)比簡(jiǎn)支梁橋和連續(xù)剛構(gòu)橋的彎矩和剪力圖可得:(1)連續(xù)剛構(gòu)橋的墩頂處承受最大的負(fù)彎矩;(2)墩頂?shù)募袅Ρ仍O(shè)計(jì)簡(jiǎn)支梁梁端所受剪力還大。墩頂濕按縫承受著最大彎矩和最大剪力,為連續(xù)剛構(gòu)梁橋的最危險(xiǎn)截面之一。

      2.3優(yōu)化設(shè)計(jì)

      為體現(xiàn)與傳統(tǒng)連續(xù)剛構(gòu)橋的工期優(yōu)勢(shì),綜合墩頂濕接縫的受力分析,設(shè)計(jì)單位主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)。下面以40roT梁為例。(1)在預(yù)制T梁染肋頂部和底部各預(yù)埋了一排粗鋼筋伸出錨端,施工中縱向兩片T梁的鋼筋連接在一起,主要作抗剪用;(2)在T梁板頂板中設(shè)置抗負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力筋;(3)蓋梁預(yù)埋數(shù)百根粗鋼筋,鋼筋預(yù)埋錨固長(zhǎng)度≥1.0m,外露預(yù)留長(zhǎng)度≥0.5m,與墩頂鋼筋連接在一起;(4)濕接縫采用與T梁同標(biāo)號(hào)的微膨脹小石子砼澆筑;(5)墩頂兩側(cè)6m范圍內(nèi)橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)加密。

      3濕接縫施工工藝

      墩頂濕接縫施工順序:T梁預(yù)制→吊裝置于墩頂鋼板→現(xiàn)澆墩頂濕接縫砼→養(yǎng)護(hù)→施加預(yù)應(yīng)力→橋面系施工

      4施工難點(diǎn)

      4、1固結(jié)墩蓋梁施工

      固結(jié)墩與連續(xù)墩蓋粱外形極為相似,一些技術(shù)人員易將二者混淆,沒(méi)有在固結(jié)墩蓋粱里預(yù)埋連接鋼筋,造成極大的損失。所以在施工前,熟悉圖紙,結(jié)合設(shè)計(jì)交底,完全領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖是非常重要的。墩頂預(yù)埋鋼筋達(dá)400多根,且須與固結(jié)墩現(xiàn)澆段鋼筋相互對(duì)應(yīng),如何在密集的蓋梁骨架筋內(nèi)精確預(yù)埋鋼筋是非常棘手的問(wèn)題。經(jīng)對(duì)多種技術(shù)方案比較論證后,最終選擇在地面的鋼筋加工區(qū)全部綁扎好,用自行設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易吊裝扁擔(dān),將蓋梁骨架鋼筋整體吊裝至底模上。預(yù)埋筋在預(yù)埋時(shí),分別點(diǎn)焊于蓋粱骨架筋,再用橫向鋼筋通排連接,避免澆注砼時(shí)發(fā)生偏斜,如有偏斜,收面時(shí)扶正。由于蓋梁鋼筋密集,極易造成振搗不實(shí),施工中采取如下措施:(1)對(duì)砼粗集料的粒徑進(jìn)行嚴(yán)格控制,最大粒徑不超過(guò)結(jié)構(gòu)最小邊尺寸的1/4和鋼筋最小凈距的1/2;(2)澆注砼時(shí)采用直徑3cm的振搗棒配合大直徑振搗棒振搗密實(shí),安排專(zhuān)人振搗。嚴(yán)格按規(guī)范要求操作,杜絕漏振和過(guò)振。

      4、2舊砼面處理

      處理對(duì)新老砼連接面的抗拉強(qiáng)度息息相關(guān),筆者曾查閱了一些試驗(yàn)資料,資料顯示;對(duì)于施工縫鑿去砼表面水泥浮漿,再鋪水泥砂漿,抗拉強(qiáng)度與同時(shí)澆注的砼比較折減率約為0.9,如不除去舊砼上的浮漿,則抗拉強(qiáng)度僅為處理后強(qiáng)度的一半,因此對(duì)舊砼面進(jìn)行較好的處理是很重要的。墩頂濕接縫是連續(xù)剛構(gòu)橋最危險(xiǎn)截面之一,加之工作面非常狹小,最窄處僅為0.4m。如何確保新舊砼間良好的粘結(jié),成為結(jié)構(gòu)體系成功轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵工作之一,也是難點(diǎn)之一。為此,在總結(jié)以往經(jīng)驗(yàn)的同時(shí),也吸取了福建省其他在建高速公路的的經(jīng)驗(yàn),全線統(tǒng)一采用帶金剛鉆頭的鑿毛機(jī)械,不僅確保了鑿毛質(zhì)量而且提高了工作效率。在T梁出坑前,將梁端頭砼表面的水泥砂漿和松散層全部鑿除,且用高壓水沖洗干凈。同時(shí),T梁尚未吊裝前,采用同樣的方法,將墩頂砼面的水泥砂漿和松散層全部鑿除,沖洗干凈。與常規(guī)的先吊裝后鑿毛工藝相比,不僅確保了鑿毛質(zhì)量而且提高了工作效率,更重要的是提高施工安全性。

      4、3安裝預(yù)應(yīng)力束道

      該橋40mT梁主梁的正彎矩預(yù)應(yīng)力鋼束按全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì),現(xiàn)澆連續(xù)區(qū)負(fù)彎矩鋼束按部分預(yù)應(yīng)力A類(lèi)構(gòu)件設(shè)計(jì)。為防止預(yù)應(yīng)力筋與管道之間摩擦引起的應(yīng)力損失增加及改變預(yù)應(yīng)力筋的受力,應(yīng)嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力束道的位置。束道在兩預(yù)制梁端與現(xiàn)澆段相接處的位置偏差應(yīng)控制在2mm以?xún)?nèi)。在現(xiàn)澆段中預(yù)埋與預(yù)制粱中同種材料的預(yù)應(yīng)力束道,須與預(yù)制梁段對(duì)應(yīng)束道順接,確保連接可靠,不漏漿。

      4、4澆注現(xiàn)澆砼

      根據(jù)該段的受力情況,設(shè)計(jì)上采用與預(yù)制T梁相同標(biāo)號(hào)的C50砼,為解決墩頂濕接縫砼澆筑后,砼在養(yǎng)護(hù)及強(qiáng)度增長(zhǎng)過(guò)程中,由于收縮而引起的新老砼粘結(jié)不牢,甚至產(chǎn)生界面裂縫。采用“微膨脹高強(qiáng)度流態(tài)砼”工藝技術(shù),以便新、老砼之間產(chǎn)生粘結(jié)力。因鋼筋密集,規(guī)定砼石子的粒徑不大于2cm。根據(jù)配合比,嚴(yán)格控制各材料用量,澆注砼時(shí)采用小直徑振搗棒配合大直徑振搗棒。砼振搗時(shí),應(yīng)避免碰到波紋管。防止漏漿,最后用平板式振搗器,確保現(xiàn)澆段砼密實(shí)。

      4、5養(yǎng)生

      砼澆注完畢,為防止早期收縮裂縫,最好在搗實(shí)抹平后即用塑料薄膜覆蓋,在砼初凝前,掀開(kāi)塑料薄膜,砼會(huì)泛水至表面,這時(shí)進(jìn)行二次收漿,以控制平整度及防止出現(xiàn)裂縫,此時(shí)再拉毛處理,確保與橋面鋪裝層的粘結(jié)。收漿完用土工布?jí)靖采w,定人定時(shí)灑水,確保全濕潤(rùn)。新澆筑砼需10天以上的潮濕養(yǎng)護(hù)期,以便得到膨脹劑充分發(fā)揮效能。

      4、6張拉預(yù)應(yīng)力束及壓漿

      待固結(jié)墩現(xiàn)澆砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%,方可張拉第一批負(fù)彎矩鋼束,后批負(fù)彎矩鋼束應(yīng)待前批負(fù)彎矩鋼束張拉槽封槽砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后,方可張拉。預(yù)應(yīng)力束采用扁錨錨固,用千斤頂對(duì)預(yù)應(yīng)力束中的每根預(yù)應(yīng)力筋逐根張拉錨固。張拉完畢后封錨并及時(shí)壓漿。

      5結(jié)語(yǔ)

      固結(jié)墩墩頂濕接縫現(xiàn)澆段工程量雖小,但工序繁瑣且專(zhuān)業(yè)性強(qiáng),“一著不慎,全盤(pán)皆輸”,每道工序都會(huì)直接影響到整座橋梁的質(zhì)量,應(yīng)針對(duì)每道工序做好現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)交底工作,而且組織專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍施工。

      參考文獻(xiàn)

      1范立礎(chǔ),徐光輝,橋梁工程【M】北京,人民交通出版社,2001,7,17-72

      2包世華,結(jié)構(gòu)力學(xué)(下)[MI武漢,武漢理工大學(xué)出版社,2003,8,42-68

      3劉吉士,閻洪河,李文琪,公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范實(shí)施手冊(cè)【M】北京,人民交通出版社,2001,10,152-211

      4蘇權(quán)科,張文忠,橋梁施工違規(guī)糾正手冊(cè)【M】北京,人民交通出版社,2004,4,102。120

      作者簡(jiǎn)介

      姓名:黃仁剛(出生于1981年4月)

      性別:男學(xué)歷:本科

      職稱(chēng):助理工程師

      研究方向:道路橋粱設(shè)計(jì)與施工

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