[对连续梁桥施工技术及质量控制措施的探讨] 质量控制措施

  摘要:连续梁桥由于结构刚度大、伸缩缝少、行车平稳舒适等优点因而在桥梁建设领域应用十分广泛,为提高连续梁桥的施工质量,本文对其施工过程中的混凝土质量问题、预应力张拉问题、悬臂施工技术、相关施工工序进行分析论述,提出相应的质量、工序控制措施,以保证连续梁桥成型达到预定设计要求。
  关键词:连续梁桥;施工技术;质量控制;悬臂施工;工序控制
  Abstract: Continuous beam bridge with its structural rigidity, less expansion joints, smooth and comfortable ride advantages in the application of bridge construction is very extensive, in order to improve the construction quality of continuous girder bridge, the quality of concrete, the construction process of priestesses tension, cantilever construction technology, construction process analysis the quality, process, puts forward corresponding control measures, to ensure the continuous beam bridge forming reaches the design requirements.
  Key words: continuous girder bridge; construction technology; quality control; cantilever construction; process control
  
  
  中图分类号:
  
  
  连续梁桥在施工过程中受到活载、温度、施工工艺等因素的影响,梁体形状及其内力均会发生不同程度的变化,因此,对其进行质量及工序控制显得非常重要。随着预应力理论和控制方法的不断完善,新技术、新材料的不断应用,连续梁桥的施工技术和质量控制措施也得到了迅速发展。图1为某地已施工的一座大桥,主跨为55m+3X80 m +55m连续箱梁,左边跨2X30 mT梁,右边跨为30 mT梁,桥宽10 m;以连续梁80米主跨为例,探讨连续梁施工过程中有效的施工控制措施和质量保障方法。
  
  
  图1 某大桥桥型布置图
  1混凝土的质量控制措施
  混凝土是构成连续梁的基础性材料,主梁采用C50,施工中承受三向预应力张拉后的压力,加大对混凝土质量的监测与控制,是主梁成型的有力保证。混凝土原材料采用低碱硅酸盐水泥,粗集料可采用石灰岩、玄武岩、花岗岩加工成的碎石,细集料采用级配好的中粗砂,拌合用水选取清洁无污染水,各材料具体指标要求见表1。连续梁施工过程中,混凝土在配比时可参加适量的外加剂,运送、浇筑、振捣及养护应严格遵守各项施工规程。
   表1 C50混凝土配比要求
  
  2 预应力筋的张拉控制要求
  主跨箱梁采用三向预应力体系,纵向和横向预应力筋采用公称直径φj15.24mm低松驰钢绞线, 竖向预应力筋采用公称直径为32mm精轧螺纹钢。在对钢束进行张拉时必须按照设计规范,确保顺序,从截面中心的预应力筋开始张拉,使用具有反复张拉的锚具时,对于首次张拉要接近规定值,对于截面上的拉应力要进行安全应力分析,使其符合规定的张拉要求。
  2.1预应力张拉程序
  预应力筋采用双控张拉施工,张拉在连续现浇箱梁混凝土强度达到80%时方可进行,延伸量误差应该控制在6%以内,张拉工序为:
  0→10%设计吨位(初应力值作延伸的标记)→张拉至设计吨位(保持2分钟,测延伸量)→控制张拉力(测延伸量)→锚固。
  2.2对预应力张拉设备的要求
  现在桥梁的张拉设备主要分为手动张拉和自动张拉系统,其中手动张拉系统可以通过工作人员的手动操作来实现,自动张拉设备则需要通过数控技术来实现。对于张拉中所使用的设备,必须满足国家质检部门三级以上的检测要求,对于不合标的设备,如油泵等也需要通过校验后才能投入使用。在张拉力的控制中,一旦发现校验读数与钢束值不符,必须进行处理,查明原因。对于梁体管道实际摩擦力的测试,可以有效确定锚下应力值,避免张拉力过大或不足。
  2.3 对压浆的检查要求
  对于梁体灌浆方法的选择,多以真空法来实施,对于不同施工季节,对水泥浆的质量要求需要从膨胀度、稠度、抗压强度等值来判定,并做好夏季高温对早期凝结的影响,适当控制水泥浆的稠度,在压力选择上以0.5-0.7MPa为宜。对于真空灌浆工艺来说,抽真空和泵压是连续过程,通过在孔内形成一定的负压,来实现对孔道压浆饱和度和密实度要求。
  2.4 对管道摩阻力的要求
  摩阻力的控制主要通过对梁体增加定位网的方式来实现,特别是为了确保预应力筋的平顺要求,采用0.5m间距设置定位网,并与钢筋骨架保持稳固连接,使其不能上下左右产生位移。为此,加固定位网对于确保管道低摩阻力施工具有重要意义。
  2.5钢束张拉问题分析及对策
  从主梁混凝土结构应力分析来看,钢束张拉应力不足是常见问题,其产生的原因是复杂的,从工艺上主要有张拉机具的完好性与张拉技巧的把握。对于张拉中的液压表来说,做好张拉定期检查,明确各设备的性能指标要求,同时在使用时要确保锚具和张拉机具的配套性,以减少不对称产生的质量应力损失。因此,做好各张拉机具的定期检定和检查,能更好的掌握各机具的性能指标。
  3 连续梁悬臂施工技术
  3.1分段悬浇箱梁程序
  分段悬浇箱梁是在桥墩两侧逐一对称的浇筑混凝土,施工期间形状有点像字母“T”,当墩梁临时固结后,受力体系如同T型钢构。80m跨箱梁设计共分为21段,根部3米(2段),合拢段2米(1段),其余各段4米(18段)。根部段箱梁采用搭设托架浇筑的方式来完成,其余各段采用挂篮悬浇方式。每段箱梁混凝土浇筑后,当强度达到设计要求后,就开始张拉预应力束,并移动挂篮,开始浇筑下一段梁段。制作挂篮的材料必须足够坚固和安全,必要情况下应当进行模拟实验,保证挂篮受在巨大受力情况下不会变形。挂篮移动后开始加固模板,并安装相关的管道捆扎钢筋,再浇筑上混凝土,施工周期大约在一星期左右。具体的施工流程图如图2所示:
  3.2各段箱梁预拱度控制
  为了保证桥梁悬臂施工所导致的短期和长期变化挠度能够被控制在一定范围之内,同时也为保证成桥后桥面标高能够和设计标高吻合,因此必须在各段梁箱上设置一定的预拱度。在正常“T”构对称施工过程中,两悬臂端扰度应当大体相当,如发现异常时,施工作业人员应当根据周围环境、所用材料和设备等进行计算,找出原因,得出合理解决办法,正确指导施工。经过模拟施工环境和各项受力分析计算,80m跨箱梁各节点的预拱度设置数据如表2所示:
  3.3箱梁合拢技术要领
  箱梁合拢段是悬臂施工的关键部位,施工人员应选择最合适的温度(低于15°C)和时间,采用超早强混凝土浇筑合拢段,使其在短时间内形成刚性连接。合拢段形成刚性连
  图2 各段悬浇箱梁施工流程图
  接后,按先长束、后短束的顺序张拉箱梁上下缘几根最短的钢束。当整个悬臂比较长的时候,
  结构恒载和施工荷载会产生比较大的扰度,为了控制合拢段的准确位置,除了需要预先设计好预拱度和进行严密的施工监控外,还需要在合拢阶段进行细致的调整。工作人员可以采取在合拢的段内设置箱梁内外刚性支撑、设置劲性钢筋进行定位等方式,以提高合拢的质量。
   表280m跨预拱度设置表
  
  
  3.4各阶段箱梁抗倾覆稳定性分析
  对于连续梁悬臂施工来说,控制好梁体的稳定性是关键环节,为此,需要加强对连续梁施工期荷载模型(图3)的计算,通过设置临时固结措施来抵抗悬臂两侧的不平衡竖向力,增强梁体的抗倾覆稳定性。
  对于施工期的恒载值的计算,主要以梁体与挂篮的自重来计算,而对于施工期的活荷载,如施工材料的搬运,施工机具的投入,以及施工人员所引起的荷载等,对于精确的计算荷载值需要借助于现场数据测算;对于风荷载的影响分析,也是施工阶段需要考虑的因素,从相关文献论述中可知,对于年最大风速的分布特征,与其年最大风压分布具有相似性,由此来推算出重现期的最大风速概率函数为:
  Fu10(x)=[Fu(x)]10=exp{-exp[-(x-0.970Wok)/0.158Wok]},上式中Fu10(x)表示最大风压概率分布函数,Wok表示为基本风压值。
  
  图3连续梁施工期荷载模型图
  对于施工期主梁抗倾覆稳定性的确定,通常建立多次超静定体系,在实桥稳定性分析计算模型函数中,忽略平曲线对梁桥结构的影响,而得到直线桥的稳定性函数,即:Z=2Pd+17804.1d+8307.2vd-189404.2v-4.65q1(48.93-d)2-4.65q2(48.93+d)2-11686.4;由此得出其可靠性指标的计算方法。理论和实践表明:对于固结措施中的钢筋与墩中心距离是最为显著的影响因素,而活荷载与风荷载相对而言不敏感。经过对80m跨悬浇箱梁的受力计算,各施工阶段箱梁的抗倾覆稳定性系数均较大,最远悬臂端亦可承受200KN的不均匀荷载,可靠度指标较高,实际施工过程中控制效果也很好。
  4相关施工工序的控制措施
  梁体浇筑前,应该把好模板制作关,严格控制中线位置及各项误差,确保梁体符合设计外形尺寸。同时工作人员要对模板缝进行查漏,对于模板间的接缝做好封堵处理,对于局部可采用海绵挤压法或用不干胶固封,以杜绝漏浆的发生。为了防止浇筑过程中出现移位的现象,可以使用拉杆进行固定。对于预应力筋的安装,要严格结合构造图来控制预应力筋与管道之间的应力损失,对于压浆孔道位置偏差应控制在2mm以内;混凝土对于收浆后覆盖薄膜的养护,初凝后表面泛水要进行二次收浆,并结合土工布来做好混凝土铺装的后期处理。
  对于施工中预埋件的控制,要从加工和预埋精度上给予控制,特别是对于钢筋弹簧或支撑板的预设,都需要从设计要求上确保锚具对钢绞线的固定。对于立模端与模具支撑板的连接,要对其标高进行测定,一旦出现超出额定范围,必须加高或降低端模板,以确保预埋件的位置准确。对于连接段施工时,要对梁顶板表层进行凿毛处理,并做好湿润,以确保新旧混凝土之间的良好结合。
  5 结语
  由此可见,悬臂挂篮施工技术成熟、质量可靠,可多个桥墩平行施工,节约工期,因此在连续梁桥施工过程中被广泛采用。严格执行分段悬浇箱梁程序,加强对混凝土质量和预应力筋张拉程序的控制,准确设置各段箱梁预拱度,把握好箱梁合拢技术要领等是确保连续梁成型的关键。通过不断收集、整理施工中的相关反馈信息,制定出相应的质量控制对策,确保各个施工工序顺利衔接,有效地保证了连续梁的施工质量。
  参考文献:
  [1] 张建春.预应力混凝土连续梁桥施工控制[D]. 长安大学 2011
  [2] 李曼曼.基于神经网络的连续梁桥线形控制[D]. 东北林业大学 2012
  [3] JTG D60- 2004 公路桥涵设计通用规范[ S] . 北京:人民交通出版社, 2004.
  [4] 韩武松.道路桥梁施工中的质量问题分析与防范[J]. 交通世界(运输.车辆). 2013(04)
  [5] 邵旭东.桥梁工程[M] . 武汉:武汉理工大学出版社.2002.