悬浇连续梁合拢段施工(精)

1、工程概况悬浇连续梁合拢段施工

摘要:根据京津城际轨道交通工程跨北京市三环路60m+100m+60m连续梁合拢段的施工方案,介绍了连续梁合拢段施工顺序、影响因素、需解决的问题、施工方法,为以后同类连续梁的合拢施工提供了参考。

关键词:连续梁,合拢,锁定,工艺

京津城际轨道交通工程跨北京市三环路60m+100m+60m连续梁采用挂篮悬浇方法进行施工,合拢顺序为先边跨后中跨。

边跨合拢段混凝土浇筑后,张拉边跨预应力束,解除主墩顶临时固结,使悬臂T构变为简支结构;中跨合拢后,使两个简支结构形成一个连续梁,完成两次体系转换。

1 合拢段需解决的问题

合拢段施工主要需解决3个问题:1)吊架的安装问题;2)合拢段的临时锁定问题;3)合拢段混凝土浇筑问题。

合拢段因混凝土浇筑后,气温的变化会引起梁体的伸缩变形,同时梁体左右日照温度不同还会引起梁的扭曲变形,需对合拢段进行临时锁定保持合拢段无相对变形。合拢段临时锁定要抵抗温度应力、T构两端不平衡弯矩等多种外力,保证悬臂T构施工安全和合拢段不出现裂纹。

2 合拢段施工顺序

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1、工程概况

边跨现浇段及中间节13号块施工完成后,安装边跨合拢段吊架,进行边跨合拢段锁定,浇筑边跨合拢段混凝土,张拉边跨T17,B13~B16及边跨横竖向预应力筋,拆除边跨合拢段吊架。

边跨张拉完成T17,B13~B16后,拆除主墩顶临时固结使主墩永久支座受力,张拉边跨B11~B12,拆除边跨现浇段支架,安装中跨吊架及模板,进行中跨合拢段锁定,绑扎钢筋并浇筑中跨合拢段混凝土,张拉T18,B1~B10,拆除中跨合拢段吊架,拆除T18。

3 合拢段施工方法

3.1 合拢段吊架及模板

利用挂篮底模、外侧模、内模作为合拢段模板,不仅可以减少搭设支架的投入,还可使浇筑后的混凝土变形与两端已浇段保持同步,但要利用挂篮作为吊架,需解决一个挂篮后退和一个挂篮前移的问题。由于67号主墩的施工速度较66号主墩要快,故施工中决定67号墩中跨挂篮向后退,66号墩中跨挂篮向前移作为中跨合拢段吊架。边跨合拢段吊架仅存在前移问题,与中跨挂篮前移作吊架方法相同。

3.2 临时锁定

3.2.1 合拢段锁定计算假设

1)以合拢段长度不变,锁定骨架支撑力能够抵消梁体温度变形引起的支座或模板体系产生的摩擦阻力即可。2)边跨合拢时边跨模板与混凝土的摩擦系数取0.15,中跨合拢时活动支座摩擦力取0.05。

3.2.2 边跨合拢段锁定

1)应力分析。根据计算,温度应力引起的力较大,而此时只有边跨模板对梁体有约束力,如果约束力小于梁体温度应力,梁体肯定会产生位移。只要保证合拢段临时锁定力大于模板及支座的约束力即可保证合拢段相对无变形。

2)刚性支撑设置。边跨现浇段及13号块端部腹板两侧顶板、底板上各预埋4块40cm高,50cm宽,2cm厚的钢板,钢板后方加焊钢板肋进行加强,梁体内埋设加强钢筋与混凝土连接增加抗拔力。支撑型钢用双工20b焊接而成,在混凝土浇筑前几天凌晨最低温度时,将支撑型钢焊于两侧梁内预埋的钢板上,起到支顶作用并起部分抗拉作用,焊接时注意同一根工钢骨架一端焊完后再焊接另一端。

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1、工程概况

边跨合拢段采用刚性骨架措施锁定后,在温度变化作用下,由于中墩临时支撑尚未拆除,梁体变化引起的微小滑动,通过边跨合拢段临时固结骨架,其力主要由边跨现浇段混凝土与模板的摩擦力抵消,边跨现浇段施工完成后,边支座处支顶方木要拆除,使支座能够活动。

木模板与混凝土之间的摩擦系数取μ=0.15,则:

合拢段刚性支撑所受轴力:

N=μG=0.15×448×9.8=658kN。

其中,G为边跨现浇段梁段的重力。

假设采用2工20b焊成支撑骨架,每个合拢段4个,则每个刚性支撑所受应力:

σ=N/A=658/4/2/0.00355=23169kPa=23.2MPa。

能够满足要求。

3)临时张拉束。由于总共仅有658kN的力,故边跨不再进行临时预应力束张拉,仅用劲性骨架焊接来抵消温度降低时两端梁体对合拢段新浇混凝土的张应力。

4个骨架所承受的平均力为:658/4=165kN,单个骨架在钢板上焊缝长度90cm,为保证焊缝牢固,每个骨架与预埋钢板的焊缝均采用四周满焊,焊缝厚度6mm。

3.2.3 中跨合拢段锁定

1)刚性支撑骨架。在两13′号内预埋相同的钢板箱。中跨合拢时温度应力与边跨合拢时相同,只是抵消温度变形的力主要由66号墩顶活动支座(67号墩顶为固定支座)与梁体摩擦力承担,取摩擦系数0.05,承重为全桥除去中跨合拢段梁体重量的1/2。此时摩擦力(等于合拢段刚性支撑所受轴力)为:

N=μG=0.05×5610×9.8=2749k N。

假设采用2工40a焊成支撑骨架,每个合拢段4个,则每个刚性支撑所受应力:

σ=N/A=2749/4/2/0.00861=39910kPa

=39.9MPa<200MPa。

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1、工程概况

能够满足要求。

2)临时张拉束。按照临时张拉平直纵向预应力束以减少梁体挠度变形、张拉较短长度的预应力束以起到对合拢段更好的约束作用的钢绞线,选择临时张拉2T18,2B8纵向预应力束,以抵消温度降低时两端梁体对合拢段新浇混凝土的张应力。由于边跨梁体最大摩擦力2749kN,故每束钢绞线张拉到2749/4=687kN即可,为确保不开裂,施工时对四束钢绞线临时各张拉到70t。待混凝土强度达到100%后,张拉完其他预应束后,将2T18预应力放张。

3.3 合拢段配重

合拢段两端配重的目的:1)减少混凝土浇筑时的挠度变形,保证混凝土质量;2)保持T 构两端的不平衡弯矩小于主墩顶临时固结所能提供的不平衡弯矩。

3.3.1 边跨合拢时

边跨合拢时考虑两种工况,计算分别如下,其中不论哪种工况不进行配重产生的不平衡弯矩,主墩顶的临时固结都可以满足。根据标高测量结果,如果合拢段两端标高偏差在15mm以内,则不用配重找平;如果标高差在15mm以上,则在T构两侧压配重将边跨13号块端部与现浇段15号块端部标高找平。

为减少混凝土浇筑过程中因T构两侧重量变化产生的挠度变形对新浇混凝土的影响,建议加快浇筑速度,使变形在混凝土初凝前完成,或在T构两侧加相同配重,随混凝土浇筑同步取消边跨侧配重。在一个T构两侧各放置一个水箱进行配重,配重重量为34t,随边跨合拢段混凝土浇筑重量同步减去边跨侧水箱内水的重量,保持T构两侧力矩平衡。

3.3.2 中跨合拢时

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1、工程概况

如果中跨合拢段两侧标高差在15mm以内,中跨将不采用压重;如果偏差大于

15mm,则在中跨合拢段一侧用水箱压重,使中跨合拢段两端标高一致,待混凝土强度达到50MPa后,方可取消配重。

3.4 合拢段混凝土的浇筑

选择在一天凌晨3点左右气温最低时浇筑合拢段混凝土,浇筑时间在4h内完成,混凝土浇筑前一天用水将全梁表面、箱内洒水保湿进行降温。收听天气预报,3d内有大风降温时,不进行合拢段混凝土浇筑。两端的混凝土连接面要充分凿毛、湿润,并冲洗干净。采用新出的合拢段微膨胀混凝土,现场技术负责人确认,利用汽车泵送,入模混凝土坍落度不大于20cm。混凝土浇筑时商混凝土厂、现场必须有项目部负责人在场进行旁站指挥。混凝土浇筑后专人进行喷水雾养生,初凝后覆盖塑料薄膜及土工布保湿养护,专人进行混凝土测温记录。

3.5 合拢段张拉

合拢段混凝土强度达到设计要求后,放松吊架外侧模及内侧模。然后按顺序进行其他预应力束张拉,张拉完成后方可脱底模。合拢段混凝土灌注前,要将所有的预应力钢绞线全部穿入波纹管内,为防止混凝土浇筑时波纹管道堵塞,除接口处用绞带缠绕密封外,还要注意逐根检查有没有受电火花影响打开的孔洞。同时混凝土浇筑时混凝土口要尽量避开波纹管位置,并在合拢段每根纵向波纹管顶埋设三通排气孔,以防合拢段发生堵管,影响压浆质量。预应力束的张拉顺序要按照设计要求进行。

4 结语

三环路连续梁采用了型钢在体外进行临时锁定的方案,并经实践检验,保证了工程施工的安全进行,合拢段梁体表面混凝土未产生任何裂纹,证明了合拢方案的正确。

参考文献:

[1]范立础.预应力混凝土连续梁桥[M].北京:人民交通出版社,1988.

[2]樊俊停.连续梁一次浇筑成型施工技术[J].山西建筑,2005,31(4):72.

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