箱梁短线台座法施工技术
导语：钢板箱形梁是工程中常采用的结构形式为研究横隔板间距对集中荷载作用下简支钢箱梁畸变的影响，通过设置不同数量横隔板的简支钢箱梁，比较其在集中荷载作用下的畸变效应和刚性扭转效应，得到最大畸变效应随横隔板数量的变化曲线在箱梁腹板顶端施加集中荷载，按畸变、刚性扭转、对称弯曲和偏心荷载四种工况采用荷载分解的方法进行计算。
随着可持续发展理念的深入,环境保护与经济发展已被统一了起来,人们对PC节段梁施工的合理化作了进一步的探讨,特别是在自然条件复杂的山岭重丘区以及交通繁忙的城市立交的施工中采用短线台座法预制,可以克服传统施工工艺的不足,在质量、进度、成本控制及环保、安全等方面取得了较大的成效。
1短线台座法预制节段梁施工程序及施工要点
1.1节段梁制造
1.1.1短线台座的原理
短线法是指每个节段梁的灌注均在同一特殊的模板内进行,其一端为一个固定的端模,另一端为已浇梁段,待灌注梁的位置不变,通过调整已灌注匹配梁的几何位置获得任意规定的平、纵曲线的一种施工方法,该施工方法具有占地小、周期短、节段梁外观质量好等优点。
1.1.2预制顺序
(1)标准“T”预制顺序:从墩顶块开始,向两侧逐段对称预制。
(2)边跨预制顺序:从墩顶块向一侧逐段预制,且各梁段相互匹配。
1.1.3特点及优点
占地面积小、施工周期短;梁体的预制与桥梁下部结构施工可平行作业,大大缩短建桥工期;节段梁混凝土收缩徐变小,竣工后梁体线形变化不大;工厂化的节段梁预制生产,便于生产组织和整体施工质量的控制;节段梁集中预制生产,利于保护周边生态环境,使得工程带来的不良影响达到最小程度,并在降低施工难度的同时,能够保证施工的高度安全。
1.2模板的设计、制造和安装
1.2.1工艺原理
将制梁台车和模板分成两大相对独立的系统。首先通过液压系统调节三维台车,使节段梁达到设计线形,并使端模永久固定不变。外侧模、底模及底模加长段通过丝杆顶装拆,内模的装拆利用液压系统,可较大地节省人工装拆模板的时间。
1.2.2总体构造
PC梁短线台座法模板总体构造由底模钢柱子、侧模及其排架、下支座,底模及其加长段,端模及其固定支架,翼缘档板支架、操作平台、制梁台车、液压系统、内模及其移动支架等部分组成。
1.2.3模板的加工与安装
模板的安装程序为:移梁滑道(方钢)→底模钢柱子→端模固定支架→底模加长段→底模→端模→翼缘档板支架→侧模钢凳→侧模及其排架→内模→内模液压系统→液压系统调试→测量检查→投入使用。
1.2.4模板设计考虑
模板及支架的设计除保证强度刚度控制外,模板还有以下特点:①通过液压系统及丝杆顶进行装拆,施工效率高。②制梁台车可三维调整,通过液压系统进行梁体线型控制。③节段梁外轮廓尺寸不变,通过端模尺寸的变化确定节段梁在某个台座预制。④对有隔墙的节段梁,内模以组合钢模板更换,形式灵活,便于施工。
1.3预应力孔道及预埋件
(1)孔道的线型控制,通过采取管内穿充气胶囊、钢管套及涂塞玻璃胶等措施,来防止孔道的错台、压扁、弯曲和漏浆等情况。
(2)PC梁预制一般要求预埋吊点孔,张拉千斤顶、测量控制点、应力测点、泄水孔等功能性设施,须严格依据图纸数量进行准确安装和定位,因而预埋件的预埋已成为施工控制的一个环节。 1.4混凝土的施工
(1)混凝土灌注:采用一次灌注施工。灌注顺序:底板→腹板→顶板。顶板灌注原则:先低端后高端,先中间后两端。
(2)振捣:以插入式振捣为主,附着式振捣为辅,下腹板以底边翻浆为好。
(3)拆模:混凝土强度达到12MPa时,开始拆模、通孔及脱匹配梁,其施工顺序为:拆除内模→拆除外侧模→通孔(检查孔道质量)→脱匹配梁→移梁。端模固定不动,底模不脱离匹配梁而随制梁台车移至下一节段梁的匹配位置。
(4)养护:混凝土灌注完毕之后3h,顶板用麻袋覆盖并洒水养护,节段梁脱模后外露大面积采用洒水养护,以保持表面潮湿为主,箱内连续养护时间不短于7d。
1.5线形控制
(1)施测原理:PC梁短线法施工的几何线形控制,是通过调整已灌注匹配节段梁的空间位置来获得任意规定的平、纵曲线的一种施工方法,其关键是要对待灌注节段梁和与之匹配的相邻节段梁之间的相对位置作精确的测量。
(2)控制系统:短线法测量控制系统主要由4部分组成:①由设置在一个永久性强制对中观测墩上的精密测量仪器,和一个永久性的后视站标组成的中线控制系统,控制桥梁的水平曲度;②由观测台座组成的具有一定稳定程度的高程控制系统,控制桥梁的垂直曲度;③由水平和高程基准点、测量台座及制梁台座上的观测点构成的.监测网;④配备能满足预制梁所需精度的测量仪器。
(3)预制监控过程:对新灌注的节段梁,测量控制工序如下:调整匹配梁的位置→合侧模后的测量检查→混凝土灌注前的测量检查→埋设测量钉→混凝土初凝后数据采集→运行数据处理、得出灌注节段梁在匹配梁位置的线型数据→调整刚灌注节段梁的匹配位置。
1.6混凝土的表面处理
混凝土结构物的外观质量备受重视。PC节段梁修补分3个区:①两端匹配面先修补后打磨,为了防止架梁时张拉造成修补区崩裂,要求修补面比原混凝土面低2.0mm;②节段梁外露大面,用砂轮机以适当的力度打磨,局部用修补剂及已调好的修补材料修补,使混凝土颜色及平整度满足规范要求;③箱内修补,采用水泥浆、水泥粉等涂沫打磨。
2施工经验
2.1端模固定支架及端模的钢度影响
短线台座法施工强调相邻节段之间准确的相对关系,若在施工的过程中某片梁出现移位而改变这种相对关系,则引起后续灌注梁的测量数据均需作相应的调整,当偏差较大时,要通过若干片节段梁才能纠正过来,或有时根本纠正不到设计的线形,则会造成相邻两个“T”张拉后的梁段在湿接缝处出现较大错台现象。为了防止该情况的发生,短线法施工必须将端模固定,将底模、侧模及内模向其靠拢,并用拉杆将匹配梁固定在端模上,保证了相邻节段梁的相对位置不会发生变化。因而,须增强端模及端模支架的刚度来预防施工中的各种变形和移位。
2.2预应力管道的防错台措施
因为节段的匹配关系,孔道成型用的预埋波纹管须以一定的长度截成段,两段波纹管的连接,不仅要平顺、严密,还要防止在灌注过程中能抵抗振动棒的振动而不松动、脱离。经过多次的研究和现场实践,采取匹配梁管道套住灌注梁管道20mm的办法。该方法优点是节省材料,并可保证预埋孔道的施工质量,但前提是波纹管的刚度要满足施工要求。
3结束语
PC梁短线台座法施工,技术新颖、工艺成熟,整体流程的优化设计对工程的进度计划控制起决定性作用。其技术上关键在于线形控制,但借助现代先进的计算机技术测量数据的转换与编制已变得十分方便。随着预制混凝土箱形梁施工的广泛采纳,短线法施工将在公路桥梁建设中发挥更大的作用。
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