预应力连续梁

预应力连续梁（通用12篇）

预应力连续梁 篇1

某大桥主跨为72 m+128 m+72 m三向预应力钢筋混凝土连续钢构, 中跨支点处梁高8.8 m, 跨中及边跨支点处梁高为4.8 m, 梁底曲线为圆曲线, 其中部分梁段 (跨中和边跨支点处) 底面为直线段。连续钢构采用悬灌法施工, 每个T构对称悬灌16个梁段, 其长度分别为:0#段13 m, 其余梁段为3～4 m, 梁体设计为三向预应力, 纵向采用12或16束钢绞线, HVM型锚具, 横向顶板采用4～7根Ф5钢绞线, HVM型锚具, 竖向腹板采用精轧螺纹钢筋。梁断面为单箱单室变截面箱形, 箱梁底宽6.3 m, 顶宽11 m, 梁体混凝土为C50级。

1 原施工设计方案

原设计方案采用塔吊配合自锚三角挂篮施工。由于桥长703.95 m, 加上塔吊作业半径的局限性, 需要在场内布置多台塔吊, 严重影响了经济效益, 同时由于现场设备多, 难于管理, 也存在安全隐患。自锚三角挂篮存在用钢量大、移动困难、造价高等缺点。

2 优化后施工方案

基于以上问题, 对原方案进行优化设计。优化设计后的方案采用缆索吊配合菱形挂篮施工。采用自行设计的缆索吊负责起重、运输等工作, 连续梁悬灌施工的主要设备采用菱形挂篮。自行设计的缆索吊的特点:现场只需安装一台, 且易管理、造价低。菱形挂篮的特点是:体积小、用钢量少, 造价低、移动方便, 作业空间大, 模板支立快速, 可以大大提高施工速度。

3 优化后施工方案的实施

悬灌梁工艺控制复杂, 关键应注意控制以下几个方面:①因结构设计上0#段较高, 达到了8.8 m, 因此, 砼供应、捣固等成为关键问题;②梁部悬灌过程中的应力监测和线型控制问题;③合拢和体系转换问题。

3.1 预应力混凝土连续钢构0#梁段施工

0#段是连续梁悬臂施工的基本梁段, 是整个钢构施工的基础。本桥采用在已成型墩身上预埋型钢杆件, 利用M型万能杆件组拼承力托架, 在托架上整体一次性立模浇筑0#段混凝土。大桥梁高8.8 m高, 采用一次灌注方案, 采取墩旁托架施工。外模采用大块钢模板, 内模用木模、组合钢模板。

1) 0#段托架及模板设计施工。

0#段采用墩顶托架的施工方案。托架采用M型万能杆件组拼, 拼装高度4.0 m。根据托架布置形式, 每个墩柱上竖向布置3排预埋件, 每排4组, 具体是在接近墩顶部分, 按设计位置准确安装各种预埋件, 预埋件采用槽钢组拼, 沿着桥的方向置于墩柱内, 两端伸出墩柱外, 与托架连接。最下排预埋件上设分布梁, 托架的底端支撑于该分布梁上, 上部分别与上两排预埋件连接固定, 形成承力托架。在托架上即可进行布设分布梁、组装模板、绑扎钢筋、浇筑砼等施工。

模板设计本着尽量通用的原则, 将外侧模板设计为大块钢模板, 面板用高强竹胶板, 骨架桁架采用角钢和槽钢组成, 以两墩柱内边缘为界, 将外模板顺桥方向分成3段, 中间段长5 m, 两端段长4.5 m, 以满足悬灌节段的长度要求。结合梁高变化, 为减小悬臂施工中临时结构重量, 将外模板竖向分为三段, 下部两段长分别为2 m, 当悬灌至5#梁段、12#梁段时, 分别拆除下部2 m段模板。因0#段内部变化较大、变截面较多, 内模板采用木模板和组合钢模板相结合的组合结构, 内模支撑以木支撑为主, 配合脚手钢管进行加固。底模板在两墩柱间利用墩身施工模板、组合钢模板组拼, 悬臂部分底模板利用钢板后附槽钢做肋板制成整体钢模板。

2) 0#段混凝土浇筑。

0#段混凝土采取整体一次性浇筑工艺, 混凝土输送利用输送泵自搅拌站直接送至梁上作业区。0#段作为钢构施工的基本段, 梁较高、管道较密、变截面较多, 混凝土施工难度较大, 为保证砼浇筑质量, 在原材料选择、混凝土拌和、技术工人培训、设备保障上严格把关, 保证设计意图的有效实施。梁体砼浇筑分为底板、腹板、顶板3个部分。

两墩柱间底板混凝土通过自制串筒自梁顶下料, 两端悬臂部分, 串筒直接从梁端将砼导入梁内, 再由人工进行布料, 砼振捣采用插入式振捣器完成。

腹板部分相对较高, 钢筋及预应力管道密集, 混凝土浇筑质量不易控制是0#段混凝土施工的关键。腹板混凝土入模仍通过串筒完成, 由于预应力管道等影响, 串筒布料点采用2.5 m间距, 整个0#段布设串筒下料口在10～12个。

顶板混凝土施工按常规工艺进行, 振捣时应切实保证预应力管道不被移动。浇筑完成后及时清除梁顶多余的混凝土, 保证梁顶的平整度。顶板混凝土采用插入式振捣器和平板振捣器联合振捣。

3.2 预应力混凝土连续钢构悬灌段施工

0#段施加预应力结束后, 在梁段上组拼菱形挂篮, 然后将底模板、外模板悬吊于挂篮上, 形成悬臂施工作业平台, 即可在此平台上进行悬臂节段的钢筋绑扎、混凝土灌注、预应力张拉及压浆等工作。

主墩顶部13 m梁段施工结束后, 将挂篮按走行轨道安装并锚固在梁体竖向预应力钢筋上, 然后在梁顶组装菱形挂篮。利用缆索吊机将在加工厂部分组拼完成的挂篮部件吊至梁顶进行组装, 主要完成挂篮的横向连接及加强、锚固等工作。

3.3 预应力混凝土连续钢构端部梁段 (边跨段) 施工

边跨现浇节段应在悬灌节段施工后期同步进行。采用在边墩侧利用预埋件搭设托架进行施工。托架系采用M型万能杆件组拼而成, 在托架平台上铺设分布梁、底模板等, 然后进行钢筋绑扎、混凝土浇筑等工作。为保证边跨合拢时温度应力的有效释放, 在底模板与分布梁间设滑板。托架应保证伸入合拢段不少于0.5 m。托架使用前用自制水箱加载预压, 以消除其非弹性变形, 并为现浇梁段底模板预留下沉量获得数据。

3.4 预应力混凝土连续钢构合拢段施工及体系转换

悬臂施工至16#节段结束后, 暂时停止悬臂施工, 利用挂篮搭设跨中合拢段支架, 将跨中合拢段临时锁定, 进行钢筋、混凝土等工序施工。待结构强度达到设计要求后, 张拉预应力钢束, 拆除临时锁定设施, 完成跨中合拢段施工。跨中合拢施工时按设计要求在边跨同步施加配重。合拢施工应在一天内气温较低时进行, 施工最高气温不超过18℃。

比较合拢段相邻两个梁端的顶面标高, 如果其高差△≤15 mm, 则着手下一步施工, 如果△>15 mm, 则运行线形控制软件, 计算使△≤15 mm时的水箱配重所需的重量及布置位置, 按运算结果, 调整△, 使其达到要求后, 再进行合拢段施工。

中跨合拢段混凝土强度达到设计强度的90%时, 预应力束按先顶板后底板、先短束后长束、顶板与底板交错进行、先张拉50%控制应力 (预应力束剩余伸长量小于千斤顶最大行程) 、第二次张拉至设计控制吨位的顺序和方法进行张拉。在边跨合拢段预应力束张拉前后各测量一次与该合拢段相邻T构上观测点标高, 留着供合拢段施工时控制参考。

临时支撑:合拢段设4个临时支撑, 每个由2根I22工字钢焊接而成。安装时先将其一端焊牢, 另一端加楔子, 并略打紧, 在合拢段钢筋、预埋件安装完成后, 临时索张拉前用力打紧楔子, 再将支撑与楔子、楔子与预埋钢板间断焊。

临时锁定:在钢筋、管道绑扎安装完毕, 支撑打紧焊牢后, 张拉顶板、底板临时钢束, 完成合拢段临时锁定。合拢段混凝土达到张拉强度后, 拆除顶板临时束, 将底板临时束张拉力补至后期束设计张拉力。

后期钢束张拉:当全桥全部合拢后, 即开始张拉后期钢束, 后期钢束一次张拉完成, 不拖延、间断, 张拉完成后即开始压浆, 一次全部压完。后期钢束认真按设计的顺序张拉, 每一编号的钢束张拉顺序为先中后边。

体系转换:在合拢段混凝土灌注完成, 次日早晨开始进行, 形成连续钢构。

4 结束语

本文对某大桥预应力砼连续钢构优化施工方案进行了优化设计。优化后的设计方案己被施工采用, 节约工期5个月、资金230多万元, 取得了良好的社会效益和经济效益, 并为今后的同类桥梁工程施工积累了经验。

摘要：在分析总结国内外预应力混凝土连续钢构施工发展现状基础上, 对某大桥预应力混凝土连续钢构优化施工方案进行优化设计, 将原设计方案中采用塔吊配合自锚三角挂篮施工优化为缆索吊配合菱形挂篮施工。实验证明, 优化后的施工方案可以节约资金, 节省工期。

关键词：预应力,混凝土施工,方案,优化设计

参考文献

[1]阳晏, 阳昊, 曹勇涛.预应力混凝土梁桥几点设计问题探讨[J].中国科技信息, 2005 (14) :177.

[2]朱参军.某连续钢构桥的施工仿真和腹板裂缝成因分析研究[D].南京:广西大学, 2006.

[3]王会永.连续钢构桥箱梁腹板开裂成因分析及应力限值研究[D].长沙:长沙理工大学, 2005.

[4]伍波, 杨家玉, 石永燕, 等.大跨径连续钢构桥的常见病害与设计对策[J].公路交通技术, 2005 (S1) :109-111.

[5]唐健慧.预应力混凝土连续钢构桥梁有关问题的探讨[J].中国建设信息, 2005 (10) :20-22.

预应力连续梁 篇2

结合某预应力混凝土连续箱梁的`施工实践,介绍了现浇预应力混凝土梁桥施工的支架搭设、模板安装、钢筋绑扎、预应力管道及排气孔埋设、混凝土浇筑、预应力钢束张拉、注浆等施工流程及质量控制要点,施工实践证明该工程在实际操作中基本达到了预期目的.

作 者：孙兆强 SUN Zhao-qiang  作者单位：中铁六局天津铁建公司,天津,300140 刊 名：山西建筑 英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE 年，卷(期)：2009 35(13) 分类号：U445 关键词：预应力   现浇连续梁   施工   质量控制  

预应力悬浇连续梁合拢段施工技术 篇3

【关键词】悬臂梁；连续梁；合拢

1、引言

合龙段通常采用混凝土浇灌与两侧相连，当混凝土浇筑后，从初凝到钢束张拉，需要有一定的时间。在此期间，由于昼夜温度变化和日照不均匀的影响、新浇混凝土的早期收缩、已完成的结构所产生的收缩和徐变、结构体系的变化、施工荷载及外力改变等各种原因，会引起结构产生变形和内力。若考虑不周，措施不力，易造成合龙段混凝土开裂，影响工程质量。本文通过京沪高速铁路工程——天津特大桥预应力连续梁合拢施工的工程实践，提出了连续梁合龙段施工中一般应考虑的问题、关键技术措施，以及合拢施工的主要质量控制方法。

2、工程概况

新建京沪高速铁路天津特大桥DK136+638.51～DK136+784.21段采用40+64+40m跨连续梁设计，该桥主跨跨越天津市西青区南河镇独流碱河南大堤。碱河南堤顶宽约8.5m，铁路与其交角为114°，桥下净空约7.5m。桥梁采用双线设计，线间距5m，桥梁采用悬臂浇注施工方法，单“T”构共分7个悬臂浇注节段。桥梁采用三向预应力体系，竖向采用φ25mm高强精轧螺纹钢筋，锚固体系采用JLM-25型锚具，张拉体系采用YC60A型千斤顶；纵向与横向预应力筋采用1×7-15.2-1860-GB/T5224-2003预应力钢绞线，其中横向预应力采用单端张拉工艺，纵向预应力采用双端张拉工艺，竖向预应力采用单端复拉工艺。现主要结合边跨合拢施工技术来探讨。

3、合拢段施工的技术措施

3.1施工准备的技术措施

测量组桥梁合拢前，对中线及标高进行复测，将测量结果提供给线形控制单位，根据线形监控单位提供的调整值进行调整，确保合拢误差满足规范要求，保证箱梁合拢时的线形与标高，测量选在避开日照的22时至次日8时，同时避开大风期。清除箱梁顶面及内箱的材料、机具设备，对不需要的材料设备要全部清理到桥下，尽量最大限度的减少对悬臂端标高的影响。

3.2模板安装的技术措施

考虑到桥梁合拢后内模导梁不易拆除，当最后一个悬臂段混凝土达到拆模强度后，拆除内模导梁及吊架。混凝土达到设计要求后，张拉相应预应力束，在单个“T”构两端对称移动挂蓝，直到边跨挂蓝移动到底模吊带孔与直线段上预留孔对应上为止。利用直线段上底板预留孔锚固底模托架，利用直线段翼缘板预留孔锚固侧模板。在浇筑边跨直线段时一定要确保预留孔位置准确，不能遗漏，底板的预留孔必须采用长方形，因本工程的挂蓝设计是主要靠吊带承受前吊点受力，锚固挂蓝底模托架必须采用后锚处的短吊带。

3.3钢筋、预应力安装的技术措施

纵向钢筋的接长以绑扎搭接为主，如搭接长度不能满足规范要求必须采用焊接，绑扎搭接长度需满足50cm，接头错开需满足50cm，否则必须采取焊接补强。垫块采用定制的混凝土垫块，按每平米4个梅花形布设。梁体钢筋绑扎顺序应与预应力束就位相结合以免互相干扰，一般先绑扎底层钢筋然后安装预应力管道最后绑扎顶层钢筋。对于预应力孔道的定位要严格按照不小于60cm的间距设置，定位要牢固不得有松动现象。注意钢筋施焊过程中，不要灼伤波纹管和钢绞线。在由于部分合拢束浇注混凝土时不便插入芯棒，故浇注合拢段混凝土前，为防止管道堵塞，所有纵向预应力束必须事先穿入钢绞线，根据笔者工程经验，最好在浇筑完最后一个悬臂段后穿束。

3.4劲性骨架安装

根据我部施工悬臂浇注箱梁桥的经验结合京沪高铁箱梁截面特点，劲性骨架具体做法是：在箱梁截面底、顶板与腹板的四个交角位置预埋10mm厚的钢板，板底设置φ25U形锚筋，预埋钢板下铺设局部加强筋，连接材料选用36c工字钢，每2根一组共四组焊接在预埋钢板上形成劲性骨架。顶板上预埋钢板与箱梁顶面平齐，即位于加高平台以下，劲性骨架拆除后浇注混凝土补齐，确保加高平台的平整度。浇注混凝土前应迅速的将劲性骨架焊接完成，焊接须在一天温度最低时进行。施焊前，应将焊接处梁体用土工布覆盖并洒水润湿，防止焊接过程中灼伤梁体混凝土。

3.5合拢段浇注

浇注在一天温度最低的时段内进行，一般在0：00-5：00之间，合拢段浇注应尽快完成，以2个小时内为宜，不得超过4小时。浇注合拢段时，边浇注砼边等效卸载，即根据浇注速度指派专人进行配重卸载，砂袋重量约1吨，每浇注0.4方卸载一只砂袋，卸载采用塔吊或汽车吊直接吊到桥下。

4、合拢施工质量控制方法

1）必须均衡对称合拢。合拢前清除悬臂梁上不必要的施工荷载，避免在合拢施工时造成相对变形，产生“剪刀差”变位，影响合拢精度。2）合拢段混凝土宜采用比梁段混凝土提高一个等级，并要求早强，最好采用微膨胀混凝土，并做好捣固和养生。3）在合拢前4个段对箱梁顶面标高及轴线进行联测，逐步调整中线水平，保证顺利合拢。4）合拢段混凝土浇注完毕后加强养护，箱梁内腹板、底板及顶板保持湿润。同时合拢段两侧相邻节段浇水降温，以减少温差引起的箱梁变形。5）合拢段预应力筋张拉顺序为先顶板后底板，先长束后短束，并对称张拉。

5、提出建议

通过京沪高速铁路工程——天津特大桥的工程实践以及工程经验，笔者对连续梁合拢的机理有所认识。现提出连续梁合拢时施工中一般应综合考虑的问题如下：

1）合龙长度，在满足最低施工条件的情况下，宜尽量缩短。一般合龙长度采用1.5一2m为宜。2）合龙段混凝土应采用高强、早强、少收缩或微膨胀的混凝土最为理想。合龙宜选在气温变化较小的日期进行，混凝上应在当天气温最低时刻浇筑，使混凝土在早期硬化过程中处于升温的受压状态。3）在有条件使用柔性桥墩的连续梁桥时，宜将桥墩做得较柔，形成一个梁体与桥墩刚架体系。依靠桥墩的相对柔性来适应温度变化、收缩、预应力钢束张拉等引起的变形。若桥梁的总长过长，则可在其中部分跨度内设置剪力铰或吊梁予以分离。这样的连续梁桥可以不设置大吨位的支座，而且悬臂施工时省略通常采用的将桥墩与梁体临时固接的构造，简化或取消相应措施；简化施工过程中的体系转换，可以减少对合龙段的约束力，从而简化了合龙措施。

6、结语

预应力混凝土连续梁桥悬臂浇筑施工中最关键的工序即为合拢段施工，而施工中的主要技术重点就在合理的施工工艺上，在施工过程中要抓住技术要点，确保大桥顺利合拢。天津特大桥连续梁严格执行本文所提出的技术措施。经实践检验，合拢段梁体表面混凝土未产生任何裂纹，梁体高程、位置符合设计要求，证明了合拢方案的正确。

参考文献

[1]李明.悬浇连续梁合拢段施工[J].水科学与工程技术，2008，（3）：79～80

[2]李胜.怀洪新河特大桥预应力混凝土连续箱梁合拢施工技术[J].北方交通，2006，（7）：71～74

浅谈预应力砼连续梁质量控制 篇4

1 预应力砼连续梁质量控制的措施

1.1 施工方案选择

根据设计文件、施工现场及施工设备条件, 选择地基处理类型、支架方式以及模板的采用, 并根据力学分析, 确定地基处理深度、支架步距、模板厚度及其支撑梁类型、型号, 进行地基承载力、模板及其支撑梁刚度和强度、支架承栽力和稳定性验算。

1.2 地基处理

地基处理前, 对场地进行测定, 控制处理标高和范围, 按施工规范要求进行地基处理。过程中必须力求地基处理均匀、连续, 保证地基不产生不均匀沉降;顶面要平整、设坡 (混凝土>2%, 水稳层等粗面>3%) , 两侧设置纵向排水沟, 以满足排水要求, 确保处理后的稳定。

地基处理后, 进行地基承载试验, 方法是:在现场设置承压板, 按设计分级施加竖直荷载, 测定承压板压力与地基变形, 将成果绘成压力~沉降关系曲线即P-S, P-S关系线如果接近于直线, 则此阶段地基中各点的剪应力, 小于地基土的抗剪强度, 地基处于稳定状态。此阶段主要是土颗粒互相挤紧、土体压缩的结果。所以此变形阶段又称压密阶段。变形的速率随荷载的增加而增大, P-S关系线是下弯的曲线。这样的区域称塑性变形区。随着荷载的增加, 地基中塑性变形区的范围逐渐向整体剪切破坏扩展。所以这一阶段是地基由稳定状态向不稳定状态发展的过渡性阶段。

1.3 支架搭设

首先是测量放样, 确定支架的平面位置, 对所有构件进行严格检查和验收, 合格方能投入使用。其次要严格按施工方案搭设支架, 搭设顺序应从一端向另一端或从中间向两端推进, 不得从两端向中间合拢搭设, 否则由于安装误差无法合拢。特别要注意:承载构件保证垂直、起整体联系作用的水平拉杆、剪刀撑搭设位置准确、牢固。搭设支架完毕后, 进行验收, 整个施工过程必须符合相关的安全、技术规范要求。

1.4 底板安装及预压

根据施工方案进行底模及其支撑梁的搭设及安装。布设地基及支架预压观测点, 一般, 地基观测点布在每跨的1/4、1/2、3/4跨处;支架观测点在墩边缘、1/4、1/2、3/4跨处;分左、中、右对称布设。预压荷载包括钢筋混凝土及除底模外模板的重量, 模拟混凝土实际施工时受载情况, 分级分布荷载, 分级观测。加载完成后每天观测1次, 除观测点测量, 还需检查支架、模板及地面受压后的变化情况, 做好记录, 进行资料整理, 计算平均沉降值和各点沉降值。一般预压时间为7天且最后两天支架的累计日沉降量不大于2毫米, 进行卸载。卸载后, 进行观测点测量, 整理数据, 根据地基及支架的沉降观测数据进行分析、计算, 得出支架和地基弹性沉降变形量, 非弹性沉降变形量。

1.5 钢筋、侧模、内模安装及混凝土施工

其施工要点和一般钢筋混凝土结构相同, 施工顺序:底板、腹板的钢筋骨架→立腹板内外侧模及翼板底模, 浇筑第一次砼, →立顶模绑扎箱梁顶板及翼板钢筋→预埋件、预留筋, 浇注第二次砼。

1.6 预应力筋张拉和拆模

多跨连续预应力箱梁张拉前, 应注意控制数据计算中:顺桥方向的θ取值为:张拉端到计算截面曲线孔道切线角的总和;根据千斤顶行程合理安排张拉次数;调高初张应力为10%σk;一般采用两端张拉, 顺序由设计图纸提供, 原则上是左右对称张拉 (要准备四套设备) , 条件不允许时, 就要分级左、中、右进行循环张拉。预应力箱梁压浆或普通箱梁砼达到规范允许卸架强度要求 (或设计另有规定) 后, 方能进行卸架。拆架顺序一般采用:先松后拆, 先跨中后两边顺序循环操作。

2 预应力砼连续梁质量控制的要素

2.1 预应力钢绞线安装

预应力钢束的孔道位置、钢绞线是否发生缠绞现象是质量控制的关键。孔道位置不准确, 改变了结构受力状态, 如果曲线孔道标高变化段不圆顺还会增大预应力孔道摩阻损失, 因此孔道位置准确与否直接关系到施工的预应力度能否与设计的预应力度相吻合, 对结构安全和工程使用阶段是否会产生裂缝都有很深的影响。多根钢绞线如果缠绞在一起, 张拉时各根钢绞线受力不均匀, 增大了钢绞线之间的摩阻, 造成预应力损失加大。实际施工中很多施工单位并不重视这些细部工作, 固定钢束的井字架位置不准确或不按照规范和设计规定的间距布设, 必然造成钢束位置与设计不符、有的还会在曲线变化段产生急弯 (半径太小) 或孔道局部偏差过大。

2.2 预应力钢绞线张拉

2.2.1 张拉控制应力与伸长值。

张拉控制应力能否达到设计规定值直接影响预应力效果, 因此张拉控制应力是张拉中质量控制的重点, 张拉控制应力必须达到设计规定值, 但是不能超过设计规定的最大张拉控制应力。预应力值过大, 超过设计值过多, 虽然结构抗裂性较好, 但因抗裂度过高, 预应力筋在承受使用荷载时经常处于过高的应力状态, 与结构出现裂缝时的荷载接近, 往往在破坏前没有明显的预兆, 将严重危害结构的使用安全。因此为了准确把握预应力的施加情况, 以应力控制方法张拉时必须以伸长值进行校核。

2.2.2 模板支架的影响。

由于施加预应力, 砼必然产生弹性变形, 同时产生轴向变形和上下方向的挠曲。张拉时如果约束其轴向收缩和挠曲, 就会使砼产生预想不到的裂缝, 重则出现质量事故。因此, 张拉前必须拆除对梁体轴向收缩有约束作用的梁侧模板, 拆除支座周围对活动支座在顺桥方向的移动和旋转、以及对固定支座的旋转有约束作用的模板和支架。

2.2.3 张拉要点。

(1) 张拉顺序:张拉顺序应按照设计规定进行, 若设计没有规定应避免使构件截面呈过大的偏心受力状态, 不使构件边缘产生过大的拉应力。尤其对曲线桥梁更应注意, 张拉时不能使曲线梁内、外边缘产生过大的拉应力, 而使梁腹产生裂缝。张拉时必须先张拉靠近截面形心的钢束, 如果有多排钢束, 必须对称进行。 (2) 张拉长度:连续梁钢束长度较大, 提倡两端同时张拉。如果设备不足, 可先固定一端、张拉另一端, 然后再张拉固定端补足应力。尤其对曲线预应力筋更应如此。一端张拉时, 虽然张拉端达到了控制应力, 但由于孔道长度大, 导致钢束转角θ增大, 摩擦力增大, 使得预应力由张拉端向固定端逐渐减小, 固定端附近预应力明显不足。

2.2.4 断丝、滑丝的处理。

施工过程中, 由于操作失误或千斤顶压力不准确或锚具安装误差、夹片质量差等原因, 有时会发生断丝和滑丝的情况, 当断丝或滑丝数不超过规范值时, 可采用超张拉方式补足应力, 若超过规范值必须卸锚, 更换钢束。对此处理时必须慎重, 必须质量和安全。

2.3 孔道压浆

预应力管道压浆工作在后张预应力构件中起着举足轻重的作用。在以往的工程实践中, 由于施工人员对孔道压浆的工艺和材料质量未给予足够重视, 导致预应力筋过早生锈, 降低结构耐久性。

结束语

现浇连续梁虽然施工工序多、工艺比较复杂, 只要加强技术管理, 解决好地基、支架的承栽力、稳定性问题, 消除不均匀沉降, 其施工质量便在可控中。通过以上过程了解, 使我们清楚地看到, 预应力砼连续梁施工的过程控制需要从哪些方面入手, 以使梁质量控制做到有的放矢。并根据各道工序控制中容易引发的后遗质量问题予以防范, 做到未雨绸缪, 从而确保工程施工质量的控制。

摘要：预应力砼连续梁以其结构整体性好、大跨度, 减少桥面伸缩缝个数使行车变得舒适, 而在高速公路和城市快速路工程中得到广泛应用。本文在此谈一下预应力质量控制的措施及要素。

预应力连续梁 篇5

预应力混凝土槽型连续梁挂篮设计与施工

以某城市轨道交通线槽型连续梁悬灌施工为例,研究分析槽型连续梁悬灌施工用挂篮的.设计和使用.根据挂篮施工受力,分三种工况,采用大型结构计算软件、按容许应力法对其进行整体空间内力分析,确保挂篮强度、刚度、稳定及抗倾覆系数均满足相关规范要求.针对0号段长度不能满足两个独立挂篮起步长度要求的实际,在1号段施工时,将两只挂篮的主构架联体拼装,采用连体挂篮悬灌1号梁段.在1号梁段施工完成后,将连体挂篮解体成两个独立挂篮,然后用之依次进行悬灌段的施工.通过对该桥悬灌施工用挂篮的研究、设计和使用,确保了该桥的顺利施工和质量.该桥的成功建成表明,用于槽型连续梁的该型挂篮设计合理、使用安全,可供类似桥梁参考.

作 者：徐华轩 Xu Huaxuan 作者单位：中铁十六局集团有限公司,北京,100018刊 名：国防交通工程与技术英文刊名：TRAFFIC ENGINEERING AND TECHNOLOGY FOR NATIONAL DEFENCE年，卷(期)：8(3)分类号：U448.215关键词：预应力混凝土 槽型连续梁 悬灌 挂篮

预应力连续梁 篇6

摘要：分析预应力混凝土连续箱梁0号块混凝土质量缺陷成因，阐述各类梁体混凝土缺陷修复措施，总结了施工中应注意的问题，为以后的施工提供参考。

关键词：连续梁0号块；质量缺陷；修复措施

引言

随着我国高速铁路快速发展，铁路桥梁数量与日俱增，因此桥梁施工质量控制尤为重要。预应力混凝土連续箱梁是极为普遍的桥梁结构，该类连续梁在施工过程中易产生混凝土质量缺陷，特别是连续梁0号块和梁端直线段处。为此，下文主要阐述连续梁0号块混凝土质量缺陷的产生原因及修复措施。

某时速200公里客货共线铁路工程，部分预应力混凝土连续箱梁在施工过程中因施工管理和质量控制不到位造成连续梁0号块梁体存在诸多缺陷。以下为连续梁0号块梁体混凝土质量缺陷照片。

支座上方及周边混凝土

存在较大范围松散体（已凿除）梁体侧面混凝土

存在局部松散体（已凿除）

梁底支座周边混凝土

存在局部松散体（已凿除）梁底支座范围外混凝土

存在较大面积松散体梁底支座范围外混凝土

存在局部松散体（已凿除）

1.连续梁0号块混凝土质量缺陷成因

预应力混凝土连续箱梁0号块混凝土因施工管控不规范易造成混凝土局部松散、不密实，形成蜂窝，甚至空洞等质量缺陷。缺陷产生原因主要有：（1）单层钢筋横、纵间距一般在15cm左右，钢筋层数非常之多，且钢筋安装过程中极易使相邻两层钢筋位置错动，同时预应力管道密集，致使混凝土从梁面往梁体内输送困难，因而造成混凝土质量缺陷；（2）因梁体底板、腹板的模板在接缝处密封性不符合规范要求，造成漏浆现象导致局部混凝土质量缺陷；（3）在混凝土浇筑前梁底残留的小部分木屑、电焊条、焊渣等杂物未清理彻底，造成梁底混凝土局部松散、不密实、麻面等质量缺陷；（4）在混凝土浇筑过程中，对连续梁0号块处的腹板、横隔墙等较封闭区域未采取合理的振捣方式，易造成混凝土质量缺陷；（5）混凝土每层的浇筑厚度不符合规范要求，影响振捣效果，易造成混凝土质量缺陷；（6）在混凝土浇筑过程中，因浇筑顺序不合理，振捣不及时以及漏振捣，造成混凝土质量缺陷；（7）因混凝土骨料级配不合理，粗骨料粒径过大不合格，致使混凝土的流动性、和易性差，造成混凝土质量缺陷；（8）因混凝土配合比不合理或混凝土原材料质量不合格，导致混凝土流动性、和易性差，造成混凝土质量缺陷。

2.梁体缺陷修复原则

（1）在对梁体结构修复前，应进行全面检查，对存在缺陷部位及周边一定范围内运用无损检测技术探明缺陷范围和缺陷程度；

（2）在缺陷修复过程中，特别是缺陷部位混凝土凿除施工时，必须采取相应的保护措施确保结构安全和桥下交通、建筑物等安全；

（3）修复方案必须满足结构耐久性要求；

（4）修复工艺所采用材料性能必须满足相关规范要求；

（5）结构修复后应便于检查养护。

3.梁体缺陷修复材料

（1）改性环氧树脂胶液

（2）改性环氧树脂砂浆

（3）改性环氧树脂豆石混凝土

（4）高强无收缩灌浆料（成品）

（5）无收缩豆石混凝土

（6）混凝土底层树脂胶

（7）钢筋和植筋胶

（8）硅烷偶联剂

4.连续梁0号块梁体缺陷类型

根据连续梁0号块梁体混凝土可能存在缺陷的区域进行缺陷类型划分，主要分为以下六种缺陷类型。

缺陷A：支座上支座板上方及周边存在空洞或较大范围的混凝土松散体。

缺陷B：支座上支座板周边存在局部蜂窝体，部分蜂窝体进入支座上钢板边缘小于10cm。

缺陷C：梁底缺陷远离支座上支座板（距支座上支座板边缘≥20cm），深度≥30cm，且面积≥0.2㎡。

缺陷D：梁底缺陷远离支座上支座板（距支座上支座板边缘≥20cm），深度<30cm，或面积<0.2㎡。

缺陷E：梁体侧面缺陷远离支座上支座板（距支座上支座板侧上方≥50cm），深度≥10cm，且面积≥0.2㎡。

缺陷F：梁体侧面缺陷深度<10cm，或面积<0.2㎡。

5.连续梁0号块梁体缺陷修复措施

5.1支座上方混凝土存在较为严重缺陷的修复措施

支座上支座板上方及周边存在空洞或较大范围的混凝土松散体（即缺陷A）。该类梁体缺陷需要将连续梁顶升，取出缺陷体下方的支座，缺陷体修复后再重新安装支座。

先将梁体顶升，取下支座。根据检测报告中测定的缺陷区域，凿除缺陷区域及周边不密实的混凝土，使得坚硬混凝土外露。对外露钢筋彻底除锈，在空腔内混凝土表面清洁干净后，安装模板灌注高强度无收缩灌浆料，并按照30cm×30cm的间距埋设压胶管。待高强度无收缩灌浆料凝固后高压压注改性环氧树脂胶液，在修复体强度大于20MPa后重新安装支座。

对于支座上支座板上方及侧面存在较大缺陷体时，因高强度无收缩灌浆料施工操作不易控制，应采用比原梁体混凝土强度高一个等级的改性环氧树脂豆混凝土进行修复。

梁体顶升和支座安拆需编制专项施工方案并通过审批后方可实施。顶升的支点和顶升量限值应根据不同跨度的连续梁分别确定，在专项施工方案中予以明确。

5.2支座上方边缘混凝土存在一般缺陷（松散、不密实）的修复措施

支座上支座板周边存在局部蜂窝体，部分蜂窝体进入支座上钢板边缘小于10cm（即缺陷B）。

采用高压压注改性环氧树脂胶液的方式进行修复。根据缺陷检测报告中检测的缺陷区域，在缺陷部位支座上支座板边缘，按照30cm×30cm的间距在侧面或底面钻直径φ10mm的压浆孔，清理干净后埋设压胶管，然后高压压注改性环氧树脂胶液。钻孔深度必须穿越缺陷体范围，确保将局部松散体压注密实。

5.3支座范围外梁底混凝土存在一般缺陷（松散、不密实）的修复措施

梁底缺陷远离支座上支座板（距支座上支座板边缘≥20cm），深度<30cm，或面积<0.2㎡（即缺陷D）。

（1）深度超过梁体底层钢筋

首先根据缺陷检测报告中测定的缺陷区域，凿除缺陷区域及周边不密实的混凝土使得坚硬混凝土外露，对外露钢筋彻底除锈，再对凿开的空洞区域采用比原梁体混凝土强度高一个等级的改性环氧树脂豆石混凝土进行修复，并按照30cm×30cm的间距埋设压胶管，待改性环氧树脂豆石混凝土达到设计强度后，再高压压注改性环氧树脂胶液。

（2）梁底表层混凝土缺陷

对梁底表层缺陷（蜂窝、麻面），凿除缺陷区域，然后采用比原梁体混凝土强度高一个等级的改性环氧树脂砂浆进行修复。

5.4支座范围外梁底混凝土存在较大面积缺陷的修复措施

梁底缺陷远离支座上支座板（距支座上支座板边缘≥20cm），深度≥30cm，且面积≥0.2㎡（即缺陷C）。该类缺陷虽然对支座无影响，但由于缺陷面积较大，特别是在0号块段梁底横桥向范围较大时，若盲目凿除松散体可能会使梁段底截面削弱过多，造成相邻部位混凝土压应力超限的情况，影响桥梁整体结构安全。因此，该类缺陷必须先对梁段底板进行补强，然后才能凿除松散体、修复缺陷。

梁段底板补强一般的措施为：在梁段箱室内的底板上面植筋、安装钢筋网、浇筑比原梁体混凝土强度高一个等级的无收缩豆石混凝土。补强段范围需要根据检测报告中的缺陷程度分析确定。待补强段混凝土强度达到设计要求后，才能对梁底缺陷区域进行修复，修复方法参照“5.3支座范围外梁底混凝土存在一般缺陷（松散、不密实）的修复措施”。

5.5梁体侧面混凝土存在较大面积缺陷的修复措施

梁体侧面缺陷远离支座上支座板（距支座上支座板侧上方≥50cm），深度≥10cm，且面积≥0.2㎡（即缺陷E）。

凿除连续梁0号块两侧外表层的松散体使得坚硬混凝土外露，对外露钢筋彻底除锈，再对凿开的空洞区域采用比原梁体混凝土强度高一个等级的改性环氧树脂豆石混凝土进行修复，并按照30cm×30cm的间距埋设压胶管，待改性环氧树脂豆石混凝土达到设计强度后，再高压压注改性环氧树脂胶液。

5.6梁体侧面混凝土存在一般缺陷（松散、不密实）的修复措施

梁体侧面缺陷深度<10cm，或面积<0.2㎡（即缺陷F）。

修复方法参照“5.3支座范围外梁底混凝土存在一般缺陷（松散、不密实）的修复措施”。

6.耐久性措施

为确保梁体结构达到原设计的耐久性要求，在梁体缺陷修复后，必须对梁体表面缺陷区域采取耐久性保护措施：将修复区域涂刷硅烷偶联剂，涂刷区域应向修复区域外延伸50cm。

7.梁体缺陷修复材料的性能要求及主要技术指标

7.1胶粘剂

（1）胶粘剂安全性鉴定

对改性环氧树脂胶液、混凝土底层树脂胶、植筋胶等结构胶粘剂，均应满足《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》（GB 50728-2011）的要求。特别是胶粘剂长期性能应满足下列要求：

（a）耐环境作用检验；

（b）耐应力长期作用检验；

（c）耐介质侵蚀性能检验；

（d）对加固用的胶粘剂，应进行毒性检验，要求固化后胶粘剂应达到实际无毒的卫生等级；

（e）混凝土维修材料抗拉及粘结强度应至少大于被维修混凝土相应强度的1.2倍。

（1）胶粘剂主要性能指标

改性环氧树脂胶液、混凝土底层树脂胶、植筋胶等的性能必须符合《混凝土结构加固设计规范》（GB 50367-2013）和《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》（GB 50728-2011）的要求。其中，改性环氧树脂胶液必须采用工厂制作的结构专业裂缝胶。

7.2改性环氧树脂混凝土、改性环氧树脂砂浆

改性环氧树脂混凝土、改性环氧树脂砂浆的相关技术指标可参照《环氧树脂砂浆技术规程》（DL/T 5193-2004）及其他相关技术规范。

7.3高强无收缩灌浆料

材料性能应具备早强高强、高流态、和易性好、耐久性好、自密实、不泌水、微膨胀、操作简便及有效承载面积大于95%且对钢筋无锈蚀等特点。

8.梁体缺陷修复施工注意事项

8.1高强无收缩灌浆料修复

灌浆前应初步计量所需浆体体积，实际灌注浆料数量不应与计算值产生过大误差，防止中间缺浆。灌浆过程应从支座一端注浆嘴注浆，发现其他三个方向排浆管有浆液流出后，将排浆管出浆口逐个封堵牢固，直至最后一个排浆管有浆液均匀流出即证明梁底已经注满高强无收缩灌浆料，封堵注浆口，注浆结束。

8.2压胶修复

（1）进行压胶前应对压胶口和钻孔孔道内进行处理，将表面的灰尘、浮渣及松散层等污物清理干净，并用有机溶剂将边缘处擦洗干净，保持干燥。

（2）压胶机具、器具及管子在压胶前应进行检查，合格后方可使用。

（3）压胶时应按照从下到上的顺序进行压胶，当某层出胶嘴有胶液均匀溢出时，稳压5分钟后立即关闭转心阀，封闭该出胶嘴和压胶嘴，然后移至上一层继续施工，压胶压力应保持稳定，宜0.2MPa。

（4）压胶结束后应立即拆除管道，并清洗干净。

（5）待缺陷内胶液达到初凝不外流时，方可拆除出胶嘴和压胶嘴，并应用掺入水泥的胶液将其抹平封口。

8.3改性环氧树脂混凝土修复

（1）强度要求：不低于原梁体混凝土强度，可适当提高一个强度等级。

（2）改性環氧树脂混凝土粗骨料要求：采用5mm的豆石。

（3）其他要求：可参考《环氧树脂砂浆技术规程》（DL/T 5193-2004）及其他相关技术规范。

8.4其他注意事项

（1）梁体缺陷修复中顶梁、支座安拆、支座上方梁底灌浆工艺复杂，施工前应编制专项施工方案并通过审批后方可实施。

（2）梁体缺陷修复工程是一项专业性很强的工程，应选择具有丰富的相关维修经验且有特种工程施工资质的专业队伍进行施工。

（3）施工过程中涉及较多的胶粘剂材料，因此应掌握气候变化，避免在大风大雨等特殊天气条件下进行施工。

（4）施工过程中涉及胶粘剂及涂装作业，其中部分物质对人体有一定的伤害，施工过程中必须做好施工人员防护工作。

（5）胶粘材料在运输、装卸过程中，各种包装应保持完整，规范作业。施工过程中滴落的胶粘材料在固化前应及时清理，擦洗干净，以免造成对环境与设施的破坏，建立健全文明施工管理措施。

（6）梁体上钻孔应避开钢筋，特别是预应力钢筋位置，施工时可根据现场实际情况适当移动孔位。

参考文献：

[1]《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB10002.3-2005）

[2]《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB10005-2010）

[3]《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）

[4]《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2013）

[5]《工程结构加固材料安全性鉴定规范》（GB50728-2011）

[6]《混凝土结构后锚固技术规程》（JGJ145-2013）

[7]《环氧树脂砂浆技术规程》（DL/T5193-2004）

[8]李福强.公路桥梁工程混凝土外观缺陷的成因和防治措施[J].河南建材，2012（1）.

[9]郭喜付，崔风华.浅谈公路桥梁缺陷成因及修复加固技术[J].黑龙江科技信息，2007（5）.

预应力混凝土连续梁顶推施工 篇7

随着桥梁建设事业的飞速发展, 桥梁结构不断推出新型式。造桥技术也在不断推出新方法, 顶推施工技术就是其中一例。新建津秦铁路客运专线在DK73+170.67处跨越津山铁路, 交角为12度, 桥式布置为7孔16m连续梁 (103#墩—112#墩) , 总长115.74m。主梁为 (15.77+5×16.56+15.77) m预应力混凝土连续箱梁, 梁长115.74m, 总重2860t。梁体为单箱单室, 梁高2.0m, 梁顶宽12.0m, 梁顶底板厚30cm, 腹板厚由跨中0.45m变为支点1.05m, 横向支座中心距4.9m, 边跨支点距梁端0.7m。

2 总体方案

连续梁预制、张拉完毕后, 在连续箱梁前后两端安装导梁, 导梁有效长度为12.6m, 重11.12t, 根部与主梁前端固结;在99-111#墩主墩及1-4#临时墩墩顶设置滑道梁, 墩顶两侧设置横向限位, 连续箱梁小里程端隔墙底部设置后锚反力点, 105#墩顶设置牵引设备, 通过纵向2组6-φ15.2mm高强度低松弛钢绞线 (单根钢绞线受力F=1860MPa×140mm=260KN) 与牵引端连接, 利用2台150t ZLD连续千斤顶 (参数见附表一) 将预制箱梁整体拉到设计位置。

3 施工方法

3.1 牵引技术要求

经计算克服静摩擦时需要顶拉力约1600KN, 顶拉过程中顶拉力约为640-1260KN。顶拉时通过千斤顶控制顶拉速度, 以4m/h为顶拉时速度上限。

3.2 试牵引

试顶拉将梁体大里程端顶拉至104#墩, 验证顶拉速度, 确定千斤顶顶拉速度;根据偏位监控数据, 指挥偏位纠偏操作方法验证及配合情况。

3.3 顶拉作业

在发出施工信号后, 2台千斤顶同步开始顶拉作业。顶拉时, 组合的NGE滑块 (400×400×15mm) 在1mm厚的不锈钢板上滑动, 滑块与不锈钢板间涂有润滑剂, 为了便于操作, 滑动支承两方均设置曲面, 滑块在滑道梁前进方向坡口滑出, 同时在反方向滑道梁坡口上不断喂入滑块, 带动梁身前行, 并按照预顶拉时总结的最佳顶拉速度进行操作;在梁端预计要通过的墩顶限位装置时, 技术人员量测控制点与连续梁腹板的水平距离, 与理论数据进行比较, 如出现偏差时, 及时进行纠偏, 纠偏采用楔块法为主、千斤顶横顶法为辅的纠偏方法, 且在顶拉过程中进行, 按照此顶拉方案进行顶拉施工。连续梁前行至设计位置, 拆除前后两端导梁和牵引系统。

3.4 落梁前检查梁体位置, 拆除横向限位设施

连续梁起顶前, 按设计位置放样连续梁中心线, 并与实际中心线对照, 偏位在15mm以内后进行起顶, 起顶后再次放样检查梁体横向偏位情况, 如偏位满足要求后方可拆除横向限位设施。

3.5 起落梁作业

起落梁时为了消除由于预应力所引起的二次力矩, 使梁体受力状态符合于自重力引起的弯矩和反力, 落梁时千斤顶顶力以支座反力 (详见附表二) 调整控制为主, 同时适当考虑梁底高程。在发出施工信号后, 各起顶操作人员同时按反力的0.3、0.6、0.8、0.9、1.0、1.1倍作为分级调压的油压控制值进行起顶, 每升一级压力的操作时间不短于10min, 且在每级压力上持压5min, 以保证有足够的时间使梁体进行内力传递和分配, 减小直至消除梁体变形“滞后”现象带来的影响。起顶至指定高度后拆除墩顶滑道, 并及时吊离既有线安全距离以外, 安装正式支座, 同样按分级调压法落梁至设计标高后对支座进行灌浆, 浆体凝固后千斤顶回油拆除起顶设施及侧向限位装置并吊离既有线安全距离以外。

4 控制要点

1.预制梁在施工过程中, 支架要按要求进行压重, 消除支架的非弹性变形, 确保梁底的平整度。

2.顶拉、落梁前检查设备, 确保设备的完好。

3.顶拉过程中, 要严格控制顶拉速度, 不宜过快, 控制在2m/h左右。在距设计位置2-4m时, 适当放慢顶拉速度, 防止超出设计位置。

4.起落梁过程中, 要严格控制各指点处的反力值, 减小梁体变形, 防止梁体局部受力不均产生裂纹。

5 结束语

在我国的铁路与公路施工中, 经常会遇到与既有路线交叉问题, 不可避免地相互影响。顶推法施工具有较好的应用效果和经济效益, 通过实践我们认为此方法的优点有以下几方面:

1.不需要大型的机械设备和大吨位的反力设施, 施工过程中不影响桥下交通。

2.顶推设备自动化程度高, 循环周期短, 施工进度快, 梁体在顶推过程中运行平稳、安全可靠。

3.操作简便, 便于掌握, 一般工人经过短时间培训即可达到熟练程度。

4.采取了有效的防开裂措施, 能保证梁体在顶推过程中不出现开裂。

摘要：重点介绍了预应力混凝土连续梁顶拉及落梁施工工艺和技术要点

预应力连续梁 篇8

宁远堡特大桥位于甘肃省金昌市境内, 是金阿铁路专用线的控制性工程, 全长1565.8m。大桥跨越金川公司专用线、河雅公路、金川河、金永高速公路、金川总干渠及硫酸管道和多处地下光缆。大桥跨度大、技术含量高、施工难度大。其中主桥采用 (48.75+80+48.75) m三孔预应力混凝土变截面连续梁桥, 全长177.5m。主墩墩顶处梁高为6.2m, 中跨跨中及边跨直线段梁高为3.7m, 梁底曲线为二次抛物线。箱顶宽7.5m, 单侧悬臂长1.5m, 箱底宽4.5m。该桥技术含量高、施工难度大、工期紧, 是金阿铁路专用线的重点控制性工程。根据业主铺架的工期安排, 宁远堡特大桥的建设进行冬季施工。

2 冬季低温施工存在的问题

我们不能改变环境对施工的影响, 但是我们可以使其影响程度降到最低。根据混凝土自身的材料特点可知温度对其质量有很大的影响, 冬季连续梁预应力混凝土施工主要存在以下三个问题。

2.1 冬季低温对混凝土强度增长的影响

混凝土是由胶凝材料、骨料、拌和用水及外加剂等组成的混合物。混合物在拌制过程中水泥和水发生水化反应, 水泥的水化速度与水泥细度和水的温度有关, 当细度一定时, 水的温度 (不超过65℃) 越高水泥的水化速度越快, 水泥的水化速度越快混凝土强度的增长越快。当温度低于0℃时, 水泥的水化反应停止, 混凝土的强度停止增长。由此可知, 低温条件下水泥的水化速度会降低, 混凝土强度的增长速度也会降低。

2.2 温差变化幅度对混凝土产生裂缝的影响

混凝土强度的增长是水泥水化作用的结果, 而水泥水化作用的速度主要是随着温度的变化而变化的。当温度降低到0℃时, 混凝土中有一部分水开始凝结, 由水凝结为冰。此时水泥水化作用减慢, 强度增长相应较慢。当温度持续下降, 混凝土中的水完全变成冰时, 体积变大, 并对周围混凝土产生膨胀应力, 这个应力值通常大于混凝土初期的强度值, 从而使混凝土内部结构受到破坏。当气温逐渐上升冰融化成水, 混凝土内部又会形成很多空洞, 降低了混凝土的密实性及耐久性, 并且内部温度不断上升会在混凝土表面引起拉应力, 当混凝土受到基础或其他结构的约束时又会在内部出现拉应力, 当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时, 即会出现裂缝。由此可见, 在冬季混凝土施工中, 混凝土中水的形态变化是影响其强度的关键。

2.3 地区特殊环境对施工产生的影响

甘肃金昌地处西北, 冬季气温变化较大, 混凝土的入模温度难以控制, 昼夜温差以及季节温差也会影响梁体抛高设置的偏差, 一旦忽略温度的影响很可能导致合拢后梁体开裂等质量问题;有风日期较多, 且风速较强, 混凝土表面水分流失较快, 影响混凝土的强度。

3 冬季施工技术措施

为确保工程质量, 连续梁的冬季施工必须严格按照冬季施工的要求进行。当环境昼夜平均温度连续3天低于5℃, 或最低温度低于-3℃时, 应立即启动冬季施工方案。采取冬季施工要解决的三大问题是:原材料的保温措施、减少拌合与运输过程中的热量损失和混凝土养护的温度控制, 连续梁的冬季施工主要围绕这三个问题进行施工组织。

3.1 原材料的保温措施

首先, 要保证钢筋的温度。在负温条件下, 钢筋的伸长率和抗冲击韧性降低, 脆性增加, 加工性能下降。所以钢筋应存放于室内或进行严密覆盖, 同时选择低温韧性良好的焊条。

其次, 要保证骨料的温度。骨料的存储要求搭设暖棚, 墙体高度不小于装载机车身的高度, 墙体与顶棚间用棚布挡护, 出料通道采用活动帘布, 必要时可在暖棚内生炉取暖, 保证骨料无结冰现象。

再次是其他原材料的保温措施。贮存水泥、粉煤灰等胶凝材料的罐应用保温棉毡包裹。对拌合用水采用加热的方法, 水温不宜高于65℃。

3.2 减少拌合与运输过程中的热量损失

第一, 拌和站要采取保温措施。

搅拌站设在气温不低于10 ℃的暖棚内。在拌制混凝土前用高温度的热水冲洗搅拌机。

第二, 混凝土的拌和技巧。

混凝土拌合的投料顺序为先投入骨料和水, 待搅拌均匀后投入胶凝材料。搅拌时间调整为常温施工搅拌时间的1.5倍左右。

第三, 混凝土的运输控制。

运输混凝土的罐车外要包裹多层棉织物, 在装入混凝土之前要先用热水冲洗罐车内部。罐车应及时运到浇筑地点, 尽可能减少混凝土在运输过程中的热量损失。

3.3 混凝土养护时的温差控制

混凝土浇筑完毕后静停一段时间后开始进行养护, 养护分四个阶段:

1) 静养阶段:混凝土浇注完毕至升温前先放置一段时间, 主要是为了增强混凝土对升温阶段结构破坏作用的抵抗能力。静停期间保持棚温在5℃左右, 灌注完成后静养5h。

2) 升温阶段:指混凝土原始温度上升到恒温阶段, 梁体混凝土在灌注完成4h后开始通蒸汽加温, 升温速度平均每小时控制在5～10℃。

3) 恒温阶段:是混凝土强度增长最快的阶段。恒温时蒸汽温度控制在45℃范围内, 恒温阶段棚内保持90%～100%的相对湿度。恒温约24h左右。

4) 降温阶段:在降温阶段内, 混凝土已硬化, 降温速度控制在每小时10℃内。在升、恒、降温过程中, 梁体混凝土芯部、表面、环境温度差异均不超过15℃。

上述四种温控阶段采用蒸汽养护系统进行养护, 避免混凝土外表面降温过快而引起较大的温度梯度。蒸汽养护系统由供热、养护罩及温控三大部分组成。

首先, 供暖蒸汽设备按照连续梁施工进度, 经过热工计算每段需设置2台36KW/54A的电热蒸汽锅炉。为保证梁段的养生区间均匀的充满蒸汽, 管道布置如图1所示。在混凝土浇筑完成后蒸汽养生开始前, 将蒸汽主、副管搭接完成, 使蒸汽能有效均匀的分布于养生区域, 蒸汽要远离混凝土30cm, 以防蒸汽温度过高造成梁的局部温升过快。前三分之二管段内每隔50cm打制一对直径为4mm的梅花形喷孔, 后三分之一管段每隔30cm打制一对同样的喷孔。两喷孔的夹角为120度, 以防蒸汽直接喷射到混凝土或钢模表面上。其次, 养护罩采用轻型钢结构和防水高密度无纺布组成, 围护方式如图1所示。最后, 连续梁内侧应挂设温度计, 安排专人测量温度, 及时调整电蒸汽锅炉蒸汽温度。

4 结束语

连续梁的冬季施工除了对原材料, 混凝土拌制、运输、浇筑、养护等几方面严格要求外, 还应做好质量保证体系, 宁远堡特大桥在冬季施工实际施工过程中, 通过该项冬季施工技术的实施, 连续梁的质量达到了内实外美, 总体的施工效果也达到了预期的要求。

参考文献

[1]张继尧, 王昌将.悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥[M].北京:人民交通出版社, 2004.

[2]王雄, 张鹏, 刘国辉.现浇桥梁冬季施工技术[J].市政技术, 2010, 150 (2) :451-460.

[3]李伟红.浅析混凝土冬季施工方案[J].陕西建筑, 2010, 27 (1) :120-122.

[4]刘玉军.浅谈混凝土冬季施工的质量控制[J].才智, 2008, 129 (3) :67-70.

[5]邢宏涛.保障混凝土冬季施工质量的技术措施[J].黑龙江交通科技;2010, 71 (3) :91-94.

[6]闫丽坤.冬季蒸养温度控制对混凝土构件质量影响浅析[J].山西建筑;2007, 47 (2) :360-365.

[7]郭元峰.混凝土冬季施工技术探讨[J].陕西建筑, 2010, 18 (4) :277-283.

预应力连续梁 篇9

关键词：连续梁桥,挂篮设计,挂篮预压,变形

1 工程概况

某大桥桥跨布置为(10×30+40+70+40+5×30)m预应力砼连续T梁+变截面箱形连续梁,主桥为(40+70+40)m变高度预应力混凝土连续箱梁。设计标准:公路等级为一级公路,设计速度100 km/h。其布置形式见图1。

2 挂篮系统设计

2.1 挂篮结构

该桥挂篮为菱形挂篮,横向3片主桁,主桁杆件由2[32b槽钢组成,槽钢两侧各贴1块钢板形成箱形截面杆件,各杆之间通过节点板及材质45#钢的销子连接,其构造见图2。前上横梁由2 I45a型钢组成,后锚梁由2 I40a型钢组成,底篮前后托梁由2[40a普通热轧槽钢组成,底篮纵梁为I32a。模板重量和浇筑混凝土阶段混凝土的重量由挂篮前吊杆和后吊杆承担。前、后吊杆均采用Φ32 mm精轧螺纹钢筋,通过上部分配梁将底篮悬吊。浇注混凝土时,为了平衡前吊点产生的倾覆力矩,通过1组穿过箱梁顶板的锚筋锚固。挂篮移动时由反扣在工字钢轨道上的行走小车来平衡倾覆力矩,底模后吊由挂篮顶端中部移篮横梁两端悬吊的钢丝绳及手动葫芦承担。

挂篮共重496.3 k N,箱梁最重节段为1#节段,重量为1 287.4 k N(长3.0 m);挂篮重量与箱梁块段重量之比(挂篮工作系数)为:496.3/1 287.4=0.386。

2.2 设计参数

2.2.1 材料参数

(1)G砼=26 k N/m3;弹性模量E钢=2.1×105 MPa;(2)材料允许应力:对于Q235材料,[τ]=85 MPa,[σ]=140 MPa;对于临时结构(挂篮次要部位)容许应力提高30%,材料容许应力[τ]=85×1.3=110 MPa,[σ]=140×1.3=182 MPa。

2.2.2 荷载参数

(1)箱梁恒载:取最重节段1#块进行计算,长3.0 m,重1 287.4 k N;(2)人员、施工设备及材料堆载等施工荷载取1.0 k Pa;(3)模板及加劲肋取2.5 k Pa;(4)振捣混凝土时产生的水平荷载取1.0 k Pa;(5)倾倒混凝土时产生的竖向荷载取2.0 k Pa;(6)混凝土偏载取腹板重量的20%;(7)风荷载取V10=13.8 m/s(6级风速)。

2.2.3 荷载系数

(1)考虑箱梁混凝土浇注时膨胀等的超载系数取1.05;(2)新浇混凝土等自重系数取1.1;(3)挂篮空载行走时冲击系数取1.3;(4)施工人员及机具荷载系数取1.0;(5)倾倒混凝土时产生的冲击荷载分项系数取1.0;(6)振捣混凝土时产生的竖向荷载分项系数取1.0;(7)浇注混凝土和挂篮行走时的抗倾覆稳定系数取2.0。

2.2.4 荷载组合

(1)荷载组合Ⅰ:混凝土重量+动力附加荷载+超载+混凝土偏载+挂篮自重+人群和机具荷载

(2)荷载组合Ⅱ:挂篮自重+横向风载+模板重

其中荷载组合Ⅰ用于主桁承重系统强度、刚度和稳定性计算,荷载组合Ⅱ用于挂篮行走计算。

3 挂篮计算

挂篮系统设计计算采用计算机电算和手算相结合的方式,电算程序采用美国CSI公司的SAP2000V10专业结构设计软件。

3.1 挂篮构件内力计算

各杆件荷载组合Ⅰ、荷载组合Ⅱ工况作用下受力的计算结果见表1。

3.2 荷载组合Ⅰ作用下挂篮构件受力验算

此处仅对挂篮菱形主桁各受力构件进行强度及稳定验算。

主桁材料为Q235b,2[32a上下贴厚10 mm宽300 mm的钢板,截面特性为:A=15 572.69 mm2,W=1 830.13 cm3,i=141.35 mm,此处应力计算中计算长度按照图2中取各构件几何长度,变形计算中计算长度取各构件中心线交点间距离。

(1)单侧后锚固点计算

R锚固=-325.7 k N,负号表示反力方向向下。后锚点设2根Φ32精轧螺纹钢,则倾覆安全系数为:Fs=2×700×804.25/521 100=2.16>2.0。

(2)主桁前斜杆验算

主桁前斜杆L=4.72 m,λ=μL/i=33.39,φ=0.893;N=934.0 k N,M=5.79 k N·m。

强度验算:σmax=N/A+M/W=63.14 MPa

稳定验算:σmax=N/φA+M/W=70.33 MPa

均满足要求。

(3)主桁下弦杆验算

主桁下弦杆L=5.56 m,λ=μL/i=39.33,φ=0.88;N=786.9 k N,M=3.68 k N·m。

强度验算:σmax=N/A+M/W=52.54 MPa

稳定验算:σmax=N/φA+M/W=59.43 MPa

均满足要求。

(4)主桁后斜杆验算

主桁后斜杆L=4.4 m,N=964.5 k N,M=4.85 k N·m。

强度验算:σmax=N/A+M/W=64.59 MPa满足要求。

(5)主桁上弦杆验算

主桁上弦杆L=6.4 m,N=786.9 k N,M=4.51 k N·m。

强度验算:σmax=N/A+M/W=53.00 MPa满足要求。

(6)中立杆验算

中立杆L=2.79 m,λ=μL/i=19.74,φ=0.933;N=582.0 k N。

强度验算:σ=N/A=37.37MPa

稳定验算:σx=N/φA=40.05 MPa

均满足要求。

(7)挂蓝前上端点挠度

满足要求。

3.4 行走时挂篮构件受力验算

由表1可以看出挂篮在行走时,菱形主桁受力均小于箱梁浇筑时受力。以下对主桁侧吊架系统受力进行验算。

(1)行走时后锚计算

行走时,后锚点受力为76.44 k N,用4根Φ25的钢筋锚固移篮轨道安全系数为:

(2)行走时轨道局部验算

轨道材料为2I25a、Q235b。在轮压集中力P作用下,普通工字钢轨梁在腹板根部点1和点2(见图3)的局部应力分别为:

轮压值为:P=76.44/4=19.11 MPa;α1取1.38,α2取1.25;a/c=0.72,可查表得:kx1=0.47,ky1=1.55,kx2=1.70;t取23 mm。

根据公式可得:σy1=-77.27 MPa,σx1=-23.43 MPa,σx2=76.76 MPa,均小于182 MPa,满足要求。

4 挂篮预压试验

为了保证挂篮系统的安全性,在进行箱梁混凝土浇注之前,对挂篮在超重情况下逐级进行荷载预压试验,设置挂篮施工的预拱度。

4.1 挂篮测点布置

根据本工程主桥跨径中等、河道上横风较大等情况,该桥梁最大节段重量1#块为128.7 t,浇注箱梁分段长度有3 m、3.50 m、4 m。挂篮变形共设12个观测点,见图4、图5。

4.2 挂篮预压试验

4.2.1 加载方式

挂篮预压的加载方式是模拟重量最大梁段的施工实际荷载,采用配重法加载,在浇筑1#块件前,按照浇筑1#块件的挂篮设置及施工重量进行布载预压。考虑箱梁混凝土浇注时膨胀等的超载系数1.05、新浇混凝土自重系数1.1以及施工人员及机具荷载等,取最大预压荷载为1#块重量的120%进行预压试验。

加载时采取逐级加载,第1级加载30%,第2级加载70%,第3级加载120%,观测各级荷载下的变形,并做好记录。

加载荷载尽量模拟箱梁横断面的结构形式分布,加载采用沙包,沙包重量秤取多包的重量平均,每包直接用磅秤取以确定加载荷载卸时重量控制,重量分布情况基本保持和梁体重量分布一致。加载后隔1 h即可观测1次,待稳定后2 h观测1次,直至连续测不出沉降读数后卸载。卸载顺序按加载的反顺序进行。

4.2.2 挂篮试验数据分析

本次试验对挂篮测点在各加载工况下的变形进行测试,实测数据见表2、表3。

m

m

对表2、表3中数据进行分析可以得出:

(1)挂篮前端(测点3)最大变形为24 mm,平均总变形为21 mm、弹性变形10 mm、非弹性变形11 mm,从结构最大弹性变形分析,满足施工控制要求。

(2)挂篮后锚点(测点1)的最大变形为2 mm,平均总变形为2 mm、非弹性变形1 mm;前支点(测点2)的最大变形为8 mm,平均总变形为6 mm、非弹性变形4 mm;说明挂篮的后锚和前支点牢固可靠。

5 结论

(1)通过计算可以得出:此挂篮各部分构件均可满足受力要求,主桁强度、刚度均可满足规范要求,且具有较大的安全储备。

(2)挂篮行走时会产生很大的摩擦,上述计算中加入了滚轮,建议实施中采用此种方式。

(3)挂篮前端理论计算变形为10.55 mm,该处预压试验中实测平均弹性变形10 mm,与理论值比较接近。

参考文献

[1]GB50017—2003钢结构设计规范[S].

[2]范立础.预应力混凝土连续梁桥[M].北京:人民交通出版社,1999.

[3]雷俊卿.桥梁悬臂施工与设计[M].北京:人民交通出版社,2000.

[4]张继尧,王昌将.悬臂现浇预应力混凝土连续梁桥[M].北京人民交通出版社,2004.

预应力连续梁 篇10

引起预应力损失因素及其控制预应力损失的主要措施:

1 管道摩擦和孔道偏差及其控制措施

后张法连续梁的预应力孔道一般由直线段和曲线段组成, 张拉时预筋沿孔道壁滑移而产生摩阻力, 从而造成张拉端预筋应力高, 沿孔道逐步减小的情况。对于直线段预应力钢筋主要由于孔道偏差或不平顺造成了预加力损失;而对于曲线段孔道, 由于预应力钢筋对弯曲孔道有径向压力, 张拉端力 (也即锚下控制应力) 、弯曲弧度和管道摩擦, 造成了预加力的损失。其张拉力与管道摩阻的关系如图1所示。

孔道偏差和摩阻产生的预应力钢筋损失可表示为σ1=σcon[1-e- (μl+kx) ], 其中σcon为锚下控制应力;μ为锚筋与管道壁摩擦系数;k为管道每米的局部偏差对摩擦的影响系数;x为三维空间曲线预应力钢筋的长度;θ为张拉端至计算截面管道曲线的夹角, 当曲线为三维曲线时, , θH、θv分别为平弯和竖弯角度。

施工中张拉预应力采用双控措施, 以油压表读数为主, 以伸长量作为校核。伸长量的计算为, 其中, L为预应力筋的长度;Ap为预应力筋的截面积;Ep为预应力筋的弹性模量。

计算伸长量时宜以实测管道壁摩擦系数μ和管道偏差系数k为准, 当无可靠的试验数据时, 可参考《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土设计规范》取值。直线段和曲线段累加, 确定单孔预应力束的伸长量。

施工中主要的控制措施有:

(1) 预应力连续梁的钢束既有平弯又有竖弯, 井字定位架按照直线段0.8 m、曲线段0.5 m的间距布设, 且提前与模板上放样保证坐标准确, 并须特别注意控制孔道坐标和孔道线形圆顺;

(2) 采用人工配合机械穿束 (将钢绞线束固定在一个锥形的牵引导向装置上, 用卷扬机牵引) , 单束钢绞线每隔1 m左右捆扎一道镀锌铁丝避免钢绞线间的互相缠绞, 以免造成张拉时单孔钢束不同根钢绞线应力差值过大, 出现断丝等现象;

(3) 施工中一般采用OVM锚具, 锚杯呈喇叭口形, 预应力钢筋在此会有弯折, 也会产生较大的应力损失, 施工中可在此处增加定位钢筋数量, 实验检测锚杯应力损失, 进行超张拉;

(4) 张拉时, 必须保证两端对称同步张拉, 以免造成钢束对称点应力不对称, 约束梁体的左右应力不一, 形成质量隐患;

(5) 油压表、千斤顶必须进行标定;千斤顶尽量选择一次行程就能满足伸长量的, 选择正常允许测量范围在1/4～3/4的油压表;

(6) 实际伸长量与理论伸长量的误差控制在6%以内, 否则需停止张拉, 待查明原因后, 方可继续张拉操作;

(7) 加强进场材料的检查, 检查预应力筋实际弹性模量和截面面积与厂家提供的数值是否有差异;

(8) 锯齿板锚固区处预应力钢筋弯折存在较大径向力, 受力比较复杂且承受较大的偏心力, 施工中应严格控制这两处的钢筋绑扎和保护层的厚度, 防止因锯齿块崩裂, 造成预应力的损失。

2 传力锚固引起的应力损失及其控制措施

预应力筋张拉后锚固时, 由于锚具受压变形、接缝压缩、夹片回缩、滑丝等现象导致预应力筋的回缩α1, 则预应力损失为, 其中l为张拉端至锚固端的长度;E为预应力钢筋的弹性模量。施工中如无实测数据, 锚头变形及接缝压缩的α1取值可参见表1。

施工中对锚具受压变形、接缝压缩、夹片回缩、滑丝等的控制措施:

(1) 施工前应对外观、锚固效率系数、极限拉力总应变、锚口摩阻、喇叭口摩阻等项目进行检验;

(2) 对锚具夹片的 (锚固效率系数ηa和极限总应变εapu) 做检测, 要求ηa≥0.95, εapu≥2.0%;

(3) 清理锚固锥孔与夹片间的杂物、钢绞线上的油污, 确保锚具对中锚下垫板止口, 防止出现滑丝等现象。

3 混凝土收缩徐变引起的应力损失及其控制措施

混凝土在预加压力的作用下, 应变随时间的增加而增加, 造成了混凝土构件的缩短, 因而会引起预应力的损失。

混凝土的收缩主要是硬化初期水泥石在硬化过程中产生体积变化, 后期主要是混凝土内水分蒸发引起的干缩;混凝土的收缩变形与时间的关系如图2所示。

混凝土徐变的主要原因是荷载长期作用下, 混凝土胶体中的水分逐渐压出, 水泥石逐渐发生粘性流动。细微孔隙逐渐闭合, 结晶体内部滑动, 细微裂缝缓慢发生等各种因素的组合结果。混凝土的收缩加徐变曲线与时间的关系如图3所示。

施工过程中控制混凝土收缩徐变的主要措施有:

(1) 混凝土宜采用高标号C50以上的混凝土, 减少水泥用量, 使用聚羧酸系高效减水剂, 降低水胶比, 水胶比控制在0.30左右;

(2) 因粗骨料所占的体积越大、强度越高、对收缩的约束就越大, 采用级配较好的骨料, 粗骨料的粒径一般在5～20 mm, 粗细骨料的比值控制在1.64左右;

(3) 振捣时采用30 mm和50 mm两种振捣棒, 加强振捣, 振捣时控制浇注速度, 提高混凝土的密实性, 增加混凝土内部的约束;

(4) 加强养护, 在箱室内部采用喷雾养护的方法, 于顶板混凝土面铺设土工布洒水养护, 养护天数最少不低于表2的规定天数, 减少混凝土中的自由水。

4 混凝土的弹性压缩引起的应力损失及其控制措施

后张法预应力连续梁施工时, 预应力根数较多, 一般采用分批逐束张拉锚固, 已张拉锚固的预应力钢束受到后张拉预应力钢束对混凝土弹性压缩变形的影响, 而产生预应力损失, 可表示为, 其中∑Δσpc为计算截面上先张拉的预应力钢筋重心处, 由后张拉各批钢筋混凝土产生的混凝土法向应力。连续梁中预应力钢筋数量多且在各截面位置不断变化, 要详细计算, 非常困难。

施工中可采用初张拉与终张拉结合, 左右和两端对称张拉的措施加以控制。对平弯曲线连续梁更应注意, 张拉时不能使曲线梁内、外边缘产生过大的拉应力, 使预应力损失过大, 更甚者使梁腹产生裂缝。张拉时必须先张拉靠近截面形心的钢束, 如果有多排钢束, 必须对称进行。

5 预应力钢筋的松弛引起的应力损失及其预防措施

预应力钢筋在一定的应力值下, 锚固长度不变, 但预应力钢筋中的应力值也会随时间的延长而降低。预应力钢筋的松弛一般初期发展很快, 24 h内可完成50%, 以后逐渐稳定, 但持续时间很长;初应力愈大, 应力的松弛愈快;温度愈高, 松弛愈大。

在施工中一般采用低松弛钢筋, 采用超张拉的办法加以控制, 一般超张拉设计值的105%;另外, 在张拉完成24 h后, 检查无滑丝、断丝等现象后, 再切割钢绞线进行压浆作业。

6 孔道压浆对预加力的影响及其控制措施

预应力管道压浆的主要作用:使预应力钢材与混凝土有效粘结, 实现整体应力效果, 增强梁体的承载能力;减轻锚固体系的负荷;防止预应力钢材锈蚀等。

施工中要严格控制水泥浆在结硬后应有可靠的密实性, 主要从以下方面控制:

(1) 水泥、水、外加剂和压浆设备、水泥浆的水灰比、泌水率、膨胀率和稠度等指标符合规范要求;

(2) 压浆采用真空压浆, 桥面存在纵坡时要从管道低处向高处压浆, 并严格控制压浆压力和速度;

(3) 考虑水泥浆储备能力保证压浆的连续性, 不得中途停止压浆作业。

7 结论

预应力混凝土连续梁一般都是作为全预应力结构进行设计, 张拉应力的控制是预应力混凝土梁施工最为关键的环节之一。综上所述, 施工中从原材料的选取、张拉锚下应力和伸长量的控制、加强混凝土的养护、注意孔道压浆等环节对张拉应力的损失加以控制, 能够保证后张法预应力混凝土连续梁的施工质量, 确保其使用寿命和运行安全。

摘要：根据预应力混凝土梁自身的特点, 结合施工现场的实际情况, 分析比较影响后张法PC连续梁预应力损失的因素, 提出符合现场施工实际的改进预应力损失的方法和措施, 减少施工中预应力的损失, 保证连续梁的施工质量。

关键词：连续梁,施工中,预应力损失,控制

参考文献

[1]铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范 (TB1002.3-2005) [Z].北京:中国铁道出版社, 2010.

[2]叶见曙.结构设原理[Z].人民交通出版社, 北京:2005.

[3]锚具测试规范 (JGJ 85-2010) [Z].中国建筑工业出版社, 北京:2010.

连续梁施工技术 篇11

关键词:大跨连续梁;联体挂篮;施工

中图分类号:U445.47 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2009)27-0036-03

1工程简介

山西晋济高速公路南河特大桥全长852 m,双向四车道, 整幅设计。全桥采用(40+120+3×180+100=800 m)一联六跨预应力混凝土连续刚构+连续梁的结构形式。

主梁上部结构采用斜腹板的预应力混凝土箱梁,箱梁为单箱单室断面,采用纵向、横向和竖向预应力混凝土结构。箱梁顶面横坡与路线横坡一致,为双向2 %横坡;箱梁底面水平。

箱梁顶板宽24.5 m,悬臂长6.0 m。底板宽从0#梁段处8.656 m变化至合龙段处11.408 m。箱梁中心高度从0#块处箱梁12.50 m变化至合龙段处4.50 m。0#梁段底板厚2.2 m;合龙段底板厚0.32 m。

最大梁段混凝土自重390 t。

2施工方案确定

按照设计要求及以往的施工经验,大多数采用挂篮施工的桥梁,一般都是左右幅分离,箱梁顶板宽在10 m～18 m之间,且梁段自重不超过200 t。现在的问题是:①梁段自重大,390 t;②顶板宽,24.5 m;③箱梁是斜腹板;④高空作业,最低处距地面60 m。怎样解决这些问题是摆在技术人员面前的一个难题。经与设计单位协商、公司业务领导分析论证,最后决定采用联体挂篮施工。做到了既能满足施工要求、安全要求,又能最大限度的利用原有材料。做到了技术措施、安全措施、经济成本的统一,起到了很好的效果。

3联体挂篮的设计

联体挂篮的设计是利用常规挂篮的菱形架,由单片组合成双片菱形架,作为一组受力体系的构件组合。即将双片菱形架组合在一起,形成双肢挂篮的一个受力点。利用两个双肢作为主承重结构。分别锚固于梁体上作受力结构,设计承重400 t,有效地解决了大跨度,大吨位梁段的施工。

联体挂篮前上横梁、底横梁,分别采用型钢组焊件增设桁架结构,解决整幅箱梁宽顶板的受力特点。提高了横梁的承载能力,有效地提高了抗弯性能。

主构件构造:双肢是利用0.8 m长六组2[30bA3组焊件将常规两片菱形桁架拴接。利用扁担梁将其锚固于箱梁上。前上横梁接长后,在一侧安装2[20bA3组焊件,形成桁架结构。前上横梁通过分配梁架设在双肢菱形架上,形成双肢挂篮的主构架。分配梁与菱形架和前上横梁拴接,起分配受力均衡的作用。另配置菱形挂篮的走形系统、提吊系统、模板系统,组成双肢联体挂篮,见图1。

图1联体挂篮图示

4联体挂篮施工

山西晋济高速公路南河特大桥,主跨结构的施工就是采用双肢联体挂篮。施工的最大梁段高12.5 m,顶板宽24.5 m,底板宽8.686 m。

采用挂篮施工流程如下:首先进行第一个梁段挂篮模板的安装,然后进行钢筋绑扎,浇注混凝土养护,进行预应力的张拉及压浆,移动挂篮进行下一梁段的循环施工。

现介绍主要的施工工艺及要点。

4.1联体挂篮前上横梁试压

联体挂篮在上0#段拼装前,在工地应进行试拼,并进行试压,消除非弹性变形并测出弹性变形值。根据弹性变形值提供立模标高值。

联体挂篮预压方法:将两片桁架的主构架面对面拼装,受力部位穿四根精轧螺纹钢锚固,中间安装9台液压千斤顶,利用油泵加压,通过油表读数反映加载数值。同时,在桁架的主构架的两端、中间、二分之一、四分之一及装千斤顶的位置,利用钢尺量测两端的距离。记录数据:在加载前、加载的50 %、100 %及卸载后分别记录两端的距离,来计算挂篮的弹性变形、非弹性变形值,为以后挂篮施工提供依据。

预压荷载:400 t,预压次数6次,预压结果:平均弹性变形每10 t变形3 mm。

在施工过程中,根据具体梁段的重量调整弹性变形值,最大值拟采用12 mm。

图2联体挂篮前上横梁预压图

4.2联体挂篮拼装

整个上部结构的施工,与地面距离最低处60 m,最高处110 m,属于高墩施工。所有的杆件考虑吊装的能力和距离。所以在制作加工时大都采用拴接。不能超过塔吊的起重能力和起吊范围。

拼装程序:首先在0#梁段顶面铺设钢枕,轨道并找平安装前后支座吊装单片菱形桁架临时锚固组合成双肢菱形架安装横向联结,门架更换锚固系统与梁体固结安装分配梁,前上横梁安装吊点安装底横梁及底模架,底模板安装外侧模。

(1)0#梁段顶面铺设钢枕,轨道并找平。施工1#梁段时,首先在0#梁段上进行测放中心线,并根据中心线定出双肢双肢菱形架的位置。然后,铺设钢枕,安装轨道。主要利用箱梁的预埋件将轨道固结在梁体上。在0#梁段顶面利用竖向预应力筋锚固走形轨道。在每侧的箱梁腹板顶面铺2排钢枕、木枕,安装长3.0 m轨道各4根,抄平轨顶面,量测轨道中心距,确认无误后,用加工好的螺帽把轨道锁定。

(2)安装前后支座。

(3)临时固定。在轨道两端按照设计位置安装完前后支座后,利用塔吊吊装菱形桁架。由于受起重能力限制,箱梁每一端菱形桁架分4片安装,先吊装一片就位临时利用倒链固定后,再吊装另一片,随后安装两片之间的横向联结件。完成一组后,再安装另一组。当箱梁一端的两组四片菱形架定位后。用32精轧螺纹钢筋将菱形架及轨道锚固于0#梁段上。

(4)安装菱形架之间的横向联结,横联以及门架。

(5)更换锚固系统与梁体固结。利用扁担梁将菱形架全部固结于梁体后,拆除倒链等临时固结。

(6)安装前上横梁。由于前上横梁长,且有桁架结构。为此,安装时,先吊装2I40型钢组焊件,置于菱形架顶面,带联结板一侧向上放置,然后,进行桁架结构的拼装。完成后,利用千斤顶移动至菱形架前支点附近后。利用塔吊及倒链将其倒置。最后,利用塔吊和千斤顶配合就位,拴接固定。

(7)安装吊点。在前上横梁安装前吊带、侧模吊带。在0#梁段箱梁底板上安装后吊带。前后吊带是吊装、固定底模系统的,是主要的受力部位,施工时必须严格要求,规范操作。吊带采用40 mm16 Mn钢板制作而成,吊带间利用销轴连接。

(8)利用塔吊安装前后底模横梁,然后吊装底模架、铺装底模板。

(9)安装内外侧模及走形梁,先用走形梁托紧外模框架,用四只10 t倒链向上吊装,两只倒链挂在前横梁上,两只通过梁体预留孔固定,同时上升就位,并用安装好的前后吊带锚固。

(10)调整立模标高。根据挂篮试压测出的弹性变形及非弹性变形值,再加上线形控制提供的立模标高定出1#梁段的立模标高。

挂篮安装完成后,开始进行钢筋绑扎。

5钢筋工程制作及安装

5.1钢筋制作

(1)钢筋应具有质量证明书和试验报告单,并抽取试样作力学性能试验,钢筋表面洁净,将表面油渍、漆皮鳞锈等清除干净。

(2)钢筋平直,无局部弯折。采用冷拉调直钢筋时,I级钢筋的冷拉率不大于2 %。

(3)用I级钢筋制作的箍筋,其末端做弯钩,弯钩的直径等于受力主筋的直径且不小于箍筋直径的2.5倍。弯钩平直部分长度,不小于箍筋直径5倍。

(4)钢筋调直、下料、弯制均在加工场施工,焊接、绑扎及安装在现场进行。

(5)主筋纵向连接采用电弧焊时,端部应预先折向一侧,使两接合钢筋轴线一致,减少偏心。

(6)钢筋接头设置在内力较小处,并错开布置。钢筋接头不超过受力的50 %,搭接长度必须规范要求。

(7)用焊接的方法拼装骨架时,严格控制骨架的位置。骨架的施焊顺序,已有骨架的中间向两边,对称的向两端进行,先焊下部再焊上部。

5.2钢筋安装

预制好的钢筋利用塔吊吊装。钢筋骨架绑扎适量的垫块,以保持钢筋在模板中的准确位置和保护层厚度,垫块采用塑料块。

6混凝土浇筑及养护

6.1混凝土浇筑

6.1.1浇筑方法

混凝土拌合物由泵管输送到箱梁顶板位置,腹板和顶板可通过泵管的接长直接输送到浇筑部位,对于底板可在箱梁顶板底模上预留混凝土浇筑孔洞。

预留浇筑孔洞位置及尺寸:浇筑孔洞的数量和尺寸以能满足布料点的浇筑半径和安全顺利输送为原则,孔洞设置在顶板的箱梁纵向轴线上,孔洞布置时需同时考虑与构造钢筋和横向预应力筋位置上的冲突,对横向预应力筋应避开,对冲突的构造筋进行位置调整,底板混凝土浇筑完成后应对所开的孔洞及时修复,将该位置顶板底模还原,并按要求绑扎好构造钢筋,不得影响顶板混凝土的浇筑和结构质量。

浇筑箱梁腹板时须防止混凝土从倒角处溢出,可在芯模底部靠近倒角处加一块平面模板,压住混凝土。控制腹板混凝土浇筑上升速度,当速度过快时,会造成倒角处未凝固混凝土抵挡不住腹板混凝土的压力从而翻浆。

6.1.2浇筑顺序

一般采用分层、分区浇筑时,间隔时间不得超过混凝土的初凝时间。混凝土浇筑时先浇筑箱梁底板,再浇筑腹板及横隔墙,最后进行顶板混凝土浇筑。分层浇筑厚度宜控制在30 cm～50 cm以内。

在浇筑过程中,T构两端受力属悬臂模式,所以,浇筑时应悬臂两端对称浇筑,每一段的中心两侧也应对称浇筑。

混凝土高速倾入所致的冲击不仅会造成梁体的震动影响到挂篮的安全,而且还会破坏钢筋网和预应力管道的尺寸及定位准确性,由此可能导致预应力筋张拉时的线型误差而影响双控目标的实现。因而对底板的浇筑需利用接长软管、串筒或溜槽等措施来减少冲击震动的影响。从高处向模板内直接倾倒混凝土时,其自由倾落高度不宜高于2 m。

6.2施工缝处理

对于0、1号段水平施工缝及各梁段间的竖向施工缝,混凝土终凝后,对施工缝处混凝土进行人工凿毛,确保80%的粗骨料露出表面,满足要求后用高压水冲洗干净,在下段混凝土浇筑前,施工缝混凝土表面洒水湿润。横隔板、加劲板及锚固块混凝土与箱梁混凝土同时浇筑。箱梁表面的混凝土应压实抹平,进行两次“收面”,并在其初凝前作拉毛处理,以便与上层调平层良好连接,并防止表面裂纹的产生。

6.3混凝土的振捣

(1)振捣工艺:采用高频插入式振捣器振捣,各插点的间距应均匀,一般不超过振动棒有效作用半径的1.5倍,一般控制在30 cm。在最边缘点距模板不应大于有效作用半径的1/2,一般控制10 cm。

振捣时要使振动棒自然地垂直沉入混凝土中,为使上下层混凝土结合成整体,振动棒应插入下层混凝土5 cm～10 cm左右,不可漏振、欠振或过振,每一处振动完毕后应慢慢提出振动棒,急提振动棒将使气体不能排出形成蜂窝麻面。振捣器不得平拖,以避免出现混凝土离析。

振捣时间一般控制在20 s～30 s,对每一处振捣部位,必须振捣到该部位密实为止。密实的标志是混凝土停止下沉,不再冒出气泡,表面呈现平坦、泛浆。

(2)振捣注意事项:①应避免振动棒碰撞模板和钢筋,严禁碰撞预应力管道,严禁用振动棒振动钢筋“赶料”和“拖料”。②浇筑底板与腹板交接位置时应特别注意将该位置振捣密实,确保腹板混凝土浇筑振捣时不出现内翻现象。若出现底板泛浆时,可先延长底板浇筑长度,待该位置能承受浇筑腹板混凝土

和施工产生的压力后才进行腹板混凝土的浇筑。腹板由于预应力管道密集,钢筋较多,且光线较暗,有时振捣棒难以插入,振捣时必须防止漏振。在钢筋绑扎和布设管道时应考虑留出振捣间隙,或者振捣时采用直径小一号的振捣器振捣。对于腹板较高梁段,为确保混凝土振捣质量,可在内模板开窗振捣,待浇筑到时再封闭窗口。③严格控制时间,不得过振形成色差,不得漏振,形成蜂窝麻面。

6.4混凝土的养护

混凝土浇筑完成后,应在收浆后尽快予以覆盖和洒水养护,防止水分蒸发和阳光直射。覆盖时不得损伤或污染混凝土的表面。一般气候条件下,混凝土可采用覆盖一层土工布+洒水养护。为防止污染混凝土面,养护用水采用地下水。为防止因风力较大,混凝土表面水分流失太快,产生干裂,必须由专人及时、不间断洒水,保持混凝土表面一直处于湿润状态,养护时间不得少于10。

7预应力施工

7.1预应力钢绞线的制作

钢绞线下料,应按设计孔道长度加张拉设备长度加余留锚外不少于100 mm的总长度下料。切割时,应在每端离切口30 mm～50 mm处用铁丝绑扎,平放用砂轮切割。钢绞线编束,钢绞线编束时须按各束理顺,每隔1 m～1.5 m用铁丝捆扎,铁丝扣应向里,绑好的钢绞线束,应编号挂牌存放。

7.2预应力筋张拉

预应力张拉设备采用650 t穿心式千斤顶张拉。两端对称,同时张拉。

所有用于张拉预应力筋的千斤顶应专为所采用的预应力系统所设计,并经国家认定的技术监督部门认证的产品。千斤顶的精度应在使用前校验。千斤顶一般使用超过6个月或200次,以及在使用过程中出现不正常现象时,应重新校验。测力环或测力计应至少每2个月进行重新校验,并报监理工程师认可。当工地测出的预应力钢筋延伸量有超过允许的差异时,应暂停张拉并查明原因,必要时对千斤顶进行再校验。

预应力筋张拉程序为:0→初应力(作伸长量标记)→包括预应力损失的张拉控制力σcon(持荷2 min)→锚固。

张拉到σcon后,关闭主油缸油路,测量钢绞线伸长值,若持荷3 min后油压稍有下降,须补油到设计吨位的油压值,千斤顶回油,夹片自动锁定,该束张拉结束,作好记录。

预应力钢绞线束采用张拉力与伸长量双控,并以张拉力控制为主,以伸长值校核。实际张拉伸长值与理论伸长值之差应控制在6 %范围内。每端钢丝回缩量应控制在6 mm以内。

8附晋济高速南河特大桥实物图片

图3晋济高速公路南河特大桥

Continual Construction Technique

Zhao Jinsheng

Abstract: Introduces the mountain western Jin Dynasty highway continual rigid frame bridge construction. Uses the double extremity union body to hang the basket to construct T to construct the Liang section, section assembles the double extremity union body in 0# in the Liang to hang the basket, symmetrical bracket construction greatly cross, view picture, slanting abdomen wooden crate Liang. Hangs basket’s design, the processing and the installment and the concrete construction craft including the double extremity union body, provides for the similar project uses for reference.

预应力连续梁 篇12

1 预应力钢绞线安装

苏州市某快速干道枢纽工程主线桥为连续梁, 施工时固定钢束用的井字架间距为1 m, 梁高1.6 m, 因此竖弯变化量不大, 间距满足要求, 但是施工时由于工人工作不认真使井字架坐标不准确, 并且采用人工穿束, 束长在100 m～120 m不等。张拉时发现大部分钢束的伸长值与理论伸长值不符 (有的比理论值少11%) , 张拉过程中经常听到内部钢束缠绞在一起后被拉开的声音, 暂停后对张拉设备进行检定, 在设备没有问题的情况下设计单位、监理单位和施工单位开始对问题进行分析, 其中钢绞线计算伸长值时采用实测弹性模量Ep, μ, κ取值按规范推荐值。 设计单位对结构进行重新验算, 最后确定在保证张拉力的情况下, 伸长值误差保证在±12%以内, 无疑伸长值误差不能满足规范要求。在后续施工中, 匝道为4孔一联的曲线连续箱梁, 梁长 120 m, 曲线半径55 m, 因此钢束既有平弯又有竖弯, 井字架按照50 cm间距布设而且坐标准确, 采用人工配合机械穿束 (将钢绞线束固定在一个锥形的牵引装置上, 用卷扬机牵引锥形牵引装置) , 结果张拉控制应力、伸长值均符合设计及规范要求。实际施工中很多施工单位并不重视这些细部工作, 固定钢束的井字架位置不准确或不按照规范和设计规定的间距布设, 必然造成钢束位置与设计不符, 有的还会在曲线变化段产生急弯 (半径太小) 或孔道局部偏差过大。目前仍有小部分队伍使用人工进行穿束, 尤其对多根钢绞线的穿束重量很大, 人工穿束费时费力, 容易造成工人转动钢束穿进, 使钢绞线互相缠绞在一起。由此可见, 预应力钢束的孔道位置、钢绞线是否发生缠绞现象是质量控制的关键。

2 预应力钢绞线张拉

2.1 张拉控制应力与伸长值

张拉控制应力能否达到设计规定值直接影响预应力效果, 因此张拉控制应力是张拉中质量控制的重点, 张拉控制应力必须达到设计规定值, 但是不能超过设计规定的最大张拉控制应力。因此为了准确把握预应力的施加情况, 以应力控制方法张拉时必须以伸长值进行校核。因此能够提供准确的理论伸长值显得尤为重要, 必须对JTJ 041-2000公路桥涵施工技术规范中理论伸长值的计算正确理解:1) 预应力孔道坐标符合设计要求、曲线孔道圆顺的情况下, 孔道局部偏差和预应力筋与孔道壁间的摩擦系数对理论伸长值大小的影响不大, 均可按照规范取中值。2) 钢绞线的弹性模量Up取值对理论伸长值大小的影响较大, 应根据实测值进行计算。3) L的取值:计算平均张拉力时应按照孔道长度计算, 计算伸长值时L的取值应加上锚垫板至工具夹片前端的距离。另外在比较理论伸长值与实际伸长值时应以初应力到控制应力部分的值为准进行比较, 因为从零到初应力的伸长值是通过二倍初应力推算来的。

2.2 模板支架的影响

由于施加预应力, 混凝土必然产生弹性变形, 同时产生轴向变形和上下方向的挠曲。张拉时如果约束其轴向收缩和挠曲, 就会使混凝土产生预想不到的裂缝, 重则出现质量事故。因此, 张拉前必须拆除对梁体轴向收缩有约束作用的梁侧模板, 拆除支座周围对活动支座在顺桥方向的移动和旋转, 以及对固定支座的旋转有约束作用的模板和支架。如果不拆除各种约束, 很可能造成梁体局部裂缝或支座变形。

2.3 张拉要点

2.3.1 张拉顺序

张拉顺序应按照设计规定进行, 若设计没有规定应避免使构件截面呈过大的偏心受力状态, 不使构件边缘产生过大的拉应力。尤其对曲线桥梁更应注意, 张拉时不能使曲线梁内、外边缘产生过大的拉应力, 而使梁腹产生裂缝。张拉时必须先张拉靠近截面形心的钢束, 如果有多排钢束, 必须对称进行。

2.3.2 张拉长度

连续梁钢束长度较大, 提倡分阶段张拉。建议第一阶段张拉至20%, 第二阶段张拉至50%, 最后张拉至100%。尤其对曲线预应力筋更应如此。如果一次张拉到位, 虽然张拉端达到了控制应力, 但由于孔道长度大, 导致钢束转角θ增大, 摩擦力增大, 使得预应力由张拉端向固定端逐渐减小, 固定端附近预应力明显不足。

2.3.3 断丝、滑丝的处理

施工过程中, 由于操作失误或千斤顶压力不准确或锚具安装误差、夹片质量差等原因, 有时会发生断丝和滑丝的情况, 当断丝或滑丝数不超过规范值时, 可采用超张拉方式补足应力, 若超过规范值必须卸锚, 更换钢束。对此处理时必须慎重, 必须保证质量和安全。

2.3.4 补足应力处理

根据断丝数确定应力损失值, 通过提高其他钢丝应力补足断丝造成的应力损失, 但在任何情况下都不得使钢绞线应力达到0.8Rb, 否则必须更换钢束。

2.3.5 更换钢束的处理方法

1) 钢束放松。将千斤顶按张拉状态装好, 并将钢丝在夹盘内楔紧。一端张拉, 当钢丝受力伸长时, 锚塞稍被带出。这时立即用钢钎卡住锚塞螺纹 (钢钎可用ϕ5 mm的钢丝、端部磨尖制成, 长20 cm～30 cm) 。然后主缸缓慢回油, 钢丝内缩, 锚塞因被卡住而不能与钢丝同时内缩。如千斤顶行程不够可如此反复进行至锚塞退出为止。然后拉出钢丝束更换新的钢丝束和锚具。2) 单根滑丝单根补拉。将滑进的钢丝楔紧在卡盘上, 张拉达到应力后顶压楔紧。3) 人工滑丝放松钢丝束。安装好千斤顶并楔紧各根钢丝。在钢丝束的一端张拉到钢丝的控制应力仍拉不出锚塞时, 打掉一个千斤顶卡盘上钢丝的楔子, 迫使1根～2根钢丝产生抽丝。这时锚塞与锚圈的锚固力就减少了, 再次拉锚塞就容易拉出。

3孔道真空辅助压浆

真空辅助压浆技术是VSL公司十几年前推出的灌浆新工艺, 能够增加灌浆的饱满度与密实性, 大大提高了结构的耐久性。在以往的工程实践中, 由于施工人员对真空辅助压浆技术了解不够或未给予足够重视, 导致预应力筋过早生锈, 降低结构耐久性。要想使真空辅助压浆工作成功, 必须做到以下几点。

3.1熟悉真空辅助压浆工艺

1) 在水泥浆出口及入口处接上密封阀门。将真空泵连接到非压浆端上, 压浆泵连接到压浆端上。以串联的方式将负压容器、三向阀门和锚具盖帽连接起来, 其中锚具盖帽和阀门之间用一段透明管连接。2) 在压浆前关闭所有阀门并启动真空泵10 min, 应能达到负压力0.1 MPa。如未能满足此数据则表示未能完全封闭。需在继续压浆前进行检查及更正工作。3) 在真空泵运作的同时, 开始压浆。从透明管中观察水泥浆是否填满波纹管。继续压浆直至负压容器上方的三相阀门。4) 操作阀门以隔离真空泵及水泥浆, 将水泥浆导向废浆桶的方向。5) 关闭真空泵, 关闭设在压浆泵出浆处的阀门。6) 将设在压浆盖帽排气孔上的小盖打开, 打开压浆泵出浆处的阀门直至所溢出的水泥浆形状均匀。在压浆盖帽的排气管上安装小盖, 并保持压力在1.4 MPa下继续压浆30 s。7) 关闭设在压浆泵出浆处阀门, 关闭压浆泵。

3.2水泥浆设计

真空吸浆法采用的水泥浆要符合以下要求:1) 水泥应采用普通硅酸盐水泥, 标号不低于425号;2) 掺加适量的外加剂;3) 水灰比采用0.30～0.35;4) 水泥浆拌和后3 h泌水率控制在2%;5) 在1.725 L漏斗中, 水泥浆的稠度应为10 s～15 s, 最多不得大于18 s。此外, 真空辅助压浆还应注意水泥浆的温度及孔道密封度的影响。

预应力混凝土连续梁一般都是作为全预应力结构进行设计, 准确的建立预应力体系极为重要。但是实际施工中常有由于以上原因造成预应力不足、梁体产生裂缝、支座破坏等问题, 因此施工过程中必须严格控制影响预应力施工质量的关键工序。

摘要：通过对后张预应力混凝土连续梁的施工监理, 总结了预应力质量控制的几个关键工序, 从预应力钢筋的安装, 预应力钢筋的张拉及控制要点和注意事项, 真空辅助压浆技术几个方面进行了论述, 从而提高后张连续梁的质量。

关键词：预应力,连续梁,孔道,真空辅助压浆法

参考文献

[1]刘锡璋.真空辅助压浆技术在预应力混凝土工程中的应用[M].北京:人民交通出版社, 2000:654-659.