小半径预制箱梁设计（共7篇）
小半径预制箱梁设计 篇1
摘要：装配式小箱梁具有建筑高度低、主梁间距大、混凝土用量小、结构经济、施工快速及适应性广等特点, 因而在城市和高速公路桥梁中得到广泛应用。沈阳绕城高速公路改扩建工程新开河大桥位于东陵互通立交区内, 上部采用预应力混凝土小箱梁, 桥台采用肋板台、桩基础, 桥墩采用柱式墩, 桩基础。通过该桥的设计并结合施工中的问题, 总结一些体会, 为相关人员提供参考。
关键词：互通立交,小半径,小箱梁,预制梁长,桥面横坡调整
1 概况
沈阳绕城高速公路位于沈阳市主城区的外围, 于1995年全线建成通车, 起点位于沈阳市西侧的北李官, 经大转弯、王家沟、英达、石庙子、下深沟、金宝台, 终点至北李官闭合成环, 路线全长81.872km。
为改善区域交通条件, 拓展沈阳市城市发展空间, 我省决定启动沈阳绕城高速公路改扩建工程并获国家批准。全线采用双向八车道高速公路标准进行扩建, 设计速度调整为100km/h, 路基全宽41m (局部段落42m) , 新建桥涵设计汽车荷载等级采用公路—I级, 改造利用现有高速公路的桥涵采用原荷载标准。本项目的建设对完善国家高速公路网络, 贯彻落实国家振兴东北地区等老工业基地战略部署, 改善区域交通条件, 促进区域经济社会发展具有重要意义。
新开河大桥位于东陵互通式立交内, 左幅跨径: (25+2-30+25+25+30+25) m, 右幅孔径为6-30m, 设计交角90°, 上部采用装配式预应力混凝土预制箱梁, 先简支后结构连续, 下部为柱式墩, 桩基础;肋板台, 桩基础。本桥位于R=700m圆曲线上。左幅7号台与右幅6号台设挡土墙, 挡土墙上设内侧防撞墙。左右幅第四孔有热力管线和水管通过, 施工前应先探明管线位置。
桥位区地貌为冲洪积河谷平原区, 地势较平坦。地下水类型为第四系孔隙水及基岩裂隙水。勘探揭露地层主要为第四系种植土、圆砾、角砾, 桥位区未见不良地质现象。标准冻深1.2m。
2 设计技术标准
2.1 设计标准
(1) 汽车荷载等级:公路—Ⅰ级。
(2) 设计洪水频率:特大桥1/300, 大、中桥1/100。
(3) 结构设计安全等级:二级。
(4) 地震动峰值加速度:0.1g。
(5) 桥梁抗震设防类别:B类。
(6) 环境类别:Ⅱ类。
(7) 设计宽度:路基全宽41m, 桥梁全宽40.5m, 桥面净宽2×18.75m。
2.2 设计依据
(1) 《公路工程技术标准》 (JTG B01-2003)
(2) 《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60-2004)
(3) 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62-2004)
(4) 《公路圬工桥涵设计规范》 (JTG D61-2005)
(5) 《公路桥涵地基与基础设计规范》 (JTG D63-2007)
(6) 《公路桥梁抗震设计细则》 (JTG/T B02-01-2008)
(7) 《公路桥涵施工技术规范》 (JTJ041-2000)
3 设计要点
3.1 桥型设计 (装配式预应力混凝土箱形连续梁采用先简支后连续结构)
(1) 装配式预应力混凝土箱形连续梁按部分预应力混凝土A类构件设计。
(2) 主梁标准横断面:中梁预制宽度为2.4m, 边梁预制宽度为2.85m。
(3) 本桥位于R=700m圆曲线内, 设计时采用保持墩顶现浇中横梁宽度不变, 调整预制梁长;预制梁长变化通过跨中等截面段长度的变化来实现, 预应力筋长度的相应变化通过跨中平直段长度的变化实现。
(4) 桥面横坡由预制装配式预应力混凝土箱形连续梁和现浇混凝土桥面铺装组合而成。采用多箱单独预制, 简支安装, 现浇连续接头的先简支后连续的结构体系。为了便于模板制作和外形美观, 主梁沿纵向外轮廓尺寸保持不变。桥梁纵向按平坡设计, 横向坡度新开河大桥按3%预制。
(5) 主梁横隔板:主梁跨中设置中横隔梁。伸缩缝处梁端设端横隔板, 连续处不设横隔板。横隔板连接采用现浇湿接缝形式, 以保证梁的整体性。横隔板钢筋骨架的位置, 施工时应准确放样, 为搭接钢筋的顺利焊接及绑扎创造条件。
3.2 结构分析
3.2.1 结构分析计算
新开河大桥取 (6-30m、25+30+30+25m、25+30+25m) 三联分别进行分析计算, 按最不利组合设计。主梁按A类预应力构件设计, 采用同济大学“桥梁博士V3.2.0”程序对中、边梁分别进行纵桥向内力分析计算, 跨中荷载横向分配系数采用刚性横梁法和刚接板 (梁) 法分别计算, 支点处荷载横向分布系数采用杠杆法。桥面板计算按单向板和悬臂板计算。
3.2.2 相关参数选取
(1) 年平均相对湿度分别按环境的年平均相对湿度取70%。
(2) 墩、台不均匀沉降考虑为5mm。
(3) 结构重要性系数取1.0。
(4) 计算梯度温度时考虑9cm沥青铺装、10cm混凝土桥面铺装;梯度温度按《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60-2004) 第4.3.10条执行。
(5) 结构计算时预应力参数的选用:预应力钢筋与塑料波纹管管道壁的摩擦系数μ=0.15, 管道每米局部偏差对摩擦的影响系数κ=0.0015, 张拉端锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值△l=12mm (两端) ;混凝土的张拉龄期为14d。
(6) 桥墩及桩基础等按极限状态法及裂缝控制进行结构设计和配筋, 并考虑桩土共同作用。
(7) 钻孔灌注桩基础采用“m”法设计计算, 桩长按摩擦桩设计。
4 桥面横坡
本桥桥面铺装为9cm沥青混凝土+10cm水泥混凝土, 由于本桥设单向5%超高, 为方便施工单位施工, 本桥5%横坡由箱梁顶板3%和桥面铺装2% (只调水泥混凝土铺装) 共同形成, 每片预制梁顶板为3%, 梁中心处水泥混凝土高为10cm形成2%坡。施工时应保证湿接缝处水泥混凝土桥面最小厚度≥7.5cm, 浇注完成后水泥混凝土铺装厚度满足设计要求, 桥面铺装施工时可采取如下方法:
(1) 加密横向、纵向标高控制点, 每2~3m设立固定标记, 精确放样与高程控制:对所使用的高程控制点与附近的高程点进行联测, 以保证桥面标高的准确性。为满足设计要求, 用三等水准测量在桥面引出16个高程控制点。用全站仪每10m定一个里程控制点。以安放的振捣横梁轨道 (角钢或钢管) 的顶面进行高程控制。
(2) 本桥桥面宽度范围分成两次或三次浇注, 以保证设计的横坡, 浇注前, 桥面应充分湿润, 并以不积水为度。混凝土混合料摊铺要均匀, 布料高度略高于桥面标高2cm左右, 以备整平和收浆。人工粗平后, 用振动梁横向平行振捣密实。用人工一边整平, 一边用75mm直径的滚筒滚压数遍进行提浆滚平。进行真空吸水, 吸水时间视气温而定, 一般为10min左右, 然后用圆盘磨光机提浆及粗平, 此时可起到表层致密作用。采用长为6m, 断面为100mm×60mm的铝合金直尺纵横反复检测, 使平整度符合要求为止。
5 预制梁长
曲线中预制小箱梁桥表现在两个方面:一是内外侧弦弧差, 二是中矢高。由于曲率半径的影响表现在内外梁长不等。通常的处理方法有两种:
(1) 采用等梁长, 保证单孔梁长一致, 调整墩顶现浇段宽度 (梯形) 。这种等梁长方案施工方便, 深受施工单位欢迎。
(2) 采用变梁长, 单孔每片梁长均不相同, 墩顶现浇连续段等宽。这种方案预制梁种类多, 梁编号较多。
针对本桥由于圆曲线半径较小, 若采用第一种方案, 预制梁长不变, 单幅墩顶现浇连续段内外差值为21cm, 且每片梁墩顶负弯矩钢束长度不一致, 使得连续墩顶处结构受力变复杂, 综合对比本桥采用等梁长方法。
6 边梁外翼缘加宽
由于全桥位于R=700m圆曲线上, 为保证桥面宽度和防撞墙美观, 防撞墙必须按线形做成圆滑的曲线。本桥边梁设计采用翼缘外侧加宽, 边梁预制时做成弧形, 最大加宽值为11.2cm (标准翼缘为1.65m) 。为保证桥梁和防撞墙美观、顺滑, 设计时边梁翼缘每2m给出对应加宽值, 方便施工预制。经计算加宽后翼缘板受力满足规范要求。
7 墩顶负弯矩束处理
由于本桥圆曲线半径较小, 连续墩相邻孔主梁轴线夹角为177.54°, 墩顶负弯矩钢束在墩顶位置均为折线。按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62-2004) 的6.2条规定对各阶段负弯矩预应力损失进行手工计算, 经计算墩顶配束满足规范要求。设计时要求顶板负弯矩钢束穿束时应确保各根钢绞线保持平行状态。
8 防撞墙预埋钢筋
曲线桥防撞墙预埋钢筋施工时比较麻烦, 外弧边梁在加宽段预埋钢筋需要外移, 而内弧边梁预埋钢筋需要内移。正常施工时基本都按直线桥施工:对外弧边梁增加钢筋, 内弧边梁预埋钢筋进行切割处理。针对本桥特点, 图纸及说明书分别给出弯道内、外弧预埋钢筋准备位置以及计算方法, 不但可避免浪费材料和人力成本, 还可以保证达到设计要求质量。
9 中、端横隔板处理
由于小箱梁薄壁斜腹, 宽跨比大和内箱较小等结构特点, 对于小箱梁设置横隔板, 可以有效增加截面的横向刚度, 限制畸变应力, 在支承处横隔板还担负着承担和分布较大支承反力的作用, 特别是在圆曲线内, 同时由于偏载的存在, 需要设置横隔板调节和传递扭矩、剪力, 以改善主梁的受力。同时箱梁的端、中横隔板能使梁的横向成为整体以承受水平荷载, 达到共同受力的目的。本桥位于小半径圆曲线内, 相邻横隔板正常布置时, 在湿接缝位置偏差最大达9.5cm。为使横隔板发挥最大作用, 横隔板钢筋骨架的位置, 施工时应准确放样, 为搭接钢筋的顺利焊接及绑扎创造条件。中横隔板施工时应严格按设计给出位置和角度预制。端横隔板施工时应严格按设计给出角度预制简支端梁端 (也应调整相应封锚端, 保证伸缩缝正常安装) , 连续端按标准角度预制。
通过与施工单位交流, 这样处理方法虽然增加施工难度, 但能使主梁满足设计和规范要求。
1 0 下部盖梁设计
由于本桥处于小半径圆曲线中, 为保证主梁吊装方便, 主梁底板与挡块间预留5cm安装缝宽, 由于弯道的影响, 安装梁时, 由于施工误差有时需要对部分挡块进行凿出才能保证梁位准确, 针对这点本设计对挡块配筋进行加强。
1 1 小结
本文就小半径小箱梁设计时存在的一些普遍问题, 提出了一些比较实用的处理方法, 供设计和施工参考。
参考文献
[1]范力础.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社, 2005.
[2]JTG D60-2004, 公路桥涵设计通用规范[S].
[3]JTG D62-2004, 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].
[4]JTG/T F50-2011, 公路桥涵施工技术规范[S].
小半径小断面圆形钢箱梁建造技术 篇2
1 工程概况
某人形天桥为半径18 m的全焊箱形封闭圆形结构, 其断面为双室箱形, 箱形总宽2.8 m, 两侧设有宽0.75 m的翼缘。桥面总宽4.3 m, 箱形高度1 m, 下盖板宽度2.84 m。每个箱室内设有横隔板、纵肋、竖助, 箱形上、下盖板板厚分别为16 mm, 20 mm, 腹板板厚为16 mm;翼缘上盖板与箱形共用, 另外设有翼缘隔板和板厚10 mm的斜盖板和端封板;在桥面两边还设有U形路缘石。钢箱梁断面见图1。每孔桥跨中需按二次抛物线设35 mm上拱度。钢箱梁采用Q235-B钢材, 全桥钢箱梁总重约230 t。
2 结构特点及制造难点
1) 因该桥为小半径圆形结构, 其上下盖板、腹板、纵肋等之间的圆形匹配有一定的难度, 尤其是腹板、纵肋需按一定的圆形匀顺组装;且梁段接口精度要求较高, 包括上下盖板、腹板、纵肋等组装位置必须严格控制, 否则将难以达到梁段间的组焊要求。试装或安装时一旦出现相邻梁段接口圆弧不匹配将难以处理。2) 翼缘上盖板、斜盖板与箱段的匹配有一定的难度, 且有大量的仰焊焊缝, 焊接质量不易保证, 加之现场施工条件较差, 现场组焊作业需较长时间。3) 该桥箱内空间狭小, 箱高1 m, 单室箱宽1.4 m。梁段焊接工作量很大, 尤其是上盖板与腹板、隔板、纵肋的焊缝, 施焊难度较大。4) 为了保证钢箱梁安装组焊的要求, 箱段制作合龙段, 比理论加长200 mm。该合龙段在现场安装合龙时, 根据实际量测结果配切而成。
3 钢箱梁制造工艺设计
为了保证钢箱梁制造质量, 减少工地作业量, 同时满足运输要求, 在征得设计者及业主同意后, 除梁段横向分成三块外, 纵向分成12段制作, 运至工地吊装就位后焊接成桥。分段后每段钢箱梁长约10 m、重约20 t。
3.1 箱段制造
3.1.1 单元件制作
1) 上、下盖板:为了省料, 先接荒料后数控下料切出曲线。长度方向预留1‰收缩量;下盖板宽度公差0 mm~+3 mm, 上盖板宽度公差-1 mm~+2 mm。切割含下盖板切割两短边焊接坡口。上盖板两端预留20 mm二次切头量, 组焊成箱形后划线用小车切割, 并切出坡口。2) 腹板:为了起拱的需要, 腹板须根据工艺要求划线起拱, 采用小车精切, 并精切两短边及坡口, 宽度公差:两端500 mm范围内0 mm~+1 mm, 中间部位-1 mm~+2 mm。长向预留1‰收缩量。如果两端宽度公差不能保证, 可采取局部修磨的方式解决。3) 横隔板及竖肋采用数控精切下料, 对竖肋两短边进行加工, 长度公差0 mm~+1 mm。4) 纵肋:为了使箱口对接焊缝和纵肋对接焊缝错开, 且便于箱口处上、下盖板现场对接缝施焊, 箱口部位设置400 mm长的纵肋嵌补段, 箱段两端纵肋各缩短200 mm。采用门切机精切下料, 两端加工半V型坡口, 长度不留收缩量。纵肋嵌补段下料长450 mm, 一端加工半V型坡口, 另一端待试装时量配加工半V型坡口。
3.1.2 箱段整体组焊
1) 在地平台上设置拱度垫, 分别铺上上、下盖板并按线组装纵肋成上、下盖板单元。平位焊接:在设置拱度垫的平台上进行修整, 重点控制平面度和曲线度。2) 箱段在简易胎型上正位组装, 根据工艺拱度值设置拱度垫。先铺下盖板单元, 以纵横基准线为基准, 按线组装横隔板、腹板、竖肋等;对腹板必须保证圆曲线, 必要时进行强制对位, 组焊完并修整合格后组装上盖板单元。组装时应保证箱口尺寸。箱段焊接时, 两端200 mm范围内盖、腹板角焊缝暂时不焊, 待试装时调整至箱口匹配后进行定位焊接。
3.2 翼缘制作
翼缘在厂内制作单件, 在工地拼装场组装到箱段上。1) 厂内单元件制作:翼缘上、斜盖板按每4 m左右一段, 数控下料, 长向预留3 mm收缩量;翼缘隔板采用数控下料;翼缘端封板按每4 m左右一段门切机精切下料。同时, 翼缘段在每个梁段接口设置500 mm~600 mm的嵌补段。2) 现场组装:箱段上划线组装翼缘隔板、翼线上盖板及斜盖板、端封板形成梁段整体, 待钢箱梁架设之后, 先焊接钢箱梁接口焊缝后再组焊翼缘嵌补段。
3.3 桥面路缘石制造
考虑到该件整体制造有一定难度, 按3 m左右分段制作成焊接件。即断面分成三块板制作, 其中水平板采用数控精切下料。采用简易拼胎组装成整体。
3.4 厂内试装
为了节省工地安装时间, 箱段在厂内分成两次进行试装。每次试装七段, 其中第一次试装后留两端段, 参加第二次试装。箱口间预留3 mm缝隙, 垫出拱度, 调整至箱口匹配后定位焊端部预留的盖、腹板主角焊缝, 并组焊箱口匹配件;根据箱口处的上、下盖板纵肋间距配制纵肋嵌补段;做好匹配件、嵌补段等位置标志, 以利工地安装。
3.5 涂装工艺
所有钢板在下料前均按工艺进行预处理, 并预涂20μm车间漆。对箱梁成品的具体涂装要求如下:1) 箱梁外部, 成箱后打砂除锈达到Sa3级 (桥面除外) 。利用电弧喷铝工艺, 铝层厚度100μm~150μm, 不涂封孔剂, 待架设完后涂装并进行装修。2) 对箱梁内部及其翼缘内部、上盖板外表面, 成箱后对焊接部位进行人工除锈达到Sa2.5级, 并对整个箱体内部、翼缘内部涂环氧沥青漆一道125μm。上盖板外表面仅对损伤部位补涂车间漆。
3.6 现场箱段安装
3.6.1 箱段安装工艺流程
箱段接口对位→横向环缝除锈→贴陶瓷衬垫→单面焊双面成型焊接→探伤→修整→组焊翼缘嵌补段→修整→组焊桥面路缘石→铲磨→除锈→涂装。
3.6.2 箱段安装要点
每个箱梁至少设置3个临时支撑, 确保安全。将梁段用两台20 t汽车吊吊装就位于临时支撑上, 用箱口对位匹配连接件使钢箱梁达到安装状态, 全面检查并调整钢箱梁接口的吻合程度、间隙尺寸及接头坡口尺寸。采用可回收式喷丸除锈机对焊缝两侧50 mm范围除锈后焊接。
3.7 焊接工艺实施
1) 上盖板、翼缘上盖板横向对接:采用开单面V型坡口, 加钢衬垫, CO2气体保护焊打底, 埋弧自动焊盖面。2) 下盖板对接:采用单面V型坡口, 背面加陶质衬垫, CO2气体保护焊施焊。为便于焊接, 腹板开过焊孔采用带切口的填充成型板焊堵后磨平。3) 腹板及纵肋对接:采用单面V型坡口, 用CO2气体保护焊, 在立焊位置焊接, 坡口的第一道打底焊前背面贴陶质衬垫[TG-1.02 (10/0.66) ] (见图2) 。4) 上盖板与冀缘上盖板纵向对接:采用开半V型坡口, 加钢衬垫, CO2气体保护焊焊接 (见图3) 。5) 其他翼缘件的焊接。翼缘端封板对接按立焊位置在外侧焊接 (见图4) ;翼缘斜盖板的对接焊坡口尺寸见图5。均采用CO2气体保护焊焊接。为保证翼缘上盖板与翼缘隔板密贴, 在与翼缘隔板相贴处的翼缘上盖板上单件时用钻床均布钻制20孔6个, 组装后塞焊、磨平。
4 结语
圆形钢箱梁天桥具有美观、实用等优点, 因而被城市规划人员、桥梁设计者和许多市民看好。该类钢箱梁看似简单、制造却有一定难度, 本桥由于采用了合理的制造和架设方案, 仅用两个半月就顺利完成了该项目, 且制作、安装质量优良, 可供类似钢箱梁制造时借鉴。
参考文献
[1]JTG/T F50-2011, 公路桥涵施工技术规范[S].
小半径预制箱梁设计 篇3
南京市六合区龙池立交互通一期改造工程B匝道箱梁桥, 全桥共四联, 跨径组成为: (20+20+16) m+ (2×16) m+ (2×16) m+ (2×16) m。其中第一联等高变宽箱梁, 箱梁顶宽4.5~9.901m, 箱梁底宽4.5~4.75m;第二联~第四联为等宽度单箱室截面, 箱梁顶宽9.25m。
由于本匝道桥受空间限制, 平曲线最小半径为45m, 最大纵坡为5.261%, 最大横坡为6.6%, 而通常公路架桥线路的纵、横坡度均在3%。本文结合本工程纵横坡度较大及曲线半径小的施工情况, 浅析了小半径连续箱梁如何控制施工质量。
2 梁体施工
本桥梁体设计为钢筋混凝土结构。由于半径较小, 本工程在施工过程中加密梁体坐标点, 确保桥型外观优美。施工采用支架法施工, 在不受交通影响的地段采用满堂支架法施工, 跨越辅道处采用工字钢梁门式支架法施工。
2.1 梁体施工工艺流程
上部箱梁相邻桥跨的施工顺序如下:支架基础处理→搭设支架→支架预压→安装模板→绑扎钢筋→第1联箱梁混凝土浇筑→混凝土养生→支架拆除依此方法逐联施工。
2.2 支架基础
(1) 一般地基处理。场地平整后用压路机压实基面, 在基面上铺30cm石灰土, 压实度需≥90%, 压实后浇注15cm厚C25素混凝土 (幅宽为桥面两侧各外延0.5m) , 支架基础内侧设置截面20cm×40cm的单向排水沟, 排水沟设0.5%纵坡。
(2) 门洞基础处理。门洞采用条形基础6500cm×700cm钢筋混凝土基础。
2.3 满堂支架施工
本桥钢筋混凝土箱梁支架拟采用WDJ型碗扣式支架。搭设时需注意支架下的垫木必须与地面接触充分、平稳;立杆可调底座 (下托座) , 通过螺杆上的调节螺母使底座板全部顶垫木顶面, 并确保碗扣标高一致, 使横杆间的水平偏差小于L/400。各立杆要垂直, 其垂直偏差应小于h/500。
因本桥弯道曲线较大, 应加密剪刀撑的布设, 在圆弧外侧按5m一道布设抛地杆, 在支架顶部加设横向水平剪刀撑。
2.4 模板施工
(1) 铺设底模。在支架顶部9×9cm纵方上铺设15mm厚竹编胶合板作为箱梁底模。
(2) 安装侧模。箱梁侧模采用木框架、竹编胶合板面板, 木框架由6×9cm木方制成, 框架间距30cm。
2.5 支架预压
预压采用沙包堆积等荷载配重压载。
(1) 荷载及预压布置。预压荷载:箱梁标准断面q=16.63*120%=19.96k N/m2;采用沙包堆载高度:h=19.96/15=1.33m;用沙包堆积加载, 加载次序为先跨中后梁两端再到中间分层对称进行, 同时做好在雨天的防淋措施, 以免沙包浸湿饱和自重增加而影响支架安全。
(2) 预压观察点设置。观测点的设置位置:纵向上, 在孔跨1/8、14、3/8、1/2、5/8、3/4、7/8位置及梁两端紧挨墩身位置共9个横向断面横向上, 在梁底板中心及两侧腹板底部, 以及两侧翼缘板底部中心位置共5个纵向断面;竖向上, 支架底部硬化层及支架顶部面共2个断面整孔支架共设置90个观测点, 预压时间不得小于7d, 连续3d沉降观测累计不大于3mm。即可视为沉降稳定, 进行卸载。
(3) 预拱度计算设置。考虑梁体自重、地面下沉及支架的弹性和非弹性变形等因素影响, 粗略调整好底模标高后进行配载预压, 配载用砂袋, 加载重量为梁体自重120%。预压时间根据地质情况、梁体重量、支架类型等进行现场预压试验后确定, 以支架不再出现沉降为度, 支架的变形及地基压缩量主要考虑以下因素:
δ1—箱梁自重产生的弹性变形量;
δ2—支架弹性压缩量;
δ3—支架与方木、方木与模板、支架与枕木之间的非弹性压缩量;
δ4—支架基础地基的弹性压缩量;
δ5—支架基础地基的非弹性压缩量。
通过预压施工, 可以消除δ3、δ5的影响, 则在底模安装时, 其预拱度的设置按Δ=δ1+δ2+δ4计算, 在模板的高程控制时加入预拱度数值, 经简算预拱度值为14mm, 卸载后调整模板高程。
2.6 绑扎底板、腹板钢筋
钢筋绑扎前要对箱梁底模及翼板根部和边缘处的模板标高进行验收, 将模板清扫、冲洗干净, 并涂刷脱模剂。钢筋绑扎要确保位置准确, 骨架牢固, 特别注意锚块、锚槽部位钢筋符合设计要求, 并注意防止遗漏各种预埋件。
2.7 安装芯模
安装芯模前要对箱梁底板及腹板钢筋进行全面检查, 符合设计及规范要求后方可安装芯模。
2.8 绑扎顶板钢筋
顶板钢筋绑扎要保证支垫牢固, 顶面保护层厚度符合设计要求。
2.9 箱梁混凝土施工
(1) 混凝土配制及浇筑。箱梁采用C40商品混凝土, 泵送人槽。混凝土配合比通过设计试配确定, 应满足和易性、凝结速度、强度、耐久性等要求。配合比掺用了适量的高效缓凝早强型减水剂, 以保证一跨箱梁混凝土在最初混凝土初凝之前浇筑完成。混凝土浇筑采取纵向分段、水平分层、横向自桥中心线往两边的方法施工。分层厚度为30cm, 上下层前后浇筑距离保持在lm以上。先浇底板, 振捣密实后再浇筑腹板, 腹板浇筑由一端向另一端逐步推进, 及时振捣, 顶板在腹板浇筑一定长度后与腹板交叉进行。浇筑过程中, 派专人检查模板、支架、钢筋稳固情况, 一旦发现有松动、变形或漏浆现象应及时处理。
(2) 混凝土养护。梁体混凝土浇筑完毕, 应在收浆、初凝后及时覆盖无纺土工布, 并均匀浇淡水养护10d, 使混凝土表面充分保持湿润状态, 避免混凝土表面产生收缩裂纹。
2.1 0 支架拆除
先拆横杆, 后拆纵杆, 先拆翼板, 后拆腹底板, 纵向从跨中向两侧墩顶分期分批拆除。先从钢管支架顶端拆起。拆除顺序为:剪刀撑→小横杆→大横杆→立杆→……。支架落架应从跨中向桥墩两端对称进行, 避免主梁处于局部受力状态。
3 结语
由于采取了以上工艺, 结合合理的浇筑顺序, 使该梁桥的浇筑偏差极小, 浇筑符合设计要求, 且桥梁外观线型优美。目前该匝道桥已建成通车, 运营良好, 这为以后施工小半径连续箱梁桥积累了宝贵经验。
摘要：该文结合南京市六合区龙池互通B匝道箱梁施工实际情况, 从技术方案选择、支架基础处理、支架搭设、支架预压及箱梁浇注等方面浅析小半径连续箱梁在施工过程中如何控制工程质量。
关键词：小半径连续箱梁,流程,支架基础处理,支架预压,箱梁浇注
参考文献
[1]JTG/T F50-2011.公路桥涵施工技术规范 (S) .
小半径预制箱梁设计 篇4
随着我国客运专线的不断建设,城际客专铁路必将快速发展,客运专线和高速铁路由于具有速度快、运量大、效能高、安全可靠、社会经济效益显著等诸多明显优势,已逐渐成为铁路发展的新方向。穿越市区的线路受各方面条件的限制,可能会大量出现小曲线半径的箱梁架设设计,而这种大吨位大体积预应力混凝土铁路箱梁的小曲线半径架设技术含量高,工艺复杂,是线路箱梁架设施工的关键环节,因此可以预见,900 t箱梁小曲线工况运架施工工艺解决迫在眉睫。
2 施工工艺
2.1 施工工艺流程
施工工艺流程见图1。
2.2 施工方法
2.2.1 施工复测控制要点
1)墩台施工单位资料交接。2)施工复测。在架梁前必须对线下临时水准点、支承垫石标高、墩台中心线、跨度、支座十字线、梁端线、预留锚栓孔位置、大小、深度进行严格复测,复测合格后方可进行箱梁架设作业。 为了保证架梁的进度,架梁前的施工复测工作应在墩台施工单位内业资料及现场交接完后随即进行,并应在开始架梁前完成。
2.2.2 箱梁验收
对箱梁进行验收时,制梁场提供出厂合格证明及终张拉和压浆记录等资料后,双方技术及双方监理共同对表《梁场验收箱梁质量检查表》中项目进行严格逐项检查,全部合格后,签字确认,箱梁方可出场架设。
2.2.3 制梁场支座安装
箱梁外形尺寸和外观质量检查合格后,进行支座安装作业。根据待架箱梁在石太线上所处的桥孔(桥图)确定所需支座的类型,将要架设箱梁及其支座复核无误后,准备安装支座。
2.2.4 箱梁装车
1)提梁机移动到待提梁位置;2)提梁机吊杆与梁体连接;3)提梁机天车同步提升梁体脱离台座到一定高度后装车。
2.2.5 箱梁运输
1)运梁台车发动机工作状态良好(油、水、电、紧固、润滑、方向、制动、胎压均正常)。2)通讯信号、运梁便线状况良好。3)运梁作业班组成员与装梁作业班组人员做好交接工作,并签字确认。交接过程中运梁作业班组成员检查箱梁与运梁台车的支垫和支承连接情况以及运梁台车上移梁台车的制动情况,确认无误后方可启动运梁台车。
2.2.6 喂梁及落梁
1)喂梁。
a.运梁台车驮运混凝土箱梁到架桥机后部,距后支腿10 m时司机室转向,距后支腿台车后端面300 mm停止。
b.前吊梁行车前移对位,第一吊吊具中心与后支腿中心距为3.45 m。将吊杆穿入吊装孔,上好托盘及螺母;前吊梁提起适当高度(箱梁能够通过桥机下横梁),连接架桥机与运梁台车之间的数据线,桥机驾驶室操作台选择运梁台车和前吊梁同步,前吊梁与运梁台车驮梁小车同步前移。
c.当运梁台车驮梁小车前移接近极限位置时,停止架桥机操作台取消运梁台车同步信号,后吊梁行车前移对位,将吊杆穿入吊装孔,上好托盘及螺母,吊起箱梁后端;解除架桥机与运梁台车的连接线。
d.前后吊梁行车同步前移箱梁,当箱梁后端与前一孔架设好的梁体间距约为10 cm时(首末孔梁体距桥台距离为15 cm),开始落梁。
2)落梁。
a.前后吊梁同步落梁,落梁速度不应超过二挡速度(因为一二挡为重载挡,三四挡为空载挡);
b.落梁到支座下底板距垫石表面1.2 m左右时停止落梁,前后两墩台施工人员开始安装地脚螺栓、套筒并用扳手拧紧;
c.再次落梁并调整箱梁的纵横向位置,确保套筒能顺利进入锚栓孔内;
d.精确对位。调整梁缝、对中纵横向十字线与支座中心线,确保各项偏差均在规范允许范围之内;
e.箱梁后端顶升千斤顶,当压力表有压力后停止起顶,架桥机后吊梁落钩到钢丝绳不受力为止;
f.顶升箱梁后端千斤顶,使支座下底板距垫石表面2.0 cm～3.0 cm满足灌浆要求,并同时调整压力表读数使其偏差在允许范围内,确保两端水平;
g.重复上述起顶步骤,顶升箱梁前端千斤顶确保箱梁前端水平;
h.拆除架桥机吊具,架桥机收起前后吊具。
2.2.7 支座灌浆
自重法灌浆是指灌浆材料在施工过程中,利用其良好的流动性,依靠自重自行流动满足灌浆要求的方法。支座灌浆用砂浆采用早强型砂浆,要求砂浆在2 h内强度达到20 MPa。
从开始计时起2 h对试块进行一次测试,当测试达到20 MPa时,首先拆除支座上下座板连接角钢,然后撤除千斤顶。
拆除灌浆钢模板,检查是否有漏浆处,必要时对漏浆处进行补浆。
安装支座钢围板,支座钢围板安装后要保持外观的美观。
2.2.8 防落梁挡块的安装
支座锚固完成后,要进行防落梁挡块的安装,防落梁挡块安装时,要选择合适型号的防落梁挡块,安装后要求防落梁挡上板与箱梁底部预埋钢板密贴。
2.2.9 架桥机过孔
架桥机过孔分为两个步骤:架桥机过孔和下导梁过孔。
1)架桥机过孔。
a.架桥机过孔的准备工作。顶起后支腿顶升油缸,使其承重。
利用处于后支腿下方两侧的轨道卷扬及前支腿下部的定滑轮将桥机走行轨道拖至桥机所在梁面上,轨道中心距6 200 mm,桥机中线至两边轨轨底内边缘距离为3 015 mm。轨道两端一端处于桥机后支腿走行轮下方,另一端至梁面前端处。
收回后支腿顶升油缸,使后支腿走行轮压在走行轨道上并承重。
顶升辅支腿油缸使辅支腿走行轮压在下导梁走行轨道上,并使前支腿提离墩台15 cm,然后利用销子将辅支腿锁定稳固。
b.架桥机过孔。上述准备工作完毕后,辅助支腿下部与主机电机同步运行,桥机开始过孔。主机过孔到位后,将位于梁体内的吊杆固定螺栓和托盘运到后支腿横梁上(为前吊梁做准备);上桥机锚固栓(可抵消一部分桥机所受纵向力);拆掉短钢轨(2.5 m长,桥机到位时,位于走行轮下的轨道)与长钢轨(2节10 m与1节12 m,用连接板连接起来的桥机走行轨)的连接板,并将左右两根长钢轨分别拨到已架桥梁的左右两侧,使运梁台车可以通过。调节辅支腿油缸,收回辅支腿,使前支腿支立于墩上并承重,并使辅支腿走行轮脱离下导梁走行轨,实现辅支腿与前支腿承重的转换。
顶升后支腿顶升油缸,安装走行台车垫块,并加垫钢板使走行台车保持水平且油缸收缩后走行轮不会和走行轨道接触承重,然后收缩顶升油缸,使桥机落在走行台车垫块上,实现后支腿的承重由走行轮承重转换到两端走行台车垫块承重。
2)下导梁纵移过孔。
a.下导梁纵移过孔的准备。继续调节辅支腿油缸使吊挂轮提起下导梁。
前吊梁行车前移吊起下导梁后端。
b.下导梁纵移过孔。辅支腿吊挂轮吊起下导梁,使下导梁前端脱离墩台面20 cm;提起下导梁后前移。
当下导梁前移至能够挂第一吊装点时停止;下导梁天车对位挂钩,前吊梁行车、辅支腿、下导梁天车三者同步运行使下导梁前移,此时下导梁天车不受力,只起到稳定和保护作用。
下导梁天车运行到能够挂第三吊装点时停止,下导梁天车摘钩,后移至第三吊装点重新挂钩。前吊梁行车、辅支腿、下导梁天车三者同步运行使下导梁前移,此时前吊梁行车不受力起到保护作用,下导梁前移5 m后,前吊梁行车摘钩,下导梁天车与辅支腿配合,前移下导梁。
下导梁天车运行到能够挂第四吊装点时停止,此时下导梁前端处于前桥墩上方,下导梁天车落钩使下导梁落于前桥墩上,摘钩并后移下导梁天车至第四吊装点重新挂钩。
起升下导梁天车使下导梁前支腿离开桥墩顶面,下导梁天车与辅支腿配合,前移下导梁到位。调整位置后,下导梁天车落钩,辅支腿油缸顶出,使下导梁落到桥墩上,但不要让辅支腿受力。
3 结语
本工艺突破了原有技术功效低、安全风险大等问题,具有操作简单、工序明确、施工效率高的特点。经过沪昆客专湖南段国内首次900 m小曲线900 t箱梁架设成功实践,对我国高速铁路小曲线箱梁安全、可靠、经济的架设施工有重要参考价值,将会有很好的应用前景。
摘要：研究900 t箱梁在900 m半径上的架设工艺,结合沪昆客专湖南段国内首次900 m小曲线900 t箱梁架设采用空间转向和变频驱动,实现架桥机的小曲线架梁的成功经验,总结得出了900 m小曲线900 t箱梁架设施工工艺。
预制小箱梁钢筋的施工技术 篇5
在预制小箱梁生产过程中, 小箱梁钢筋的施工是整个施工过程中耗时最长、工作量最大的一道施工工序, 是预制小箱梁的一个关键环节。在施工过程中, 钢筋的绑扎质量和绑扎速度对小箱梁的预制施工进度均有比较大的影响。所以, 对小箱梁钢筋骨架的绑扎方式进行探讨, 在保证小箱梁钢筋骨架质量、提高施工效率方面具有重要意义。
1 工程概况
本标段共有2座预应力混凝土小箱梁桥。桩基共有2种桩径, 分别为:ϕ1.6 m、ϕ1.8 m, 共有158根, 设计桩长15~39 m, 部分桥梁桩基处于水中, 设计采用钻孔灌注桩, 上部构造为预应力混凝土小箱梁, 桥位区未见不良地质。
2 梁板预制场的布置
根据本项目在隧道进口端只有145片30 m小箱梁、出口端只有230片25 m小箱梁的特点, 我部拟优先采用委托相邻合同段预制场来完成我部的梁板预制, 其次拟设置2个预制场。1#预制场设置在K185+850~K186+150段路基上, 预制场计划占地10 000 m2, 负责预制及安装145片30m箱梁;2#预制场设置在K193+650~K194+050段路基上, 预制场计划占地12 000 m2, 负责预制及安装230片25m箱梁。预制场标准化布设图详见图1。
3 施工工艺
3.1 传统的小箱梁传统的施工工艺
传统预制小箱梁的钢筋安装施工一般都是在小箱梁预制台座上捆绑一个腹板钢筋, 然后把内模装进去, 最后进行人工安装, 安装施工的顺序为:底腹板捆绑钢筋→吊装内模→安装侧模→安装内模→锚垫板和模底腹板安装→顶板层钢筋的吊装入模定位→顶板上层安装→模端顶部安装→最后浇筑混凝土。
3.2 改进后小箱梁的施工工艺
在该桥梁小箱梁施工过程中, 对传统小箱梁钢筋捆绑工艺进行了改进。首先将小箱梁骨架装入至内模、再将内膜整体装入施工过程中, 这样做的主要目的是改善传统小箱梁钢筋捆绑施工工艺中存在的缺陷。改进之后的施工过程是:侧模安装→吊装底腹板钢筋→锚垫板和端模底腹板安装→内模整体安装和调整底腹板→安装顶板钢筋→将顶板和底板的钢筋捆绑起来→端模顶板安装→混凝土浇筑。
3.3 钢筋绑扎胎具制作步骤
1) 按照施工进度计划要求以及到吊装钢筋骨架, 本工程施工时要求移动过程不宜过长。最终决定在预制底座中间和底座同方向设计放置两个底腹板钢筋捆扎胎具与两个顶板钢筋捆扎胎具。制作底腹板钢筋捆扎胎具过程:胎具使用混凝土浇筑, 在施工过程中控制胎具基础顶面高度, 必须保证胎具底部的水平, 胎具最基本的高度要超过混凝土地面300 m左右, 避免出现雨水腐蚀钢筋的现象。制作钢结构的过程:在底板纵向设置∠50×50×5角钢三道, 横向方向设置∠50×50×5角钢18道。按照设计图上钢筋间距的尺寸要求, 在纵向角钢上雕槽, 同时在横向角钢上使用油漆放置精准的样品, 这样做的目的是确保底层横向和纵向钢筋的捆扎;在腹板上设置∠50×50×5角钢人字架18道, 人字架顶部之间使用∠50×50×5角钢进行衔接, 并且在对应腹板钢筋地方采用钢筋在角钢上焊接成一定弧度的挂钩, 保证捆扎准确, 没有误差。该底腹板钢筋捆扎胎具断面图, 具体如图2所示。
2) 顶板钢筋绑扎胎具的制作过程。顶板钢筋捆扎胎具要求全部都使用钢结构, 在下端支撑使用ϕ100×48×5.3的槽钢, 纵向方向每一边都设置2根上下焊接起来的槽钢, 并且在中间位置放置一道钢筋。横向方向均匀设置7道ϕ100×48×5.3槽钢, 同时在每相隔1 m的地方设置一道钢筋, 在纵向两边的槽钢上都需要焊接设计图纸已经设计好的钢板, 在横向槽钢上, 使用油漆放置样品, 保证钢筋纵向和横向可以更好的捆扎。其顶板钢筋具体的捆扎要求如图3所示。
3.4 钢筋加工过程
半成品钢筋在加工棚中进行加工, 必须通过各项检测合格之后才可以运送到钢筋加工模架上端, 按照设计图从里到外、由上而下的顺序放置到骨架上。钢筋骨架底腹板和桥面板不可以混合加工, 一定要分开加工。当桥面板钢筋套入到翼缘板齿板时, 一定要保证其上端紧靠着模架的限位角钢, 这样做会使得外露区域整齐统一。另外, 要避免出现混凝土施工人员踩踏钢筋的现象, 每隔0.5 m就会设置一根支撑钢筋, 底板筋和腹板筋每隔0.5 m就进行焊接, 这样做可以使得钢筋骨架形成一个整体;其他的交叉点可以用铁丝进行捆绑, 扎丝头尽量向钢筋骨架的里部拗, 不能伸到保护层外面。与此同时, 钢筋和模板间一般都是使用强度较高的新型塑料垫块, 在腹部位置使用圆形垫块, 桥面板和底板使用“板凳”垫块, 垫块一定要根据具体的形状摆开, 每米放置四个, 最后按照波纹管的设计理念安置预应力波纹管道。
3.5 钢筋骨架吊装
当钢筋骨架加工工作结束之后, 使用钢筋吊架和龙门架进行吊装入模。钢筋吊架在现场进行加工, 要求长度31m, 地面宽度1.2 m, 纵梁使用1 200 m的工字钢, 其他的梁采用50 m×3.5 m钢管, 三根纵梁之间使用32根钢筋焊接固定, 形成一个整体, 工字架上面采用钢筋加工焊接来支撑平衡, 确保钢筋骨架吊装时不倾斜, 并且龙门架一定要通过特殊技术检测之后才可以应用到实际吊装中。在钢筋骨架吊装之前, 需要在台座两端划出刻度线, 吊装过程中, 先用龙门架钩挂钢筋吊架, 再将钢筋吊架放置到吊装钢筋骨架的上端, 当钢筋吊架分布在钢筋骨架的两侧时, 将钢筋吊架放下, 最后等到钢筋吊架和钢筋骨架衔接稳定后, 方可吊起钢筋骨架。在起吊时, 一定要保证钢筋骨架下方没有人, 等到龙门骨架可以在预制底座上方平稳行走时, 龙门吊才可以稍微停顿一下, 使得钢筋骨架不随意晃动。如果钢筋骨架对位有数据偏差时, 应保证一台门吊静止, 另一台门吊稍微移动。只有在这种情况下, 钢筋骨架移动才不会左右摇摆, 也方便工作人员进行钢筋骨架对位工作。
4 施工工艺质量控制关键点
除了一些需要按施工技术要求和设计图纸要求的钢筋加工外, 一定要注意以下质量控制的关键点。
1) 增强预制场标化工地建设。施工场地需要按照结构物品的摆放位置来选取地势较高、地界广阔、符合施工物品数量和放置要求, 同时在场地纵向和横向设置两道排水沟。
2) 钢筋加工现场一定要安置防雨棚, 避免加工用品被雨水腐蚀生锈, 造成钢筋质量不合格, 也方便工作人员在下雨天工作。
3) 钢筋加工模架的尺寸非常重要, 因为其尺寸大小会直接影响到钢筋定位的准确, 检查人员一定要常常对所要加工的模架进行检查, 如果发现加工模架的尺寸不在规定范围内, 一定要及时调整, 确保模架尺寸时时刻刻都符合钢筋加工的要求。
4) 增强质量检查管理, 当钢筋吊装入模后, 检查人员要检查钢筋的长短、间距以及规格, 预测应力管道的间距是否会受到吊装的要求, 若发现质量不过关, 一定要对其进行调整, 保证钢筋施工达到技术要求和设计要求。
5 结论
本预制小箱梁钢筋技术在施工个过程中, 通过按照上述方法进行施工, 顺利完成了施工, 工程顶板钢筋只需要5个人花费3个小时就可以绑扎好, 底腹板钢筋5个人只需要3.5个小时就可以绑扎好, 4个人半个小时就可以吊装入模。使用双侧模板、先行靠模, 拆模和支模同时进行, 保证了模板拼装效率。在钢筋绑扎胎具上绑扎钢筋, 使钢筋绑扎工作和模板拼装工作同时进行, 施工效率显著提升。利用龙门吊吊装钢筋骨架入模, 降低了作业强度, 并且也有效保证了工程的施工质量, 提高了施工的安全性。具有一定的借鉴价值。
参考文献
[1]田克平.桥梁施工组织设计与实例[M].北京:人民交通出版社, 2002:32.
[2]何申明.钢筋等强直螺纹施工技术在灌河特大桥桩基钢筋骨架制作中的应用[J].科技经济市场, 2007, 23 (10) :132-133.
[3]侯会利.预制箱梁钢筋骨架和内模整体绑扎吊装施工技术[J].国防交通工程与技术, 2010, 8 (6) :74-75.
[4]马天明.京沪高速铁路宿州梁场箱梁钢筋整体绑扎施工技术[J].铁道标准设计, 2009, 53 (11) :154-155.
小半径预制箱梁设计 篇6
1 DF900D导梁式定点起吊架桥机简介
DF900D型导梁式定点起吊架桥机主要由提梁机、导梁机、导梁吊机、液压系统、电气系统、集控室、驾驶室、吊具和发电机组等组成。DF900D架桥机主要技术参数:
额定起重能力:900t;梁体吊装方式:四点起升、三点平衡;架设方式:单跨简支定点起吊;过孔方式:提梁机自身简支移位过孔;控制方式:驾驶室和无线遥控;适应纵坡:30‰;外形尺寸:59.3m×17.3m×13.7m;装机容量:300k W。
2 DF900D导梁式定点起吊架桥机小曲线架设技术特点
2.1 对于DF900D架桥机架设小曲线桥梁的技术难点:
(1) 曲线上连续两孔梁中心存在偏角; (2) 由于偏角的存在, 导致前端梁头相对于后片梁产生横移量; (3) 运梁车喂梁时前后驮梁小车走行轨道间存在夹角; (4) 架桥机过孔时, 架梁机与导梁机间存在夹角。
2.2 DF900D架桥机架设小曲线箱梁梁的关键技术:
(1) 架梁机过孔, 保证架梁机后走行于辅助支腿走行在存在夹角的情况下顺利过孔, 各走行轮不发生啃轨现象, 从而避免产生横向力; (2) 导梁机过孔, 需要保证导梁天车具有足够的横移量; (3) 运梁车喂梁时前后驮梁小车在存在夹角的不同轨道上同步前进, 不啃轨; (4) 由于架设桥梁曲线小, 运梁车与架桥机间在喂梁时的配合即各自站位至关重要。
3 DF900D架桥机关键点的改造
DF900D架桥机在架设施工过程中需与DCY900型运梁车配合使用。为了能够满足郑开城际铁路 (R≥450m) 小曲线半径箱梁架设需要, 对架桥机进行了针对性的技术改进。
3.1 后支腿走行机构增加了竖轴
450米曲线半径设备过孔时, 后支腿会产生较大的横向偏移量。为了能够实现较大的横移量和降低拨轨道的施工难度, 在后支腿走行轮与后支腿横梁之间设置了竖轴, 使轮箱可以绕竖轴微量平转;当轨道通过拨轨实现一定偏移量后, 轮箱沿着轨道走行时会同时绕竖轴平转, 最终使后支腿沿轨道到正确位置就位, 回转面设有减磨板, 能使后支腿走行轮与后支腿横梁之间转动灵活。
3.2 辅助支腿增加了竖轴
提梁机过孔前提梁机主梁和导梁机主梁之间有一定的夹角, 为了使辅助支腿能沿导梁机正常走行, 在辅助支腿走行机构上设置了竖轴, 其作用机理与后支腿竖轴类似:使设备在走行时辅助腿走行机构可以绕竖轴微量平转。
3.3 增加前支腿安装位
在曲线段两相邻桥墩之间的中心距会加大, 这样就导致了提梁机前后腿之间的有效跨距需增大。由于前后腿之间的有效跨距增大, 而在直线段施工时由于桥墩垫石尺寸的有限性将会导致架桥机前支腿的站位超出垫石的范围, 为了解决这一矛盾故而在主梁上设置了3个前支腿安装位:当施工小曲线时将前支腿向跨外平移、当施工直线和大曲线时前支腿向跨内平移。
3.4 过渡轨桥增加了长度
后支腿是在前一跨的梁面站位的, 相对于前支腿在墩顶垫石站位而言, 站位尺寸的限制性会宽松的多, 因此为了施工的便利将后支腿向跨外平移并只设置一处安装位。这样就导致了原来过渡轨桥的长度需加长一个后支腿向跨外的平移量, 同时曲线外侧过渡轨桥比内侧100mm。
3.5 导梁天车横移量加大
导梁机过孔时是沿着后跨桥梁的理论方向前移的, 当导梁机纵向过孔到位时, 由于曲线因素的影响, 导梁机在横向并没有就位。曲线半径越小、纵移到位后的横向偏差量越大, 因此需要增加导梁天车的横移量才能使导梁机在前方墩顶中心就位。
4 DF900D架桥机小曲线架设关键工况分析及关键理论数据
由于架桥机过孔后, 导梁无法支立到桥墩上, 需将导梁前端横移1.2米才能支立在桥墩上, 架桥机主梁在导梁天车横移过程中受偏载, 直接影响到架桥机的支立的稳定性。
4.1 架梁机最不利荷载工况I:
架24米梁, 导梁机前行到位, 导梁天车荷载120t, 前端横移1.2米, 单侧主梁最大荷载为88t, 距前支腿19.3米;主梁前端联系梁自重2t, 距前支腿29米;辅助支腿自重13t, 距前支腿9.3米;主梁自重1.3t/m, 前端悬臂长度为29.3米;此时前支腿处主梁最大弯矩Mmax为 (图4) :
导梁天车位置主梁下挠198mm, 主梁前端下挠450mm。
4.2 架梁机最不利荷载工况II:
架32米梁, 导梁机前行到位, 导梁天车荷载120t, 前端横移1.2米, 单侧主梁最大荷载为88t, 距前支腿19.3米;主梁前端联系梁自重2t, 距前支腿29米;辅助支腿自重13t, 距前支腿1.3米;主梁自重1.3t/m, 前端悬臂长度为21米;此时前支腿处主梁最大弯矩Mmax为 (图5) :
主梁前端下挠277mm, 导梁天车不横移时主梁前端下挠178mm。
4.3 架设曲线时过渡轨桥加长后受力分析及校核
运梁车驮梁小车轮压:60t, 轨节及新增立板材质均为Q345C
(1) 轨节受力校核计算:最大弯矩为:, 最大剪力为:Q=30t, , 不满足!, 满足!由以上计算可知, 轨节强度不够, 故采取以下措施, 如下图所示:
(2) 轨节重新受力校核计算:
(3) 新增立板截面特性:
(4) 新增立板受力校核:长细比受压稳定系数φ=0.828
4.4 架设现场其他数据分析 (图9)
(1) 架桥机O腿内净宽13.9米, 架设桥梁宽12.2米, 根据驼梁台车的轨道间距1.7米, 32米跨450米架设时, 混凝土梁相对架梁机后支腿向曲线外侧横移670mm, 即:6.1+0.67=6.77米<6.95米, 满足梁体通过, 要求梁场装梁偏差不能太多。 (2) 由于梁缝设计为10cm, 曲线梁设计梁体曲线内侧比外侧短, 架桥机为直线支立, 梁体和架桥机导梁吊尺位置产生冲突, 现场架设是将导梁吊起, 调整导梁吊机、导梁天车横移油缸, 将梁体就位后再支立下导梁。 (3) 架设小曲线半径梁时, 建议提前在通过现浇梁时将架桥机模拟小曲线半径工况, 试架桥机走行机构、导梁天车、导梁吊机性能是否满足架设要求, 我们在架设32米梁时, 由于材料、制造等因素, 发现导梁偏移最大时架桥机主梁前端下挠比理论计算大100mm, 非正常工况架设应提前检测设备机械性能是否满足架设要求。
5 450米曲线半径架梁工艺流程
5.1 24米小曲线半径梁架设工艺 (图10)
步骤一: (1) 导梁吊机配合导梁天车提起导梁机; (2) 导梁机准备过孔; (图11) 步骤二: (1) 导梁吊机配合导梁天车提起导梁机纵移8米; (2) 利用扁担梁提住导梁机 (此吊点新制) ; (3) 导梁天车回退重新提起导梁机; (图12) 步骤三: (1) 导梁吊机配合导梁天车提起导梁机再次纵移8米; (2) 利用扁担梁提住导梁机; (3) 导梁天车回退重新提起导梁机;步骤四: (1) 导梁吊机配合导梁天车提起导梁机再次纵移8.7米, 导梁机过孔到位 (图13) 。
5.2 32米梁小曲线半径架设施工工艺流程 (图14)
步骤一: (1) 导梁天车卷扬机下落至导梁用垫片与螺帽连接, 导梁吊机与吊翅用销子连接, 此时导梁天车与卷扬机提升, 导梁吊机油缸回缩, 使导梁机离至桥墩, (2) 导梁机准备过孔。 (图15) 步骤二: (1) 导梁天车吊机配合提起导梁行走8米, 暂停止前进。 (2) 为了满足导梁机在小曲线中行走到位, 特此增加新吊点, 在大臂34.5米处。此时用新吊点螺帽垫片连接导梁受力, 同时导梁吊机受力, 使导梁机处于水平位置。 (3) 导梁天车拆卸后, 后退到吊装孔处, 再次连接导梁机使之提升, 此时拆卸扁担梁。 (图16) 步骤三: (1) 导梁天车与吊机配合提升导梁再次行走8米, 暂时停止前移。 (2) 再次利用新吊点扁担梁与导梁用螺帽垫片连接, 此时吊机吊起吊翅, 使导梁水平或者略高, 同时拆卸导梁天车连接装置并退回。 (3) 导梁天车拆卸后退回导梁吊装孔处, 再次连接导梁并提升, 同时拆卸吊点扁担梁。 (图17) 步骤四:导梁天车与吊机配合提升导梁行走8.7米, 此时行走到位, 过孔完毕。
6 结束语
郑开城际铁路450米小曲线半径箱梁架设施工中, 不断优化架设施工工艺, 严格技术规程作业, 圆满完成架设任务, 得到了河南城际公司、监理等单位的认可和赞同, 各项指标均达到验收要求, 相关观点、经验可供类似工程借鉴。
参考文献
[1]TB10752-2010, 高速铁路桥涵工程施工质量验收标准[S].
[2]TB241-2010, 高速铁路桥涵工程施工技术指南[S].
[3]GBJ 17-88, 钢结构设计规范[S].
[4]GB50205-95, 钢结构施工及验收规范[S].
浅谈预制小箱梁顶板裂缝的处置 篇7
成都第二绕城高速公路成温邛互通位于四川省崇州市境内,为成都第二绕城高速上跨成温邛高速的互通式立交桥。
二绕~成温邛互通主线桥全长1140.1m,其中预制小箱梁共452片。梁长主要为12.5m、23.8m、25m三种及部分渐变梁长。预制小箱梁采用C50砼,As15.2mm钢绞线,后张法两端对称张拉,张拉控制应力为0.73fpk=1358Mpa,钢筋尽保护层厚度为2cm。箱梁顶板厚度均为18cm,腹板厚度为18-25cm渐变,底板厚度为20-25cm渐变。
2.裂缝检测情况
2.1.裂缝情况
二绕~成温邛互通主线桥26Y-4预制小箱梁顶面,距梁顶边缘约60cm,距梁端约3-18m范围内出现多条间断发育的纵向裂缝,每条裂缝长约40-80cm,裂缝走势蜿蜒曲折,周围伴生裂缝较少。
2.2.检测方法
我部聘请具备相应资质的检测公司,通过超声波裂缝检测仪、高倍显微镜等专业仪器对裂缝情况进行了无损检测,并对裂缝典型位置进行了开槽检测。
2.3.检测结果
经检测,裂缝长度为40-81cm,裂缝宽度为0.2-0.6mm,裂缝深度为9-18mm。裂缝深度(h)与结构厚度H的关系均为h≤0.1H,经一个月的观察测量,裂缝长度、宽度、深度均不再发育,判定为表面静止裂缝。具体检查数据如下:
26Y-4小箱梁裂缝检测数据
3.裂缝成因分析
26Y-4小箱梁浇注日期为2013年5月24日,张拉日期为2013年5月31日,7天强度为51.04Mpa,28天强度为62.0Mpa,发现裂缝日期为2013年5月25日,裂缝持续发展时间为48h。
小箱梁所用混凝土为我部自拌混凝土,混凝土配合比及原材料均经检测验证合格。混凝土7天强度及28天强度均满足设计要求。在浇注过程中混凝土和易性良好,未在现场加水,振动充分,考虑裂缝出现为个别现象,可排除因混凝土原材料、配合比等因素导致裂缝的可能。
小箱梁所用钢筋均为满足设计及规范要求的未锈蚀钢筋,且经检测混凝土保护层厚度满足设计要求,结合裂缝走向与钢筋方向垂直的情况,可排除因保护层厚度不足,钢筋锈蚀对周围混凝土产生膨胀应力而导致裂缝的可能。
小箱梁在安装前存于存梁场内,未受荷载作用,可排除因梁体承受荷载产生过大内应力导致开裂的可能。
小箱梁脱模及时,混凝土在后续硬化的过程中不再受到约束,可排除由于混凝土干缩引起的体积变形受到约束而产生裂缝的可能。
经我部认真研究,考虑梁体养护情况及5月下旬昼夜温差大,天气炎热,常有强风等因素。认为裂缝出现的主要原因是箱体养护不到位,梁板顶面受到暴晒,同时因梁板顶面表面积大,受风力作用明显,混凝土表面水分蒸发过快,混凝土水化热高,在混凝土浇筑后数小时仍处于塑性状态时产生了塑性收缩裂缝。
4.裂缝处理方案
4.1.裂缝处理原则与目的
裂缝破坏了建筑物的整体性,改变了建筑物受力状态,造成渗水、漏水、钢筋锈蚀等,降低了建筑物的耐久性,危害建筑物安全运行,虽然多数裂缝为危害性较小的表面裂缝,但一部分原为危害较小的裂缝,亦会延伸发展为严重的深层或贯穿性裂缝。因此,必须认真对待每一条已被发现的裂缝,分析产生裂缝的原因,严格按有关要求进行处理。
混凝土裂缝处理主要应达到恢复结构的整体性,限制裂缝的扩展,满足结构的强度、防渗、耐久性和建筑物的安全运行要求。
4.2.方案选取
常见裂缝处理方法包括表面处理法、填充处理法、灌浆处理法、结构补强法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等。其中填充处理法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。
经检测,26Y-4预制小箱梁顶面出现的裂缝均为因养护不周所产生的表面收缩裂缝,裂缝状态为静止不发育状态。裂缝深度浅,均在混凝土保护层范围内,不影响构件力学性能和整体性。为保障梁体质量与结构安全,根据裂缝实际情况,我部决定对宽度小于0.15mm的裂缝采用改性环氧树脂胶封闭的方法进行处治,对宽度在0.15mm-1.5mm之间的裂缝采用开槽填充法进行治理。
4.3.改性环氧树脂胶封闭施工工艺
对于裂缝宽度小于0.15mm时,在所选用裂缝修补材料施工工艺允许的情况下,由监理工程师确认,采用自然渗透法直接用橡皮滚子或滚筒粉笔刷封缝材料,使胶液充分吸收,且裂缝内含胶饱满。
4.4.开槽填充处理施工工艺
对宽度在0.15mm-1.5mm之间的裂缝采用开槽填充法进行治理。
开槽填充法是一种工艺简单,施工方便,修复效果好,后期容易养护的常用裂缝修复方法。先用凿子和扁铲沿裂缝两侧开U形槽,再用刷子在槽底和两壁均匀涂刷一层界面处理浆,然后用修补材料直接填充槽中,用抹刀压实抹平。最后覆盖一层塑料薄膜进行养护。
4.4.1.开槽填充处理施工工艺流程
开槽填充处理工艺流程为:
开槽→涂刷界面处理浆→压抹聚合物砂浆→养护
4.4.2.开槽填充处理施工步骤
(1)裂缝开槽
在裂缝两侧内用凿子和扁铲沿裂缝开槽,开槽呈U形,宽度3-5cm,深度以裂缝消失为准,且不小于1.5cm,开槽后用刷子和压缩空气将槽内清理干净。对开槽过程中暴露出的钢筋应涂抹环氧树脂进行防锈和粘连处理。
(2)涂界面处理浆
用刷子在槽的底部和两壁均匀涂刷一层界面处理浆,其配方按混凝土修补胶说明书执行,一般参考配合比如下:
水泥(修补粉料):混凝土修补胶=1:1
(3)压抹聚合物砂浆
在界面处理浆尚未硬化前用抹刀将聚合物水泥砂浆压入槽中,压实抹平。裂缝填补分为两次,第一次填补5mm深,第二次填补浆体高出混凝土表面2~3mm。
聚合物水泥砂浆配方按混凝土修补胶说明书执行,一般参考配合比如下:
水泥(修补粉料):中砂:混凝土修补胶:水=1:2.5:0.3~0.4:适量
(4)养护
裂缝修补后采用塑料薄膜覆盖养护。
聚合物水泥砂浆不需浇水养护,在湿润空气中养护即可。养护期间不得淋雨、日晒或风吹。施工温度要求在4℃以上,避免在阴雨天气施工。
5.修补质量检验及验收
针对本项目工程的特殊需要,应在业主代表、结构监理工程师,试验监理工程师等参与下,于施工前后分别进行裂缝修补施工工艺及其配套材料、进行系列试验工作。必须经筛选后确定质量合格的填充材料和灌缝材料,并按要求进行抽样试验。