预制节段拼装梁施工技术

前言:

预制节段拼装梁施工技术是指根据桥梁纵轴线,将其划分为多个一定长度的节段,在施工现场附近设置预制场,进行节段预制施工。在施工现场的桥墩施工结束后,将预制节段梁运输至施工现场,拼装施工后施加预应力,完成桥梁施工。施工流程明晰简单,施工工期短,施工质量高,可在工程中推广普及。

1 工程概况

文章以泾河特大桥为例,分析预制节段拼装梁施工技术。该工程位于咸阳市泾阳县,桥梁的总长度为2258.94m,跨孔布置如下:29-32m简支梁+19-64m简支梁+1-32m简支梁。其中,64m简支梁选择预制节段拼装梁施工技术,施工单位在DK48+200线路左侧的50m位置设置节段梁制梁场,进行节段梁的预制施工。预制完成后的节段梁运输至施工现场,通过移动支架造桥机进行吊装定位,再采用胶接法进行涂胶、临时张拉处理,最后统一张拉注浆,完成桥梁施工。在该工程中,桥梁的重量较大,拼装跨度大,桥梁线性要求高,且工期紧张、安全风险大,施工单位应用的预制节段拼装梁施工技术较为新颖,并以规范施工达成高技术标准要求,值得其他施工单位借鉴参考。

2 预制节段拼装梁施工技术

2.1准备阶段的数据验算

在开展桥梁施工前,需对施工设备进行适用性分析。泾河特大桥工程采用的设备为自主研发的SX64/2800型移动支架造桥机,施工单位在施工前进行总体结构验算,确保设备符合工程要求。在验算时,施工单位选择MIDAS软件为计算平台,根据桥梁杆件截面与参数,通过梁单元模拟构建模型,模拟材质为Q345,以固结方式连接杆件节点。计算人员将造桥机的荷载设置为静荷载,通过容许应力方法设计,构建的模型如图1所示。

在计算中,主要对空载和下放梁段两种工况开展分析,分析内容如下:(1)强度分析,空载工况下中支点的反力为832.2t、后支点为296.t、应力最大值为145.98MPa<210MPa,下放梁段工况下后支点的反力为1679.3t、中支点反力为2230.9t、应力最大值为198MPa<210MPa,均符合标准要求;(2)刚度分析,在空载工况下,跨中fmax=7.6mm,7.6/67860=1/8929<1/400,在下放梁段工况下,跨中fmax=100mm,100mm/68.8m=1/688<1/400,均符合标准要求。此外,在稳定性分析、拖拉状态结果分析中,造桥机的各项参数均符合标准要求,表明该设备可用于泾河特大桥工程中[1]。

2.2预制节段拼装梁施工流程

在合理选择施工设备后,施工单位按照规范流程开展预制节段拼装梁施工。在节段梁预制施工中,施工单位按照如下流程施工:模板施工→钢筋加工→混凝土施工→养护→模板拆除→预制线性控制。

在节段预制梁拼装中,施工单位按照如下流程施工:第一,拼装移动支架造桥机;第二,根据预制梁的标号对称吊装(1’#和1#对称),其中,3#、8#和6’#节段梁进行下放处理;第三,调节各个梁段的标高,并在梁段的接缝部位涂刷一层接缝胶,进行临时预应力张拉,在强度符合要求后,进行钢绞线一期张拉;第四,移动造桥机,准备架设下一孔,按照上述流程施工;第五,所有桥孔一期张拉完成后,统一进行二期预应力钢绞线张拉,再进行桥面系施工,铺设二期恒载,完成桥梁施工。

其中,造桥机的安装流程如下:组装牛腿→组装主梁并配置相应施工设备、机具→安装牛腿→安装临时支腿→主桁吊装就位→下托梁系统→横梁安装→拖轮系统→提梁龙门吊安装。在该过程中,要求各个组件可靠连接,并进行质量验收,确保各项参数符合要求,方可投入使用,保障施工安全。

2.3预制节段拼装梁施工要点

为保障工程质量,施工单位在遵循上述施工流程的基础上,注重如下施工要点,保障施工质量。

第一,预制线形控制。

在预制梁施工中,施工单位在混凝土终凝前埋设6个测量点,包括2个轴线控制点和4个标高控制点。首先测量埋设控制点的坐标数据,再通过GCP软件将其转变为绝对坐标,将各项数据输入软件的几何控制程序中,明确梁段的坐标位置,避免预制累积误差的出现。同时,施工单位注重预制梁端的测量与控制,合理布置测量台座,通过经纬仪和水准仪等设备,调节桥梁的水平曲度及垂直度等参数,了解预制梁存在的尺寸偏差,避免梁段出现变形。

第二,涂胶施工要点。

在涂胶施工前,施工单位对接缝面进行全面清理,避免表层存在水泥、油迹等杂物,并配置环宽10mm、厚度5mm的密封圈,涂胶材料选为环氧树脂,将其置于400r/min的工况下搅拌三分钟,直到环氧树脂颜色均匀,按照从上至下的顺序,使用钢制刮刀均匀且快速地涂刷于接缝面表层。涂胶时接缝面两侧的厚度控制在1.5mm左右,且保障涂胶的连续性,不可出现断胶。同时,为保障涂胶的性能,需在45min内将拌制的环氧树脂涂刷完,并在涂刷后的90min内拼接预制梁。如果施工时接缝面的表层温度低于5℃,需进行加温处理。同时,由于环氧树脂胶中存在刺激性和腐蚀性成分,施工人员在涂胶时,需佩戴抗腐蚀手套及护目镜,避免皮肤或眼睛直接接触胶体。如果施工时不慎与胶体接触,需立即在清水下冲洗十五分钟,并联系医生[2]。

第三,临时张拉施工。

在涂胶施工完成后,进行临时张拉施工,对预制梁进行初步固定。在施工时,施工单位将四名施工人员及设备设置为一组,同时作业,首先对临时锚块中的4根精扎螺纹钢进行张拉,再进行另外精轧螺纹钢的张拉,为环氧树脂施加大于0.3MPa的压力,使其迅速固化。在该过程中,要求临时张拉后的胶缝宽度控制在0.6-1.2mm,且不允许出现缺胶问题。对于挤出的环氧树脂,需立即清理干净,并通过检孔器检查预应力孔道,避免环氧树脂堵塞孔道。为保障孔道的畅通,施工单位在临时张拉半小时后,进行二次通孔,保障工程质量。如果临时张拉施工完成后,发现桥梁的位置出现偏差,须立即调整。

第四,钢绞线张拉施工。

在临时张拉全部结束后,统一进行预应力钢绞线穿束与张拉,施工单位选择YCW型千斤顶作为张拉体系,按照预张拉→初张拉→终张拉流程施工。在张拉施工前,施工单位组织施工人员参与培训,深化其对张拉操作的认识。在张拉预应力束时,施工人员遵循设计要求,选择张拉力和伸长量双控方式,前者为主,后者为辅,要求实际伸长量和理论数值的误差控制在6%以内,并将部分梁段的吊杆进行放松处理,要求每端钢丝回缩量低于6mm;对于箱梁两侧腹板,施工人员采用对称张拉方式,要求二者间的不平衡低于一束;对于同束钢绞线,要求两端对称,且施工时千斤顶的升压速度与降压速度尽量保持一致;对于钢绞线出现的断丝或滑丝现象,要求每束钢绞线内的单根钢绞线仅有一丝可出现上述现象,在每个断面中,断丝的数量需低于总钢丝的1%。

第五,设备过孔要点。

在泾河特大桥施工中,当节段拼装梁的一期张拉完成后,施工单位需将造桥机转移到下一孔造桥跨中,进行后续施工。为保障施工质量,避免梁体出现承载力不足问题,施工单位按照规范流程移动造桥机[3]。

2.4预制节段拼装梁施工技术应用分析

借鉴泾河特大桥工程的成功经验,预制节段拼装梁施工技术在桥梁工程施工中表现出工程效率高、工程质量佳等优势,可在桥梁工程中推广普及。结合工程施工流程,施工单位需结合工程特点,配置专用架桥机,规范架桥机的安全与拆除,制定完善预制节段拼装梁施工方案,按照规范流程进行施工,做好施工人员、施工技术与施工材料管控工作,保障预制节段拼装梁技术优势的发挥。

结论:

综上所述,预制节段拼装梁施工的注意要点较多,技术标准要求高,需施工单位规范施工。借鉴泾河特大桥工程的施工经验,施工单位需按照预制梁施工→运输→造桥机拼装→预制梁吊装→标高调节→涂刷接缝胶→临时预应力张拉→一期张拉→二期张拉的流程施工,并做好预制线形控制、涂胶、张拉及设备过孔工作,保障工程质量,提高施工效率。

摘要：预制节段拼装工艺是道路桥梁施工领域的先进技术,尤其适用于特大桥工程,具有施工效率高、质量有保障等优势。基于此,文章以泾河特大桥工程为例,结合工程特点,分析预制节段拼装梁施工技术的应用流程与要点,指出施工前的数据验算要点,为其他施工单位应用预制节段拼装梁施工技术提供经验参考。

关键词：节段拼装梁,移动支架,环氧树脂

参考文献

[1] 朱鹏,矿月超,李玉奎,等.节段拼装梁预制过程中的变形控制影响要素分析[J].建材与装饰,2020(02):271-272.

[2] 杨继光,耿庆祥.高速铁路连续梁节段预制拼装施工关键技术研究[J].江西建材,2019(10):158-162.

[3] 王凯林,高策,周勇政.铁路预应力混凝土连续梁预制装配技术思考与展望[J].铁路工程技术与经济,2019,34(05):1-5.