先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)梁橋施工技術(shù)研究

宋澤湘

(沅陵縣公路管理站)

1 先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)梁橋施工工藝流程

先簡支后連續(xù)橋的梁板為后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁,場地集中預(yù)制,在橋上進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換,吊裝時(shí)先采用臨時(shí)支座(對于雙支座情況,即為永久支座),按簡支安裝就位后,在連續(xù)墩上預(yù)置永久支座(對于雙支座情況,無次工序),現(xiàn)澆接頭混凝土、張拉克服負(fù)彎矩的預(yù)應(yīng)力束,將體系轉(zhuǎn)換為連續(xù)梁,最后澆筑鉸接縫混凝土和橋面鋪裝層混凝土,完成橋梁施工。

2 施工準(zhǔn)備

簡支連續(xù)梁橋通過將簡支梁在墩頂實(shí)施結(jié)構(gòu)連續(xù)或墩梁固結(jié)而成,所以,簡支梁體是基礎(chǔ)、墩頂結(jié)構(gòu)連續(xù)、墩梁固結(jié)(剛構(gòu))或橋面連續(xù)構(gòu)造是關(guān)鍵,施工必須高度重視。強(qiáng)化施工設(shè)計(jì),明確施工工序,制定精細(xì)化的施工方案,實(shí)行首件(試制)制。

3 梁預(yù)制與安裝

預(yù)制臺(tái)座穩(wěn)定性好,頂面光滑,易于脫模。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙,制作強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性均滿足精品預(yù)制梁需要的模板系統(tǒng),同時(shí),模板必須能根據(jù)預(yù)制梁頂橫坡、錨固齒板等需要具有可調(diào)整功能。從控制混凝土原材料、配比、幾何尺寸、一期預(yù)應(yīng)力體系建立精度、養(yǎng)護(hù)等方面入手,采取行之有效的措施,確保預(yù)制梁預(yù)拱度符合設(shè)計(jì)要求。臨時(shí)支座必須滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性要求。建議采用沙筒等方便拆除結(jié)構(gòu)形式。注意事先設(shè)置的永久支座的安裝精度和穩(wěn)定性保持。

4 墩頂濕接頭澆筑

混凝土需作專門配比,保證高強(qiáng)度、低收縮、高韌性的設(shè)計(jì)要求。對于簡支結(jié)構(gòu)連續(xù)梁橋,墩頂濕接頭混凝土澆筑前,T梁端面、T梁端橫隔板以及端橫隔板靠墩側(cè)面以外的 T梁肋側(cè)面應(yīng)按要求做鑿毛,或刷凈水泥漿,或刷專用粘接劑等增加新老混凝土連接性能的處理。對于簡支剛構(gòu)連續(xù)梁橋,墩頂濕接頭混凝土澆筑前,T梁端面、T梁端橫隔板、端橫隔板靠墩側(cè)面以外的T梁肋側(cè)面以及橋墩蓋梁頂面應(yīng)按要求做鑿毛,或刷凈水泥漿,或刷專用粘接劑等增加新老混凝土連接性能的處理。墩頂濕接頭澆筑應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求執(zhí)行。

5 二次預(yù)應(yīng)力體系建立

按照設(shè)計(jì)要求,嚴(yán)格控制預(yù)制梁中預(yù)應(yīng)力管道、錨固齒板的幾何精度。采用專門的塑料波紋管,確保預(yù)應(yīng)力管道暢通。在二次預(yù)應(yīng)力施工前,必須對預(yù)應(yīng)力管道,特別是管口借助襯管等實(shí)施特別保護(hù)。二次預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)混凝土強(qiáng)度必須滿足設(shè)計(jì)要求,張拉時(shí)間、順序應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定。簡支剛構(gòu)連續(xù)梁橋墩梁固接用豎向預(yù)應(yīng)力預(yù)埋在橋墩蓋梁中,在墩梁固接構(gòu)造混凝土澆筑前,應(yīng)對豎向預(yù)應(yīng)力筋作特別保護(hù)。應(yīng)有專門的管道壓漿配方,采用真空壓漿。

6 臨時(shí)支座、永久支座的安裝

對于擱置空心板梁的臨時(shí)支座,其強(qiáng)度和剛度必須保證在梁板架設(shè)過程中不破損,基本無沉降量,可采用四周硬木板條用拉桿細(xì)栓箍緊方箱裝砂層辦法處理,擱置T梁的臨時(shí)支座可用將鋼管截成筒狀側(cè)邊鉆孔臨時(shí)閥門封閉灌裝砂層的辦法,高度可比永久支座略高 3～5mm,以便體系轉(zhuǎn)換時(shí)最后拆除;在澆筑濕接頭混凝土前,應(yīng)對永久性橡膠支座表面進(jìn)行保護(hù)(塑料膜或薄鋼板覆蓋),其接縫處殘?jiān)㈦s質(zhì)可用空壓機(jī)清除干凈,并仔細(xì)檢查各支座放置的平整度。先簡支后連續(xù)橋支座在伸縮縫處和連續(xù)墩處不同,伸縮縫處采用GJZF4或 GYZF4支座,連續(xù)墩處采用 GJZ或 GYZ支座,在連續(xù)墩處支座下設(shè)一定高度的支座墊石,GJZF4及 GYZF4支座不允許傾斜安裝,對于永久橡膠支座安裝時(shí),當(dāng)縱坡≥1%時(shí),需采取措施使支座平置,當(dāng)有縱坡時(shí)必須采用梁底預(yù)埋鋼墊板調(diào)平后再放置支座。

7 結(jié)構(gòu)體系(支座)轉(zhuǎn)換

在滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性及拆除方便的要求下,對臨時(shí)支座(對于單支座簡支連續(xù)梁橋)要求的時(shí)間、順序進(jìn)行結(jié)構(gòu)體系(支座)轉(zhuǎn)換。

8 新老混凝土連接面處理

濕接頭部位新老混凝土接合最易成為結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié),新老混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到一致連成整體,所以濕接頭部位老混凝土去皮相當(dāng)重要。新老混凝土連接面處理,有試驗(yàn)資料表明,新老混凝土連接面的抗拉強(qiáng)度與施工時(shí)的處理方法有關(guān),經(jīng)鑿毛處理的新老混凝土面的彎曲抗拉強(qiáng)度(40#混凝土)為1.25MPa。所以,對現(xiàn)澆接頭部位的梁頂面應(yīng)去皮處理,對有周邊接觸面的(如空心板鉸縫)也應(yīng)在預(yù)制場內(nèi)鑿毛洗凈,以減少高空作業(yè)并保證新老混凝土粘接質(zhì)量。同時(shí)由于該部位鋼筋、波紋管較密集,濕接頭混凝土一般用小石子混凝土分層澆筑,層層仔細(xì)振搗。

梁板預(yù)制時(shí)濕接頭預(yù)埋鋼筋位置一定要準(zhǔn)確,板端鋼筋預(yù)留長度要一致,避免當(dāng)梁板全部安裝完畢后處理接頭鋼筋造成的操作環(huán)境差、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大而無法保證接頭鋼筋連接質(zhì)量情況出現(xiàn)。

梁體上老混凝土的去皮鑿毛工作必須提前進(jìn)行,當(dāng)預(yù)制的梁板剛拆模后即開始施作,除對梁板端部接頭老混凝土鑿毛外,還必須重視鉸縫混凝土和梁上部負(fù)彎矩區(qū)梁頂鑿毛,避免梁板全部安裝完畢,鋼筋接頭接好后再做此道工序,費(fèi)時(shí)、費(fèi)工,殘?jiān)?、雜質(zhì)飛落濕接頭縫隙內(nèi),用高壓風(fēng)或高壓水槍均無法徹底清除,影響濕接頭混凝土澆筑質(zhì)量,給今后橋梁運(yùn)營安全帶來隱患。

9 結(jié)構(gòu)性現(xiàn)澆層與梁端濕接頭澆筑順序

先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)梁橋靠梁端濕接頭和墩頂連續(xù)段預(yù)應(yīng)力筋來實(shí)現(xiàn)體系轉(zhuǎn)換。墩頂連續(xù)段預(yù)應(yīng)力筋一方面為結(jié)構(gòu)性現(xiàn)澆層提供預(yù)壓應(yīng)力,另一方面為橋梁提供支點(diǎn)正彎矩,以抵抗橋梁運(yùn)營時(shí)的支點(diǎn)負(fù)彎矩,結(jié)構(gòu)性現(xiàn)澆層與梁端濕接頭的施工順序、施工時(shí)間間隔,對橋梁受力狀態(tài)產(chǎn)生比較大的影響。因此,選擇合理的施工順序,可令橋梁成橋時(shí)得到更好的受力狀態(tài)。

第 1種澆筑方式:先澆筑一部分結(jié)構(gòu)性現(xiàn)澆,再澆筑梁端濕接頭和剩余結(jié)構(gòu)性現(xiàn)澆層、張拉墩頂連續(xù)段預(yù)應(yīng)力筋。

第 2種澆筑方式:先澆筑濕接頭和一部分結(jié)構(gòu)性現(xiàn)澆層,并張拉墩頂連續(xù)段預(yù)應(yīng)力筋;再澆筑剩余結(jié)構(gòu)性現(xiàn)澆層。

對于先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)體系來說,后連續(xù)濕接頭的澆筑是一個(gè)十分重要的工序。畢竟“后連續(xù)”的準(zhǔn)確含義通常是指通過預(yù)應(yīng)力實(shí)現(xiàn)端部后澆的混凝土儲(chǔ)存一部分的彈性壓縮,以此來低抗二期恒載和活載引起的支座處橋面板的負(fù)彎矩,從而達(dá)到連續(xù)梁的效果。由于該種結(jié)構(gòu)體系不但有著縱向的預(yù)應(yīng)力連續(xù)問題,還存在著同跨梁的不同預(yù)制梁之間的橫向連接問題,即梁間的澆筑連接。對于目前國內(nèi)的橋梁設(shè)計(jì)而言。

我們認(rèn)為,由于后連續(xù)端的澆筑方式不同,因而對后連續(xù)預(yù)應(yīng)力張拉的效果勢必存在著一定的影響。在方法 1中,由于是先進(jìn)行的端部完全澆筑,獨(dú)立性較強(qiáng),即橫向相鄰的兩塊梁是分離的,此時(shí)的后連續(xù)預(yù)應(yīng)力筋的張拉對相鄰的其他梁影響較小。但就目前的先簡支梁后連續(xù)結(jié)構(gòu)體系的施工而言,由于考慮到在鋼筋稠密、操作空間受到極大限制、相鄰兩片梁的端部之間很小的距離之間立模的實(shí)際困難、大多數(shù)的施工單位仍傾向于采用第一種方法。這就帶來一個(gè)問題,在澆筑方式 2中,由于先一次性將梁進(jìn)行橫向連接,然后在端部進(jìn)行完全澆筑,單個(gè)梁在橫向上的獨(dú)立性較弱,基本連接成一體了。也就是說,此時(shí)預(yù)應(yīng)力筋的張拉已經(jīng)對橫橋向的其他同跨梁產(chǎn)生了一定的作用,這一點(diǎn)是十分明確的,在設(shè)計(jì)中也體現(xiàn)了這一點(diǎn)。

在施工過程中,兩種方式的施工難度基本相同(如端部立模困難度、操作空間受到的限制度等),在施工過程中,我們建議采用第 1種澆筑方案;同時(shí)不管是用第一種還是第二種方案時(shí),應(yīng)該采用兩組預(yù)應(yīng)力張拉人員,從兩邊梁依次向中間張拉,以最大限度的保證后連續(xù)效果。

10 結(jié)構(gòu)性橋面鋪裝和非結(jié)構(gòu)性橋面鋪裝墊層施工

注意按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行梁頂剪力鋼筋的預(yù)埋,特別是 T梁翼板現(xiàn)澆帶上的預(yù)埋。通過預(yù)制梁的試制,必要適當(dāng)調(diào)整剪力鋼筋的伸出長度,適應(yīng)剪力鋼筋與鋼筋網(wǎng)之間的連接,避免剪力鋼筋的失效。結(jié)構(gòu)性橋面鋪裝和非結(jié)構(gòu)性橋面鋪裝墊層混凝土澆筑后的基巖效應(yīng)明顯,容易出現(xiàn)收縮裂縫,應(yīng)在規(guī)定的時(shí)間(或預(yù)制梁齡期)進(jìn)行施工,同時(shí),應(yīng)對裸梁頂面應(yīng)按要求做鑿毛,或刷凈水泥漿,或刷專用粘接劑等增加新老混凝土連接性能的處理。在施工時(shí)采用專門的大面薄型混凝土的養(yǎng)護(hù)措施。

[1] 范立礎(chǔ).預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋[M].北京:人民交通出版社,1988.

[2] 李國豪,范立礎(chǔ).橋梁工程的現(xiàn)狀與展望[J].土木工程學(xué)報(bào),2005,18(2).

[3] 姚玲森.橋梁工程[M].北京:人民交通出版社,1996.

[4] 向中富.橋梁施工控制技術(shù)[M].北京:人民交通出版社,2001.