橋梁預(yù)制安裝施工技術(shù)及Ｔ梁橋的加固措施

李　昀

摘要:橋梁建成交付使用后,隨著使用年限的增加橋面與橋體就會不可避免的出現(xiàn)一些質(zhì)量問題。因此,橋梁施工方法的選擇與加固措施一直都是路橋施工企業(yè)最關(guān)注的問題,本文僅對橋梁施工中的幾種預(yù)制安裝施工法及T梁橋的加固措施進(jìn)行了相關(guān)介紹。

關(guān)鍵詞:橋梁;施工方法;T梁;加固措施

1 幾種預(yù)制安裝施工法

1.1 預(yù)制安裝施工法的主要特點(diǎn)是:由于是工場生產(chǎn)制作,構(gòu)件質(zhì)量好,有利于確保構(gòu)件的質(zhì)量和尺寸精度,并盡可能多的采用機(jī)械化施工;上下部結(jié)構(gòu)可以平行作業(yè),因而可縮短現(xiàn)場工期;能有效的利用勞動力,并由此而降低了工程造價;由于施工速度快,可適用于緊急施工工程;將構(gòu)件預(yù)制后由于要存放一段時間,因此在安裝時已有一定齡期,可減少混凝土收縮、徐變引起的變形。

1.2 預(yù)制安裝施工法的類別

1.2.1 固定支架就地澆筑法

就地澆筑法是在橋位處搭設(shè)支架,在支架上澆筑橋體混凝土,達(dá)到強(qiáng)度后拆除模板、支架。

就地澆筑法施工無需預(yù)制場地,而且不需要大型起吊、運(yùn)輸設(shè)備,梁體的主筋可不中斷,橋梁的整體性好。它的缺點(diǎn)主要是工期長,施工質(zhì)量不容易控制;對預(yù)應(yīng)力混凝土梁由于混凝土的收縮、徐變引起的應(yīng)力損失比較大;施工中的支架模板耗用量大,施工費(fèi)用高;搭設(shè)支架影響排洪、通航,施工期間可能受到洪水和漂流物的威脅。

1.2.2 懸臂施工法

懸臂施工法是從橋墩開始,兩側(cè)對稱進(jìn)行現(xiàn)澆梁段或?qū)㈩A(yù)制節(jié)段對稱進(jìn)行拼裝。前者稱懸臂澆筑施工,后者稱懸臂拼裝施工,有時也將兩種方法結(jié)合使用。

懸臂施工的主要特點(diǎn)是:橋梁在施工過程中產(chǎn)生負(fù)彎矩,橋墩也要求承受由施工產(chǎn)生的彎矩,因此懸臂施工宜在營運(yùn)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)受力與施工狀態(tài)的受力狀態(tài)比較接近的橋梁中選用,如預(yù)應(yīng)力混凝土T型剛構(gòu)橋、變截面連續(xù)梁橋和斜拉橋等;非墩橋固接的預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋,采用懸臂施工時應(yīng)采取措施,使墩、梁臨時固結(jié),因而在施工過程中有結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)換存在;采用懸臂施工的機(jī)具設(shè)備種類很多,就掛籃而言,也有桁架式、斜拉式等多種類型,可根據(jù)實(shí)際情況選用;懸臂澆筑施工簡便,結(jié)構(gòu)整體性好,施工中可不斷調(diào)整位置,常在跨徑大于100的橋梁上選用;懸臂拼裝法施工速度快,橋梁上、下部結(jié)構(gòu)可平行作業(yè),但施工精度要求比較高,可在跨徑100m以下的大橋中選用;懸臂施工法可不用或少用支架,施工不影響通航或橋下交通。

1.2.3 轉(zhuǎn)體施工法轉(zhuǎn)體施工是將橋梁構(gòu)件先在橋位處岸邊(或路邊及適當(dāng)位置)進(jìn)行預(yù)制,待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后旋轉(zhuǎn)構(gòu)件就位的施工方法。轉(zhuǎn)體施工其靜力組合不變,它的支座位置就是施工時的旋轉(zhuǎn)支承和旋轉(zhuǎn)軸,橋梁完工后,按設(shè)計(jì)要求改變支撐情況。轉(zhuǎn)體施工可分為平轉(zhuǎn)、豎轉(zhuǎn)和平豎幾何的結(jié)合的轉(zhuǎn)體施工。

轉(zhuǎn)體施工的主要特點(diǎn)是:可以利用地形,方便預(yù)制構(gòu)件;施工期間不斷航,不影響橋下交通,并可在跨越通車線路上進(jìn)行橋梁施工;施工設(shè)備少,裝置簡單,容易制作并便于掌握;節(jié)省木材,節(jié)省施工用料。采用轉(zhuǎn)體施工與纜索無支架施工比較,可節(jié)省木材80%,節(jié)省施工用鋼60%;減少高空作業(yè),施工工序簡單,施工迅速;當(dāng)主要構(gòu)件先期合攏后,給以后施工帶來方便;轉(zhuǎn)體施工適合于單跨和三跨橋梁,可在深水、峽谷中建橋采用,同時也適應(yīng)在平原區(qū)以及用于城市跨線橋;大跨徑橋梁采用轉(zhuǎn)體施工將會取得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益,轉(zhuǎn)體重量輕型化、多種工藝綜合利用,是大跨徑及特大跨徑橋梁施工有利的競爭方案。

1.2.4 頂推施工法頂推施工是在沿橋縱軸方向的臺后設(shè)置預(yù)制場地,分節(jié)段預(yù)制,并用縱向預(yù)應(yīng)力筋將預(yù)制節(jié)段與施工完成的梁體連成整體,然后通過水平千斤頂施力,將梁體向前頂推出預(yù)制場地。之后繼續(xù)在預(yù)制場地進(jìn)行下一節(jié)段梁的預(yù)制,循環(huán)操作直至施工完成。

頂推施工法的特點(diǎn):頂推法可以使用簡單的設(shè)備建造長大橋梁,施工費(fèi)用低,施工平穩(wěn)無噪聲,可在水深、山谷和高橋墩上采用,也可在曲率相同的彎橋和坡橋上采用;主梁分段預(yù)制,連續(xù)作業(yè),結(jié)構(gòu)整體性好;由于不需要大型起重設(shè)備,所以施工節(jié)段的長度一般可取用10m-20m;橋梁節(jié)段固定在一個場地預(yù)制,便于施工管理改善施工條件,避免高空作業(yè)。同時,模板、設(shè)備可多次周轉(zhuǎn)使用,在正常情況下,節(jié)段的預(yù)制周期7d-10d;頂推施工時,梁的受力狀態(tài)變化很大,施工階段的梁的受力狀態(tài)與運(yùn)營時期的受力狀態(tài)差別較大,因此在梁截面設(shè)計(jì)和布索時要同時滿足施工與運(yùn)營的要求,由此而造成的用鋼量較高;在施工時也可采取加設(shè)臨時墩,設(shè)置前導(dǎo)梁和其他措施,用以減少施工內(nèi)力;頂推法宜在等截面梁上使用,當(dāng)橋梁跨徑較大時,選用等截面梁會造成材料用量的不經(jīng)濟(jì),也增加施工難度,因此以中等跨徑的橋梁為宜,橋梁的總長也以500m-600m為宜。

1.2.5 逐孔施工法

逐孔施工是中等跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁中的一種施工方法,它使用一套設(shè)備從橋梁的一端逐孔施工,直到對岸。有用臨時支承組拼預(yù)制節(jié)段的逐孔施工法、移動支架逐孔現(xiàn)澆施工法、以及整孔吊裝或分段節(jié)段施工法等。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土T梁橋維修加固

由于橋的交通流量較大,易造成橋面破損嚴(yán)重,伸縮縫開焊,嚴(yán)重影響行車安全,必須進(jìn)行維修加固。本文僅以結(jié)構(gòu)形式為45×15m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁,荷載標(biāo)準(zhǔn)為汽-20、掛-100的預(yù)應(yīng)力T梁橋的維修加固措施為例進(jìn)行介紹。

2.1 預(yù)應(yīng)力混凝土T梁橋維修加固方案

對于T梁橋面僅出現(xiàn)的橋面混凝土磨耗問題可采取加強(qiáng)橋面輔裝來進(jìn)行維修。即:將原橋面混凝土磨耗層及瀝青面層清除、鑿毛,然后做雙層10×10cm的Φ6、Φ8鋼筋網(wǎng),每5孔一聯(lián),重新焊接制作每聯(lián)之間的伸縮縫,其余每孔間的橋墩縫處墊橡膠墊即可。但是僅靠加強(qiáng)橋面輔裝,并不能徹底解決橋梁橫向整體性問題,在活載作用下,其橋面梁間就會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象,久而久之造成橋梁上部單片梁受力,不能共同承受荷載,使單片橋梁體跨中撓度加大,嚴(yán)重影響了橋梁的使用性能,致使梁體出現(xiàn)裂縫,而隨跨中撓度的加大,造成橋梁穩(wěn)定性較差,出現(xiàn)抖動、行車不穩(wěn)等現(xiàn)象,因此有必要加強(qiáng)橋梁的整體性。要想徹底解決T梁橋橫向聯(lián)系較弱的問題,預(yù)防單片主梁受力,增強(qiáng)其整體穩(wěn)定性,就必須加強(qiáng)各片主梁之間的橫向聯(lián)系。

2.2 解決T梁橋的維修加固問題采取的主要措施

一是增設(shè)橫梁,二是更新橋面鋪裝,三是更換伸縮縫。關(guān)于增設(shè)橫梁,可采用混凝土橫梁與槽鋼橫梁相結(jié)合的形式。槽鋼橫梁形式結(jié)構(gòu)新穎、輕便、施工方便,每孔可設(shè)多道,更能增加橋面的整體剛度和穩(wěn)定性。

橋面鋪裝設(shè)計(jì)采用一次性重新鋪設(shè),并加防水層。由于該路重交通占很大比例,所以鋪裝設(shè)計(jì)采用雙層鋼筋網(wǎng),并增大鋼筋用量,鋼筋間距10×10cm,并采用Φ10鋼筋以增大鋪裝整體強(qiáng)度。為延長使用壽命和增加耐磨性,全橋范圍可加鋪4cm厚SMA-16改性瀝青混凝土。

伸縮縫兩端用鋼纖維混凝土連接手段,以增加混凝土強(qiáng)度和耐久性,并延長伸縮縫壽命。5孔一聯(lián),確保橋梁的整體性和行車舒適性,并適應(yīng)溫度變化條件下橋梁的變形需要。

橫梁的施工工藝:第一跨采用鋼筋混凝土橫梁,第二至橋結(jié)尾跨采用槽鋼橫梁加固技術(shù)。橋每跨有五片T梁,使用專用設(shè)備在T梁兩側(cè)翼板上各鉆一孔,直徑為38mm,將工字形加固鋼梁架設(shè)于T梁底部,用10根高強(qiáng)螺栓將其固定。

然后在鉆孔中,T梁底部灌注微膨脹混凝土,將高強(qiáng)螺栓下部工字鋼梁下的外露部分用電焊劃去螺絲扣后彎曲,以防止工字鋼梁丟失、損壞或工字鋼梁滑動,以避免影響工字鋼梁的傳力作用。

每跨架設(shè)五根鋼梁,從而將每跨五片T梁連成一體,當(dāng)橋梁受載時,五片T梁能共同受力,從而減少了單片T梁受力的大小,加強(qiáng)了單片T梁的承受能力,保護(hù)了T梁。

當(dāng)鋼梁架設(shè)完成后,橋梁受力可明顯改善,當(dāng)重車上橋時,T梁變形減小,不會出現(xiàn)單片或少量T梁單獨(dú)變形情況,從而保護(hù)了橋面輔裝混凝土,瀝青混凝土路面無大損害,使橋面整體性得到了很大改善,較重的車輛通行時振幅明顯減小,加固效果良好。