時間:2023-06-08 15:40:12
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關鍵詞:施工、質量、控制
引言
因為鋼結構的造價成本、結構性能和質地強度都好的優點,使得鋼結構在交通領域取得了越來越多的運用,特別是在橋梁這一塊更是勝于其他,迅速地被大眾所認可,鋼結構橋梁正以飛快的速度在發展著,并在一定程度上取代了以往的鋼筋混凝土結構橋梁。不過由于鋼結構橋梁在橋梁工程的廣泛應用,勢必在施工工藝、施工技術和施工質量中出現這樣那樣的毛病和缺點,因此對鋼結構橋梁施工要點的控制是保證鋼結構橋梁的質量的水平的關鍵所在,也是鋼結構橋梁在我國橋梁事業發展的巨大的推動力量。
一、鋼結構橋梁的結構特點及優缺點
(1)鋼結構橋梁只是橋的一種形式,即指一座橋的上部結構,主要承重部分是由鋼材所制成。鋼結構橋梁同橋一樣,都是跨越河流、湖泊、海洋和一切障礙物的空中道路,其中大跨度橋梁多為預應力鋼筋混凝土橋梁和鋼結構橋梁。鋼結構橋梁的結構按照沿橋縱方向由主橋組成,橋墩之間稱為跨度,主橋跨越主通航孔段稱為主跨,兩邊為邊跨。用于鋼結構橋梁的主要材料是鋼板、型鋼和高強度鋼板多采用低合金鋼,部件要用鑄鋼和優質碳素。鋼梁的主要型式為肋板梁、箱梁、桁架梁和疊合梁。
(2)鋼結構橋梁之所以成為大跨度橋梁的不二之選,是因為其采用高強度的材料,勻質性好,易于加工,同時也因為其構件輕、運輸架設方便;其次是鋼結構橋梁便于架設,這一點可在鋼梁施工中對比闡述。鋼結構橋梁的主要缺點是在大氣作用下容易受腐蝕、易生銹、養護費用高,相比較價格昂貴了一些。
二、要點控制
2.1結構參數控制
結構參數的主要作用是施工過程控制中模擬分析的資料來源,也是影響分析結果的直接因素。結構參數控制是鋼結構橋梁施工過程中必須經歷的步驟。但事實上,實際操作不可避免出現誤差。施工人員的任務之一就是將這個誤差控制在橋梁誤差允許的范圍內。下面主要介紹幾點施工中需要注意的結構參數:
2.1.1構件的截面尺寸這種誤差會影響鋼結構橋梁結構內力、導致橋身變形等后果。所以,施工控制過程中對構件截面尺寸進行動態取值和誤差分析是必要的。
2.1.2材料的彈性模量材料彈性模量是影響橋身形變的直接因素,對施工中經常會碰到的超靜定結構的分析結果影響會更大。所以,在施工過程中要根據施工進度作經常性的現場抽樣試驗,隨時在控制分析中對材料彈性模量的取值進行修正。
2.1.3材料容重材料容重是影響橋身形變的主要因素,在施工過程中要根據施工進度作經常性的現場抽樣試驗,對其進行準確識別。
2.1.4施工荷載在所有鋼結構橋梁中,均要考慮施工荷載的影響,因為其對受力與變形的影響在控制分析中不能忽略,所以一定要根據實際取值。
2.1.5預加應力預加應力是影響橋身形變的重要參數,施工控制過程中需要對其誤差作出適當的估算。
2.2施工工藝控制
施工工藝控制是為施工服務的,反過來,施工工藝的好壞又直接影響控制目標的實現。施工工藝流程是施工的步驟,因而需要進行科學的規劃。這里介紹鋼結構橋梁施工過程的兩個主要的工藝流程:人工挖孔樁工藝流程和主橋梁鋼結構制作工藝流程。
2.2.1人工挖孔樁工藝流程放線定樁挖第一節樁
土方支模標高安裝井蓋,設置運輸架等挖第二節樁
土方清理樁孔拆模,支下一節模板,重復第二節施工清土,排水,檢查樁孔吊施鋼筋籠澆筑混凝土。
2.2.2主橋梁鋼結構制作工藝流程準備放樣下料上胎架焊接預拼裝除銹運輸安裝安裝欄桿和扶手,橋面鋪裝等。
2.3質量控制
2.3.1做好組織與驗收工作
(1)準備工作 鋼結構橋梁安裝工程施工組織設計重點內容有:計算鋼結構構件和連接件數量;選擇安裝機械;確定流水程序;確定構件吊裝方法;確定質量標準、安全措施;特殊施工技術。
(2)質量驗收工作 鋼構件的加工已實行工廠化生產,鋼構件的進場質量驗收就非常重要,構建進場除了按明細表核查數量,并進行外觀、幾何尺寸、合格證檢查外,還檢查以下資料:鋼材材質的復試單(需原件);鋼材的材質證明;構件的無損檢測報告(需原件)。
2.3.2橋梁鋼結構制作施工質量控制要點
(1)材料選定進場材料在加工前,對其出廠合格證、質量保證書、批號、化學成分和力學性能進行逐項驗收,并按國家現行的有關標準及施工規范進行抽檢試驗,試驗合格后方可使用。另外,用于結構焊接的焊接材料必須具有出廠合格證,并且符合國家的有關規定,而且還必須和所焊接的鋼構件相適應。
(2)焊縫焊接對主要焊縫,特別是對接焊縫或設計要求的焊縫,在焊縫焊接結束后應及時進行檢測。焊縫的檢測方法主要有外觀檢查和檢測儀器檢驗,儀器檢測有超聲波探傷、x射線探傷、磁粉探傷等檢驗方法。焊接檢測實行嚴格的三級質量管理體系,采用了施工過程檢測、施工單位自檢、建設單位抽檢三檢嚴格把關,通過檢測來檢查焊縫質量是否達到設計要求,對于不合格的應作返工處理直至合格。
(3)橋體除銹防腐鋼表面涂裝時不允許表面有潮氣和冷凝水;鋼結構表面不允許有松軟物、塵灰和油污等附著物;結露期或其它惡劣氣候,不得進行涂裝施工。酚醛、醇酸、油性漆不允許在氣溫5℃以下、相對濕度80%以上條件下施工;無機富鋅、環氧瀝青漆不允許在氣溫10℃以下、相對濕度80%以上條件下施工。鋼表面清理至油漆涂裝的時間間隔,室外作業時不超過4h,室內作業時不超過80%在噴涂鋅、鋁層時,應在鋼表面清理后4h內進行,且熱噴后2h內涂裝頭道漆或中間層兩道油漆涂裝的時間間隔,當前道漆膜尚未徹底干燥時不得涂裝第2道,但間隔時間亦不應超過7d,時間超過時,涂層表面應用細砂紙打磨成細致毛面。在涂裝作業中不管機械噴涂還是人工涂刷,涂料應具有相應的施工粘度。為此涂料中可加入適量稀釋劑。稀釋劑的品種及數量應與施工方式和涂料體系相適應,不能亂用,數量適量;對于已配好的涂料,不容許施工現場臨時任意摻加稀釋料。
2.3.3螺栓安裝質量的控制鋼結構工程中螺栓連接一般用高強度螺栓和普通螺栓。
(1)普通螺栓連接:安裝永久螺栓前應先檢查建筑物各部位的位置是否正確,精度是否滿足《鋼結構工程施工質量及驗收規范》(GB50205-2001)的要求。永久性的普通螺栓,每個螺栓一端不得墊2個以上墊片,并不得采用大螺母代替墊圈。螺栓擰緊后外露螺紋不應少于2個螺距。螺栓孔不得用氣割擴孔。
(2)高強度螺栓使用前要檢查螺栓的合格證明文件及檢驗報告。
關鍵詞:橋梁建設;預制T梁;施工技術
引言
隨著我國公路建設的不斷發展,對公路質量也提出了更高的要求,必須通過提高施工工藝水平和技術水平來滿足這一要求。橋梁施工難度的增加以及科學技術的發展,促進了預制T梁在橋梁建設中的廣泛應用。然而預制T梁在施工建設中仍存在著不少問題,例如模板施工、混凝土澆筑以及養護等一系列環節若處理不當將會導致后期出現各種質量問題,同時預制T梁施工中常常存在蜂窩、麻面以及水紋等問題,因此有必要對預制T梁施工技術在橋梁施工中的應用進行探討研究。
1 橋梁施工中預制T梁施工工藝
1.1 預制T梁施工工藝流程
預制T梁施工工藝流程為鋪設底模預留反拱度綁扎、吊裝腹板鋼筋拼裝端模定位膠抽拔棒拼裝外模綁扎、吊裝頂板鋼筋澆筑混凝土混凝土養護拆除端模、外模第一次張拉縱向移動預制T梁臺座第二次張拉壓漿封錨。
1.2 預制T梁混凝土的澆筑
對于梁體混凝土的澆筑所采取的技術措施如下:(1)為了避免裂紋和不平整,在混凝土澆筑后,對其進行第二次收漿抹面,然后再對混凝土表面進行拉毛;(2)梁體混凝土由運料小車運輸到目的地,再由龍門吊吊起裝有混凝土的運料小車將混凝土送入模板中;(3)混凝土采用附著式振動器為主,插入式振動棒為輔的工藝;(4)澆筑混凝土的入模溫度應確保在10℃-30℃之間,而且混凝土的含氣量應在3%-4%之間,模板溫度應在5℃-35℃之間;(5)澆筑混凝土的方式采取斜向分段、水平分層的方法,傾斜度為30o-45o,控制縱向分段為8m,而水平分層厚度應小于30cm,澆筑兩層混凝土的間隔不應大于混凝土的初凝時間。
1.3 預制T梁模板施工
預制T梁采用整體式鋼模板,端模、側模的撓度小于模板構件跨度的1/4。此外,模板面板變形也需作要求,變形應在1.5mm以下,確保模板有一定剛度,可以有效滿足施工的要求;模板穩定性、剛度等均需符合要求。同時,為確保模板在特殊位置上可正常使用,準確判斷預埋件的位置。預制T梁模板有著重復使用的要求,因此,這要求保證模板構件不出現任何變形;如果構件出現變形,則應控制在合理范圍內。模板的施工要求是:焊疤處理干凈,確保模板平整度符合施工要求。為了方便底模運輸,應采用小塊模板制作方式,運輸到施工現場之后,進行組合拼裝。模板兩端各有一個底模,方便吊梁作業,固定中間的三節底模,兩個底模支座高度差控制在4mm以下。
2橋梁施工中T梁的施工特點與難點
2.1梁的吊裝要求較高,大多高速公路的橋梁都在交通不便,環境偏僻的地方,大型吊裝機械難以進到施工現場,這就對T梁的吊裝方法和吊裝機械提出了更高的要求。因此在施工前,需要對T梁的各種吊裝工藝包括吊機的性能、工作半徑、吊裝路線、吊裝能力等進行分析,采用適合本工程的吊裝方法。
2.2在橋梁的施工過程中,因為T梁的自重、自身的體積較大等因素,T梁的施工一般采用現場制作、安裝的方法,對施工制作場地的要求也相對高,場地需要加固處理,同時在場地的選擇前,要考慮T梁的安裝工藝和方法等,對T梁的場地進行合理的選取和布置。當T梁的自重和體積都很大時,要充分做好前期準備工作,選擇好場地并且對其加固處理。
2.3對T梁混凝土的澆筑及質量控制要求較高,在交通不方便的情況下,采用商品混凝土應該保證車輛運輸的能力、調度的合理、確?;炷翝仓倪B續性。對混凝土原材料,如水泥用量、水灰比、粗骨料粒徑、砂的細度模數等都需要嚴格控制,以保證混凝土容易進入鋼筋密集區,T梁的澆筑應分層澆筑,并且控制好分層澆筑的時間。
3 橋梁施工中預制T梁施工技術要求
3.1 預制T梁靜載能力試驗要求
對于預制完成的T梁應對其進行驗收檢驗,對于本工程所采用的T形后張梁存在下列情況之一應進行靜載彎曲試驗:(1)出現可能影響承載力和剛度的缺陷時;(2)正式生產后,材料、工藝、結構、標準有較大改變,可能影響產品性能時;(3)技術資料不全或對資料發生懷疑時;(4)正常生產情況下,對每種跨度的每批30孔各抽1片進行出廠檢驗時。
進行梁體靜載試驗的齡期,應在混凝土承受全部預應力30天后進行。試驗時應具有能夠滿足試驗要求的靜載試驗臺一個、千斤頂5臺、油泵5臺、標準油壓表5個、百分表6套、秒表2個、紅藍鉛筆、5倍放大鏡、20倍刻度放大鏡等。試驗加載采用5臺千斤頂同步頂推來實現,試驗加載程序分階段進行預加載(第一循環)和正式加載(第二循環)。第一循環加載的最大荷載為使用狀態短期荷載值,第二循環加載的最大荷載為抗裂檢驗荷載。加載時,兩個循環加、卸載等級與持荷時間,以加載系數k表示加載等級。對靜載試驗的測讀數據進行必要的運算、換算等,對撓度實測值按實際采用的等效荷載予以修正,采用最小二乘法擬合試驗曲線,對試驗結果作回歸分析,并進行相關分析和方差分析。
3.2 控制預應力張拉時間
為保證混凝土預應力張拉的質量,在澆筑前,應當合理確定預應力張拉的順序。而在確定張拉順序之前,需對預制T梁進行孔道摩阻試驗根據試驗數據來指導預應力張拉順序的制定。
3.3 混凝土的選擇
采用耐久性混凝土,應嚴格控制混凝土的質量,并嚴格進行混凝土的配合比設計,保證拌和物的性能符合要求。對于配置混凝土所使用的砂子、水泥等原材料,均要檢測其質量。
3.4 嚴格控制施工工藝
預制T梁混凝土的澆筑,是預制T梁施工質量控制的關鍵。所以,施工單位必須重視混凝土澆筑,科學合理確定混凝土澆筑工藝,有效提高混凝土的耐久性。做好這項工作,主要應在混凝土攪拌、振搗等方面采取切實有效的控制施工的措施。
3.5 混凝土裂縫的處理
完成預制T梁混凝土澆筑后,由于當前混K土的澆筑水平不高,加上前期模板平整度無法達到施工的要求,所以,混凝土極有可能出現裂縫,從而影響混凝土結構的整體性能。這就要求提高混凝土裂縫的處理水平,通過嚴格控制混凝土入模溫度、加強混凝土的養護等,來控制混凝土的裂縫。
3.6 統一混凝土耐久性質量驗收標準
制定嚴格、細致的檢測標準進行混凝土耐久性的檢測。根據質量標準,嚴格控制混凝土的入模溫度,保證其符合標準的要求。工程混凝土耐久性驗收標準,是要根據我國有關部門制定的、統一的驗收標準來驗收的。
3.7 重視后張梁孔道壓漿
孔道壓漿施工是預應力張拉中的一個重要環節,因此應特別注意該環節。工程一般采取的壓漿工藝為真空輔助壓漿工藝,在進行壓漿施工時,應嚴格按照操作流程操作,并遵守壓漿工藝要求,這樣才能保證高質量地完成壓漿施工,同時確保預應力管道的密實。
4 結論
在橋梁建設施工的過程中,預制 T 梁的施工技術具有重要的作用。同時,公路橋梁的T梁施工是一個極其復雜的過程,只有真正的了解T梁的施工特點和難點,熟練掌握橋梁施工中預制T梁施工工藝,并嚴格按照預制T梁施工技術要求來施工才能保證整個工程的施工質量與效率。相關橋梁的施工人員以及設計人員也應該積極探索預制T 梁施工的新技術、新方式,從而不斷提高橋梁施工水平。
參考文獻
關鍵詞: 移動模架;制梁;技術;應用
中圖分類號:C35文獻標識碼: A
1、前言
ZQM950移動模架造橋機是為了配合客運專線33.3m簡支箱梁在原位現澆的施工工法而設計制造的橋梁施工設備。
本機采用橋面下支承,利用兩組鋼箱梁支承模板,通過模板開合、模架縱移、橫移、支腿自移等功能,實現對混凝土梁原位現澆、逐孔成橋的施工工法。具有操作簡單、占少、節約投資、造價相對低廉等優點。尤其適用于特殊地形環境,如:橋址兩邊是隧道、深山峽谷、江河或湖泊灘地、跨越交通線路等。
2、工作原理
(1)制梁:
兩組鋼箱梁支承模板,在模板內現場澆注混凝土箱梁。底模通過螺旋頂調整預拱度,側模通過支撐螺桿調整線型,以保證梁型正確。本機采用橋面下支承式,混凝土梁的重量及模架的自重通過四個頂升油缸傳遞到墩旁托架上,再通過墩旁托架下部立柱傳至承臺上。
(2)脫模:
四個頂升油缸收縮,模架整體脫模落于支承臺車滑道上。
(3)支腿自移:
前、中、后扁擔吊掛模架及前導梁,模架自重轉至橋面、墩頂上,支腿卸荷。利用垂直吊掛油缸使墩身兩邊的墩旁托架和支承臺車脫離墩身,反鉤裝置鉤住主梁軌道外側,由縱移油缸步進式頂推使支腿向前方橋墩移位并安裝。
(4)模架移位:
前、中扁擔卸載,后扁擔仍吊掛模架,松開橫向聯接系,模架對開成兩組。后扁擔走行于橋面軌道上,鋼箱梁前部及前導梁落于支承臺車滑道上,由縱移油缸步進式向前頂推,后扁擔和兩組模架一同前移至新的橋位。
3、工藝特點
采用移動模架制梁,占地少,可省去修建大型預制場及存梁場,不需重型運梁設備和大噸位起吊架梁機械,也不需要對施工場地進行硬化處理,不影響橋下交通,且省工省料,建造速度快。
4、適用范圍
適用于鐵路和公路橋梁的施工。墩高6m~10m左右;橋梁寬為13.4m,梁長為34.5m。
5、施工工藝流程
詳見移動模架造橋機施工工藝流程圖1
圖1施工工藝流程
6、主要施工技術操作要點
(1)、移動模架拚裝順序
清理現場,特別是橋臺、承臺及臨時支架處,每個臨時支架承載力30噸;目測檢查造橋機零部件,加注油等;安裝墩旁托架并調平、安裝一跨數組支架;安裝支承臺車(含電氣、液壓),調平,試動作;分段架設鋼箱梁,兩組梁開擋略大于底模橫聯長。調平,起拱40mm;將每兩半底模橫聯連成一榀,安裝于兩組鋼箱梁內側;安裝底模板,堆載預壓獲得相關參數,設預拱度;安裝外側模;安裝配重及其平臺;待底、腹板鋼筋軋好(或吊裝好)后、安裝內模系統、安裝頂板鋼筋;安裝端模;梯子平臺等附件安裝就緒;檢查、準備試空車;拆除次序與以上步驟基本相反。
(2)、安裝墩旁托架
該墩旁托架主要用來傳力于橋墩承臺。安裝前應清除橋墩平臺上泥土等雜物,并整平,必要時用鋼板墊平。承臺上托架支撐處必須整平并用剛性墊塊,墊塊面積大于支撐墊塊。用鋼板墊平,或先用砂漿抄平后用鋼板整平實。
根據墩高要求安裝托架支撐加長柱利用手動葫蘆配合安裝立柱及斜撐穿下部精扎螺紋鋼筋并張拉緊裝上橫梁并調平兩邊托架穿上部精扎螺紋鋼筋并張拉預緊對稱分步張拉螺紋鋼筋,對每根螺紋鋼筋施加要求的預緊力,以使兩部分托架與橋墩密貼,并使每根鋼筋受力均勻終張拉上部精扎螺紋鋼筋達到設計要求。
(3)、主梁安裝
架設臨時安裝用支架2組(每孔間跨度11.1m),每組臨時支架采用碗扣式腳手架搭設,上方滿鋪工字鋼,支架的高度根據原地面高程和墩身高度進行現場實際進行搭設,支架頂部設置4個10t千斤頂,調平各節鋼箱梁,上拱度40mm,并不允許向內旁彎,兩組主梁軌道縱橋向應平行。再擰緊鋼箱梁連接螺栓。
操作支承臺車的油缸驅動機械,使兩組主梁在縱向、橫向、豎向就位。
(4)、前導梁及前扁擔安裝:
根據吊機噸位確定分段或整體吊裝前導梁,若分段安裝導梁須架設臨時支架之后安裝好前扁擔。導梁與主梁及導梁節段間聯接用M30螺栓擰緊。
(5)、模板安裝:
①底模橫聯及底模安裝:
安裝橫聯上螺旋千斤頂,螺旋千斤頂伸出量要適當,使之能伸長能縮短。再把兩片橫聯先連成一榀,吊機位于兩根鋼箱梁中間,將每榀橫聯裝于兩鋼梁之間。螺栓固定后才能松鉤。安裝順序為從中間向兩端安裝。橫聯兩端與主梁連接用M30螺栓擰緊力矩750 N?m,兩段橫聯聯接用M30螺栓確保擰緊受力。
安裝底模板。底模分段安裝,隨主梁一起起拱。
安裝外側模及支撐。
②內模安裝:
底腹板鋼筋扎好后吊裝內模板。先安裝小車軌道及托架,然后整體吊裝內模小車,之后逐段安裝并連接內模板。
③端模安裝:
首先在綁扎底腹板鋼筋時安裝好底腹板端模,然后等頂板鋼筋扎好后再安裝頂板端模。單片端模分十個節段,可以自下而上逐段吊裝,也可以先安裝底腹板端模然后把頂板端模連接成整體吊裝。
④中、后扁擔的安裝:
中、后扁擔在制完梁,準備吊掛模架前安裝到位。
(6)、造第一孔梁操作要點
①模板系統調整綁扎鋼筋、布管內模安裝檢測、調整模板、補縫綁扎頂板鋼筋澆注混凝土養生脫開端模及一至二節內模板施加預應力、壓漿檢測進入下一操作循環。
②移動模架拼裝就位,施工首孔箱梁,此時移動模架支承在前、后主支腿上;綁扎底板、腹板鋼筋、立內模、綁扎頂板鋼筋、澆注混凝土?;炷吝_到強度后,解除內模撐桿,張拉完畢。
③橋面鋪設后輔助支腿的走行鋼軌;點動前主支腿、后主支腿的承重油缸,解除機械鎖緊螺母,前主支腿、后主支腿的承重油缸少量回收,依靠設備自重脫模;后輔助支腿在橋面支撐,中輔助支腿、前輔助支腿在墩頂支撐;前主支腿、后主支腿承重油缸完全回收;解除前主支腿、后主支腿的對拉高強精軋螺紋鋼筋;吊掛油缸回收,將主支腿提高,安裝吊掛機構;解除吊掛油缸的連接,主支腿吊掛在走道上。
④利用縱移油缸頂推前主支腿、后主支腿前進至下一橋墩就位;安裝吊掛油缸,吊掛油缸回收,吊掛機構平移開;吊掛油缸伸出,主支腿支承在承臺上;張拉主支腿的對拉高強精軋螺紋鋼筋。
⑤解除底模桁架、底模、前輔助支腿中部的連接螺栓;后輔助支腿、后主支腿、前主支腿的橫移油缸循環伸縮使兩側移動模架向外橫移開啟約4.5米。
⑥同時啟動后主支腿上的縱移油缸,循環伸縮使模架前移一跨。
⑦模架橫移合攏就位,底模桁架、底模、前輔助支腿連接;主支腿承重油缸頂升就位并機械鎖定;模板調整;綁扎底腹板鋼筋;內模就位;綁扎頂板鋼筋;混凝土澆注。
7、移動模架的拼裝和行走安全措施
移動模架的安裝、走行、拆卸必須有合格證的熟練工種操作。移動模架行走過程必須嚴格按照操作規程進行,密切關注天氣變化情況,合理組織施工,不得違章操作。
移動模架和操作平臺應嚴格按照施工設計安裝。平臺四周要有防護欄桿和安全網,平臺板鋪不得留空隙。作業人員應戴安全帽、穿防滑鞋,水上施工穿救生衣,高空作業系安全帶。上下爬梯焊結牢固,經常出入的通道應搭設頂棚。
模架安裝過程中,嚴格按照吊裝施工規范進行作業,要經常調整水平、垂直偏差,防止整體失衡。
移動模架上所裝置的液壓設備,電器設備,嚴禁他人亂動。操作平臺應經常檢查,是否安全牢固.移動模架進行拼裝時,編寫拼裝工藝和安全操作細則,拼裝前對各種工況進行分析并作技術交底,拼裝完成后進行試壓,填寫試壓記錄,并對整個操作程序及鋼結構各設備進行全面檢查和驗收。
移動模架首孔梁施工前編寫施工工藝和安全操作細則,首孔梁施工前進行技術交底,并在以后的施工中將工藝進行完善。
橫向移動前檢查并確保模板、前支撐橫梁以及中間托架的連接均已解除;模架縱向推進過程中,兩側主梁要對稱前移,縱向推進油缸每次行程小于1000mm。
Abstract: Bridge swivel construction can transform air work into shore work or near-surface work. It refers to manufacturing (pouring or jointing) the bridge structure not in the deigned axis position and then put the structure in place through swivel. According to the swivel direction, it can be divided into horizontal swivel construction method and vertical swivel construction method (horizontal method and vertical method for short) as well as the combination of the two. The horizontal method is the most widely used.
關鍵詞: 橋梁;轉體;施工方法;應用
Key words: bridge;swivel;construction method;application
中圖分類號:U227.4 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)28-0139-02
0 引言
隨著現代橋梁的快速發展,橋梁的跨徑越來越大,施工方法也多種多樣,越來越先進。橋梁的上部結構又稱為橋跨結構,是線路中斷時跨越障礙物的主要承重結構。轉體施工方法就是隨著科技的進步,制造業、材料科學、機械等領域的發展而產生的。隨著轉體施工工藝的改進,轉動構造的磨擦系數逐漸減小,而牽引能力逐步提高。這套施工工藝逐步被應用在國內斜拉橋和剛構橋施工中,而且應用范圍也從山區逐步拓展到平原地區,特別是跨越線橋的施工。
1 轉體施工方法的優點
橋梁轉體法施工與傳統施工方法相比,具有如下優點:①結構合理、受力明確、力學性能好。②施工所需的機具設備少、工藝簡單、操作安全。③支持快速施工,成本投入少。在同等施工條件下,拱橋應用轉體施工工藝施工,無論是經濟效益,還是社會效益,都優于搭架法、懸吊拼裝法以及桁架伸臂法等工藝流程。而且在實際應用中,采用轉體法施工的某大橋,其工程造價比采用其他工藝施工時節省了11.5~17.4%。④采用傳統施工工藝在高山峽谷或水深流急的河道上開展跨橋施工,工序繁瑣,操作難度大,而且影響正常通航。轉體施工工藝很好的解決了這些問題,而且在城市立交橋或鐵路跨線橋施工中的優勢更加凸顯。
2 轉體施工工作原理
豎轉施工原理是:將橋體從跨中分成兩個半跨,在橋軸方向的河床上(組合結構在梁上)設支架、駁船等預制梁部(拱),在待轉橋體的岸端設鉸,在橋臺或臺后臨時架設支撐提升系統,通過卷揚機回收提升牽引繩,將橋體豎轉至合攏位置連接合龍,封固轉鉸,完成豎轉施工。
平轉轉體施工的原理是:將橋體(主要是上部構造)整孔或從跨中分成兩個半跨,在橋位外(橫向)利用兩岸(側)地形搭設支架(或設胎)預制。在橋墩(或臺)底部設置轉動體系,將待轉橋體,通過張拉錨扣體系實現脫架和對于轉軸的重力平衡,再以適當動力(卷揚機、千斤頂等)牽引轉盤,將橋體平轉至合攏位置,澆筑合攏段接頭混凝土,封固轉盤,完成平轉施工。
平轉法主要使用于斜拉橋、剛構梁式橋、鋼筋混凝土拱橋和鋼管拱橋。豎轉法主要用于鋼架拱、混凝土拱肋、鋼筋混凝土拱等。
3 轉體施工方法
3.1 平轉施工
3.1.1 拱式結構的轉體施工
拱橋采用轉體法施工,大都選擇單扣點??鬯髁εc轉體階段拱推力大致相同,拱肋內力狀態較好,且易于控制。我們在判斷結構是否符合設計要求時,通常先對扣索力和拱肋的幾何變形進行觀測??鬯鲝埨旨夁M行,并分級觀測結構內力和撓度,直至拱肋脫架。轉體前需要做的準備工作有三點:①檢查轉盤和結構各主要受力部位是否存在變形或裂縫現象;②檢查轉體牽引系統所用錨具能否正常使用;③將轉盤和拱架上的支撐點拆除,轉體范圍內不允許有障礙物,以確保有足夠轉體空間。鋼索牽引是常見的轉體施工工藝,除此之外也可以通過千斤頂頂推上下轉盤使其轉動。應嚴格控制轉速均勻,在轉體過程中,避免加速度導致的沖擊力過大。如采用鋼索牽引,為避免啟動時因沖擊過大引發意外事故,所以安全穩妥的操作步驟應該是先通過千斤頂頂推上下轉盤啟動,然后通過鋼索牽引轉動。轉體接近合龍位置時,由觀測人員精密觀測拱頂軸線,要緩慢減速,轉體就置后停止。為避免轉盤被風等推動移位,必須對轉盤進行固定。最后封固轉盤,也就是將上下盤鋼筋和剪力加強設施聯結,澆筑混凝土填封,使橋臺整體化。
3.1.2 其他橋型的轉體施工
鋼架橋、斜拉橋等結構本來就是一個完整的懸臂結構,因此沒必要再加設扣索。轉體施工,先要結合結構特點配置體系的平衡重,使其形成一個以轉軸為中心的轉動體系。待轉體到位合龍再逐項完成其他的工序。在此類轉體施工中,結構本身也充當了施工設施,在地形、環境等條件符合施工要求的情況下采用轉體施工所帶來的經濟效益是相當可觀的。
3.2 豎轉施工
豎轉法施工工藝流程:安裝旋轉支座——搭設拼裝支架、塔架,安裝扣索、平衡索——起吊安裝拱肋——豎轉對接——調整線形——焊接合龍。對于季節性河流或者河流水深較淺搭設支架不困難的河流,常采用搭設簡單支架組拼和現澆拱肋;而對于通航河流,可采用工廠制造,浮船浮運至橋軸線上,在拱腳安裝轉動鉸,利用扣索的牽引將結構豎向旋轉至設計標高,跨中合龍完成安裝。
3.3 豎轉與平轉相結合的施工
有的橋位處于高山峽谷中,可充分利用峽谷地貌搭設簡單支架,運用平轉法開展橋體施工。平轉法不適用于地形較平坦,河道寬闊的橋位,因此可將平轉法與豎轉法有機整合開展橋體施工。這套施工方案不但豐富了轉體施工理論,而且大幅提升了轉體施工工藝的應用率。運用豎轉法施工,將以往必須高空拼裝拱肋的工序轉為在低矮支架上進行,通過平轉來跨越障礙物。該方案主要是拱橋在航道、峽谷、道路兩側預制拼裝主、邊拱肋,然后用若干同步千斤頂,借助一系列輔助轉體機構,先豎轉再平轉或先平轉再豎轉使拱肋在橋軸線上合龍。
4 轉體施工的關鍵技術
4.1 轉動支承系統是轉體施工的關鍵設備
轉動支承系統分為上、下轉盤兩大構造。上、下轉盤相對運動促使系統轉動。需要注意的是,轉體支承體系應兼顧轉體、承重、平衡等多項功能。
轉動系統構造形式之一見圖1。
4.2 轉動牽引系統是轉動施工能否成功的關鍵技術
轉動牽引系統由牽引力與摩擦阻力兩個因素決定,所以提高轉動力矩,減小摩擦阻力是保證轉動順利實施的兩個關鍵。通常將啟動摩擦系數設定在0.06-0.08之間,轉動力通常設定在上轉盤的外側,以獲得較大的力臂。
4.3 平衡系統是轉動施工中需要解決的關鍵問題
對于轉體結構在軸線方向基本對稱的結構,一般以橋墩中心為轉動中心,為使重心降低,通常將轉盤設在墩底。對于非對稱結構,分為有平衡重和無平衡重兩種方法。無平衡重實際是通過背索來實現平衡的。
5 結束語
運用轉體施工法開展橋體施工,不僅結構合理、受力明確,而且能在不影響交通和工程質量的前提下節省建材,提高作業效率,在橋梁建設中大量推廣應用,今后也必將在我國橋梁建設中取得更好的經濟效益和社會效益。在施工中,應不斷總結施工經驗,更好的保證轉體施工橋梁的質量。
參考文獻:
[1]李平.京滬高鐵大跨度鋼箱拱橋轉體施工控制分析[J].華南工程技術,2011(10).
關鍵詞:鐵路建設 橋梁施工 鉆孔灌注樁
中圖分類號:U445 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)12(a)-0046-01
1 鉆孔灌注樁技術概述
鉆孔灌注樁施工技術是指在工程現場通過機械鉆孔形成樁孔后,在孔內放置鋼筋籠并灌注混凝土,從而形成樁基的過程。與其他樁基形式不同,鉆孔灌注樁基本適用于所有的地基作業情況,成樁規模大、強度高,且施工對環境的影響較小。隨著鉆孔灌注樁施工技術的不斷成熟,該技術也正越來越多地被應用于高速鐵路橋梁工程之中,為我國公共交通基礎建設事業提供了有力的技術支持。然而應該看到的是,該技術工藝流程較為復雜,不可預見的影響因素多,特別是由于灌注過程是在泥漿中進行的,因此給混凝土質量的控制造成了一定困難,而混凝土質量對樁基承載能力的具有重大影響,施工人員必須結合實際情況,嚴格遵循工藝要求,對可能影響施工作業的各種問題進行有效控制。
2 鉆孔灌注樁施工的工藝流程
鉆孔灌注樁施工的一般工藝流程如下:施工準備—鉆機就位—鉆孔取樣—成孔驗收—泥漿的制備與應用—一次清孔—鋼筋籠的安裝—鉆機移位—二次清孔—水下混凝土灌注—成樁質量檢測。
2.1 準備工作
鉆孔灌注樁的施工準備主要包括優選機具、平整場地、樁位放樣及埋設護筒等內容。鉆孔機具應根據地質條件加以選擇,如砂土層宜選用沖擊鉆鉆機,巖石層和碎石層則應選擇十字形的實心鉆頭,其直徑還應與設計樁徑一致。鉆孔前應設置堅固、不漏水的孔口護筒,護筒頂面宜高出施工水位或地下水位2 m,在旱地或筑島時應高出施工地面0.5 m。
2.2 鉆機就位與泥漿的調制
鉆機的安裝應水平、穩固,并用水平尺及測錘校驗,確保鉆頭與護筒中心及設計樁位中心成一垂線。泥漿通常是由膨潤土、添加劑與水以適當比例調制而成的,調制中首先應注意對粘度和比重指標的控制,并及時檢測和調整泥漿的其他各項指標。為提高鉆孔效率,施工人員要注意排除孔內鉆渣,并認真清理泥漿地溝中的沉淀物。
2.3 鉆孔環節的技術要點
鉆孔初時宜采用小沖程,使成孔堅實、圓順,對繼續鉆孔起導向作用。鉆進深度超過鉆頭全高加沖程后方可進行正常沖擊,沖程以2.0 m~3.0 m為宜。應使起落鉆頭速度保持均勻,并經常檢查鉆頭轉向裝置,使鉆頭能夠自由轉動。處理孔內事故或因故停鉆,必須將鉆頭提出孔外,并對孔口加蓋。最后,應對樁孔的孔深、孔徑、傾斜度進行檢測,符合要求才能終孔。
2.4 鋼筋籠的安裝
安裝前應首先進行清孔操作,目前施工中多通過二次清孔工藝以便得到更加理想的泥漿比重,第一次清孔是指在鉆機達到設計深度后,直接利用泥漿泵進行的換漿作業,這一環節中將清除孔中的絕大部分沉渣,而第二次清孔則是鋼筋籠在鋼筋籠和導管放下后,利用導管對泥漿中的沉淀進行清理。清孔的標準應依照:孔內排出或抽出的泥漿手摸無2~3 mm的顆粒,泥漿比重≤1.1,含砂率
2.5 混凝土的灌注
灌注環節的導管埋深以2~6 m為宜,每根樁的灌注時間不應過長,中間不得停頓,并保證混凝土頂面灌注到樁頂設計高程以上1 m左右。當混凝土灌到孔口不再返出泥漿時,說明混凝土壓力≤其在樁內頂升的阻力,此時應提升導管;若需提高0.5~1.0 m以上才能灌入混凝土,則此時應拆除一些導管,以減小導管埋深。
2.6 常見施工問題的處理及質量檢測
在整個施工過程中,最常見的問題包括:成孔問題(如出現擴孔、塌孔、斜孔)、卡鉆問題、斷樁問題、以及浮籠問題等。施工人員一旦發現問題,必須在第一時間找出原因并及時補救。如塌孔問題多是由于護筒底部及周圍未用粘土回填或夯實不足,或在松軟砂土層中鉆孔時進尺過快,泥漿護壁形成較慢,導致孔壁滲水等原因所致,此時應以粘土夯填護筒出漿孔處,并重新選擇鉆進速度。若遇到較嚴重的塌孔情況,則應將鉆孔全部回填,待其穩定后重新鉆孔。因混凝土坍落度小、和易性差,或電機意外停工等情況造成斷樁問題時,可用粗鋼筋在導管內沖擊,同時用錘敲擊導管側壁,把堵塞的混凝土沖開,重新將導管下至混凝土里面,并用抽水機抽干導管里的水,將導管提升約10 mm后,采用高壓泵從導管內下送到混凝土里注入水泥漿,再繼續澆筑。為提高樁基質量,還應對所有鉆孔樁樁身(每根提取須≥2試件)混凝土進行超聲波檢測,確保其性能符合相關質量標準的要求。
3 結語
作為廣泛應用于鐵路橋梁建設工程中的重要樁基技術,鉆孔灌注樁的施工工藝正在日趨成熟,然而,復雜地質條件及其他不可預見的影響因素也常導致成樁質量出現問題,給鐵路系統造成不必要的經濟損失的同時,也埋下了重大的事故風險隱患。因此鉆孔灌注樁工程中應對各個施工環節給予嚴格的質量控制,一旦問題出現則必須采取及時、有效的處置措施,切實保證灌注樁的成樁質量。
參考文獻
[1] 梁杰權.淺談橋梁工程中鉆孔灌注樁的成樁質量控制[J].中國新技術新產品,2008(10).
[2] 李恒太.復雜地質條件下鉆孔灌注樁鉆孔技術研究[J].工程質量,2012(1).
關鍵詞: 橋梁橋面; 排水設計; 設置
1.前言
滯留在橋梁面層與伸縮縫的之間的水分無法排除,在橋梁伸縮縫處形成積水和積冰現象,影響司機的視線,使安全行駛系數降低;水分長時間的浸泡和在高速行使車輛作用下產生動水壓力的沖刷導致伸縮縫的嚴重破壞。橋梁伸縮縫一旦損壞,就會導致跳車、噪音、漏水、影響行車安全及縮短橋梁使用壽命,將嚴重影響行車的速度、舒適性與安全,直接決定橋梁整體服務質量和使用壽命,甚至造成行車安全事故。
2.橋面排水分析與計算要求
排水系統中各項設施的排水能力應有所區別,具體來說,對于橋面排水系統,排水層的排水能力應大于瀝青混凝土路面水的滲入量,沿路線方向縱向排水管的排水能力應大于排水層的排水能力。
橋面排水層各項設施的排水能力應該順暢排除滲入橋面結構內的水。由于客觀條件的限制,無法對水的滲入量進行準確估計,同時排水層滲透系數的測定也存在一定的誤差,所以設計時各項設施的排水能力應預留較大的安全度。
為了保證橋面結構浸水時間不會過久、防止寒冷地區排水層內的水分結冰膨脹導致橋梁伸縮縫產生較大的破壞應力,水在橋面結構內的滲流時間不能太久,滲流路徑也不能太長。我國公路排水設計規范對不同的情況,最大滲流時間有不同的要求,具體見表2-1。
表2-1 不同情況最大滲流時間
3.排水系統的布設
橋面排水系統可分為橋面內部排水系統路表排水和系統兩部分組成。大量工程實踐表明,路表排水系統可將降落在路表面的大部分水順利地排到排水管,通過排水管排出橋外;但當降雨時間較長、強度較大時,仍有一部分水通過橋面裂縫滲入到路面結構內,若不能將水及時排除,路面的使用性能將受到不良影響。
對排水設施進行系統設計根據公路設計的技術指標以及當地降雨情況,對橋面的排水斷面、排水口、排水管和橋頭排水設施進行系統設計。同時重視橋面排水系統的施工,保證橋面排水通暢。從橋面防排水總體設計、施工人員與設備管理等各個方面進行全面的控制,保證橋面的質量。
4.橋面排水結構設計
4.1安裝伸縮縫縱坡的高處設斷面排水層,排水層采用橫貫橋梁整個寬度的形式,滲入排水層內的自由水,橫向外流,直接排泄到泄水孔。
4.2安裝伸縮縫縱坡的高處設排水槽,排水管橫貫橋梁整個寬度的形式,滲入排水層內的自由水,橫向外流,直接排泄到泄水孔。
4.3安裝伸縮縫縱坡的高處設排水層和排水管,橫貫橋梁整個寬度的形式,滲入排水層內的自由水,橫向外流,直接排泄到泄水孔。
對排水設施進行系統設計根據公路設計的技術指標以及當地降雨情況,對橋面的過水斷面、排水口和排水設施進行系統設計。同時重視橋面排水系統的施工,保證橋面排水通暢。
排水式伸縮縫施工工藝流程圖 圖1
5.橋梁伸縮縫施工工藝
橋梁伸縮縫施工的工藝流程(見圖1),完善橋梁伸縮縫施工工藝,優化設計方案和施工技術方法,為“橋梁伸縮縫施工”奠定了良好的理論基礎。
6.結語
以日照市S613疏港路西延工程實體工程為依托,使瀝青混凝土橋面排水得以應用。隨著橋面排水施工技術的發展和開發,為新建公路橋梁橋面和改建橋梁橋面及長大縱坡的路面提供優良排水技術的支持。同時延長了橋梁使用壽命,提高了車輛通行能力和舒適性,降低了養護費用。
關鍵詞:先簡支后連續橋梁施工,工藝流程,工藝特點,質量控制
一、先簡支后連續橋梁施工的概況
中圖分類號:K928.78
1.應用現狀。先簡支后連續結構具有較為完整的預應力混凝土結構,連續性能高,在荷載下橋梁上部結構的整體協調性能良好,因此,已逐步應用在大、中橋梁的建設中。橋梁建設的現狀有如下特點:(1)跨徑較小的橋梁應用裝配式鋼筋混凝土空心板梁形式;(2)中等跨徑的橋梁則應用裝配式預應力箱梁形式;(3)在高速公路中跨徑較大的預應力混凝土連續結構橋梁,一般應用掛籃法(即懸臂澆筑法)等施工方式。為解決現澆連續梁施工工藝要求高、技術復雜、工期長、成本高等問題,常常將簡支梁橋的批量預制生產和連續梁橋的優點綜合形成“先簡支后連續”的橋梁施工技術。
2.技術優勢。先簡支后連續橋梁結構體系的特點是通過混凝土現澆和體系轉換使兩跨或兩跨以上的預應力混凝土梁形成連續結構。簡支階段的構件除前期荷載外,還要承受車輛荷載、后期恒載等后期荷載。因此其連續結構的受力同完全的連續梁橋或一般的簡支梁橋相比,具有很大的差異和較明顯的優勢,主要表現在以下幾個方面:首先,橋面收縮、徐變小,剛度大,支座不均勻沉陷等問題對其影響不大,使車行路面具有較高的舒適性和平順度;其次,簡支梁的預應力鋼束在預制廠張拉,負彎矩的預應力則在主梁上進行,因此吊裝設備起吊主梁即可,避免了預應力張拉造成的地面障礙,同時降低了設備成本和施工難度;此外,施工期間,預制梁是統一生產、統一管理的標準構件,有利于操作規程的規范,可以減少時間成本,提高工程的經濟效益。
二、先簡支后連續橋梁施工的工藝流程及工藝特點
1.工藝流程。(1)主梁預制結束,待混凝土強度達到設計強度的90%以上,張拉正彎矩區預應力鋼束,壓漿并清理主梁底板通氣孔和梁內雜物。(2)設置臨時支座并安裝好永久支座,按照逐孔架設的順序組織主梁安裝,置于臨時支座上為簡支狀態,及時連接橋面鋼筋與橫梁鋼筋。(3)連接接頭段鋼筋,設置接頭鋼束波紋管并穿束。澆筑連續接頭、中橫梁及兩側與頂板鋼束同長范圍內的現澆橋面板,張拉負彎矩鋼束并進行壓漿。(4)接頭施工完成后,由跨中向支點處澆筑剩余部分的橋面板混凝土,澆筑完成后,拆除一聯內的臨時支座,完成體系轉換。(5)組織橋面系施工,體系轉換后即可組織開展橋面鋪裝及相關附屬工程的橋面系施工。
2.工藝特點。(1)張拉在確保預應力張拉順序的同時應實測鋼束與孔道的摩擦系數、孔道偏差系數k和錨具錨口損失等參數值。(2)預制箱梁時一般做成有臺階的馬蹄形狀,預留現澆段尺寸和臺階樣式。(3)以某高速為例,全線比較常用的方法是采用鋼筒做成的臨時支座,梁板安裝前必須對砂筒進行預壓,通過試驗來確定砂筒臨時支座的沉降量,并根據梁板安裝標高與墩臺帽支座墊石標高差值進行調整,更好地控制了梁板安裝后標高的準確。(4)在現澆連續段,預埋鋼筋的連接采用搭接焊,現澆混凝土采用與梁板同標號混凝土,為防止現澆連續段混凝土發生收縮裂縫影響混凝土負彎矩張拉過程中的承載力和橋梁整體受力性能,現澆連接段接頭混凝土采用微膨脹混凝土。(5)負彎矩張拉即對梁頂板的預應力鋼束進行張拉,這是先簡支后連續橋梁同簡支梁橋的本質區別。預應力鋼束采用高強度低松弛的鋼絞線,鋼束張拉采用兩面同時對稱張拉,張拉順序先長束后短束,逐根進行張拉,壓漿工作在張拉完成后及時進行。
三、施工階段的質量控制要點。
結合某高速公路及以前所管理的預應力混凝土簡支轉連續箱梁施工過程,提出施工中質量控制措施如下。
1.臨時支座設置的質量控制。臨時支座應保證有足夠的強度和剛度,拆卸臨時支座應做到逐孔對稱、均勻、同步、平穩。臨時支座拆除后,永久支座與墩頂和梁底嚴密貼合。以可卸落砂筒支座的施工為例,當采用砂筒支座時,要充分考慮砂筒承受箱梁自重和架橋機重量后的沉降量,梁底與盆式支座間應留有空隙。施工中會出現砂筒沉落量不相同的情況,導致部分箱梁脫空,解決辦法主要有:(1)通過預壓試驗取得砂筒在受力以后的平均沉降量,并以此為指導控制箱梁的安裝標高;(2)適當降低支座墊石標高,預留約3cm的混凝土梁靴高度,在澆筑濕接頭的時候,在盆式支座上墊一塊鋼板,一次直接澆到鋼板上,形成混凝土梁靴。
2.張拉預制底座的設置要求。張拉預制底座基礎應硬化加固處理,底座的反拱度值應參照設計文件所提供的反拱值,并結合實際施工和生產性首件梁的張拉情況確定,反拱度應呈拋物線。另外,要保證橋梁安裝進度,誤差不超過2ram。
3.后連續現澆段施工質量控制。預制箱梁端頭必須嚴格進行鑿毛處理,以解決新老混凝土的連接結合問題。各現澆連續接頭的澆筑氣溫應基本相同,溫差控制在5℃以內,并盡量安排在一天中氣溫最低時施工。
4.主橋現澆接頭與濕接縫施工質量控制。從主梁預制到澆筑完橫向濕接縫的時間不宜超過3個月。濕接縫混凝土澆筑采用吊模施工,模板應采用有足夠剛度和強度的竹膠板,模板安裝牢固后應沖洗已經鑿毛處理的混凝土表面,澆筑次層混凝土前對施工縫刷一層水泥漿?;炷翝仓c振搗及預制主梁頂板澆筑有同樣要求,宜采用平板振動器與插入式振搗器相結合的方式。
四、結束語
綜上所述,先簡支后連續橋梁體系結構性能合理,設計簡單,施工方便,較為理想地解決了大跨徑簡支梁橋面開裂問題,提高了橋梁的工程質量,并具有較好的經濟效益,已經在實際施工中得到了越來越廣泛的應用。施工人員及管理者應掌握其技術特點,注意各施工階段的質量控制,并及時總結經驗,不斷提高和完善施工工藝,使其能夠為國家的建設發揮更加重要的作用。
參考文獻:
[1]付東陽,房貞政,上官萍.高等級公路橋梁先簡支后連續體系研究.福州大學學報.