预应力混凝土斜拉桥合拢段施工过程分析.pdf

2 0 1 4 年 3 月第 3 期 城 市道桥与 防洪 管理施工9 9 预应力混凝土斜拉桥合拢段施工过程分析 崔行航 ( 聊城 市公 路管 理局 ， 山东聊 城 2 5 2 0 0 0) 摘 要： 结合双塔双索面矮塔斜拉桥工程实例 ， 介绍了预应力混凝土斜拉桥合拢段的施工方案 ， 阐述了桥梁混凝土施工技术控 制要点， 有关经验可供相关专业人员参考。 关键词： 预应力 ； 混凝土斜拉桥； 施工； 技术控制 中图分类号 ： U 4 4 5 文献标 识码 ： B 文章 编号 ： 1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 4) 0 3 0 0 9 9 0 2 1 工程概 况 大桥 主桥长度为 2 0 5 m+ 4 6 0 m+ 2 0 5 m双塔双 索面矮塔斜拉桥， 全长 8 7 0 m 。主梁为单箱四室截 面， 索塔塔柱整体为 H形钢筋混凝土空心结构。 全 桥设 3 个合拢段， 中跨合拢段 1 个 ， 边跨合拢段 2 个( 见图 1 ) ； 边跨合拢段长 2 0 m， 混凝土 8 4 0 5 m 3 ， 中跨合拢段长 2 m， 混凝土 4 7 0 7 m 。承台下设置 1 9根 直径 3 m 的钻孔桩 ，桩间距 6 m，其 中， 1 0 # 墩桩长 3 4 5 m， 1 l #墩桩长 4 4 5 m。 霸 一 2O 5 m 4 60 m o 5 0 ， Bl 4 0 4 Ilj【 j i 2 8 图 1 主桥孔 跨布置 图 2 施工方案总述 本项 目中箱梁合拢段施工是整个箱梁施工重 点部位 ，箱梁合拢即体系转换是控制全桥受力状 况和线型的关键工序 ， 因此箱梁的合拢顺序、 合拢 温度都必须严格控制 ，合 拢段混凝土应在 一 日温 度最低时段( 宜为温差变化较小的时间段) 在尽可 能短 的时间内浇注完成 ， 设计合拢温度应控制在 l 8 一2 0 之 间 ，并要 求及 时进行 覆盖 养生 ， 在 混凝 土达 到设 计要 求强度后 及时 张拉 预应力 ， 减 少或避 免合拢段混凝土产生 温度 、收缩等破坏性 裂缝。 斜拉桥全桥箱梁合拢顺序为： 全桥箱梁的合拢 由边至 中进行 ， 即先施工两边跨合拢段 ， 再施工 中 收稿 日期 ： 2 0 1 3 1 1 - 2 0 作者简 介 ： 崔行 航 ( 1 9 8 4 一) ， 男 ， 山东 阳谷人 ， 助 理工 程 师 ， 从 事公 路工程管 理工作 。 跨合拢段。合拢段采用吊架施工 ， 利用挂篮底平台 布置 吊架 。挂 篮施工 ， 有利于保证施工 的连 续性 ， 通过合理的施工控制使得悬臂浇筑预应力混凝士 梁桥 的各 阶段 的 内力与变形能达到预计值 ，并且 最终能符合相关的设计要求 ， 施工精度要求高， 且 经济节约。边跨直线段的支架地基要处理得当、 严 格夯实 ， 不能将支架支在新堆的土层上 ， 以防在合 拢施工过程中边跨直线段沉降过大 ，导致线形出 现大的偏差 ，建议地基夯实后再在其上面浇筑一 层厚度 1 0 e m以上的混凝土 。 每个边跨直线段的支 架均应预压 ， 预压时间要到位 ， 以尽可能减小直线 段浇筑后会发 生的地基土层塑性变形 。边跨直线 段 的支架与模板 刚度 均应 足够大 ，以保证直线段 表面平整 ， 不 出现凹凸不平的情况 。 2 1钢筋的绑扎、 预埋件的安装和混凝土施工 ( 1 ) 钢筋分两次绑扎 ， 第一次安放底板、 腹板 、 竖向及纵向预应力管道定位筋，第二次搭设脚手 架 、 工作平 台和顶腹 板 内模板 ， 安装腹板 、 顶板及 翼板钢筋 ， 同时安放纵 、 横 向及水平预应力钢筋和 管道 。 ( 2 ) 预埋件分结 构预埋件 、 应力应变监控预埋 件和施工用预埋件 。其 中结构预埋件和应力应变 监控预埋件根据设计图纸和监控单位提供的位置 进行安设 ， 包括预应力张拉的垫板 、 锚具 、 通气孔 、 应力、 应变预埋件等。 ( 3 ) 合拢段混凝土施工同挂篮悬臂施工一样 ， 采 用输送泵输送 ， 配比及原材料 同悬臂浇注 。 2 2 中跨吊架 中跨合拢段 与边跨 合拢段 同样 的采 用相 同形 式的吊架施工。中跨合拢段两端平衡配重的设置 施工以弯矩平衡为原则 ，配重重量以中跨合拢段 混凝土重量 2 = 4 0 0 5 t ， 见图 2 。 为避 开中跨主梁 3 1号块件施工时两 中跨挂篮 前端相抵触的情况及按 目前施工进度考虑，建议 在西岸中跨 3 1 号块件施工完成后先合拢西岸边跨 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 0 0 管理施工 城 市道桥与 防洪 2 0 1 4 年 3 月第 3 期 图 2 挂篮浇筑 边跨合龙 段布置 图 合拢段 ， 后移西岸 中跨挂篮 。这样 可避开挂篮前端 抵触 的情况 ， 同时保证 主梁在悬臂工况下 的安全 。 为满足挂篮前端 吊杆布置的合理性 ，拆 除前 吊杆 铰盒 ， 在前 吊点两侧分别设置一组精轧螺纹钢 ， 贯 穿前下横梁， 锚固于前下横梁底端 ， 在合拢段埋预 埋孔 ，待挂篮底平台拆除后用同标号混凝土浇筑 预留孔洞。 2 3 合龙段混凝土浇注 根据相关 资料与同类施 工经验 ，本项 目重点 考虑季节性温差和桥体内温度残余影响。 结构内的 温 度变形 ， 由于混泥土刚施工时强度不够 ， 变形应 力主要会作用在钢铰线上 。 根据桥梁施工规范中相 关 经验公式 可 以得 出钢筋 的应 变为 ： = ， 而温度引起 的实际应变为 ： d e g = 2 e g e g + ， 根据施 J 工经验分析， 譬 ， 则可把公式化为： 旦 一 ， 】 j 此 时就 能计算 出，温度变化对混凝土桥梁产生 的 实际变形为： 实 际 = 测 鱼 l盟盟 ， 这样就跟科学的 】 对施工控制进行指导。 在箱梁体内加刚性支撑( 即劲性骨架) 的方法 以及降温、 早强的施工措施是非常必要的。全桥预 应力束安装。钢支撑安装前， 悬拼段前端受温度影 响， 将在各个方向反复发生位移， 特别是在竖平面 的上、下方向。此时合拢部分不能穿体外预应力 筋 ， 但可以穿好所有体 内预应力束。先穿合拢施工 需要初张拉的 T l 、 B 1 、 B 9预应力束( 共 1 0束 ) 。预 应力束穿好后张拉端将千斤顶安装好。预应力束 下料长度应考虑悬拼段前端大位移的影响。预应 力束( 筋) 初张拉。焊连钢支撑时， 穿好体外预应力 筋 T 5 、 T 6 、 B 1 2 、 B 1 3 。 钢支撑焊连结束后， 立即按上 下游对称原则张拉预应力束( 筋) 。所有需张拉预 应力束( 筋 ) 必须在气温有较大变化前张拉完毕。 预应力筋( 束 ) 张拉完成后 ， 再焊接竖直方向斜向 钢支撑 ， 使合拢两端完全锁定。合拢段混凝土浇注 选择在夜间温度变化值较小 ( 温度控制在 1 8 一 2 0 左右1 时进行 ， 并保证混凝土在温差变化较小 的时间段 内完成凝 固 ，混凝土 的初凝 时间根据拌 合站的拌合能力来确定 ，须控制在合拢段浇注完 成后混凝 土才初凝 ，以确保混凝 土凝结 过程中处 于升温受压状态不出现不 利的压应力 。混凝土的 施工顺序按 先底板 ， 后 腹板 ， 再顶板 的顺序进 行 ， 混凝土人模坍落度控制在 1 6 1 8 c m 。 为防止温度 变化影响产生裂纹， 在顶板覆盖麻袋养护， 其余部 位用淋水或喷水方法养护。混凝土强度和龄期均 达到设计和规范的要求后 ， 进行张拉 、 灌浆、 锚固 中跨合拢束。按照设计要求的编号顺序张拉预应 力束 ， 并灌浆。 2 4 结果分析 加压 2 0 t 对索塔偏位及应力的影 响见表 1 。 加 压对主梁线形影响见 图 3 。 表 1 加压 2 0 t 对 索塔偏位 及应力 的影响( 单 位 ： MP a ， c m) 截皿辅 芍 图 3 加压对 主梁线 形影响 图 通过计算可知 ，加 2 0 t 压重调整 1 8 e m的合 拢高差对索塔应 力 的影 响也 只有 0 0 6 MP a 左 右， 并且将使得 2 7 #索塔 向河 中多偏 0 4 8 c m ， 使得 2 8 #索塔 向河侧少偏移 O 3 7 e m。 经分析可知 ， 由于 2 7 # 墩跨中梁端施加临时荷载， 这将导致 2 7 #索塔 向河侧偏移，合拢后卸载将导致 2 8 #索塔向岸侧 偏移， 根据图 3 分析结果可知， 该项 目取得合拢效 果较好 。 4 结语 本文通过施工实际案例 ，分析 了大跨度 预应 力混凝土桥梁施工 中的影 响因素 ，并从该 角度出 发 ， 对桥梁结构进行理论计算 。同时在施工过程 中 切不可掉 以轻心 ，应切实加强施工单位 的现场管 理 ， 严格按设计图纸和技术规范施工， 不断总结施工 经验， 合理的进行施工控制， 取得了良好的施工效果。 ( 下转第 1 1 0页) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 1 0 管理施工 城 市道桥 与防洪 2 0 1 4 年 3 月第 3 期 养护站点、 交通观测点等场所增设便民服务点， 提 供公共卫生间、 加水、 修理等便民服务措施 ； ( 4 ) 增 设人性化指路标志 ，利用可变情报板 实时显示路 况和天气 ， 提醒司乘人员注意安全。通过这一系列 措施， 使 G 2 0 5国道黄山市段具备一定的服务功能 和应急能力 ， 使公路使用者走得舒心 、 用得顺心。 5 4 立足“ 美” 字， 营造路边景观。 着力提升文化品位 G 2 0 5国道黄山段改造示范工程将安徽省交通 运输厅 、 安徽省公路管理局倡导的“ 五色绘皖韵、 一 路读安徽” 的文化公路建设理念 ， 作为工程建设 和管理的 目标 ， 要求设计 、 施工、 监理单位一定要 在确保 通畅 、 安全 的基 础上 凸显 舒适 、 美观 ， 在代 表黄 山地域特色 的“ 绿 ” 字上狠下 工夫 ， 通过 加强 沿线绿化美化 和公路文化节点建设 ， 将 G 2 0 5国道 黄山市段打造成一道美丽的风景线。 该项 目在“ 美” 字上细推敲， 在“ 绿” 字上精考 量 ，对路域环境实施综合整治，采取的措施主要 有 ： ( 1 ) 对公路路肩实施硬化美化处理 ， 在路肩上 用鹅 卵石 、 草皮排列 出美观 图案 ； ( 2 ) 严格保 护公 路两侧绿色生态景观， 力求做到公路与自然融合 ； ( 3 ) 根据黄 山地域特 点， 对原有老化 的行 道树进行 更新， 栽 植花卉类 、 观赏类高品位树种 ； ( 4 ) 在路边 空间较宽裕的节点路段精心打造公路观景带， 结合 公路文化建设， 建造路边人文景观 ， 烘托徽文化底 蕴 ； ( 5 ) 在穿越村镇路段实施徽派马头墙样式分隔 ， 建造仿 生态护栏 、 墙垛 式护栏 ， 凸显徽文化 特色 ， 打造文化公路。沿线增设路边观景区 1 6处 ， 新建 仿生态护栏 4 1 k m， 沿线隧道、 桥梁、 涵洞安全综合 整治 ， 以及边坡高品位绿化 7 4 k m。 5 5立足“ 创” 字 ， 打造生态公路 。 着力发展绿色交通 G 2 0 5国道穿越 黄 山风景 区公路 实施过程 中 ， 坚持“ 不破坏即是最大的保护” 的理念， 保持原有 三级路等级不变，而是通过实施路域环境综合整 治 、 路 面病 害集 中处置 、 摊铺沥青路面 、 硬化路肩 、 完善交通标志标牌、设置公路文化景观带和仿生 态护栏等措施。在生态景观建设方面遵循 ： ( 1 ) 以 功能为主线， 安全为核心， 享受 自然和可持续发展 的原则 ； ( 2 ) 尽量保 留 自然 的一草一木 、 一石一池 ， 实现最大限度的保护，最小限度的破坏和最快速 度的恢复 ，促进和确保大 自然净化发展的原则 ； ( 3 ) 简单、 自然、 生态 、 和谐唯美， 平衡为贵的原则 ； ( 4) 内景为主 ， 外景为辅 的原则 。沿线可视范 围内 的历史 古迹 、 名胜景点采 取“ 亮 、 透 、 诱 ” 的设 计手 法 ， 突 出 自然美观 ， 重 点解决好工程建设与环境保 护之 间的协调关系 ，充分考虑到结构线形与生态 环境互相协调 。 该项 目在整个 实施过程 中在 “ 精 ”字上下功 夫 ， 在“ 秀” 字上做文章 ， 使其整体功能更加齐全 ， 环境优美舒适 ， 使原有公路发挥最大的潜能， 极大 地提升 了 G 2 0 5国道黄 山段公路生态文化 品位 。 6 结语 G 2 0 5国道黄山段改造示范工程经过两年多时 间的实施 ， 路 网优化升级得到实现 ， 公路 的综合 服 务水平有明显提高， 打造出了“ 畅、 安、 舒 、 美” 的公 路通行环境 ， 较好地完成 了任务 ， 为今后 国省 干线 公路改造起到一定的示范作用。G 2 0 5国道黄山段 改造工程完工将促进黄 山市及周边地 区经济 和社 会进一步发展 。 参考文献 1 J T G B 0 4 - 2 0 1 0 ， 公路 环境保护设 计规范 S 】 【 2 】2 J T G D 8 1 -2 0 0 6 ， 公路交通安全设施设计规范【 s ( 上接 第 1 0 0页) 参考 文献 【 1 】刘 德坤 先简 支后 连续桥 梁施 工 中的力 学 问题研 究【 D】 湖 南长 沙 ： 湖南大学 工程力学 ， 2 0 1 1 【 2 朱立锋 简支 T梁桥梁体多种受弯加固技术对比试验研究【 D 】 江苏南京： 东南大学硕士学位论文， 2 0 1 0 【 3 】 范立 础 桥梁 工程【 M】 北京： 人 民交通 出版社， 2 0 0 0 【 4 】 周浪峰 超多跨大跨径连续梁桥施工控制研究【 D 】 陕西西安： 长 安 大学硕 士学位论文 ， 2 0 1 0 5 】H y o - G y o u n g K w a k ，Yo u n g - J a e S e o S h ri n k a g e c r a c k i n g a t i n t e r i o r - s u p p o r t o f c o n t i n u o u s p r e - e a s t p r e s t r e s s e d c o n c l e t e g i r de r b ri d g e J 】 c o n s t r u c t i o n a n d b u i l d i n g ma t e r i a l s ，2 0 0 2 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m