大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术张立东

大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术张立东

(中国铁建大桥工程局集团第一工程有限公司,辽宁大连116000)

摘要:为保障桥梁的施工质量和使用安全,对大跨度预应力混凝土桥梁施工技术进行控制是十分必要的手段。从前期设计阶段到施工阶段都应该对大跨度预应力混凝土桥梁施工技术进行控制,使施工技术进一步提高和完善,各环节的工作人员共同配合协调,才能促进我国桥梁事业更大的发展。

关键字:大跨度;预应力混凝土;桥梁施工

前言

由于在预应力混凝土桥梁实际施工过程中受到施工情况、参数选取、设计状态与施工状态冲突的影响,以及大跨度预应力混凝土连续刚构造,混凝土材料的不确定性与不均匀性,因此为保证桥梁工程的质量和建设安全,对施工进行控制是十分必要的。

1大跨度预应力混凝土桥梁施工控制的技术要点

1.1桥梁的结构计算

从理论上来说,有限元素法是桥梁结构计算最主要的方法,即通过计算整个桥梁结构各个施工截面的应力和位移来为施工过程的监测和控制提供依据。随着科学技术和工程技术的发展,目前对于桥梁结构的计算已可以通过正装、倒装、无应力状态等分析方法来进行,其中正装计算法可以得到整个桥梁结构在施工过程中的受力与位移状态,还能对混凝土的收缩和徐变进行全方位考虑,所以这种方法能在大跨度预应力混凝土桥梁的建设过程中发挥极大的作用。而就施工的预拱度而言,通过倒桩计算法进行结构行为的计算也是可取的,也只有通过这种方式得到的各阶段桥梁结构中间状态才能对实际施工进行有效指导。无应力状态法则是一种立足于桥梁结构中各个构建的无应力长度和曲率不变,将各个施工阶段的中间状态和成桥状态联系到一起的方法,所以其更适宜用来对悬索桥和大跨度拱桥进行施工控制。针对有限元素法来看,技术人员最好能够根据桥梁结构的特点来进行建模,并运用平面或空间的梁单元对大跨度预应力混凝土桥梁进行分析。桥梁结构载荷主要有钢筋、混凝土、设备、风、温度、挂篮自重及其移动载荷、预应力索张拉力、人员和二期恒载等等,这些荷载都会使桥梁结构产生变形和附加应力。总之,对应力的监测一般需要参考正装计算所得的结果,而预拱度控制则往往需要对倒装计算结果进行参考。

1.2预应力孔道的施工

预应力孔道在纵向和横向上都使用预埋塑料波纹管成孔的办法,波纹管在安装之前一定要仔细检查,确保其外表干净,没有污垢、开裂或者孔洞。梁体应力的分布和预应力筋的受力情况由预应力管道所埋的位置决定,所以在埋设预应力管道的过程中必须严格依据设计图来进行,确保其在立面和平面上的位置都足够准确。在安装波纹管时,一定要把定位钢筋和波纹管固定到一起,再将腹板钢筋和定位钢筋捆扎到一起,还要定位筋的横向钢筋焊在骨架箍筋上,从而让整个结构具有三向定位性,从而避免其左右移动或向上浮动。在安装完之后,还要对波纹管位置和曲线形状进行再次检查,以确保其符合设计要求。对于塑料波纹管来说,禁止使用胶带纸进行绑扎,必须使用专用的焊接机或密封性能良好的塑料连接器对其进行连接,这样才能在紧密连接的同时,避免水泥浆渗入并堵塞管道。在对内侧膜进行安装之前,技术人员必须再对波纹管的位置以及密封性进行细致全面的验收,确保其符合设计要求。

1.3对施工材料和工序的控制

在桥梁工程施工过程中,施工材料的质量是施工质量的重要基础,直接影响了桥梁工程整体质量的好坏。因此,施工材料的使用一定要严格控制,确保了施工材料的质量才有保证桥梁工程质量的可能。同时,设计方案与工序的严格遵守也至关重要,只有确保每一个环节都没有疏漏,工程工序也得到了严格的遵守和控制,才能避免工程质量受到施工工序问题的负面影响。

2大跨度预应力混凝土桥梁的施工

通过分析影响大跨度预应力混凝土桥梁的影响因素不难看出,在施工过程中要重点做好基础工作、铺装工作、钢筋防腐蚀工作以及钢筋防锈蚀工作。

2.1钢筋的防锈、防腐蚀

在大跨度预应力混凝土施工过程中,要选择性能良好的钢筋,并且使用防腐性良好的涂料涂抹在刚进的表面。在使用过程中,要将钢筋和含有腐蚀性的因素隔离开,避免钢筋内部性能被破坏。此外,还可以使用电化学防护措施来防止钢筋使用过程中出现锈蚀的情况。对于已经出现锈蚀问题的钢筋,要安排专人使用喷砂技术对钢筋进行修复,剔除钢筋表面的锈迹。此外,要对出现腐蚀和锈蚀问题的位置进行记录,并在日后施工中提高关注力度。

2.2混凝土铺装层的施工

在预应力混凝土桥梁施工过程中,铺装层施工是一个重要的施工环节,需要控制好其施工质量:(1)现场施工人员要加大铺装层的控制力度。尽可能选择具有良好弯曲性能的铺装材料。避免后期环境恶劣的情况下,产生渗漏、裂缝等问题。(2)在施工过程中,要提高桥梁铺装层的防水性能,避免材料中混入大量的水分破坏材料的性能。此外,提高桥梁铺装层的防水性能,还可以延长桥梁铺装层的使用年限。(3)根据环节的地区特点、气候情况,做好保养工作。避免车辆通行过程中受到影响,此外,要合理选择施工方式和施工材料,在保证质量稳定的基础上,合理控制消耗资源。

2.3合龙段的施工

由于本工程使用悬臂浇筑法进行大跨径预应力混凝土桥梁施工,主梁的合龙顺序不同,产生的结构内力也是不同的。在转换桥梁结构系统时,桥梁的重力分部也有一定的差异。为了保证桥梁结构的安全性和稳定,避免不平衡因素对桥梁的影响。在施工时,需要在梁和墩之间设置临时固定设施。合龙段施工过程中,先对边跨进行合龙,然后转换系统结构。再进行中跨合龙。施工完成后进行下一阶段的施工。这种施工方法工艺相对成熟,在应力和线形控制方面都比较容易,容易达到设计要求的线形状态和受力状态。主梁的下边缘不容易产生裂纹。

在合龙段施工过程中,合龙口的锁定是浇筑混凝土前需要进行的工作,主要目的是为了预防合龙段碎作用下和温度变化时轴向力产生的造成梁体裂缝的弯矩。当温度下降时,会产生拉力,导致梁体出现收缩变形。当温度升高时,梁体会产生膨胀增加合拢段的压力。预应力混凝土连续梁在浇筑的过程中,受雨雪、太阳辐射、降温等气候的影响比较大,会导致结构顺桥梁轴向处出现水平便宜、竖向挠度等问题。为了将温度变化时对悬臂段的影响消除,需要在合龙段设置劲性钢骨架。根据本工程的实际情况,使用外刚性支撑法进行合龙段劲性钢骨架的施工,在施工时,首先在大桥的底板顶面和箱梁顶部埋设钢板,在箱梁的底板和顶板中间设置内刚性支撑和外刚性支撑,使用这些支撑锁定合龙口。本工程的中跨和边跨的长度为2m,使用梁体预埋件和型钢支撑组成合拢断劲性骨架,并利用锚固钢板将型钢和梁体预埋件连接起来。

2.4箱梁悬浇施工

混凝土浇筑完成后,检测箱梁根部截面混凝土的测试应力增量和计算值基本一致。预应力钢束张拉完成后,箱梁根部截面混凝土测试应力的增加量和计算值存在高低不一的情况。根据应力数据来看,下游腹板和同一悬臂上对应的应力存在偏差,导致误差出现主要是因为选取的设计参数不合理、分析误差时忽略了一些因素、测试环境存在差异性等。尤其是在应力索长度增加的情况下,索的张拉延伸量明显偏低,导致预应力损失增加。导致这种情况出现主要是因为施工过程中拼接的波纹管管道存在偏差、接头漏浆和弯道影响造成的预应力损失比较大。根据以上测试结果。采取了如下处理措施:(1)对于预应力索延伸量不足的情况,对施工工艺进行了改进,按照张拉、测试、张拉、再测试的方法进行施工,并对预应力索进行了二次张拉;(2)施工过程中,根据设计要求同时使用四个千斤顶进行分级、对称、同步张拉,有效降低的预应力的损失量。

3结语

在目前的桥梁建设中,大跨度预应力混凝土技术得到了非常广泛的应用。在这一技术在桥梁建设的实践过程中,需要把能对其造成影响的技术难点汇总并深入分析,深抓每一个细节,采用合理措施,这样才能确保大跨度预应力混凝土桥梁的质量和使用寿命。

参考文献:

[1]赵会强.大跨度预应力混凝土桥梁施工监测监控技术的探讨[J].工程建设与设计,2011(5)

[2]温运斌,罗凯.大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术[J].江西建材,2013(5)

[3]程瑾瑾.大跨度预应力混凝土桥梁的设计计算与测量[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2010(7)

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