变截面预应力连续梁桥箱梁底板裂缝加固措施及施工工艺

变截面预应力连续梁桥箱梁底板裂缝加固措施及施工工艺（通用7篇）

篇1：变截面预应力连续梁桥箱梁底板裂缝加固措施及施工工艺

变截面预应力连续梁桥箱梁底板裂缝加固措施及施工工艺

以某变截面预应力连续梁桥为例,针对该桥箱梁底板出现的裂缝问题阐述了加固总体思路,提出了加固措施及施工工艺及要点,介绍了植筋施工步骤及注意事项.

作 者：刘毅 胡婷 苏明星 作者单位：刘毅,苏明星(中交第二公路勘察设计研究院有限公司,武汉,430056)

胡婷(武汉市城市综合交通规划设计研究院,武汉,430017)

刊 名：交通科技英文刊名：TRANSPORTATION SCIENCE & TECHNOLOGY年，卷(期)：“”(z1)分类号：U4关键词：连续梁桥 裂缝 加固措施

篇2：变截面预应力连续梁桥箱梁底板裂缝加固措施及施工工艺

1引言

悬臂浇筑预应力混凝土连续箱梁的合拢段施工,是桥梁上部构造施工的关键环节。在施工图设计中,合拢段长度比较短,调整梁体线形的余地非常小。由于连续箱梁在进行合拢施工时,箱梁悬臂部分较长,而此时荷载和温度的微小变化都将会对桥梁体系节段前端的标高和伸缩变形产生很大的影响。在合拢段施工过程中,昼夜温度变化、新浇混凝土的早期收缩和水化热、已完成结构混凝土的收缩与徐变、结构体系变化以及施工荷载等因素,都影响着合拢段新浇混凝土的质量。在预应力混凝土连续箱梁的合拢施工过程中,通常容易出现下列问题:

(1)由于模板支立不够牢固、浇筑混凝土时顶板表面未认真抹平,合拢后箱梁顶面不平顺、不平整。

(2)合拢施工温度选择控制不当。由于连续箱梁在合拢前悬臂较长,随着气温的变化,箱梁悬臂端的高程和梁的长度也相应发生变化。合拢后体系转换,连续箱梁的顶面高程和梁体长度变化明显减小,但将产生温度应力。合理的合拢时间会大大减小结构的温度内力。

(3)合拢后箱梁顶面因养护不及时而出现收缩裂缝。

(4)模板支立不牢固出现模板沉降变形,使梁段之间混凝土表面有明显的高低差。因此,对合拢段进行必要的施工控制,可以保证桥梁上部构造线形顺畅,内力分配和传递合理,从而确保工程质量。

2工程概况

该项目工程为一座大桥,全桥共有27孔,桥长927.20m。主桥位于大桥的第12孔至第20孔,上部构造为30m+7×45m+30m=375m九跨一联的预应力混凝土等截面连续箱梁,按双幅布置。箱梁采用单箱单室结构,箱梁顶板宽度为12.75m,底板宽度为5.00m,翼板悬臂长度为2.875m,箱梁高度为2.50m,45°斜式腹板厚度为0.50m,底板厚度支点处为0.56/0.50m、跨中为0.32m。箱梁采用C50强度等级的混凝土,纵向、横向、竖向三向预应力。

纵横向预应力均采用公称直径Φ15.24mm标准强度Rby=1860MPa的低松弛高强钢绞线,顶板束采用27股钢绞线,配YM15-27锚具;底板及腹板束采用12股钢绞线,配YM15-12锚具;横向预应力束采用3股钢绞线,配YMB15-3锚具;竖向预应力束采用Φl32mm精轧螺纹钢筋,配YGM-32锚具。

施工图设计规定,除0～2号块及边跨6.35m段采用支架施工外,其余梁段均采用挂篮悬臂浇筑。单T划分为6个梁段,施工最大悬臂长度为21.50m,悬浇块件最大长度为3.50m。全桥共计4个边跨现浇段,18个合拢梁段。每个现浇梁段长6.35m,C50混凝土量为81.06m3;每个合拢段长均为2.00m,C50混凝土量为18.16m3。

3合拢段施工

3.1合拢段施工顺序

合拢时,先合拢边跨,拆除边跨主墩临时锚固;再合拢次边跨,拆除次边跨主墩临时锚固;直至中跨合拢。

3.2施工准备

3.2.1混凝土配合比设计

主桥现浇连续箱梁设计强度等级为C50,梁段混凝土强度达到设计强度等级的90%时方可施加预应力。施工时采用混凝土输送泵进行混凝土浇筑施工。由于合拢段主要施工时间在9、10月份,正值

天气炎热阶段。按照泵送、缓凝与早强的要求,进行掺加减水剂和粉煤灰的高性能混凝土配合比设计。

3.2.1.1 原材料试验情况

采用徐州巨龙牌42.5级普通硅酸盐水泥。水泥细度为2.9%,初凝时间2h09min,终凝时间3h34min,抗压强度3d为30.4MPa、28d为49.9MPa,抗折强度3d为5.9MPa、28d为6.7MPa。碎石压碎值为5.5%,针片状含量为6.5%,筛分试验符合16～31.5mm级配,含泥量为0.43%,泥块含量为0.13%。

中砂细度模数为2.63,含泥量为1.4%,泥块含量为0.4%。外加剂采用JM-A型高效减水剂。减水率为15.7%,泌水率为7.9%,1d、3d、7d、28d抗压强度比分别为198%、188%、171%、165%,达到GB8076-1997中早强减水剂的一等品指标。混合材料选用Ⅰ级粉煤灰,细度8.9%,烧失量1.02%,含水量0.1%,氧化硫含量0.46%。

3.2.1.2 混凝土配合比设计

C50高性能混凝土配合比设计是以基准混凝土为基础,用粉煤灰超量取代法进行调整后得出的。

工地中心试验室根据计算,经多次试验确定出设计混凝土配合比。按此配合比拌制的混凝土拌和物，坍落度T=140mm,1h坍落度的损失为20%,含气量为1.7%,标准养护条件下混凝土试件各龄期抗

压强度平均值为:R3d=44.0MPa,R7d=53.4MPa,R28d=62.7MPa。

表1 每m3混凝土原材料用量(kg)

3.2.2观测气温变化情况

为了保证在设计规定的气温条件下进行合拢施工,在合拢施工前一周起,对工地的气温变化情况进行连续认真观测。夜间10:00至早晨6:00每两个小时进行一次观测,并及时准确填写测温记录。

3.3边跨现浇段及边跨合拢段施工

图1边跨现浇段与合拢段支架立面简图

3.3.1边跨现浇段施工 3.3.1.1 施工工艺流程

地基处理→支立边跨现浇段箱梁支架→预压试验→支立箱梁底模板→调整模板高程和中线→支立箱梁侧模板→绑扎底板钢筋及端横隔板钢筋,进行预应力孔道定位,安装波纹管→穿底板钢束,在过渡墩侧安装挤压套管式锚具→支立芯模和端模板→绑扎顶板钢筋,安装顶板预应力波纹管管道→浇筑混凝土→混凝土养护→拆除侧模和芯模模板

3.3.1.2 施工要点

(1)处理边跨6.35m现浇梁段与边跨合拢段的支架地基。将现浇段范围的原地面整平压实,填筑一层200～300mm厚的砂砾,碾压密实,四周挖排水沟做好防排水处理。采用碗扣式脚手架支设满堂式支架,道木基础。按照施工计算,支架立杆顺桥向间距为0.9m、横桥向间距为1.2m,沿高度方向每1.2m间距做一横向连接以增加稳定性。帽梁横桥向为24a工字钢,顺桥向为10工字钢间距0.8m。

(2)加载试压。在现浇支架上底板范围内布设水箱,分三级向水箱内注水(G/2,3G/4,G。G为箱梁重量)。加载前和每级加载后,观测支架沉降量,最后一级加载后每6h观测一次沉降量。24h后卸载。

(3)支立模板,安装钢筋。首先按照试压成果调整支架的预留沉降值;然后铺设底模板;再依次进行底板钢筋骨架与预应力管道安装,端横隔板钢筋骨架安装,腹板钢筋骨架与预应力管道安装;钢绞线穿束,过渡墩处P锚安装;安装芯模和端模;最后安装顶板钢筋骨架与预应力管道,并调整校正模板。

(4)浇筑混凝土。采用混凝土拌和站拌制混凝土,混凝土搅拌运输车运输、混凝土输送泵向模内输送混凝土。箱梁混凝土浇筑从一侧向另一侧连续进行。混凝土浇筑完成表面收浆后,及时洒水养护。当梁体混凝土强度达到设计强度等级的75%以上时,拆除侧模和芯模。

3.3.2边跨合拢段施工

边跨合拢通常根据该合拢段所处地形、河(湖)水深度及上部构造距地面高度等实际情况,确定采用支架或吊架(挂篮)法施工。采用吊架(挂篮)法浇筑混凝土施工时,需要在合拢段两侧设置对称配重水箱,采用同步卸载法以消除附加内力。本桥边跨合拢段位于岸边陆地上,且梁底距地面高度为

8.22m,采用碗扣式钢管脚手架搭设满堂式支架进行施工边跨合拢段施工(与边跨现浇段相同)。

图2合拢段临时劲性钢接杆示意图

3.3.2.1 施工工艺流程

支架预压试验→调整支架高程、校核中线→支立底模与侧模→焊接一侧临时劲性钢接杆→绑扎底板钢筋骨架、安装预应力管道→安装腹板钢筋骨架与腹板预应力管道→安装芯模→绑扎顶板钢筋、安装顶板预应力管道→顶板临时钢束穿束→夜间最低气温时焊接纵向主筋与另一侧劲性钢接杆→张拉顶板临时钢束→浇筑合拢段混凝土→洒水养护→穿入底板、腹板预应力钢束→张拉钢束→解除临时钢束与临时劲性钢接杆→穿顶板钢束→张拉顶板钢束→孔道压浆→解除边墩临时锚固

3.3.2.2 施工要点

(1)支立模板时,使合拢段与已浇筑完成的箱梁间接合紧密,连接顺畅,无错台和缝隙,防止浇筑混凝土时漏浆。模板支立牢固。

(2)安装钢筋骨架时,先绑扎成型,焊接一侧的钢筋接头,待日最低气温时再焊接另一侧钢筋接头。

(3)安装临时劲性钢接杆时,先焊接一侧焊缝,待日最低气温时再焊接另一侧焊缝。劲性钢接杆与梁内预埋钢板应接触密实,否则用薄钢板垫塞,焊缝饱满,焊缝长度≥0.6m,余下长度采用间断点焊。施工图设计中,顶板处的临时劲性钢接杆设置在顶板下侧与腹板的根部。施工中刚接杆焊接后,芯模安装比较困难。经设计单位同意,将其改在顶板上表面腹板根部位置,相应的预埋件在悬浇施工时按调整后的位置设置。

(4)为防止混凝土收缩变形过大出现裂缝及避免合拢段混凝土在接缝处产生较大的拉应力,合拢段混凝土浇筑在日最低气温下进行,采用混凝土输送泵连续浇筑成型。

(5)混凝土浇筑时充分振捣密实,顶板采用平板振捣器振捣,与已完梁段间用插入式振捣器振捣。

顶板表面用长的直尺沿纵横方向仔细刮平。浇筑完成,混凝土表面收浆后及时苫盖并洒水养护,保持混凝土表面始终湿润。

(6)当梁体混凝土强度达到设计强度等级的90%以后,进行合拢段纵向、竖向和横向预应力钢束 的张拉。张拉顺序为先短束后长束,先底板后腹板,并对称进行张拉施工;底板束和腹板束张拉完成后,解除顶板临时钢束。

(7)当合拢段张拉压浆结束后,解除边主墩临时锚固,撤除墩顶临时支座,注意避免损坏盆式支座。将支座部位彻底清理干净,仔细观察盆式支座的下沉量并做好记录,以校核转换效果。

3.4次边跨及中跨合拢段施工

由于一个合拢段混凝土数量只有18.16m3,重量较轻,而挂篮、施工平台及模板的重量达到了

295kN,重量较重。为了减小施工荷载,降低因施工荷载产生的附加内力,次边跨及中跨合拢段施工利用工地已有的材料,使用6根24a工字钢组合拼装成轻型吊架,加上模板的重量只有98kN。同时利用底板劲性钢接杆作为支承梁,采用吊架法施工。

3.4.1 施工工艺流程

在两个悬臂端设置配重水箱→按计算配重重量向水箱注水→安装合拢段模板吊架→铺设底模与侧模→调整模板高程、校核中线→焊接一侧临时劲性钢接杆→绑扎底板钢筋骨架、安装预应力管道、穿束→安装腹板钢筋骨架与腹板预应力管道、穿束→安装芯模→绑扎顶板钢筋、安装顶板预应力管道→顶板临时钢束穿束→夜间最低气温时焊接纵向主筋与另一侧劲性钢接杆→张拉顶板临时钢束→浇筑合拢段混凝土同时逐级解除配重→洒水养护→张拉底板和腹板钢束→解除临时钢束与临时劲性钢接杆→穿顶板钢束→张拉顶板钢束→孔道压浆→解除临时锚固。

3.4.2 施工注意事项

合拢段施工前,对悬臂端混凝土连接面进行凿毛和洗刷处理,以利新旧混凝土连接形成整体。在

当天最低气温时完成劲性钢接杆的焊接,在当天最低气温时浇筑合拢段混凝土。在浇筑合拢段混凝土前最好将预应力钢束穿入孔道,以减小预应力钢束穿束的难度。在中跨两悬臂端加配重,严格控制两对称点标高;配重通常采用水箱法,浇筑合拢段混凝土时同步放水,分四级解除配重,每级卸载约50kN。

图3中跨合拢现浇吊架示意图

4合拢施工的质量控制

4.1 选用优质的水泥、碎石、中粗砂、外加剂和混合料,根据具体的施工条件、作业环境、天气气候特点等认真确定合拢段施工混凝土配合比,保证混凝土满足设计图纸和施工技术规范的要求。

4.2 认真做好边跨现浇段、边跨合拢段、中跨合拢段的支架(吊架)、模板设计和安装施工,按要求对支架进行试压,消除减小支架(吊架)以及模板的不均匀沉降和变形。

4.3 加强施工期间气温的观测,在日最低温度(一般在凌晨3:00～5:00之间)时采用4台电焊机同时焊接劲性钢接杆,保证合拢段两侧不产生高差和伸缩变形,使合拢后连续箱梁线形顺畅。为缩短焊接合拢段劲性钢接杆的时间,宜采取先焊接一侧劲性钢接杆,待钢筋、模板等工序完成后再焊接另一侧劲性钢接杆。

4.4 严格按照设计和计算在合拢段两对称悬臂端设置配重,并在合拢段混凝土浇筑施工时同步卸载,消除附加应力对梁体结构的不利影响。

4.5 合拢段钢筋骨架安装前,对悬臂端混凝土连接面进行凿毛和洗刷处理,以利新旧混凝土连接形成整体,避免新老混凝土间出现裂缝。

4.6 控制合拢段混凝土浇筑时间,在当天最低温度时浇筑合拢段混凝土,避免合拢段接缝处产生较大的拉应力。加强合拢段混凝土的养护工作,使箱梁混凝土表面保持经常潮湿状态7d以上,在炎热的天气时加以覆盖,避免阳光直接照射在混凝土表面,保证混凝土强度和弹性模量的顺利增长,消除混凝土因突然升(降)温或失水产生裂缝。

4.7 合拢段梁体混凝土强度达到混凝土设计强度等级的90%以上时,方可实施张拉。张拉程序和张拉顺序按照施工图设计执行,一般按纵向、竖向、横向的顺序进行张拉施工;纵向钢束张拉为先顶板束(顶板处设置合拢段临时预应力钢束除外)、后底板束、再腹板束,先短束后长束的顺序,并同时对称张拉。张拉千斤顶、张拉泵、压力表配套校验、使用。

5结束语

合拢施工是悬臂浇筑施工的关键,在施工中必须加强各施工环节的控制。除了按照设计要求设置劲性刚接杆和临时预应力钢束等构造措施外,特别注意采取控制施工混凝土配合比、设置配重、认真控制两个重点施工阶段的施工气温、加强混凝土养护、履行张拉程序等多项有效的技术措施,严格执行施工图设计、施工技术规范和质量检验评定标准,保证了工程施工质量。全桥18个合拢段顺利完工,分项工程质量评定均达到优良。

参考文献:

篇3：变截面预应力连续梁桥箱梁底板裂缝加固措施及施工工艺

变截面预应力混凝土连续箱梁桥由于其桥面行车舒适、受力合理、材料节约、造型简洁美观、养护工程量小及抗震性能强等优点, 在我国交通建设中得到了广泛的应用。但由于设计、施工等各方面的不合理因素, 近几年我国各地连续出现桥梁在施工过程中出现了箱梁底板崩裂事故, 造成了很大的经济损失和社会影响。本文以一座变截面三跨预应力混凝土连续箱梁桥为背景, 分析底板崩裂的原因, 并提出适当的加固措施。

1 工程概况

1.1 结构简介

某桥为40m+64m+40m的三跨预应力混凝土变截面连续箱梁桥, 箱梁采用单箱双室截面, 箱梁顶宽17m, 底宽12m, 支点断面梁高3.8m, 跨中断面梁高2m, 腹板变厚度40~50cm, 底板变厚度25~50cm。采用挂篮悬臂浇筑法施工, 先合拢边跨再合拢中跨。桥梁中间跨施工时共分为7个节段, 分别记为O~7#块;具体结构形式如图1所示。

1.2 底板破坏特征

该桥在悬浇施工的箱梁底板合拢后, 从3#块往0#段方向进行纵向预应力束张拉时, 发现4#、5#块接缝处出现底板混凝土崩裂现象, 立即停止了张拉。

底板崩裂情况:

⑴4#、5#块接缝处前后两个方向崩裂90cm左右, 波纹管位置崩裂较深, 从波纹管中心往下混凝土全部松散。凿除松散混凝土后, 发现4#、5#块接缝 (波纹管接头) 处波纹管向下位移约4cm。

⑵底板钢筋因受拉, 有局部伸长, 底板横向钢筋有轻微下垂。

2 底板混凝土崩裂原因分析

⑴4#块与5#块接缝处, 预应力波纹管线形不顺, 出现折点。钢绞线张拉时, 由于曲线部分钢绞线取直, 产生的径向力在折点处应力集中, 超过钢筋及混凝土的抗力, 进而产生底板混凝土的破坏。

⑵底板上下层钢筋网间系筋和预应力防崩钢筋设置不足。张拉时, 底板钢筋未能和腹板钢筋有效地形成整体不能共同受力。

⑶混凝土保护层过薄, 可能引起底板开裂。

3 加固措施及施工工艺

3.1 加固措施

先对已张拉的3#块~0#块预应力筋进行放张;凿除底板松散混凝土, 增设U形防崩钢筋, 然后进行灌浆, 待混凝土达到设计强度后, 再进行底板预应力筋的张拉。

3.2 施工的工艺流程及要点

3.2.1 放张

将3#~0#块底板所有张拉钢绞线全部放张, 恢复0#应力状态。放张应采用专用退锚千斤顶。

3.2.2 凿除松散混凝土

⑴清除破坏处松散混凝土;

⑵用小锤敲击破坏处边缘, 确定是否有空鼓, 空鼓位置用人工沿崩裂处由内向外进行凿除, 并使凿除部位形状规则;

⑶凿除混凝土时不得破坏钢筋网, 凿除深度最薄处需达到保护层厚度 (4~5cm) ;

⑷检查崩裂处波纹管, 对破损处进行包裹, 防止灌浆过程中堵塞波纹管。

3.2.3 植筋

⑴沿波纹管走向, 间距20cm在波纹管两侧钻孔, 植入U形防崩钢筋, 因底板底层钢筋网较密, U形筋不能直接钩住波纹管, 将U形筋下部钩住底板钢筋网, 上部弯成L形与底板顶层钢筋网焊接, 以保证能将波纹管有效吊起。

⑵在底板其他部位按间距40cm×40cm钻孔, 孔径18mm, 植入Φ16两头带弯钩钢筋, 下部与底板下层横向钢筋焊接, 上部与底板上层横向钢筋焊接, 将底板上下层钢筋网片连系成整体, 共同受力。

⑶在底板凿开处, 在植入钢筋上挂钢筋网片。底板植筋布置图见图2。

3.2.4 灌浆孔设置

⑴底板从4#、5#块接缝处往5#块方向50cm钻灌浆孔, 直径55mm, 底板中间利用原泄水孔作为灌浆孔, 在接缝往4#块方向20cm钻直径55mm观察排气孔 (辅助灌浆) 。

⑵钻孔前应确定底板钢筋及钢绞线的位置, 不得钻断底板钢筋及波纹管。

⑶灌浆孔布置图见图3。

3.2.5 清理

⑴钻孔及钢筋安装结束后, 用钢刷将崩裂面刷干净, 再用气泵进行清理。

⑵在原底板混凝土表面涂界面胶, 均匀涂刷, 以利于新旧混凝土粘接。

3.2.6 模板

⑴模板利用整块竹胶板, 横向拼接, 板面用10×10方木固定成整体。

⑵用脚手架钢管支撑在挂篮模板上, 利用下部丝杆调节出梁底板弧度。两侧倒角处用厚1mm钢板弯制, 底部固定在底板竹胶板上, 侧面用膨胀螺丝固定在梁体或利用挂篮侧模板用木条固定。

⑶靠近5#块的底模板端头部位用电钻钻5mm小孔排气。横桥向间距100cm。在模板最低端钻直径1cm的孔, 横桥方向3个, 两侧设置在距梁体最外侧50cm、中间各一个, 方便湿润底板的水顺利排出。

3.2.7 灌浆

⑴检查模板, 确认检查无误后, 安装灌浆管, 灌浆管采用PVC管高度200cm, 连接部位用环氧树脂粘贴在灌浆孔内。

⑵将搅拌好的支座砂浆按由左往右 (线路前进方向) 的顺序从5#块灌浆孔中灌入, 灌浆过程中, 在4#块检查孔中查看灌浆饱满情况。

⑶安排人员从底部适当敲击震动底模板, 利于空气排出及砂浆密实。检查孔中有砂浆冒出时, 用木塞将检查孔塞住。

⑷灌浆孔用PVC管加高, 增加灌浆压力, 待底板靠近5#块处排气孔有砂浆冒出后, 用木塞封堵, 灌浆孔灌满后, 灌浆结束。保持模板稳固, 24h后拆除模板。

⑸灌浆需连续进行, 中途不得停顿。

3.2.8 修补后张拉和压浆

⑴待修补砂浆达到张拉强度后, 按图纸张拉顺序张拉钢绞线, 分阶段进行, 必要时适当减小张拉控制力。

⑵张拉过程中, 随时监测伸长量变化, 发现异常立即停止张拉, 设专人观察底板, 有无开裂及其他情况, 发现问题立即停止张拉, 待查出原因解决后继续。

⑶张拉结束后, 立即进行压浆, 压浆时要密切注意修补位置的情况。

3.2.9 修整

压浆结束后, 对修补处的混凝土进行外观修整。接缝不平处及倒角部位用砂轮机进行打磨。

4 结论

⑴预应力束曲率效应产生的下崩力以及施工误差造成的预应力曲率效应的增大是导致底板混凝土崩裂脱空的主要原因, 在设计与施工中需要注意这个问题。

⑵合理布置底板横向普通钢筋及预应力钢束防崩钢筋的间距和直径, 使防崩钢筋产生的拉应力平衡大部分径向压应力;同时增设短的弯钩钢筋, 增强箱梁底板上下层钢筋的整体性, 从而起到防崩的作用。

⑶箱梁施工时振捣密实, 确保混凝土质量, 张拉预应力时箱梁混凝土应有足够的强度, 主跨跨中底板钢束应分批张拉、灌浆。

摘要：以某变截面预应力混凝土连续箱梁桥为例, 分析了导致底板崩裂的主要原因, 提出了加固措施, 并介绍了施工工艺及要点。

关键词：变截面连续箱梁桥,底板崩裂,原因分析,加固措施,施工工艺

参考文献

[1]杨文渊, 等.桥梁维修与加固[M].北京:人民交通出版社, 1997

[2]王雷.变截面预应力混凝土连续箱梁桥底板裂缝问题分析[J].公路与汽运, 2010 (3) :141143

[3]刘鹏, 陈艺.变截面连续箱梁跨中底板崩裂原因分析及其应对措施[J].现代交通技术, 2002 (1) :5456

[4]魏乐永, 沈旭东, 肖汝成, 等.预应力混凝土连续箱粱底板崩裂破坏的机理及其对策[J].结构工程师, 2007, 23 (2) :5357

篇4：变截面预应力连续梁桥箱梁底板裂缝加固措施及施工工艺

关键词:高架桥;预应力;箱梁施工

中图分类号:U445.471 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2009)27-0032-02

随着我国经济的发展,桥梁工程成了道路工程中的一个重要组成部分,而随着路桥覆盖面积的扩大,高架桥工程也越来越多,高架桥的预应力混凝土变截面连续箱梁施工问题,也就成了桥梁工程时常面临的一个问题,要顺利完成整个工程,就必须在施工中正确处理好一系列重大的施工技术和质量问题。

1钢筋骨架和预应力的制作和安排

1.1普通钢筋的施工

箱梁普通钢筋的下料后,在钢筋棚制作成钢筋骨架,然后吊装入模,钢筋骨架受力钢筋接长时避开受力较大处,并按施工技术规范要求接头错开布置,同一断面内的钢筋电焊接头不大于全部钢筋接头数的1/3,骨架钢筋的制作遇到同一截面钢筋相冲突时,服从细钢筋让位于粗钢筋,分布筋让位于受力筋的原则。防撞护栏、波形护栏和伸缩缝等预埋钢筋位置要准确。入模后钢筋在焊接时垫铁皮,以保护模板及邻近的波纹管不被烧伤。底板钢筋用外购硬塑料垫块,腹板两侧用外购塑料垫块,以确保钢筋保护层的厚度。

1.2预应力钢筋的施工

预应力钢筋采用砂轮切割机下料,考虑到纵向预应力钢筋的施工的一些客观因素的影响,预应力钢筋下料比图纸表示的尺寸稍长30 cm～50 cm,以确保有足够的工作长度。竖向预应力钢筋在下料时要考虑挂篮锚固钢筋的链接长度。波纹管在普通钢筋骨架吊装完成后进行,按设计坐标精确定位,同时每50 cm设置定位钢筋,定位钢筋均采用电焊固定,确保波纹管在施工期间管道顺直,不发生移位。在波纹管的最高点用内径大于20 mm的钢管设置排气孔,确保压浆水泥从最高点冒出。混凝土浇筑前对波纹管进行全面的检查,修复一切非有意留的孔、开口或者损坏之处,在纵向预应力孔道内,于灌注混凝土前抽动,终凝后抽出,防止意外漏浆堵孔。

2混凝土的浇筑

2.1混凝土的施工

按悬臂浇筑的要求,桥墩两侧两段悬臂工程施工进度应对称、平衡,实际不平衡偏差不得超过本段梁段理论数的30 %。

箱梁每对节段的混凝土浇筑拟一次完成。在混凝土浇筑前,再次对钢筋的骨架、预应力管道、支架、模板进行检查,对标高中轴线进行复测,确保100 %没有差错。在材料进场前对原材料进行严格检查,严禁将不合格的材料带进场内。混凝土外加剂要派专人手工加入,确保加剂的用量准确;混凝土在搅拌时要严格控制搅拌时间,并在现场测定坍落度,混凝土在搅拌站集中搅拌,采用混凝土泵输送混凝土,混凝土在拌制后保证有40 m/h混凝土量输送到作业面。

混凝土浇筑采用全断面一次浇筑法。先底板,后腹板,最后顶板。腹板用对称平衡水平分层浇筑,每层厚度为30 cm～40 cm。因为顶板悬臂较长,为避免由于模板支架弹性变形产生混凝土裂缝,顶板采取由翼板端头外向的浇筑顺序;底板、腹板由悬臂端向内侧的浇筑顺序。

混凝土浇筑时采用插入式振动棒进行振捣,在锚固端处用3 cm的插入式振动棒进行振捣,到层面时辅助用平板振动器进行配合。振捣时,振动棒的移动间距不超过振动器作用半径的1.5倍,与侧模则要保持50 mm左右的距离,确保振动棒不接触模板。

防止模板的变形和走位。避免与波纹管接触,防止波纹管变形、位移或者破损。混凝土振捣的标准为:混凝土停止下沉,表面泛浆,无气泡冒出,然后边振捣边提出振动棒。另外,在内模和底板连接处增设一定的宽度的水平模板,防止混凝土大量冒出。混凝土应该采取早强措施,使混凝土的强度及早到达预施应力的强度要求,以便缩短施工工期,加快工程进度。

考虑到供电时间不确定性和混凝土搅拌设备可能发生机械故障,备用电源设备应该处于备发状态,一旦正常供电停止后,保证在5 s内自备的发电机组能及时启动,正常发电,确保箱梁的浇筑能顺利进行。

2.2混凝土浇筑质量的控制

首先,确保混凝土的浇筑按要求进行。具体来说就是:混凝土的自由倾落高度控制在2 m以内,如果高度超过2 m,就要采用导管或者溜槽等措施;使用插入式振动器应该快插慢拔,插点均匀,逐点移动,按顺序进行,实现均匀振实;浇筑时,防止模板变形,必须确保混凝土的浇筑高度均衡上升。在浇筑的过程中,对挂篮和支架进行沉降观测和位移观测,一旦发生情况,要立即进行分析并采取适当的措施,确保箱梁的施工质量;新老混凝土衔接按牛奶糖施工裂缝处理,表面凿毛,清除松动的石子,用水清洗干净,并涂上一层纯水泥浆。

其次,进行混凝土的养护。在混凝土浇筑完成终凝后,立即进行保湿护养,在夏天用毛毯盖住,并连续泼水。在10 d内,持续养护始终保持混凝土表面处于湿润状态。冬天,用洒水及盖棉的方法保证混凝土的养护温度。按同等的条件养护试块,在混凝土强度达到70 %时拆除内模,在张拉完成后拆除侧模和松脱底模。

3箱梁的防裂措施

(1)混凝土配比尽量减少水泥的用量,应该控制在一定的范围内,以防止混凝土过度徐变和过度收缩,导致收缩裂缝的产生。同时还要控制混凝土的水灰比,应该用美国清水清洗骨料,以便能在一定程度上降低骨料的温度,这样就可以最大限度的减少模板与混凝土的摩阻力。

(2)混凝土浇筑的时间应该安排在晚上或者早上,这样温度比较低的时段,避开高温,并及时的进行养生护养,避免因热胀冷缩导致收缩裂缝的产生。而且在进行混凝土的浇筑时,一定要对称均衡的进行,浇筑腹板混凝土时,两侧腹板应该同时进行分层对称均衡浇筑,而在浇筑顶板和翼板时,应该从端头向内侧浇筑。要严格控制好相邻节段混凝土的龄期差,新旧混凝土的接头,要凿毛并清洗干净。

(3)要确保浇筑时混凝土的供应量,尽量减少一个节段混凝土的浇筑时间,并且要控制好预拱度,在底板混凝土终凝前完成全部的混凝土的浇筑。同时,要按照设计要求在箱梁腹板两侧和底板加防裂钢筋网片,防止箱梁腹板产生裂缝。

4总体的质量控制

(1)相关质量监控人员必须熟悉图纸,并且要建立审核把关制度,领会设计图的本意,对结构图以及轴位尺寸标高必须一一验证,并要实地核对,做到准确无误,以免出现缺陷,返工造成浪费。而且,还要熟悉掌握施工技术规范和质量验收标准。技术规格和质量标准是提高工程技术管理的重要依据,对施工过程起到制度性、指导性的作用。

(2)技术交底要及时、全面、彻底,手续一律按书面形式出现,做到责任明确,有技术主管负责执行。在施工过程中,要对质量控制进行层层把关,实验室负责实验配比和剂量配合,还要进行现场过磅,质检人员在履行全面质检评测外,还必须配合监理做好施工和监理程序工作。

(3)严格按照执行标号混凝土操作细则进行操作,实现责任到位,并设立专门的技术人员和质检人员现场监督。对外购成品及半成品要派专人到现场考察供料方施工工艺和质量控制情况,并测试相关的项目。对所有材料的进场要全面控制,对不合格的材料一律清除出场。

5结束语

总之,要做好架桥预应力混凝土变截面连续箱梁的工程施工,就要从各方面进行控制,保证施工技术和手段及相关预防措施得到及时、到位、恰当的执行。从技术上保证,措施上保障,人员上保护。

The Overpass Prestressing Force Concrete is Turned into the

Section Continuous Case Roof Beam and Constructed

Mo Jianhong

Abstract: The overpass prestressing force concrete is turned into the section continuous case roof beam and constructed, is a important composition of the construction project of the whole overpass Some, guarantee quality safety of overpass, must guarantee from every side the overpass prestressing force concrete is turned into the section in succession Quality that the case roof beam constructs. This text will turn quality control and technology into section continuous case roof beam and construct to enter to the overpass prestressing force concrete Walk and describe.

篇5：变截面预应力连续梁桥箱梁底板裂缝加固措施及施工工艺

某桥上部结构为 (30+45+30) m预应力混凝土变截面连续箱梁, 截面为单箱双室截面, 中墩墩顶处箱梁截面高度2.5m, 边墩墩顶及中跨跨中截面高度1.3m。箱梁采用50号混凝土, 预应力钢绞线采用符合国际通用标准ASTM A416-92规定的低松弛钢绞线。

桥梁设计荷载:汽车-超20级, 挂车-120。桥梁上部结构采用满堂支架现浇混凝土的施工工艺。

2. 裂缝调查

检查中发现, 中跨箱梁内外侧腹板及中腹板均出现了斜向裂缝, 且裂缝宽度较大, 对裂缝的长度、宽度、深度和分布位置进行了详细调查, 裂缝总体情况如下:

1) 中跨L/4和3L/4附近箱梁内外侧腹板外侧面共计33条斜向裂缝, 长度为0.32m~1.74m, 宽度为0.1mm~0.24mm, 其中外侧腹板17条, 内侧腹板16条。典型裂缝深度为77.1mm。裂缝分布如图2所示。

2) 中跨L/4附近箱梁外侧腹板内侧面斜向裂缝共4条, 长度为0.86m~1m, 宽为0.06mm~0.25mm;中跨L/4附近箱梁中腹板北侧面斜向裂缝共4条, 长度为1m~1.7m, 宽为0.17mm~0.5mm, 典型裂缝深度为91.7mm。裂缝分布如图3所示。

3. 成因分析

根据该桥腹板出现斜裂缝的分布特点和裂缝特征判断腹板斜裂缝为受力裂缝, 造成斜裂缝出现的应力有以下几个组成部分:

1) 图4所示为根据规范要求, 计算得到的箱梁在恒载和使用活载组合作用下主应力分布图, 由图可见L/4和3L/4跨附近出现了2.11MPa拉应力, 虽然满足A类预应力构件的要求, 未超过规范限值, 但仍是造成腹板开裂的一个应力组成。

2) 图5为裂缝分布位置与箱梁预应力钢束配置的对比图, 由图可见, 腹板斜裂缝位于顶底板束锚固区域, 在顶底板钢束锚固位置弯起时, 对腹板产生局部对拉效应, 易引起腹板产生一定的主拉应力;同时出现裂缝的区域无腹板预应力弯起钢束。

中腹板由于受到两侧箱室钢束对拉效应的同时作用, 受力比边腹板大, 因此裂缝宽度较大, 而边跨由于仅有顶板束的锚固, 没有产生对拉效应, 因此边跨腹板没有出现斜裂缝。

4. 加固方案

经研究, 决定采用粘贴钢板的加固方案, 限制裂缝的发展, 提高L/4和3L/4跨附近区域抗剪承载力。对中腹板及边腹板内表面四分跨附近各8m区域进行加固;采用5mm厚钢板, 单块钢板宽25cm;钢板斜45°方向粘贴, 大致垂直腹板斜裂缝方向。

5. 结语

该桥采用粘贴钢板加固后, 腹板斜向裂缝未增加, 原有裂缝没有扩展, 表明对裂缝的成因的分析是正确的, 斜向粘贴的钢板发挥了作用, 起到了较好的加固效果。

摘要：对某PC变截面连续箱梁腹板斜向裂缝进行了现场调查, 通过对裂缝分布特点的分析和计算, 确定了裂缝产生的原因, 并提出了维修加固方案。

关键词：PC变截面连续箱梁,斜裂缝,粘贴钢板

参考文献

[1]叶见曙.桥梁病害成因分析[M].人民交通出版社.2013年第1版.

篇6：变截面预应力连续梁桥箱梁底板裂缝加固措施及施工工艺

变截面连续箱梁桥由于其桥面行车舒适、受力合理、材料节约、造型简洁美观、养护工程量小及抗震性能强等优点,在我国交通建设中得到了广泛的应用。目前变截面连续梁桥横截面绝大部分为箱形截面,且以单箱单室截面居多。然而采取变高度宽箱梁的同时也带来了诸多问题,预应力箱梁在施工阶段底板向下崩裂就是其中之一。我国已有大量桥梁在施工过程中出现了箱梁底板崩裂事故,江苏省内近几年也连续发生几起跨中箱梁底板崩裂事故,造成了很大的经济损失和社会影响,变截面连续箱梁跨中底板崩裂问题是设计与施工均要重视的问题。

2 典型箱梁底板崩裂案例

2.1 事故大桥A

主桥孔跨采用51 m+85 m+51 m的3跨PC变截面连续箱梁桥,该桥全宽33 m,分左右两半幅,单幅宽16.25 m。采用整体式断面,为单箱单室的变高度直腹板箱形梁,箱梁底采用圆曲线。根部梁高4.8 m,跨中梁高2.2 m,顶板宽16.25 m,底板宽9 m,跨中底板厚度30 cm。主桥连续箱梁采用挂篮悬臂现浇法施工。在左半幅桥中跨合龙束全部张拉完成后,中跨箱梁底板混凝土出现了大面积崩落和脱空。

2.2 事故大桥B

主桥孔跨采用51 m+85 m+51 m的3跨PC变截面连续箱梁桥;分左右两半幅设置,箱梁顶板横坡为2%,底板横向水平,桥面横坡由腹板高度调整,梁高横桥向为变值;梁部为单箱单室的变高度直腹板箱形梁;梁底采用圆曲线,曲线半径R=309 m。跨中梁高2.11~2.29 m,支点处梁高4.71~4.89 m,箱梁顶板厚0.3 m,底板厚0.3~0.65 m,腹板厚0.5~0.8 m,悬臂长3.625 m,底宽9.0 m,顶宽16.25 m。箱梁采用C50混凝土,3向预应力结构。张拉完成左幅桥中跨箱梁底板合龙束,发现左幅跨中箱梁底板波纹管下混凝土出现了大面积崩落和脱空,预应力钢束均呈现明显下垂,底板下层钢筋网整体掉落。

2.3 事故大桥C

主桥孔跨采用47 m+75 m+47 m的3跨PC变截面连续刚构桥,该桥主梁采用单箱单室截面,箱梁顶宽17 m、底宽8 m,根部断面梁高4.2 m,跨中和边跨现浇段梁高2.0 m,梁高按1.5次抛物线变化;腹板变厚度40(跨中)~50 cm(支座),底板厚度25~50 cm,不设跨中横隔板,箱梁采用C50混凝土,3向预应力结构,中跨跨中底板共配置22束15.24-19的合龙钢束。在中跨合龙钢束张拉完成后发现跨中合龙段范围内腹板底部及底板底面纵向开裂严重,底板束以下普通混凝土与上层混凝土崩裂、脱离。该桥典型箱梁底板崩裂如图1所示:

3 底板崩裂原因分析

从崩裂的底板断面看,底板在预应力径向力作用下,横向整体崩裂,底板上下层之间竖向钢筋很少,横向预应力管道布置密集,有效受压截面较小,跨中位置均未设置横梁。不难看出,上述底板崩裂的3座桥梁在预应力布置较为集中、径向力较大的箱梁跨中位置,均存在设计考虑不周、施工构造处理不当的问题。

3.1 径向力作用

变截面连续梁桥梁底线形一般采用曲线形。在箱梁主跨跨中,为抵抗恒载和活载产生的正弯矩,一般底板在跨中合龙段都布置了底板预应力束,预应力筋随着箱梁底板的线形布置,在垂直平面内的预应力筋也成曲线形(这里不计预应力筋的平弯),张拉底板纵向预应力筋后,将产生向下的附加径向力荷载[1]。

当梁底为曲线时,张拉力筋产生的径向力为q,q=T/R,其中T为有效预加力,R为预应力筋的曲率半径;当为折角时,张拉力筋产生大小为的集中力,如图所2示。钢束弯曲产生的径向力使预应力管道下缘的混凝土承受径向荷载作用,若设计中对此径向力产生的不利影响估计不足时,底板混凝土可能崩裂。

3.2 非预应力钢筋构造[3]

箱梁底板预应力束呈曲线形,施加的预加应力在底板上产生径向力。而底板内在纵横向一般都配置上下2排普通钢筋,组成钢筋网,分别置于波纹管的上下层。上下层钢筋网间根据径向力的大小,配置足够的受拉钢筋,称为防崩钢筋,防崩钢筋把径向力传递到上下层钢筋网,使径向力由全底板上下钢筋网共同承受。张拉纵向预应力筋后产生的径向力主要由箍筋承受,当箍筋间距过大,箍筋应力超限,底板上下层钢筋网被撕开,导致底板混凝土向下崩出。

如图3所示,对于任一梁段(如L1~L2),径向力引起的底板箍筋应力[1]为:

式中:σg为底板箍筋应力;Ag为底板预应力影响范围内箍筋总面积,Ag=n×A0;A0为单根箍筋面积,n为L1~L2范围内箍筋的总数,n=nz×nh,nz为纵向L1~L2范围内箍筋的总排数;nh为预应力筋横向影响范围内单排箍筋数。

3.3 施工影响

(1)大跨径变截面连续箱梁桥在施工时一般采用挂篮悬臂分段施工法,由桥墩中心向两边对称施工,这样难免会在跨中合龙段出现合龙高差[3],高差的存在会使预应力束产生转折,因而会在转折处对底板产生集中力的作用。当底板预应力束的张拉力过大时,如果不采取合理措施,就会使底板开裂甚至局部剥落。

(2)施工中波纹管的安装位置与设计出入较大,定位钢筋与梁内普通钢筋骨架的连接不牢固,浇筑混凝土时波纹管产生较大变形或位移,导致预应力筋实际线形与设计有较大出入,这将使得局部预应力钢束的曲率变大,钢束引起的下崩力也将相应增大。

(3)操作困难时,随意变动或取消部分防崩钢筋,或者部分防崩钢筋没有箍住底板上、下层钢筋,导致防崩钢筋防崩效果下降。

(4)混凝土质量较差,导致密实度不够、局部强度下降。

(5)箱梁钢筋布置较为复杂,扣除波纹管和非预应力钢筋所占的空间,混凝土浇筑质量很难得到保证,底板底部混凝土不密实,混凝土实际抗拉强度低于理论值,易导致拉裂。

(6)施工单位为了保证施工进度,混凝土强度尚未达到施工规范要求便过早张拉预应力钢束,施加预应力后,变形较大。

3.4 其它影响因素

施工过程中,夏天箱梁表面气温高,箱梁内呈半封闭状态,昼夜温度变化大,可能引起局部温度裂缝。

4 对策及建议[4]

针对底板崩裂的原因进行分析,结合设计与施工提出以下防止措施及建议。

4.1 设计方面措施

为防止底板崩裂,设计方面应采取以下措施:

(1)当采用平面杆系有限元程序进行计算时,应充分考虑箱梁的空间效应,加强底板钢束区的局部预应力计算,避免过大的预应力度;

(2)充分考虑张拉纵向预应力钢束产生的径向力带来的不利影响;

(3)当径向力较大,箱梁较宽时,可考虑在底板布置横向预应力束。

(4)适当增加底板厚度,减少钢束根数或增大钢束间距,底板上尽量避免在竖向布置多层预应力束;

(5)加强底板预应力管道的定位钢筋,以保证管道牢固定位;

(6)加强底板的防崩钢筋,以增强底板的抗裂效果;

(7)由于底板预应力束产生的径向力在钢束顶部最大,设计中应对合龙段箍筋进行加密;

(8)在跨中加设横隔板或加劲肋,以使底板承受的径向力传递给整个箱梁截面,可有效防止底板混凝土的失稳崩裂;

(9)当合龙段底板预应力钢束较多时,可考虑减少合龙段纵向预应力钢束,在合龙段附近增加纵向体外预应力束,以减小底板承受的径向力,结合合龙段加设的横隔板或加劲肋,则效果更佳;

(10)在底板上设置备用管道,以备施工中或运营中出现非正常情况使用;

(11)对预应力管道在张拉结束后应及时灌浆。

4.2 施工方面措施

为防止底板崩裂,施工方面应采取以下措施:

(1)严格控制施工误差;

(2)严格按设计布置波纹管的定位钢筋,保证预应力管道符合设计要求;

(3)采取有效措施保证定位钢筋与防崩钢筋的两端与底板上、下层钢筋牢固连接,以加强底板上、下层钢筋的连接;

(4)采取有效措施,保证混凝土浇筑质量,保证底板底部混凝土密实,混凝土实际抗拉强度符合设计要求;

(5)混凝土强度及弹性模量达到设计要求时方可张拉预应力束。

5 结论

变截面连续箱梁桥是一种经济合理、施工安全可靠的桥型,施工和运营过程中出现底板开裂甚至崩裂事故,主要原因是设计人员经验不足、考虑因素不全面,施工经验缺乏、采取工程措施不周导致。箱梁底板崩裂事故在工程中时常发生,应该引起设计、施工、建设管理人员的高度重视;只要从设计着手,采取有效的施工措施,这些问题是完全可以克服的。

参考文献

[1]包立新,杨广来,杨文军.对连续刚构桥底板开裂问题的探讨[J].公路,2004,(8):39-41.

[2]严允中.连续刚构桥箱梁底板崩裂原因及预防措施[J].公路交通技术,2006,(6):101-104.

[3]陈岳.变高度混凝土箱梁底板崩裂成因分析与修复施工技术[D].南京:东南大学,2007.

篇7：变截面预应力连续梁桥箱梁底板裂缝加固措施及施工工艺

波纹钢腹板预应力连续箱梁是由混凝土顶底板、体外预应力筋和波纹钢腹板三者构成的组合结构, 是对传统的混凝土桥梁的一种改进。此类结构与普通混凝土桥梁相比优点在于: (1) 它恰当地将钢、混凝土结合起来, 混凝土顶底板抗弯, 波纹钢腹板抗剪, 充分发挥了材料的使用效率。 (2) 采用波纹钢腹板减轻结构自重, 抗震性能好, 经济美观。 (3) 运输和吊装方便, 缩短了施工周期;此外解决了现在很多大跨连续梁或连续刚构中出现的混凝土腹板开裂问题, 提高结构的耐久性。在日本得到了大力的推广应用, 我国目前也成功建成了多座波形钢腹板桥梁, 本文结合滁河特大桥施工, 详细介绍波纹钢腹板变截面预应力连续箱梁施工技术。

1工程概况

滁河特大桥在南京市六合区龙袍镇和东沟镇交界处跨越滁河, 全桥共分七联。其中主桥为53+96+53m的波纹钢腹板变截面预应力连续箱梁, 箱梁为单箱单室截面, 波纹钢腹板采用Q345c钢材, 波长1.6m, 波高22cm, 腹板钢板厚度为10~18mm。水平面板宽0.43m, 水平折叠角度为30.7°, 弯折半径为15t (t为波形钢腹板厚度) 。 (图1)

2施工过程说明

(1) 0、01和1号块:作为一个施工单元采用落地支架法施工, 首先进行落地支架搭设及翼缘板满堂支架的搭设, 预压后进行模板、钢筋、钢腹板安装及预应力管道施工, 后进行底板混凝土、内衬混凝土及顶板混凝土浇筑。 (图2) (2) 拼装挂篮悬臂浇筑2号~13号段, 起吊设备采用中央分隔带处的塔吊 (在14号主墩及15#主墩各一台) , 每个块段施工包括:安装、定位、焊接波纹钢腹板;挂篮行走;安装模板;钢筋、预应力管道及预埋件施工;之后进行砼浇筑。 (图3) (3) 15号~16号边跨段:16与15号块段施工与0及01号块施工类似, 采用满堂支架法施工, 施工过程中注意预应力管道的布设。 (图4) (4) 合龙段:14#合龙块采用吊架法施工, 为保证箱梁的线型和合龙精度满足设计要求, 在挂篮悬浇过程中要不断根据箱梁实测挠度修正各块段立模标高。 (图5)

3钢腹板施工关键技术

3.1钢腹板定位

(1) 落地支架施工处的钢腹板定位 (0、01及1号块) 。波形钢腹板用平板车运输至塔吊吊点正下方, 起吊纵向移动至设计位置, 转换吊点到手拉葫芦上, 手拉葫芦固定于支立在翼缘板上的型钢。内侧使用定长钢管进行定位。钢管共设置6道, 上中下各两道。波纹板的标高通过手拉葫芦进行调整。 (如图4) (2) 挂篮悬臂处的钢腹板定位 (2-13号块) 。悬臂施工时波形钢腹板用塔吊起吊纵向移动至设计位置, 转换吊点到手拉葫芦上, 手拉葫芦固定于焊接在挂篮主梁上的型钢。通过松、紧手拉葫芦进行标高调整。 (图6) (3) 合龙段处的钢腹板安装定位 (14号块) 。由于合龙时两端节段已经施工完毕, 合龙段波纹钢腹板塔吊起吊至设计位置, 在倒“Π”形钢板上焊定位钢筋临时固定于两端节段的钢腹板上。标高与两端节段波纹板标高相平。

3.2波纹钢腹板间的组件焊接

各块段的波纹钢腹板在工厂加工完成后运至工地, 节段与节段间波纹钢腹板在施工现场焊接完成。钢腹板定位要求相邻腹板紧密贴在一起后保证间隙小于0.5mm。焊接采用贴角焊。

3.2.1贴角焊施工要点。 (1) 波纹钢腹板钢材为Q345C, 其性能必须符合规范要求, 并具有国家技术质量监督部门确认的产品质量说明及出厂合格证明。焊条、焊丝、焊剂、电渣焊熔嘴等焊接材料与母材的匹配应符合设计要求及国家现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的规定。 (2) 焊接前应将钢腹板表面的氧化物、油污、熔渣及其他有害杂质清除干净。在正式焊接前应试焊, 焊缝经检验合格后方能正式焊接。 (3) 焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷;不得有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷。且不得有咬伤、未焊满、根部收缩等缺陷。 (4) 贴角焊缝外观应达到:外形均匀、成型较好, 焊道与焊道、焊道与波纹钢腹板间过渡较平滑, 焊渣和飞溅物基本清除干净。 (图7)

3.2.2底板结合钢筋采用帮条单面焊连接。结合钢筋中心距离波纹钢腹板底缘30cm。在波纹钢腹板通长范围内布设。

3.3波纹钢腹板与顶、底板混凝土的连接

3.3.1波纹钢腹板采用钢筋混凝土榫的形式与顶板连接。波纹钢腹板顶部焊接倒“Π”形开孔钢板, 倒“Π”形底钢板厚16mm, 宽500mm, 兼做箱梁顶板加腋处混凝土浇筑时的底模。倒“Π”形上两列开孔钢板厚为16mm和20mm两种, 钢板上设置直径60mm的圆孔, 并贯通横桥向Φ20钢筋。

3.3.2波纹钢腹板与底板采用波纹钢腹板嵌入连接方式, 嵌入深度为280mm。波纹钢腹板进入底板混凝土部分设置两行直径60mm的圆孔, 并贯通横桥向Φ20钢筋。

3.3.3箱梁顶板和底板穿过钢板孔洞的钢筋应定位准确, 确保穿孔钢筋从孔洞中心穿过。

在底板与顶板处, 沿水平在波纹板每行圆孔内外均设置一道定位钢筋, 确保过孔钢筋的准确对中。 (图8、9)

3.4波纹钢腹板与内衬混凝土、转向块、横隔板的连接

为确保波纹钢腹板受到的剪力能有效传递到下部, 本桥在0及01号块波纹板内侧设置内衬混凝土, 在边跨4、8、11号块设置3道横隔板, 在中跨4.8.11及14号块共设置7道横隔板。

3.4.1波纹钢腹板与内衬混凝土和体外预应力转向块横隔板采用剪力钉连接形式。浇筑时将剪力钉埋入混凝土内, 剪力钉直径19mm, 长度为20cm。 (图10)

3.4.2波纹钢腹板与边跨端部横隔板、0号块横隔板采用钢板直接嵌入混凝土的方式连接, 嵌入段设置钢筋混凝土榫, 开孔直径为60mm, 贯穿Φ20过孔钢筋, 与箱梁顶底板过孔钢筋要求一致, 确保穿孔钢筋从孔洞中心穿过。

4体外预应力施工

4.1说明

(1) 箱梁采用纵、横双向预应力体系, 纵向预应力采用体内、体外相结合的体系。箱梁悬臂施工和箱梁合龙时的预应力全部采用体内预应力, 以抵抗一期恒载和施工临时荷载;箱梁在连续状态下张拉的体外预应力用于抵抗二期恒载和活载。 (2) 本桥半幅设置6道15-22型体外预应力钢束, 设置两道15-22型体外预应力备用钢束。预应力钢束采用无粘结PE高强低松弛光面钢绞线, 其主要技术标准符合《无粘结预应力钢绞线》 (JG161-2004) 的规定。每根钢丝间注有油脂, 整股钢绞线为外挤压PE (聚乙烯) 层的成型钢绞线。 (3) 锚固块和定位块处采用预埋无缝钢管成孔。钢束转向处采用的转向装置除了必须满足结构受力要求外, 还必须能够有效地进行体外束的定位、安装、张拉、监测及单根更换。

4.2钢绞线下料

穿束前必须将本阶段所有的钢绞线下料完毕, 卷盘、妥善存放并做好临时防护措施, 按照图纸计算长度及工作长度进行钢绞线的下料, 下料过程中要注意对PE层的保护, 避免刮擦损伤。

4.3穿束

体外预应力钢束穿束采用卷扬机配合人工穿束的方式, 卷扬机钢丝绳与钢绞线间采用专用的连接器进行连接 (图11) 。钢绞线穿束方向为从14号主墩到16号过渡墩;从15#主墩到13号过渡墩。卷扬机固定在边跨引桥端部桥面上, 在伸缩缝处设置转向滑轮, 穿束前对各横隔板的孔道进行编号, 根据精确测量的索两端锚固的实际距离, 剥除两端PE层, 确保在张拉后索的PE层进入密封筒的长度在200mm-400mm之间。人工从过渡墩处孔道穿钢丝绳按顺序逐孔穿至主墩处与钢绞线连接, 启动卷扬机牵引钢绞线至过渡墩端横梁。在每个横隔板处人工配合穿减震器, 钢绞线通过减震器要与转向器孔道一致。预应力钢束各自独立且相互平行。 (图12)

4.4体外预应力钢束张拉

体外预应力在全桥合龙后、桥面二期铺装及护栏等附属设施施工之前完成张拉。体外预应力采用在中跨交叉锚固与墩顶横隔板的方式, 张拉时应两端、上下游对称张拉。张拉采用四台单孔26t千斤顶两端两侧对称张拉, 采用张拉力与伸长量双控。

4.5张拉完成后切除多余的钢绞线, 锚头进行防腐处理, 安装保护罩, 灌注防腐油脂, 安装减震橡胶装置。 (图13)

5结束语

滁河特大桥波纹钢腹板连续箱梁成功实施充分展现了波纹钢腹板及预应力体外束桥的优势, 它有效地将钢、混结合起来, 减轻了结构自重, 提高了结构稳定性及材料使用效率, 该桥型结构美观、抗震性能好, 同时缩短了施工周期, 且体外预应力钢束桥梁与普通体内预应力桥梁相比易检查、易维护, 波纹钢腹板与预应力体外束组合结构桥应当具有广阔的应用前景。

摘要：通过滁河特大桥波纹钢腹板预应力连续箱梁的施工, 详细介绍了波纹钢腹板梁及预应力体外束的施工技术及质量控制要点。

关键词：波纹钢腹板,预应力体外束,施工技术

参考文献

[1]任红伟, 陈海波, 宋建永.波纹钢腹板预应力组合箱梁桥的设计计算分析[J].公路交通科技, 2008 (8) :92-96.

[2]白国艳.波纹钢腹板预应力混凝土组合箱梁施工技术[J].国防交通工程与技术, 2009 (05) :39-42.

[3]徐君兰, 顾安邦.波形钢腹板组合箱梁桥的结构与受力分析[J].重庆交通学报, 2005 (02) :1-4.

[4]李闯.体外预应力体系浅析[J].公路交通科技, 2010 (5) :80-83.

[5]熊学玉.体外预应力结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社, 2005.