浅谈连续梁间节段拼装梁造桥机选型及质量控制要点

2022-09-11

1 引言

社棠渭河特大桥全长全长11392m, 为全线最长桥梁, 是全线3个重点桥梁之一, 其中上跨渭河和牛头河交界处设48m节段拼装梁7孔, 箱梁采用造桥机施工, 箱梁预制段在预制场分段预制, 在造桥机上整孔组拼, 现浇梁段湿接缝, 张拉完毕梁体就位, 是最近几年才出现的新工艺, 为了完成施工任务, 确保各项目标实现, 经过对现场情况进行分析, 从造桥机选型、施工质量控制着手, 确保安全、工期目标实现。

2 工程概况

社棠渭河特大桥上跨渭河和牛头河交界处设7孔48m整孔双线简支节段梁, 位于DK758+993.08~DK759+340.28段 (131#~138#墩) , 每孔节段梁共由11个节段组成, 其中中间节段单段长度4.3m, 共7段;渐变段单段长度4.0m, 共2段;端节段单段长度2.7m, 共2段。节段之间采用C50钢筋混凝土湿接缝连接, 接缝长度0.6m。梁段顶宽12.2m, 底宽5.5m, 梁高4.6m, 最大单节段重量150吨。48m跨度节段梁采用移动支架造桥机节段拼装施, 因预制场地设在131#墩左侧, 故决定从小里程向大里程方向施工。

3 造桥机选型

节段拼装梁施工步骤主要分为箱梁预制段在预制场分段预制、墩顶拼装移动造桥机、节段运输提升、整孔组拼、张拉、梁体就位, 节段预制采用工厂化生产, 安全质量易保证。节段梁架设及造桥机走行位于桥墩顶部, 安全风险加大, 下面就从各种造桥机在节段拼装梁架设、过孔进行分析, 为造桥机选型对比。

3.1 造桥机选型

节段拼装造桥机根据受力结构、及过孔方式不同分为上行式和下行式, 根据施工现场条件、孔跨布置选择适宜的造桥机型式。上行式节段拼装梁造桥机, 利用既有梁面和桥墩两种形式受力对节段梁进行架设, 造桥机主梁距离桥墩顶面距离较大, 稳定性没有下行式安全, 但上行式使用范围较大, 对于不同孔跨均可架设。在整孔组拼浇筑梁段间湿接缝时, 下行式作业造桥机工作平台稳固、牢靠, 安全性高, 上行式造桥机作业平台为悬吊式, 安全比上行式差。

3.2 造桥机过孔

造桥机根据结构形式不同, 过孔的方式也不完全相同。上行式造桥机在过孔的过程中后支腿采用轨道支撑体系在既有梁面上滑动, 造桥机整体前移采用钢丝绳拖拽方式进行, 在造桥机移动的过程中采用中支腿和后滑梁支撑, 主要受力部位在中支腿位置, 安全性能相对下行式较差。下承式造桥机在过孔的过程中, 因其长度满足两跨的距离, 因此在过孔的过程中始终保持最少两点受力, 当前导梁位于前墩位时, 后导梁正好在该跨的后墩位上, 采用起重天车将后导梁的支撑托架吊装至前墩位, 然后造桥机整体过孔就位。

3.3 整体性

上承式节段拼装梁前后导梁结构差异较大, 后支点采用轮轨式滑动, 整体采用卷扬机拖拽容易造成造桥机左右摆动, 安全性较差。下承式造桥机前后导梁及主梁差异较小, 导梁及主梁均有横联进行连接, 整体性好, 采用液压系统进行顶进, 安全性能较好。

综上所述, 在社棠渭河特大桥阶段拼装梁施工时选用下行式造桥机。

4 质量控制要点

4.1 材料

材料是产品的先决条件, 选用合格材料, 并根据现场的施工工艺, 控制混凝土塌落度, 浇筑混凝土底板时, 混凝土塌落度选择稍微大一点, 控制在190-200mm, 这样就能满足梁体底板及支座处的混凝土密实, 从而减少支座空鼓现象;浇筑腹板时, 混凝土坍落度小一点, 坍落度控制在170-190mm, 从而可有效减少漏浆;浇筑顶板时, 混凝土塌落度控制在200-220mm, 利于混凝土收面, 避免收面不平整。

4.2 预应力成孔

在预应力成孔过程中, 为减少孔道变形导致孔道摩阻力增大, 可增加定位网片的数量。根据施工经验, 直线地段定位网片间距控制在30cm左右, 曲线地段定位网片间距控制在20cm, 在安装定位网片时, 要对定位网片的位置进行检查, 特别是曲线地段, 若预应力孔道位置偏差, 就会造成管道摩阻系数发生变化, 从而影响节段梁最终的张拉效果。

4.3 节段线性控制

线性控制在干接法施工时, 质量要求较高, 因干接法, 梁段与梁段之间采用聚氨酯胶进行连接, 梁段间采用剪力齿块进行对中, 若线性控制不好则影响梁段之间的对中和预应力孔道成孔, 预应力孔道之间若有错台直接影响管道摩阻系数, 从而对节段梁的张拉在成影响, 因此线性控制比较严格。湿接法节段梁之间采用60cm湿接缝相连接 (宝兰客专采用) , 梁段之间没有直接接触, 因此孔道顺直度可以通过湿接缝进行调节, 因此对线性要求较低, 但为了保证梁体的外形美观及梁体受力接近于设计, 还是在梁段的预制过程中要控制梁段的结构尺寸, 控制好防撞墙及竖墙钢筋的预埋, 保证梁段在架设过程中, 翼缘板边缘位于同一条直线, 保证节段梁整体线性, 从而确保节段梁张拉时的孔道摩阻系数。

4.4 节段梁架设反拱

节段梁整孔组拼需设置反拱来抵消张拉后梁体上拱, 预制梁在预制前, 反拱在底模上进行调整, 而节段梁反拱是在架梁时进行调整, 为了保证节段梁反拱值能够与梁体张拉数值吻合, 我部在张拉前采用Mads软件对造桥机主梁及梁体自重产生的下挠进行分析, 并对首孔节段梁的上拱值进行监控, 从而得出后续施工过程中节段反拱的实际值, 从而保证梁面平整, 为后续施工提供有利条件。

4.5 孔道压浆

孔道压浆采用正空辅助压浆法, 使孔道压力稳定在-0.06~-0.10Mpa的真空度, 然后在孔道的另一端用连续式压浆泵以0.5~0.6Mpa的压力压浆, 挡另一端喷出的浆体与进浆浓度相同时, 关闭出浆口, 继续压浆, 当压力达到0.6Mpa时, 关闭进浆口, 持压2min以上, 确保孔道内浆体饱满, 减少钢绞线与空气的接触, 从而避免钢绞线在空气中的氧化, 保证梁体有足够的压力。