三、桥梁上部结构逐孔施工方法
(一)概述
逐孔施工法从施工技术方面有三种类型:
1.采用临时支承组拼预制节段逐孔施工:它是将每一桥跨分成若干节段预制完成后在临时支承上逐孔组拼施工。
2.使用移动支架逐孔现浇施工;此法亦称移动模梁法,它是在可移动的支架、模板上完成一孔桥梁的全部工序。由于此法是在桥位亡现浇施工,可免去大型运输和吊装设备。桥梁整体性好;同时它还具有在桥梁预制厂生产的特点,可提高机械设备的利用率和生产效率。
3.采用整孔吊装或分段吊装逐孔施工:
这种施工方法是早期连续梁桥采用逐孔施工的惟一方法,可用于混凝土连续梁和钢连续梁桥的施工。
(二)用临时支承组拼预制节段逐孔施工的要点
1.节段划分
(1)桥墩顶节段
由于桥墩节段要与前一跨连接,需要张拉钢索或钢索接长,为此对墩顶节段构造有一定要求。此外.在墩顶处桥梁的负弯矩较大.梁的截面还要符合受力要求。
(2)标准节段
前一跨墩顶节段与安装跨第一节段问可以设置就地浇筑混凝土封闭接缝,用以调整安装跨第一节段的准确程度。封闭接缝宽15~20cm,拼装时由混凝土垫块调整。在施加初预应力后用混凝土封填,这样可调整节段拼装和节段预制的误差。
2.支承梁
(1)钢桁架导梁:钢梁应设置预拱度,要求当每跨箱梁节段全部组拼之后,钢导梁上弦应符合桥梁纵断面标高要求。同时还需准备一些附加垫片,用于临时调整标高。
(2)下挂式高架钢桁架:在节段组拼过程中,架桥机前臂必然下挠,安装桥跨第一块中间节段的挠度倾角调整足该跨架安设的关键,因此要求当一跨节段全部由架桥机空中吊起后,第一个中间节段与墩上:节段的接触面应全部吻合。
(三)用移动支架逐孔现浇施工(移动模架法)
当桥墩较高,桥跨较长或桥下净空受到约束时,可以采用非落地支承的移动模架逐孔现浇施工,称为移动模架法,
1.施工过程的上要工序:侧模安装就位、安装底模、支座安装、预拱度设置与模板调整、绑扎底板及腹板钢筋,预应力系统安装、内模就位、顶板钢筋绑扎、箱梁混凝土浇筑、内模脱模、施加预应力,管道压浆、落模、拆底模及滑模纵移。
2。模板安装注意的要点:
(1)模板与钢筋安装工作应配合进行,防碍绑扎钢筋的模板应待钢筋安装完毕后安设。
(2)安装侧模时,应防止模板移位和突出。混凝土中的拉杆,应按拉杆拔出或不拔出的要求。采取相应的措施。对小砸结构物.可使用金属线代替拉杆,最好设置拔出拉杆为宜。对大划结构物应采用圆钢筋做拉杆,并采用法兰螺丝上紧。
(3)模板安装完毕后,应对其平面位置、顶部标高、节点联系及纵横向稳定性进行检查。浇筑时发现模板有超过允许偏差变形值的可能时,应及时纠正。
(4)当结构自重和汽车荷载(不计冲击力)产生的向下挠度超过跨径的1/600时,钢筋混凝土梁、板的底模板应设预拱度。
(5)后张法预应力梁、板,应注意预应力、自重力和汽车荷载等综合作用下所产生的上拱或下挠,应设置适当的反拱或预拱。
(6)模板纵横肋的间距布置要合理,对不同材质的面模板要采用不同的纵横肋间距。
(7)固定于模板上的预埋件和预留孔洞尺寸、位置必须准确并安装牢靠,防止浇筑混凝土过程中的移位。
3.施工中现浇梁模板应注意的问题
施工挂篮底模与模板的配制不当会造成施工操作困难,箱梁逐节变化的底板接缝不和顺,底模架变形,侧模接缝不平整,梁底高低不平,梁体纵轴向线形不顺。
(1)原因分析
1)悬臂浇筑一般采用挂篮法施工,挂篮底模架的平面尺寸未能满足模板施工的要求,
2)底模架的设置未按箱粱断面渐变的特点采取措施,使梁底接缝不平,漏浆,梁底线形不顺。
3)侧模的接缝不密贴,造成漏浆,墙面错缝不平。
4)挂篮模板定位时,抛高值考虑不够,或挂篮前后吊带紧固受力不均。
5)挂篮的模板未按桥梁纵轴线定位。
6)挂篮底模架的纵横梁连接失稳。
(2)防治措施
1)底模架的平面尺寸,应满足模板安装时支撑和拆除以及浇筑混凝土时所需操作宽度。
2)底模架应考虑箱梁断面渐变和施工预拱度,在底模架的纵梁和横梁连接处设置活动钢绞,以便调节底模架,使梁底接缝和顺。
3)底模架下的平行纵梁以及平行横梁之间为防止底模架几何尺寸变形,应用钢筋或型钢采取剪刀形布置芈固连接纵横梁,以防止底模架变形。
4)挂篮就位后,在校正底模架时,必须预留混凝土浇筑时的抛高量(应经过对挂篮的等荷载试验取得),模板安装时应严格按测定位置核对标高,校正中线,模板和前一节段的混凝土面应平整密贴。
5)挂篮就位后应将支点垫稳,收紧后吊带、固定后锚.再次测量梁端标高,在吊带收放时应均匀同步,吊带收紧后,应检查其受力是否均衡。否则就重新调整。
(四)整孔吊装或分段吊装逐孔施工
1.整孔吊装或分段吊装逐孔施工的吊装的机具
吊装的机具有桁式吊、浮吊、龙门起重机,汽车吊等多种
所在的位置以及现有设备和掌握机具的熟练程度等因素决定。
2.整孔吊装和分段吊装施工应注意以下几个问题:
(1)采用分段组装逐IL施工的接头位置可以没在桥墩处也可设在梁的l/5附近,前者多为由简支梁逐孔施丁连接成连续梁桥;后者多为悬臂梁转换为连续梁。在接头位置处可没有0.5~0.6m现浇混凝土接缝,当混凝土达到足够强度后张拉预应力筋,完成连续。
(2)桥的横向是否分隔,主要根据起重能力和截面型式确定。当桥梁较宽,起重能力有限的情况下,可以采用T梁或工字梁截面,分片架设之后再进行横向整体化。为了加强桥梁的横向刚度,常采用梁间翼缘板有0.5m宽的现浇接头。采用大型浮吊横向整体吊装将会简化施工和加快安装速度。
(3)对于先简支后连续的施工方法,通常在简支梁架设时使用临时支座,待连接和张拉后期钢索完成连续时拆除临时支座,放置永久支座。为使临时支座便于卸落,可在橡胶支座与混凝土垫块之间设置一层硫磺砂浆。
(4)在梁的反弯点附近设置接头,在有可能的情况下,可在临时支架上进行接头。桥粱上部结构各截面的恒载内力根据各施工阶段进行内力叠加计算。
四、桥梁上部结构悬臂拼装施工技术
1.概述
悬臂拼装施工包括块件的预制、运输、拼装及合拢。它与悬浇施工具有相同的优点,不同之处在于悬拼是用吊机将预制好的梁段逐段拼装。此外还具有如下优点:
(1)梁体的预制可与桥梁下部构造施工同时进行,平行作业缩短了建桥周期。
(2)预制梁混凝土龄期比悬浇法的长。
(3)预制场或工厂化的粱段顶制生产利于整体施工的质量控制。
2.悬拼法施工方法
(1)梁段预制方法分长线法及短线法
(2)长线法:组成梁体的所有粱段均在固定台座上的活动模板内浇筑,且相邻段的拼合面应相互贴合浇筑.缝画浇筑前涂抹隔离剂,以利脱模。优点是由于台座固定可靠,成桥后梁体线性较好;缺点是占地较大,地基要求坚实,混凝土的浇筑和养护移动分散。
(3)短线法:梁段在固定台位能纵移的模内浇筑。待浇梁段一端设固定模架,另一端为已浇粱段(配筑梁段),浇毕达到强度后原配筑粱段,达到要求强度为下待浇段配筑,如此周而复始。台座仅需3个梁段长。优点是场地较小,浇筑模板及设备基本不需要移机,可调的底、侧模便厂平恽曲线梁段的预制;缺点是精度要求高。施工要求严,施工周期相对较长。
(4)长线法施工工序:预制场、存梁区布置一粱段浇筑台座准备一梁段浇筑一梁段吊运存放、修整-梁段外运-梁段吊拼。
3.梁段的拼接施工
(1)0号块:为了确保连续梁分段悬拼施工的平衡和稳定,常与悬浇方法相同,将T构支座临时固结,必要时在墩两侧加设临时支架以满足悬拼的施工需要。
(2)1号块:l号块是紧邻。号块两侧的第一箱梁节段,也是悬拼丁构的基准梁段,是全跨安装质量的关键,-般采用湿接缝连接。湿接缝拼装梁段施工程序:吊机就位+提升、起吊1号梁段一安设薄钢板管一中线测量-丈量湿接缝的宽度一调整薄钢板管一高程测量一检查中线一固定l号梁段-安装湿接缝的模板一浇筑湿接缝混凝土一湿接缝养护、
拆模一张拉预应力筋一下一梁段拼装。
(3)其他粱段拼装:采用胶接缝拼装.拼装施工程序:吊机就位一起吊梁段一初步定位试拼一检查并处理管道接头一移开梁段-穿临时预应力筋人孔一接缝面上涂胶接材料-正式定位、贴紧梁段一张拉临时预应力筋一放松起吊索一穿永久预应力筋一张拉预应力筋后移挂篮-下一梁段拼装。
4.预制梁块悬臂拼装时应注意的要点
(1)预制块件的悬臂拼装可依据设备和现场条件选用。若方便在陆地上或在便桥上施工时,可采用自行式吊车、门式吊车进行拼装;对于水中桥跨,可采用水上浮吊进行安装;对于局墩身的桥跨,可利用各种吊机进行高空悬拼施工。
(2)桥墩顶梁施工段及桥墩顶附近梁段施工时,可采用托架就地浇筑混凝土。
(3)应保证拼装的第一个梁块(基准块)的预制精度,安装时应对纵、横轴线、高程进行精确定位测量,为以后的拼装创造条件。
(4)采用悬臂拼装法修建预应力悬臂梁桥时.应先将梁、墩临时锚固或在墩顶两侧设立临时支承,待全部块件安装完毕后,再拆除临时锚固或支承。
(5)采用悬臂吊机、缆索、浮吊悬拼安装时,应按施工荷载进行强度、刚度、稳定性验算,使安全系数大于2.0。施工还要注意:
1)块件起吊安装前,应对起吊设备进行全面的安全技术检查,井按照设计荷载的80%、100%和130%分别进行起吊试验。
2)吊机重应符合设计要求,应注意吊机的定位和锚固,经检查符合要求后再进行起吊拼装。
3)移动吊机前应将纵向主析架上所有活动部件尽量移动到主析架后端,然后方可松卸锚固螺栓。
4)桥墩两侧块件宜对称起吊,以保证桥墩两侧平衡受力。
5)移动吊机时应沿箱粱纵轴线对称地向两端推进。
6)墩侧相邻的l号块件提升·到设计标高初步定位后,应立即测量、调整1号块件的纵轴线,使之与梁顶块件纵轴线的延伸线重合,使其横轴线与梁顶块件的横轴线平行且间距符合设汁要求。应检查梁顶块件与1号块件间孔道的接头情况,调整并制作接缝间孔道接头后,方可将1号块件牢靠固定。其他各个块件连接时,均应按本条规定测量调整其位置。
7)应在施工前绘制主梁安装挠度变化曲线,悬臂拼装过程中应随时观测桥轴线安装挠度曲线的变化情况,并与设汁值进行对比,遇有较大偏差时应及时处理,以便控制块件的安装高程。
8)吊机就位后须将支点垫稳,固定后锚螺栓,平车移动到起吊位置,进行下一快件的拼装。
(6)对于非0号、l号块件的拼装,-般应在接缝上设置定位桦齿或钢定位器。
五、桥梁上部结构缆索吊装施工技术
(一)概况
在峡谷或水深流急的河段上,或在通航的河流上需要满足船只的顺利通行,缆索吊装由于具有跨越能力大,水平和垂直运输机动灵活,适应性广,施工比较稳妥方便等优点,在拱桥施工中被广泛采用。
(二)吊装方法和要点
1.缆索吊装施工工序
缆索吊装施工工序为:在预制场预制拱肋(箱)和拱上结构,将预制拱肋和拱上结构通过平车等运输设备移运至缆索吊装位置,将分段预制的拱肋吊运至安装位置,利用扣索对分段拱肋进行临时固定,吊装合拢段拱肋,对各段拱肋进行轴线调整,主拱圈合拢,拱上结构安装。
大跨径拱桥吊装,由于每段拱肋较长,重量较大,为使拱肋吊装安全,应尽量采用正吊、正落位、正扣,因此索塔的宽度应与桥宽相适应。拱肋分段安装时,每段拱肋由扣索临时固定在扣架上,此时每段拱肋必须设置风缆。起重索与扣索承重交接时速度不能太快,每次升降应控制在一定范围内,交接过程中对风缆随时进行调整。当拱肋跨度大于80m或横向稳定安全系数小于4时,应采用双基肋合拢松索成拱的方式,即当第一根拱肋合拢并校正拱轴线,楔紧拱肋接头缝后,稍松扣索和起重索,压紧接头缝,但不卸掉扣索,待第二根拱肋合拢,两根拱肋横向联结固定好并拉好风缆后,再同时松卸两根拱肋的扣索和起重索。
2.施工中注意的要点
(1)缆索设备的检查项目及检查方法
缆索设备虽不属于永久工程,但其质量的好坏直接影响着工程的进展及工程的安全,因此,在施工中应对以下内容做严格的检查:
1)地锚试拉,一般情况下每一类地锚取一个进行试拉。缆风索的土质地锚要求位移非常小,应全部做试拉,通过试拉:
. 可以预先完成一部分位移,
. 可考虑其是否适用。试拉方法一般为地锚相互试拉,受拉值为设计荷载的1.3~1.5倍。
2)索扣
试拉扣索是悬挂拱肋的主要设备,因此必须通过试拉来确保其可靠性。其试拉方法是将两岸的扣索用卸甲连接起来,收紧收紧索进行对拉。这样可全面检查扣索、扣索收紧索、扣索地锚及动力装置等是否满足要求。
3)主索系统
试吊主索系统分为试吊分跑车空载反复运转、静载试吊和吊重运行三步。每一步试吊完成后,确定无异常现象才能进行下一个步骤。试吊重物可以为构件、钢筋混凝土预制件等,试吊载重运行可分几次完成,吊重一般为设计荷载的60%、100%、130%。
在每一步试吊中,应连续不问断地观测塔架位移、主索垂度、主索受力的均匀程度;动力装置工作状态、牵引索、起重索在各转向轮上运转情况;主索地锚稳固情况及检查通讯、指挥系统的通畅性能和各作业之间的协调情况。
试吊后须综合各种观测数据和现场检查结果,对设备的技术状况进行分析、鉴定,提出切实可行的改进措施,对能否调装做出结论。
(2)设置风缆时应注意的要点
横向缆风索,在边段拱肋安装时,可用来调整和控制拱肋中线;在拱肋合拢时可以使接头对中就位;在拱肋成拱后,可以减少拱肋自由长度,增大拱肋的横向稳定;在外力作用下对拱肋的位移产生约束。因此缆风绳的作用可见一斑,设置时注意以下问题:
1)缆风索可以布置在岸上、水中或桥墩上。
2)缆风索应成对称布置,且上、下游缆风索的长度相差不宜过大。缆风索与拱肋轴线夹角宜大于450;与地平面夹角宜为300,距离宜小于100m。
3)用以缆风绳的地锚应牢固可靠,为防止地锚受力后的位移,应采取预先试拉。对固定在桥墩台上的缆风索需进行计算,不能对墩台造成不利因素。
4)根据缆风索受力大小可采用单线钢丝绳,也可采用滑轮组,在初始收紧缆风索时可用卷扬机,做拱肋调整时宜用链子滑车进行。
5)缆风绳在收紧、放松时应在测量观测下统一指挥进行,随拱肋接头高程的升降而放、收。
6)对于拱肋为整段吊装或两段吊装的中小跨径双曲拱桥,每孔至少应有一根基肋设置固定的缆风索,分3段或5段吊装的大跨径拱桥,每孔至少有两根基肋在接头附近设置稳定的缆风索。
7)在每孔拱肋全部合拢、横系梁或横隔板达到一定强度后,方可拆除缆风索。
(3)松索过程中必须注意下列事项:
1)松索时应按边扣索、次边扣索、起重索三者的先后顺序对称均匀地进行,每次松索量以控制各接头标高变化不超过lcm为限。
2)松索调整拱轴线。调整拱轴线时,应观测各接点标高、拱顶及l/8跨径处截面标高。调整轴线时精度要求为:每个接头点与设汁标高之差不大于±1.5cm,两对称接头点相对高差不大于2cm,中线偏差不超过0.5~1.0cm.防止出现反对称变形,导致拱肋开裂甚至纵向失稳。
3)厚度不同的薄钢板嵌塞拱肋接头缝隙。
4)拱肋松索成拱是一个反复循环的过程,将索放松压紧接头缝后,应再调整中线偏差至0.5~1.0cm以内,固定缆风索将接头螺栓旋紧。
5)电焊各接头部什。全部松索成拱。电焊时.宜采用分层、间隔、交错施焊的方法,每层不可一次焊得过厚,以防灼伤周围混凝土,电焊后必须将各接头螺栓旋紧焊死。
6)对于大跨径分5段或7段吊装的拱肋,在合拢成拱后,可保留起重索和扣索部分受力(称留索),待拱肋接头的连接工序基本完成后再完成松索。留索受力的大小取决于拱肋接头的密合程度和拱肋的稳定性。施工实践巾,起重索受力一般保留在5%一10%,扣索基本放松。
7)当第二片拱肋吊装、合拢、松索调整后,应尽快与已合拢调整的第一片做横向联结,两片拱肋的缆风不要拆除。
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