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混凝土结构转体连续梁施工技术

来源:《中国高新科技》期刊社 时间:2018-09-03

基于QC技术的快速发展,桥梁转体施工在理论和实践上均获得突飞猛进的发展。桥梁转体施工的优点在于降低安全风险,减少对既有道路通行影响。即先在道路两侧将主墩上部的T构梁施工完毕,再根据现场实际情况把T构梁转到桥位线设计位置,使整个桥梁合为一体,这样就可以把在既有道路上空施工的工程转移到周围方便施工的地方,提高安全系数。

1 工程概况

某双线大桥3号到6号墩之间的距离为109.25m,设计墩台有3号、4号、5号、6号,4个墩台的体积总和为692.5m3,还有总长为1644.5m的36个桩基,4个体积总和为1005.735m3的承台,4个体积总和为692.5m3的墩身。整体工程的规划里程的范围在DK749+101.35~DK749+210.6。使用一联(30+48+30)m跨径来构造上层部分,箱梁结构使用相连的单箱单室,双线,长度为109m,其中混凝土为1250m3。先分别浇筑4号墩、5号墩上部的T构梁,完成后进行转体。当转体完之后,再浇筑既有道路上方的合拢段,路面和桥梁中心线的夹角为83.78°。

2 施工方案

在转体前,提前对4号墩和5号墩位的46mT构梁使用满堂支架法进行施工,并移走临时固定球铰的设备,完成之后进行转体,转到预先制定好的线位,再对转体后的连续梁固结合拢,转换每个体系,合拢段进行浇筑形成完整的桥梁。完成转体工作以后,桥下的净空约为5.54~5.92m,跨越使用(30+48+30m)的连续梁。转体连续梁与既有道路交叉立体平面图如图1所示。

 

1转体连续梁与既有道路交叉立体平面(1:1000)

3 转体施工的安装和精调

3.1 球铰的安装及定位固定

1)在球铰的下盘固定定位支架。先将转体下承台的混凝土凿毛,完成之后,使用微调设备调试已经提前埋好并固定的下球铰的定位支架。应符合球铰骨架角钢顶面相对高差<5mm的标准;使用“十”字法对平面位置进行操作,要求各个方向的误差要≤1mm。

2)球铰下盘的平面半径为1.0m,球面半径为5.6m。组装下球绞支架,将微调设备固定在支架上,并通过设备测量球铰的下盘,将球铰放置在预先测量好的位置并调平,再将球铰的下盘固定并锁死。球铰中心运用十字线工艺,球铰的中心横竖值偏差要<1mm,球铰的调平步骤是先用简单水平仪调整后再用精细的电子水平仪调整,保证球铰顶部四周的每个点偏差<0.4mm。全部准备就绪后进行锁定,对其加强防护程序,要迅速地填满整体下转盘以避免下一步作业造成对球铰的损坏。

3.2 滑道的安装与精调

将球铰下盘的位置固定好,并对转体下承台的混凝土面凿毛,完成之后固定滑道骨架。滑道的具体设计为以球铰销轴的中心为圆心的环形,宽度为60cm,内径和外径分别为205cm和265cm。要确保滑道组装的准确以及施工的速度,需预先使用可调节的螺丝将滑道骨架和24mm的厚钢板固定住,设置2套合计140个精调定位装置在骨架的顶面环形。使用骨架顶面焊连开长孔小角钢作为精调设备,用长度为150mm的M20×0.5mm细牙普通螺杆将其相连,以四等分圆的方式将滑道骨架和钢板划分,相互拼接好之后进行焊固。滑道的环形安装线要进行放样测试,确保其定位的准确。要确保滑道平面的位置和高程的准确无误,应对其进行多次的精调测量,滑道的平面应保持在相同的水平面上,相对的高度差≤2mm,用螺母将环道钢板校正至水平,顶部的平面的相对高度差≤0.5mm。完成精确调试后,将预埋件与其进行焊接。

3.3 球铰上盘的施工

在球铰上盘涂上黄油四氟乙烯粉,完成之后立即固定,防止杂物掉入球铰上盘。提前反复地查看球铰上盘摩擦面是否光洁和干净,对于不平整或有损坏的地方及时打磨平整,在球铰上盘上严禁有脏东西附着,在检查无碍后对球铰上盘进行安装。球铰上盘和下盘拼接在一起进行组装,提前将球铰上盘平稳吊起,控制好吊绳确保在吊起球铰上盘后能保持平衡不晃动,为了使其能准确无误地罗在球铰下盘上,慢慢地将其对准并套入定位销。所有工作做好之后立即复查球铰的位置,确保其准确性以及和下球铰的重合,防止球铰上盘在下落时触碰到球铰定位钢销。

3.4 上转盘撑脚

转体过程中使用上转盘撑脚,可以起到保持转体稳定的作用,撑脚由于在滑道内,可以在转体过程中承受不平衡的力自由滑动,使转体能平稳地进行。上转盘撑脚使用钢管混凝土制造共8个,其中钢管的厚度为14mm,型号为Q345d。管的内部浇灌C50微膨胀混凝土,下方厚钢走板为3cm,走板地面定位3级加工精度。为了方便走板的导行,使用倒圆角的手段对走板进行操作,处理毛刺。为了预防走板遭到损坏,在整个转体前,在底下增加5mm的四氟乙烯板,如图2所示。

 

2 上转盘撑脚安装图

4 连续梁体系

该桥使用一联(30+48+30)m跨径布置,转体T构梁使用23m+23m的长度。使用单箱单室、变高度、变截面箱梁作为梁体;中跨是4~5号间段,中跨中部的长梁段为10m,边跨端部的长梁段为11.55m等高,梁高2.7m;中墩处4rtl长梁段为4m,剩下的梁段以0号块为原点按二次抛物线y=2.7+x2/2222.3(m)变化。使用顶底宽度分别为11.2m和6.4m的箱梁。该联连续梁的施工要拆成5段:2段(2#)转体46m长T构段、1段(3#)2m长跨中合拢段、2段(1#)7.55m长边跨现浇段。

5 转体和封固

5.1 转体作业

转体作业有3个重要步骤:试转,正式转体,精调。选用柳州欧维姆预应力公司设计的连续运行全自动以及全液压的转体设备-张拉系统。系统的配置部分包括:2台ZLDB液压泵站,2台ZLD120型连续顶推千斤顶和1台ZLDK主控台,其之间的联系都是通过电缆线与高压油管。单个千斤顶的压力至少有120t,才能启动转动系统,将5.5m直径的转台圆周的2束5-15.2钢绞线缠绕且固定其上。由于转体桥梁为左右两幅,故要提供2组张拉设备和4台50t的千斤顶进行辅助。要完成在转体过程中桥梁中心受重,就要重新对在挂篮后的转体不平衡进行重量分配。通过初步转体验证,实际操作中的牵引力值为300kN、250kN,原设计牵引力值为350kN、470kN,全部低于设计参数。对点动梁段关系位移时间进行分段检测分别为2s、3s、5s时,每分钟的转动速度为0.01~0.16rad。

桥梁完成正式转体运作正常。最后,进行精调,轴向与高程偏差值都<10mm,满足设计标准。

5.2 封固

施工作业中影响转盘固结的质量问题关键在于混凝土的密实度(含上转盘下方、球铰周围、撑角内侧、千斤顶反力座内侧)。选用重力灌浆工艺和真空辅助压浆工艺以及型号为C50无收缩混凝土可以有效地避免裂缝的出现。首先,要对转台下反力座内侧圆台进行作业。若出现空腔,需要在灌筑混凝土后用8个60mm的金属波纹管再进行浇灌。若在混凝土作业时发现缝隙,需要停留1d后用40mm直径的三通真空塑料压浆管进行修复。这样完成的混凝土封固作业无缝紧实,可以通过专业的无损技术检测,符合设计标准。

6 结语

综上所述,本文以某连续梁桥为例,对桥梁的连续梁体工程技术进行研究,对球铰、上转盘、转体、滑道以及下转盘的技术实施进行详细分析,明确指出施工中容易出现的问题并加以解决,再进行施工,效果十分显著。

参考文献

[1]姜欣.连续梁转体施工关键技术研究[D].石家庄:石家庄铁道大学,2017.

[2]龙登平.桥梁施工连续梁转体的施工技术[J].城市道桥与防洪,2015,(6).

[3]李连玉.特大桥混凝土连续梁转体施工技术研究[J].东方企业文化,2013,(6).

[4]申灵君.预应力混凝土连续梁桥上部结构施工技术[J].山西建筑,2007,(19).



收稿日期:2018-06-11

作者简介:袁磊涛(1983-),男,河南洛阳人,中铁十七局集团建筑工程有限公司工程师,研究方向:工程管理。

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