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预应力曲线连续箱梁桥支座病害防治探讨

来源:《中国高新科技》期刊社 时间:2018-09-03

1 工程概况

本桥小里程范围为YDK66+039.594YDK66+214.594段连续梁,上部结构分为3-25m变宽连续梁和4-25m等宽连续梁;1-25m简支梁(SJ00-SJ01M资阳线);1-25m简支梁(SJ00Z-SJ01M跨线段)4联。大里程范围为YDK66+400.594YDK66+615.594段连续梁,上部结构分为3-25m变宽连续梁(右线);4-25m等宽连续梁(资阳线)和3-30m变宽连续梁(资阳线);1-25m简支梁(资阳线SJ13M-SJ14M);1-25m简支梁(资阳线SJ13Y-SJ14M跨线段)共5联连续梁墩高8.513.5m,连续梁均采用满堂支架现浇,支架搭设高度为8m。梁体采用碗扣式及扣件式钢管架组合搭设法施工,并将混凝土分两次水平分层浇筑,第一次浇筑底板和腹板,第二次浇筑顶板和翼缘板板。支架设计必须进行支架刚度和稳定性验算、地基允许承载力的验算等,各项验算指标符合规范要求后按设计图进行支架搭设。

2 支座病害对桥梁结构产生的影响

在桥梁结构中,支座是非常重要的构成部分,通过支座可以将桥梁上部结构受到的水平力和垂直力传递到墩台上,使桥梁结构在温度变形、活载、混凝土收缩徐变等因素的影响下可以进行自由变形。当桥梁支座出现病害时,会使支座和梁体出现脱空的情况,影响梁板体的稳定性。当有车辆通过时会产生比较大的振动,对桥面结构造成损坏,严重时会对桥梁的使用性能造成影响。此外,当梁板支座约束发生变化时,会对梁体的受力造成影响,严重时会破坏梁体结构安全。

3 预应力曲线连续箱梁桥出现支座病害的原因

3.1 支座未处于同一斜面上

当预制梁的4个支座未处于同一个斜面上,就会出现脱空病害。出现这一情况主要是因为在预制梁板期间没有按照要求对横坡楔形块进行控制、没有按照规范要求进行预应力板的张拉、预制梁底座出现下沉等因素造成导梁支撑面未处在同一个斜面,导致支座产生了脱空的情况。另外,支座垫石的平整度和垫石的标高达不到设计要求也会产生脱空的情况,见图1。一般情况下,出现这一情况主要是由于在支座施工过程中,使用细砂浆或环氧树脂进行简单找平后对路基进行安装,出现了垫石顶面脱空或者支座局部受力的情况,影响了桥梁结构安全。

 

1 支座脱空

3.2 架设预制梁时落梁不稳产生异常变形

在进行落梁架设过程中,由于采用了错误的落梁方法致使安装梁体时支座出现了变形和纵向位移。此外,因为梁体钢板结构表面比较粗糙,当温度产生变化时,支座无法正常进行滑移,出现了异常变形。

3.3 现浇湿接头埋设支座钢板发生变形

在进行预应力曲线连续箱梁桥施工的过程中,一般会采用一块钢板布置在箱梁底部,此钢板主要用于调整桥梁的纵横坡。一般情况下,梁体需要和钢板上焊接的锚固钢筋连接牢固。承钢板会作为预制钢模板和混凝土一起进行浇筑施工。在进行浇筑施工时,如果预埋的支座钢板产生变形后会使混凝土浇筑完成后导致钢板的水平度差,钢板吊装后会和支座底部产生局部脱空的情况,严重时还会出现局部脱空、顶部脱空、支座缺失等问题。

4 支座病害的预防措施

在进行预应力曲线连续箱梁桥施工的过程中,由于该桥梁工程大多数桥位于半径700~800m的曲线上,在实际施工时,为了保证桥梁工程施工质量,需要重点做好桥梁支座安装质量的控制工作,避免支座出现病害。在实际施工时,本文结合该工程的实际情况,分析了支座脱空的原因,然后针对性地提出了相应的控制措施。与此同时,在施工过程中对脱空施工工艺进行了控制,并认真做好技术交底,使各级操作人员和管理人员都能充分了解支座病害,施工期间进行认真的检查和控制,从源头上对病害进行控制,避免了支座病害的产生,保证了桥梁工程施工质量。

4.1 支座垫石质量控制

结合预应力曲线连续箱梁桥出现支座病害的原因可以发现,支座垫石主要是为了对混凝土的表面平整度和收缩性进行控制。考虑到支座垫石的厚度比较薄,并且垫石的体积比较小,受温度应力的影响,如果控制不到位很容易因混凝土收缩而产生裂缝。因此,在实际施工过程中,本工程设计采用高性能支座垫石混凝土进行作业。由于支座垫石标高受桥面标高的影响比较大,为了降低影响,在实际施工时使用挂十字线的方法进行支座垫石抹平施工,确保周围的高度差≤3mm。在进行梁体架设之前,为了确保支座垫石的高度达到要求,设计采用挂十字线的方式进行控制,使四角之间的高差可以保持在3mm内。梁体架设之前的一个星期,需要深入检查垫石的平整度、标高,并及时处理遇到的问题。

4.2 预制梁板的质量控制

在支座施工过程中,梁板预制质量不达标是造成支座病害的一个主要因素。所以在建设预制场需要首先验算预制梁座处的应力然后结合承载力的实际大小对底基础宽度进行设计保证梁板的预制质量要定期对底座进行检查一旦发展底模沉陷或者承载力不达标的情况要马上进行处理。为了避免实际施工时底座出现变形的情况,需要适当加厚底座楔形斜面钢板的厚度。在钢板安装过程中,为了保证横坡的斜度达到要求,需要利用水准仪定期对安放钢板进行测量,保证钢板平整度≤2mm。在预制梁板期间,要严格根据设计要求进行张拉施工,防止因张拉不达标而导致梁板出现扭曲的情况。在实际施工期间,要根据设计要求进行对称分阶段放张,避免出现应力集中的情况。梁板预制完成后,禁止长时间进行存放,如果在施工过程中不得不延长梁板的存放时间,为了避免起拱量过大,需要做好控制工作。通过采用反拱布置在底座上,然后在进行存梁时,为了避免起拱量太大使支座出现脱空的情况,要进行整体化施工,并完成桥面铺装层作业,保证施工质量达到要求。

4.3 支座安装质量控制

球形支座在工厂组装时,应仔细调平,对中上、下座板,用连接螺栓将支座连接成整体。支座偏心设置按有关规定设置。梁体合拢时温度控制在1025℃,根据当地气候资料,预估支座安装时的气候温度为10℃。

在支座安装前,应检查支座连接状况是否正常,但不得任意松动上、下座板连接螺栓。凿毛支座就位部位的支承垫石表面,清除预留孔中的杂物,安装灌浆用模板。用混凝土垫块楔入支座四角,找平支座,并将支座底面调整到设计标高,在支座底面与支承垫石之间应留有2030mm空隙,安装灌浆用模板。仔细检查支座中心位置及标高后,用无收缩高强度灌注材料灌浆。采用重力灌浆方式,灌注支座下部及锚栓孔间隙处,灌浆过程应从支座中心部位向四周注浆,直至从钢模与支座底板周边间隙观察到灌浆材料全部灌满为止。灌浆材料终凝后,拆除模板及四角混凝土楔块,检查是否有漏浆处,必要时对漏浆处进行补浆,并用砂浆填堵楔块抽出后的空隙,拧紧下座板地脚螺栓,安装完毕应对支座情况进行检查,并及时涂装预埋板及锚栓外露表面,以免生锈。

4.4 架设梁板时施工质量控制

在进行梁板架设作业过程中,需要在支座垫石顶部准确的布置支座。在支座十字位置在第一跨板梁上确定出来,将支座位置中心线布置在梁端立面上,确保其在落梁的过程中可以和墩台中心线位置保持重合。在进行落梁的过程中,为了避免梁体出现初始变形和位移的情况,需要放置平稳,放置完成后利用水准仪检查梁面横坡,并对支座和梁底的接触情况进行检查,保证梁板的架设质量达到要求。

4.5 现浇横梁段施工质量控制

在进行支座安放施工之前,首先,需要将支座垫石上的杂物清理干净,然后根据设计将支座和支座梁底钢板安装好。在安放钢板之前,需要控制好平整度;然后,焊接牢固钢板,避免在混凝土浇筑过程中产生位移。各支座钢板焊接完成后需要拍摄相应的施工照片,并归类存档。在混凝土浇筑前,为了防止混凝土楔形块位置出现混凝土空洞或漏浆的情况,需要对模板接缝进行检查,如果发现接缝需及时进行处理,保证支座施工质量。

5 结语

综上所述,本文以实际工程为例,对预应力曲线连续梁桥出现支座病害的原因进行了分析,并提出了应对措施和预防措施,保证了支座施工质量。实践证明,在实际施工过程中,施工单位只要提高重视度,并积极进行预防,对出现的问题及时进行处理,就可以使支座病害得到有效的控制,保证桥梁工程的整体施工质量。

参考文献

[1]高冉,刘其伟.拼宽连续箱梁桥支座病害分析及处理方案的研究[J].中外公路,2012,(6).

[2]李承昌,陈敏,杜世明,等.某曲线箱梁桥支座病害及处治[J].公路交通科技(应用技术版),2009,(12).

[3]陆哲炜.钢筋混凝土连续弯箱梁桥支座病害处理方法及施工监控[J].铁道建筑,2009,(3).

[4]徐汉普.先简支后连续箱梁桥支座病害分析[J].中国水运(学术版),2007,(8).

[5]温庆杰,叶见曙.新旧钢筋混凝土梁横向拼接的收缩徐变效应分析[J].东南大学学报(自然科学版),2006,(4).



收稿日期:2018-06-03

作者简介:王洪松(1984-),男,内蒙古赤峰人,中国水利水电第六工程局有限公司工程师,研究方向:城市轨道交通工程施工技术。

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