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现浇混凝土连续梁施工技术要点

现浇预应力(钢筋)混凝土连续梁是市政桥梁工程中常用的结构形式,目前常用的施工技术主要分为支(模)架法和悬臂浇筑法两大类。

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现浇预应力(钢筋)混凝土连续梁是市政桥梁工程中常用的结构形式,目前常用的施工技术主要分为支(模)架法和悬臂浇筑法两大类。

一、支(模)架法

支(模)架法包含支架现浇和移动模架现浇两种工艺,具体要求如下:

1.支架法现浇预应力混凝土连续梁

图1

(1)施工工艺流程

施工准备→地基处理→支架搭设→模板系统安装→支架加载预压→钢筋、预应力筋及孔道安装→内模安装→混凝土浇筑→混凝土养护→预应力张拉→预应力孔道压浆→落架→拆除支架、模板→清理现场。

(2)核心技术要求

  • 支架的地基承载力应符合要求,必要时采取加强处理,地基处理后需做承载力试验,沉降量超标需重新处理直至满足要求。
  • 需具备简便可行的落架拆模措施,落架时宜分级循环、对称、有序进行,严格控制单次卸落量。
  • 支架和模板安装后,需采取措施消除拼装间隙和地基沉降等非弹性变形。
  • 安装支架时,需根据梁体和支架的弹性、非弹性变形设置预拱度。
  • 支架基础周围需设置良好排水措施,不得被水浸泡。
  • 浇筑混凝土时需采取措施,避免支架产生不均匀沉降。
  • 支架施工前需编制专项施工方案,包含支架平/立/剖面图、细部结构详图、基础详图,需验算支架整体稳定性、刚度、构件强度和变形,按规定完成评审审批。

2. 移动模架上浇筑预应力混凝土连续梁

图2

(1)施工工艺流程

施工准备→移动模架拼装→施工放样、预拱度设置→安装底腹板钢筋、预应力筋→安装内模、端头模→绑扎顶板钢筋、接口预埋→混凝土浇筑→混凝土养护至60%强度→脱内模→混凝土养护至80%强度→初张拉→脱底模、模架下落→混凝土养护至100%强度→终张拉、灌浆、封锚→梁端现浇、养护→清理现场。

(2)核心技术要求

  • 模架长度必须满足施工要求,采用专用设备组装,保障施工质量与安全。
  • 浇筑分段工作缝必须设在弯矩零点附近。
  • 箱梁内外模板滑动就位时,平面尺寸、高程、预拱度的误差必须控制在容许范围内。
  • 预应力筋管道、钢筋、预埋件设置需符合规范和设计要求。
  • 移动模架首次拼装后需做预压加载试验,后续使用无需预压。
  • 6级(含)以上大风禁止启动移动模架系统,施工过程需对行走、立模、浇筑三个阶段进行应力监控,控制模架变形,保障施工与结构安全。

二、悬臂浇筑法

悬臂浇筑法是将梁体沿桥梁轴线分成若干段,在桥墩两侧设置工作平台,平衡对称逐段向跨中悬臂浇筑混凝土梁体,并逐段施加预应力的施工方法,是大跨度连续梁常用的施工工艺。

1.整体施工流程

图3

施工准备→0号块支架搭设、预压→0号块混凝土浇筑→0号块预应力钢束张拉→墩梁临时固结→组拼挂篮→挂篮预压→对称悬臂浇筑1号块→1号块预应力钢束张拉→挂篮前移就位→悬臂浇筑2号块→2号块预应力钢束张拉→挂篮前移就位→下一块段施工→边跨现浇段混凝土浇筑→边跨合龙→解除墩梁临时固结→中跨合龙。

悬臂浇筑的核心设备是可行走的挂篮,挂篮在已张拉锚固并与墩身连成整体的梁段上移动,绑扎钢筋、立模、浇筑、预应力作业都在挂篮上完成,循序渐进完成全部梁段浇筑。挂篮由主桁承重系统、底篮系统、模板系统、锚固系统、悬吊系统、行走系统、控制系统、工作平台和安全系统共9部分组成。

2. 挂篮设计与组装要求

图4

(1)核心设计参数要求

挂篮设计必须满足以下参数要求:

  • 挂篮质量与梁段混凝土的质量比值控制在0.3~0.5,特殊情况不得超过0.7。
  • 允许最大变形(含吊带变形总和)为20mm。
  • 施工、行走时抗倾覆安全系数不得小于2。
  • 自锚固系统的安全系数不得小于2。
  • 斜拉水平限位系统和上水平限位安全系数不得小于2。

(2)结构设计禁忌要求

  • 满足任一条件不得使用精轧螺纹钢筋吊杆连接挂篮上部与底篮:①前吊点连接;②其他吊点连接满足任一:上下钢结构直接连接(未穿过混凝土结构)、与底篮连接未采用活动铰、吊杆未设外保护套。
  • 禁止在挂篮后锚处设置配重平衡前方荷载。

(3)组装要求

挂篮组装后需全面检查安装质量,并按设计荷载做载重试验,消除非弹性变形,获取分级荷载下的弹性变形数据,为悬浇线形控制提供依据。

3. 浇筑段落划分

图5

悬浇梁体一般分为四大部分浇筑:

  • 墩顶梁段(0号块)
  • 墩顶0号块两侧对称悬浇梁段
  • 边孔支架现浇梁段
  • 主梁跨中合龙段

4. 悬浇顺序及要求

图6

(1)浇筑顺序

  • 在墩顶托架或膺架上浇筑0号段并实施墩梁临时固结。
  • 在0号块段上安装悬臂挂篮,向两侧依次对称分段浇筑主梁至合龙前段。
  • 在支架上浇筑边跨主梁合龙段。
  • 最后浇筑中跨合龙段形成连续梁体系。

(2)施工要求

  • 托架、膺架需经设计,计算其弹性及非弹性变形。
  • 梁段混凝土浇筑前,需对挂篮(托架/膺架)、模板、预应力管道、钢筋等所有项目全面检查,经有关方签认后方可浇筑。
  • 悬臂浇筑混凝土宜从悬臂前端开始,最后与前段混凝土连接。
  • 桥墩两侧梁段悬臂施工需对称、平衡,平衡偏差不得大于设计要求。
  • 需控制挂篮轴线两侧不平衡荷载,防止挂篮偏载过大和内模移位。
  • 悬臂浇筑一般需全断面一次浇筑成型,箱梁断面较大需分次浇筑时,需按要求处理施工缝,同时采取措施消除后浇混凝土重力引起的挂篮变形,避免混凝土开裂。

5.张拉技术要求

图7

  • 张拉顺序:顶板、腹板纵向预应力筋一般为上下、左右对称张拉,设计有要求按设计执行。

6.合龙、体系转换与支座调整要求

图8

  • 合龙顺序:一般为先边跨、后次跨、最后中跨。
  • 合龙段长度宜为2m。
  • 合龙前需观测气温变化与梁端高程、悬臂端间距的关系。
  • 合龙前按设计要求将两悬臂端合龙段临时连接,将合龙跨一侧墩的临时锚固放松或改为活动支座。
  • 合龙前在两端悬臂预加压重,浇筑混凝土过程中逐步撤除,保持悬臂端挠度稳定。
  • 合龙宜在一天中气温最低时进行。
  • 合龙段混凝土强度等级宜提升一级,尽早施加预应力,宜采用微膨胀或纤维混凝土提升抗裂性。
  • 梁跨体系转换需在合龙段及全部纵向预应力筋张拉、压浆完成,解除各墩临时固结后进行。
  • 体系转换时,支座反力调整以高程控制为主,反力作为校核。
  • 梁墩临时锚固放松需均衡对称进行,逐步均匀释放,过程中监测各梁段高程变化。

7. 高程控制要求

图9

悬臂浇筑段前端底板和桥面标高的确定是连续梁施工的核心问题之一,确定前端标高需考虑:

  • 挂篮前端的垂直变形值
  • 预拱度设置
  • 施工中已浇段的实际标高
  • 温度影响

施工过程中常规监测项目为前三项,必要时需监测结构物变形值、应力,保障结构强度与稳定。

总结

现浇预应力(钢筋)混凝土连续梁的两种施工工艺适用于不同工况,施工过程中需严格遵守上述技术要求与核心参数,才能保障桥梁的施工安全与结构质量。

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