摘要:本文選取某鐵路(2×72)連續(xù)曲線箱梁橋實際施工案例作為背景,針對其作業(yè)過程中所遇到的懸臂施工線形控制和大體積連續(xù)梁砼施工技術現(xiàn)實遇到的困難和解決措施,通過實際驗證效果,得到以下結論:在嚴格遵循懸臂施工線形控制方法的前提下,在施工測量控制網的建立、測點布置、撓度觀測、箱梁軸線控制、箱梁高程控制五個方面認真按照所述規(guī)定指導箱梁懸臂施工,最終施工后線形高程和設計高程之間的偏差會極大地減小,符合規(guī)范要求;摻入粉煤灰能夠減少混凝土放熱, 添加緩凝劑能夠延遲混凝土凝結,起到減少裂縫的效果;減小混凝土的水灰比,盡可能降低自由水含量,是一種處理泌水現(xiàn)象的有效措施。在混凝土拌合物中摻加增稠劑以改善混凝土粘度,也可以大大改善混凝土的泌水情況。在配合比設計階段,擬通過上述方法處理混凝土泌水難題;通過減小砂用量、改用合適的碎石和聚羧酸系添加劑,可有效減少混凝土的收縮。
關鍵詞:連續(xù)曲線梁? 線性控制? 溫升控制? 泌水控制? 收縮控制
中國法分類號??? U446.1;??? 文獻標志碼?? A
1工程概況
伴隨國內交通行業(yè)和城市化的快速發(fā)展,對公路線形的選用變得尤為重要。為了設計出線路流暢、行車舒適、設計高標準的公路,并且在策劃中還要求所選橋位必須適應道路線形的變化,特別在高速公路的交匯和市政道路立交橋的交叉口處。因此,需要選用曲形梁橋來代替以往的直梁橋。曲形梁橋是實現(xiàn)交通運輸業(yè)四通八達的必然趨勢,是現(xiàn)代交通工程的重要橋梁類型。如今的橋梁工程中,特別是市政道路的建設中,不可避免要選擇曲形梁橋取代以往的直線橋。但是,對曲線梁橋而言,特別是立交匝道橋,交通是單向的,且橋寬很小,因此不僅要能夠跨過原有道路,還要追求視覺上的外觀,通常要求設計很大的跨度。當曲線[1]梁橋的跨度過大時,常常就伴隨著結構失穩(wěn)的隱患。隨著高速公路及城市高架橋需求的不斷增長,曲線梁橋在潛移默化的被引進使用,并慢慢的得到了推廣。由于交通壓力的不斷增長,橋跨結構的跨度也在不斷的拉長,這就使得曲線梁橋的彎扭耦合效應越來越顯著,最終要求施工質量不斷跟進。所以針對曲形橋施工中技術難題的研究就顯得尤為關鍵和重要。
本文以某鐵路(2×72)連續(xù)曲線梁橋為背景,本橋第二孔、第三孔梁為(72+72)m T構,其中2#墩是T構主要墩柱,墩柱類型是單線矩形空心墩,墩長9.5m;1#邊墩為橢圓形實心墩,墩長4.15m,2#為橢圓形空心墩,墩長41m,針對施工過程中所遇到的難點和解決措施開展研究。橋梁立面圖見圖1。
2橋梁設計特點
本文以某鐵路(2×72)連續(xù)曲線箱梁橋為例,該箱梁梁體為單箱單室、變高度、變截面箱梁,梁體全長145.5m,兩端9.75m梁段高度不變,都是4.2m;中間墩柱位置的梁高是8.0m,其它區(qū)間梁高按二次曲線取值。箱梁頂板寬7.1m,底板寬5m。兩端端部頂板厚70cm,其余處頂板厚61cm;底板層厚從端部42cm逐漸增大至中間處的90cm;腹板厚度由40cm漸變至75cm。橫隔板位于墩臺支座位置,兩跨共布設3道,板中部鏤空,便于檢修。
3懸臂施工線形控制
3.1線形控制方法
大跨度橋梁的線形監(jiān)控是質量保證的最重要環(huán)節(jié)。為了確保大跨度連續(xù)橋的滿足要求,另外能讓該校的線形、應力等方面都符合設計要求,一定要布設合理的監(jiān)測體系。施工線形控制過程是一個“施工→測量→誤差分析→參數(shù)調整→預報”的重復步 驟,對作業(yè)環(huán)節(jié)實時追蹤,結合現(xiàn)實操作狀況反饋,隨時微調、優(yōu)化模型,從而達到預期要求。懸臂澆筑時產生形變的原因有:
(1)因為橋梁自身重力、應力分布、施工工藝等發(fā)生的形變;
(2)因為溫度變化產生的形變;
(3)因為預應力損失而產生的形變;
(4)因為混凝土收縮和徐變而產生的形變;
(5)因為二期恒載對梁體變形的影響;
(6)因為慮運輸活荷載對梁體的影響。
于橋梁懸臂澆筑之前,結合方案設計、施工進度和施工方案,推算梁體應力分布,選用“MIDAS/CIVIL”這個有限元分析軟件建立數(shù)字模型;然后對照現(xiàn)場施量測數(shù)據(jù),及時修正模板的高度,最終確保橋梁線形質量達到設計要求。
3.2線形控制要點
(1)施工測量控制網的建立。水平幾何控制網是根據(jù)布設于中間主墩柱橋板中線上的平面控制點構成。水準控制網由橋梁已經建好的控制點,首先于墩臺上面布設水準控制點,等到0#墩塊混凝土砌筑完畢之后,接著使用水準儀把它引測0#塊上面,這樣就得到了懸臂澆筑混凝土時的水準基點。
(2)測點布置。0#塊上面布設三個基點,就設于橋面中心軸線、腹板中線和砌塊中心交叉點處。每個懸臂澆筑砌塊布設兩個點位,位于砌塊距前部10cm的腹板中軸線處。
(3)撓度觀測。撓度量測作業(yè)是構筑物線形把控的首要工作。根據(jù)合同要求,一般由施工單位來負責撓度量測,而監(jiān)督單位會采納經過監(jiān)理單位簽字確認的量測數(shù)據(jù)。
撓度量測時會事先于各個塊件布設2個對稱的水準控制點,這樣做的好處是,不但能夠量測橋梁撓度,而且能夠及時發(fā)現(xiàn)梁體是不是產生形變。對每一階段的懸澆進行動態(tài)追蹤。掛籃移動之前之后、砼灌注之前之后以及預應力鋼筋張拉之前之后這6個工況下梁體各監(jiān)測點數(shù)值跟設計值相對比,適當微調接下來模板高度,保證箱梁懸臂的合攏精度及橋面線形,測點布置圖如圖2所示:
(4)箱梁軸線控制。根據(jù)0#試塊上的平面監(jiān)測點與邊柱上面的監(jiān)測點來確定各梁段的中線。當一個梁段澆筑完畢后要與之前梁段的中線核對。只有偏差在合理范圍內的時候才可以下一梁段的放樣,并且實時留意對其它梁段撓度造成的影響。
(5)箱梁高程控制。根據(jù)0#試塊上的高程監(jiān)測點作為支模標高的基點。混凝土澆注之前先于各梁段端部中軸線與翼緣板下沿布設水準控制點。待澆筑完畢后,分別量測預應力鋼筋張拉之前和之后2個工況下的高程值,用來推算合理的設計預拱度。
懸臂澆筑模板高程計算公式:
Hi=H0+fi-fy+fg+fz
Hi—待澆梁段模板高程值;
H0—該點設計標高;
fi—后續(xù)梁段施工對該點撓度的影響值;
fy—預應力張拉對該點撓度的影響值;
fg—掛籃施工對該點撓度的影響值;
fz—其它因素對該點撓度的影響值。
4大體積連續(xù)梁混凝土施工
4.1大體積混凝土的特點
(1)大體積砼開裂主要原因是由于水化放熱導致熱脹冷縮形成的縫隙。如何預防開裂,是大體積砼施工的關鍵。
(2)合理使用整體澆筑和“綜合溫控”施工工藝,有助于增強構筑物的整體穩(wěn)定性、抗?jié)B性、以及抗震性。
(3)使用大體積混凝土,縮減了工序間的循環(huán)次數(shù),減少了施工縫的數(shù)量,因此提高了施工效率。
4.2配合比設計原則
配合比設計原則:(1)在確保滿足設計要求的承載力和穩(wěn)定性,并且現(xiàn)代施工工藝能實現(xiàn)的前提下,選用合適的原材,盡可能減小水泥使用數(shù)量,抑制混凝土放熱升溫;(2)加入添加劑的時候,適當減小水灰比,應比未添加劑的小,增大凝結材料含量,改善施工和易性,增強構筑物的穩(wěn)定性。
4.3配合比設計的難點和措施
(1)控制混凝土水化熱溫升。大體積砼應該盡可能減少水化熱,而解決的方法就是添加合適的粉煤灰替代部分水泥用量。粉煤灰因含有大量的活性Si02和A1203,有“固體減水劑”的美稱。添加合適的粉煤灰能夠改善和易性,增大膠凝材料含量,減小水灰比,從而抑制水化熱現(xiàn)象的發(fā)生。粉煤灰能夠與混凝土膠結時釋放的Ca(OH)2發(fā)生反應,減少水化熱。而水化熱減小的比值大致是粉煤灰替換用量的一半??傊褂梅勖夯覔胶狭夏軌驕p小水化熱,是一種有效的方法。
(2)控制混凝土泌水。采用減小混凝土的水灰比,盡可能降低自由水含量,是一種抑制泌水現(xiàn)象的方法。另外添加增稠劑來增強粘性,也能夠很大程度上減少泌水現(xiàn)象。在配合比設計中,將使用上述方法抑制混凝土的泌水現(xiàn)象。
(3)控制混凝土的收縮。當使用減小水灰比的方法來減少泌水現(xiàn)象時,易造成混凝土過度收縮。另外碎石的物理性質和添加劑的選用也影響著混凝土的收縮。故配合比設計的時候,常用的方法有:①減小砂用量;②改用合適的碎石;③使用聚羧酸系添加劑。
5結論
本文選取某鐵路(2×72)連續(xù)曲線箱梁橋實際施工案例作為背景,針對其作業(yè)過程中所遇到的懸臂施工線形控制和大體積連續(xù)梁砼施工技術現(xiàn)實遇到的困難和解決措施,通過實際驗證效果,得到以下結論:
(1)在嚴格遵循懸臂施工線形控制方法的前提下,在施工測量控制網的建立、測點布置、撓度觀測、箱梁軸線控制、箱梁高程控制五個方面認真按照所述規(guī)定指導箱梁懸臂施工,最終施工后線形高程和設計高程之間的偏差會極大地減小,符合規(guī)范要求。
(2)摻入粉煤灰能夠減少混凝土放熱, 添加緩凝劑能夠延遲混凝土凝結,起到減少裂縫的效果。
(3)在混凝土拌合物中摻加增稠劑以改善混凝土粘度,也可以大大改善混凝土的泌水情況。在配合比設計階段,擬通過上述方法處理混凝土泌水難題。
(4)通過減小砂用量、改用合適的碎石和聚羧酸系添加劑,可有效減少混凝土的收縮。
6.參考文獻
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作者簡介:王磊(1985),男,貴州平壩人,本科,研究方向:橋梁工程。