1B413060桥梁上部结构施工技术
1B413061桥梁上部结构装配施工
一、钢筋混凝土和预应力混凝土梁(板)桥施工
1.一般要求
(1)装配式桥的构件在脱底模、移运、存放和安装时,混凝土的强度应不低于设计规定的吊装强度;设计未规定时,应不低于设计强度的80%。
(2)构件安装前应检查其外形、预埋件的尺寸和位置,允许偏差不得超过设计规定。
(3)安装构件时,支承结构(墩台、盖梁)的混凝土强度和预埋件(包括预留锚栓孔、锚栓、支座钢板等)的尺寸、高程及平面位置应符合设计要求。
(4)构件安装就位完毕并经检查校正符合要求后,方可焊接或浇筑混凝土固定构件。简支梁的安装应采取措施保证梁体的稳定性,防止倾覆。
(5)对分层、分段安装的构件,应在先安装的构件可靠固定且受力较大的接头混凝土达到设计强度的80%后,方可继续安装;设计有规定时,应从其规定。
(6)分段拼装梁的接头混凝土或砂浆,其强度应不低于构件的设计强度;不承受内力的构件的接缝砂浆,其强度应不低于M10。需与其他混凝土或砌体结合的预制构件的砌筑面应按施工缝处理。
2.构件预制场的布置应满足预制、移运、存放及架设安装的施工作业要求;场地应平整、坚实,应根据地基情况和气候条件,设置必要的防排水设施,并应采取有效措施防止场地沉陷。砂石料场的地面宜进行硬化处理。
3.构件的预制台座应符合下列规定。
(1)预制台座的地基应具有足够的承载能力和稳定性。当用于预制后张预应力混凝土梁、板时,宜对台座两端及适当范围内的地基进行特殊加固处理。
(2)预制台座应采用适宜的材料和方式制作,且应保证其坚固、稳定、不沉陷。
(3)预制台座的间距应能满足施工作业的要求;台座表面应光滑、平整,在2m长度上平整度的允许偏无应不超过2mm,且应保证底座或底模的挠度不大于2mm。
(4)对预应力混凝土梁、板,应根据设计提供的理论拱度值,结合施工的实际情况,正确预计梁体拱度的变化情况,在预制台座上按梁、板构件跨度放样相应的预拱度。当预计后张预应力混凝土梁的上拱度值较大,将会对桥面铺装的施工产生不利影响时,宜在预制台座上设置反拱。
(5)预制台座应具有对梁底的支座预埋钢板或楔形垫块进行角度调整的功能,并应在预制施工时严格按设计要求的角度进行设置。
4.各种构件混凝土的浇筑除应符合《公路桥涵施工技术规范》JTG/T3650-2020的有关规定外,尚应符合下列规定:
(1)腹板底部为扩大断面的T形梁和I形梁,应先浇筑扩大部分并振实后,再浇筑其上部腹板。
(2)U形梁可上下一次浇筑或分两次浇筑。一次浇筑时,宜先浇筑底板至底板承托顶面,待底板混凝土振实后再浇筑腹板;分两次浇筑时,宜先浇筑底板至底板承托顶面,按施工缝处理后,再浇筑腹板混凝土。
(3)箱形梁宜一次浇筑完成,且宜先浇筑底板至底板承托顶面,待底板混凝土振实后再浇筑腹板、顶板。
(4)中小跨径的空心板浇筑混凝土时,对芯模应有防止上浮和偏位的可靠措施。
5.对高宽比较大的预应力混凝土T形梁和I形梁。应对称、均衡地施加预应力,并应采取有效措施防止梁体产生侧向弯曲。
6.构件的场内移运应符合下列规定。
(1)对后张预应力混凝土梁、板,在施加预应力后可将其从预制台座吊移至场内的存放台座再进行孔道压浆,但必须满足下列要求。
①从预制台座上移出梁、板仅限一次,不得在孔道压浆前多次倒运。
②吊移的范围必须限制在预制场内的存放区域,不得移往他处。
③吊移过程中不得对梁、板产生任何冲击和碰撞。
④不得将构件安装就位后再进行预应力孔道压浆。
(2)后张预应力混凝土梁、板在预制台座上进行孔道圧浆后再移运的,移运时其压浆浆体的强度应不低于设计强度的80%。
(3)梁、板构件移运时的吊点位置应符合设计规定;设计未规定时,应根据计算决定。构件的吊环必须采用未经冷拉的HPB300钢筋制作,且吊环应顺直。吊绳与起吊构件的交角小于60°时,应设置吊架或起吊扁担,使吊点垂直受力。吊移板式构件时,不得吊错上、下面。
7.构件的存放应符合下列规定。
(1)存放台座应坚固稳定,且宜高出地面200mm以上,存放场地应有相应的防排水设施,并应保证梁、板等构件在存放期间不致因支点沉陷而受到损坏。
(2)梁、板构件存放时,其支点应符合设计规定的位置,支点处应采用垫木和其他适宜的材料进行支承,不得将构件直接支承在坚硬的存放台座上;存放时混凝土养护期未满的,应继续养护。
(3)构件应按其安装的先后顺序编号存放,预应力混凝土梁、板的存放时间不宜超过3个月,特殊情况下不应超过5个月。存放时间超过3个月时,应对梁、板的上拱度值进行检测,当上拱度值过大将会严重影响后续桥面铺装施工或梁、板混凝土产生严重开裂时,则不得使用。
(4)当构件多层叠放时,层与层之间应以垫木隔开,各层垫木的位置应设在设计规定的支点处,上下层垫木应在同一条竖直线上;叠放的高度宜按构件强度、台座地基的承载力、垫木强度及叠放的稳定性等经计算确定,大型构件宜为2层,不应超过3层,小型构件宜为6~10层。
(5)雨季或春季融冻期间,应采取有效措施防止因地面软化下沉而造成构件断裂及损坏。
8.构件的运输应符合下列规定。
(1)板式构件运输时,宜采用特制的固定架稳定构件。对小型构件,宜顺宽度方向侧立放置,并应采取措施防止倾倒;如平放,在两端吊点处必须设置支搁方木。
(2)梁的运输应按高度方向竖立放置,并应有防止倾倒的固定措施;装卸梁时,必须在支撑稳妥后,方可卸除吊钩。
(3)采用平板拖车或超长拖车运输大型构件时,车长应能满足支点间的距离要求,支点处应设活动转盘防止搓伤构件混凝土;运输道路应平整,如有坑洼而高低不平时,应事先处理平整。
(4)水上运输构件时,应有相应的封舱加固措施,并应根据天气状况安排装卸和运输作业时间,同时应满足水上(海上)作业的相关安全规定。
9.简支梁、板的安装应符合下列规定。
(1)安装前应制定专项施工方案,安装的方法和安装设备应根据构件的结构特点、重力及施工环境条件等因素综合确定;对安装施工中的各种临时受力结构和安装设备的工况应进行必要的安全验算,所有施工设施均宜进行试运行和荷载试验。
(2)安装前应对墩台的施工质量进行检验,并应对支座或临时支座的平面位置和高程进行复测,合格后方可进行梁、板等构件的安装。
(3)采用架桥机进行安装作业时,其抗倾覆稳定系数应不小于1.3;架桥机过孔时,应将起重小车置于对稳定最有利的位置,且抗倾覆稳定系数应不小于1.5;不得采用将梁、板吊挂在架桥机后部配重的方式进行过孔作业。双导梁架桥机施工工艺流程主要包括。①梁体预制及运输、铺设轨道→②架桥机及导梁拼装→③试吊→④架桥机前移至安装跨→⑤支顶前支架→⑥运梁、喂梁→⑦吊梁、纵移到位→⑧降梁、横移到位→⑨安放支座、落梁→⑩重复第5~9步,架设下一片梁→⑪铰缝施工,完成整跨安装→⑫架桥机前移至下一跨,直至完成整桥安装。
(4)采用起重机吊装构件时,如采用1台吊机起吊,应在吊点位置的上方设置吊架或起吊扁担;如采用两台起重机抬吊,应统一指挥,协调一致,使构件的两端同时起吊、同时就位。
(5)采用缆索吊机进行安装时,应事先对缆索吊机进行1.2倍最大设计荷载的静力试验和设计荷载下的试运行,全面验收合格后方可使用。
(6)梁、板安装施工期间及架桥机移动过孔时,严禁行人、车辆和船舶在作业区域的桥下通行。
(7)梁、板就位后,应及时设置保险垛或支撑将构件临时固定,对横向自稳性较差的T形梁和I形梁等,应与先安装的构件进行可靠的横向连接,防止倾倒。
(8)安装在同一孔跨的梁、板,其预制施工的龄期差不得超过10d,特殊情况应不超过30d。梁、板上有预留孔道的,其中心应在同一轴线上,偏差应不大于4mm。梁、板之间的横向湿接缝,应在一孔梁、板全部安装完成后方可进行施工。
(9)对弯、坡、斜桥的梁、板,其安装的平面位置、高程及儿何线形应符合设计要求。
(10)当安装条件与设计规定的条件不一致时,应对构件在安装时产生的内力进行复核。
10.先简支后连续的梁,其施工应符合下列规定。
(1)先简支安装梁的施工应符合上述第9条的规定,当设置临时支座进行支承时,对一片梁中的各临时支座,其顶面的相对高差应不大于2mm。
(2)简支变连续的施工程序应符合设计规定。
(3)对湿接头处的梁端,应按施工缝的要求进行凿毛处理。永久支座应在设置湿接头底模之前安装。湿接头处的模板应具有足够的强度和刚度,与梁体的接触面应密贴并具有一定的搭接长度,各接缝应严密不漏浆。负弯矩区的预应力管道应连接平顺,与梁体预留管道的接合处应密封。预应力锚固区预留的张拉齿板应保证其外形尺寸准确且不被损坏。
(4)湿接头的混凝土宜在一天中气温相对较低的时段浇筑,且一联中的全部湿接头应尽快浇筑完成,湿接头混凝土的养护时间应不少于14d。
(5)湿接头按设计要求施加预应力、孔道压浆且浆体达到规定强度后,应立即拆除临时支座,按设计规定的顺序完成体系转换,同一片梁的临时支座应同时拆除。
二、预应力混凝土箱梁施工
1.箱梁预制场地的建设除应符合上述第一条一般要求的规定外,尚应符合下列规定:
(1)预制场地应进行专门设计,其布置应有利于制梁、存梁、运梁和架梁的施工作业;制梁台座、存梁台座及运梁线路的地基应具有足够的承载能力,并应有防排水设施;场地内的道路、料场等应硬化处理。
(2)对在水域中架设安装的箱梁,应在预制场地设置箱梁的出运码头;从岸的一侧开始延伸至水域中或在陆上架设安装的箱梁,应设置必要的提梁设施和装置。
2.钢筋宜在专用胎架上绑扎制作成整体骨架后,进行整体起吊安装;采用拼装式内模时,钢筋宜分片制作,分片起吊安装。
3.箱梁的预制宜采用定型钢模板,模板应具有足够的强度和刚度,并应能满足多次重复使用不变形的要求。模板的制作、安装与拆除除应符合1B413020的有关规定外,尚应符合下列规定:
(1)钢模板在加工制作时,模板的全长和跨度应考虑箱梁反拱度的影响及预留压缩量。附着式振捣器的支座应交错布置,安设牢固,并应使振动力先传向模板的骨架,再由骨架传向面板。
(2)模板的拆除期限除应符合1B413020的有关规定外,对外侧模和端模,尚应满足箱梁混凝土的表层温度与环境温度之差不大于15℃的要求;当气温急剧变化时,不宜进行拆模作业。
4.箱梁混凝土宜一次连续浇筑完成,且宜采取水平分层、斜向推进的方式浇筑,水平分层的厚度不得大于300mm,各层间混凝土的间隔浇筑时间不应超过其初凝时间。梁体腹板下部的底板混凝土宜采用设于底模处的附着式振捣器振动;腹板混凝土宜采用插入式振捣器及附着式振捣器辅助振捣;对钢筋和预应力管道密布区域的混凝土,应提前按一定间距设置混凝土溜槽和插入式振捣器辅助导向等装置,保证该区域的混凝土能振捣密实。
5.箱梁混凝土浇筑完成后,应按《公路桥涵施工技术规范》JTG/T3650-2020的有关规定及时进行覆盖和养护,并应符合下列规定:
(1)当采取 蒸汽养护 时,除应符合《公路桥涵施工技术规范》JTC/T3650-2020的冬期施工规定外,尚宜分为 静停、升温、恒温、降温及自然养护 五个阶段。静停期间应保持蒸养棚内的温度不低于5℃;混凝土浇筑完成4h后方可升温,且升温的速度不应大于10°C/h;恒温时应将温度控制在50℃以下,恒温时间宜由试验确定;降温的速度不应大于5°C/h;蒸汽养护结束后,应立即进入自然养护阶段,且养护时间不宜少于7d。蒸养期间、拆除保温设施及模板时,梁体混凝土表层的温度与环境温度之差不得大于15°C。
(2)当采取 自然养护 时,对暴露于大气环境中的混凝土表面应采用适宜的材料进行覆盖,并洒水养护;拆模后尚未达到养护时间的梁体混凝土表面,宜采用喷淋方式或釆用养护剂喷洒养护,当环境相对湿度小于60%时,自然养护的时间不宜少于28d;相对湿度大于或等于60%时,不宜少于14d。
6.梁体混凝土的抗压强度达到设计强度的1/3以上、弹性模量不低于设计值的50%时,可对部分预应力钢束进行初张拉,但其张拉应力不应超过设计张拉控制应力的1/3,且初张拉的预应力钢束编号及张拉应力应符合设计规定,对箱梁预应力钢束的终张拉,应在其混凝土抗压强度达到设计强度的80%、弹性模量不小于设计值的80%后进行,设计对张拉有具体规定时应从其规定。
7.梁体预应力管道的压浆应符合1B413033的规定。压浆结束后应将锚具外部清理干净,并应对梁端混凝土进行凿毛,对锚具进行防锈处理,按设计要求设置钢筋网片,浇筑封端混凝土。封端应采用无收缩混凝土,其强度应符合设计规定,并应严格控制梁体长度。
8.箱梁的场内移运及存放应符合下列规定:
(1)箱梁在场内的移运可釆用龙门吊机、轮胎式移梁机或滑移方式,应预设相应的移运通道。
(2)采用滑移方式移梁时,滑道应设在坚固稳定的地基基础上,滑道应保持平整,滑移时4个支点的相对高差不得超过4mm,两滑道之间的高差不得超过50mm、滑移的动力设施应经计算及试验确定,滑移过程中应采取有效措施保证梁体不受损伤。
(3)梁体预应力钢束初张拉后进行吊运或滑移时,箱梁顶面严禁堆放重物或施加其他额外荷载;终张拉后吊运或滑移箱梁时,应在预应力管道压浆浆体达设计规定强度后方可进行。
(4)箱梁的存放台座应坚固稳定,且应有相应的防排水设施,应保证箱梁在存放期间不致因台座下沉受到损坏,箱梁在存放时,其支点距梁端的距离应符合设计规定。
9.箱梁的运输应符合下列规定:
(1)采用运梁车运输箱梁时,运梁线路的路面应平坦,地基应有足够的承载能力,纵向坡度应不大于3%、横向坡度(人字坡)应不大于4%,最小曲率半径应不小于运梁车的允许转弯半径。在运梁车通过的限界内,不得有任何障碍物。
(2)运梁车装载箱梁时,其支承应牢固,起步和运行应缓慢,平稳前进,严禁突然加速或紧急制动,重载运行时的速度宜控制在5km/h以内,曲线、坡道地段应严格控制在3km/h以内,当运梁车接近卸梁地点或架桥机时,应减速徐停。
(3)当采用水运方式运输箱梁时,除支承应符合结构受力及运输要求外,尚应对梁体进行固定,并应采取防止船体摆动的有效措施,保证其在风浪颠簸中不移位。
(4)不论采取何种方式运输箱梁,均不得使其在装卸和运输过程中产生任何形式的损伤及变形。
10.箱梁的架设安装应符合下列规定:
(1)箱梁应采用通过技术质量监督部门产品认证的专用架桥机,或由海事部门颁发船舶证书及起重检验证书的起重船进行架设安装,旦起重参数应能满足架梁的要求,起重船的锚泊系统应能满足作业水域的条件。吊架和吊具应专门设计。起重设备、吊架和吊具等应经试吊确认安全后方可用于正式施工,吊具应定期进行探伤检查。
(2)采用架桥机安装作业时,其抗倾覆稳定系数不应小于1.3;架桥机过孔时,起重小车应位于对稳定最有利的位置,且抗倾覆稳定系数不应小于1.5。架桥机施工工艺流程参见上述第一点中第9条的有关要求。
(3)采用起重船安装作业时,起重船在进入安装位置后应根据流速、流向、风向和浪高等情况抛锚定位,定位时不得利用桥墩墩身带缆;在起重船定位和箱梁架设安装过程中,船体和梁体均不得对桥墩或承台产生碰撞。
(4)架设安装时,箱梁在起落过程中应保持水平;顶落梁时梁体的两端应同步缓慢起落,并不得冲击临时支座。箱梁就位时,应设置必要的装置对梁体的空间位置进行精确调整。
(5)在墩顶设置的临时支座,其形式和位置应符合设计规定,梁底与支座应密贴;4个临时支座的顶面相对高差不得超过4mm。
(6)箱梁架设安装后的吊梁孔应釆用收缩补偿混凝土封填。
11.箱梁简支变连续时的体系转换除应符合设计要求和上述第一条的有关规定外,尚应符合下列规定:
(1)需浇筑湿接头的箱梁端部的形状应符合设计规定,预应力钢束及其他预留孔道的位置偏差应不大于4mm;
(2)宜先将一联箱梁采用型钢在纵向予以临时固结,且宜在一天中气温最低且温度场均匀稳定的时段浇筑湿接头混凝土。
1B413062桥梁上部结构支架及逐孔施工
一、支架现浇施工(以现浇箱梁为例叙述)
支架现浇梁单个施工单元施工工艺流程主要包括: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、模板支架拆除。
(一)地基处理与支架模板施工
1.地基处理。地基处理应根据箱梁的断面尺寸及支架的形式对地基的要求而决定,支架的跨径大,对地基的要求就高,地基的处理形式就得加强,反之就可相对减弱。地基处理形式有:地基换填压实、混凝土条形基础、桩基础加混凝土横梁等。地基处理时要做好地基的排水,防止雨水或混凝土浇筑和养护过程中滴水对地基的影响。
2.支架:支架的布置根据梁截面大小并通过计算确定以确保强度、刚度、稳定性满足要求。对高度超过8m、跨度超过18m的支架,应对其稳定性进行 安全论证 ,确认无误后方可施工。梁式支架不宜采用拱式结构,必须采用时,应按拱架的要求施工。梁式桥跨越需要维持正常通行(航)的道路(水域)时,对其现浇支架应采取防碰撞的安全措施,并应设置必要的交通导流标志,保证施工安全和交通安全。
3.支架应根据技术规范的要求确定是否采取预压措施,以收集支架、地基的变形数据,作为设置预拱度的依据,预拱度设置时要考虑张拉上拱的影响,预拱度一般按二次抛物线设置。
4.模板。模板由底模、侧模及内模三个部分组成,一般预先分别制作成组件,在使用时再进行拼装,模板以钢模板为主,在齿板、堵头或棱角处采用木模板。对于一次性浇筑混凝土的箱梁,内模框架由设置在底模板上的预制块支撑,预制块混凝土强度与梁体同等级。对于腹板模板,应根据腹板高度设置对拉杆,对拉杆宜采用塑料套管,以便拉杆取出,不得用气割将拉杆割断。混凝土的隔离剂应采用清洁的机油、肥皂水或其他质量可靠的隔离剂,不得使用废机油。在箱梁的顶板和横隔板上要根据施工需要设置人孔,以便将内模拆出。
(二)普通钢筋、预应力筋施工
1.在安装并调好底模及侧模后,开始底、腹板普通钢筋绑扎及预应力管道的预设,混凝土一次浇筑时,在底、腹板钢筋及预应力管道完成后,安装内模,再绑扎顶板钢筋及预应力管道。混凝土采用二次浇筑时,底、腹板钢筋及预应力管道完成后,浇筑第一次混凝土,混凝土终凝后,再支内模顶板,绑扎顶板钢筋及预应力管道,进行混凝土的第二次浇筑。
2.预应力筋穿束前要对孔道进行清理。钢束较短时,可采用人工从一端送入即可。如钢束较长时,可采用金属网套法,先用孔道内预留铅丝将牵引网套的钢丝绳牵入孔道,再用人工或慢卷扬机牵引钢束缓慢引进。
(二)混凝土的浇筑
1.箱梁施工前,应做混凝土的配合比设计及各种材料试验,并报请工程师批准,并根据实际情况进行综合比较,确定箱梁混凝土采用一次、二次浇筑方式。
2.混凝土浇筑时要安排好浇筑顺序,其浇筑速度要确保下层混凝土初凝前覆盖上层混凝土。梁桥现浇施工时,梁体混凝土在顺桥向宜从低处向高处进行浇筑,在横桥向宜对称进行。浇筑混凝土浇筑过程中,应对支架的变形、位移、节点和卸架设备的压缩及支架地基的沉降等进行监测,如发现超过允许值的变形、变位,应及时采取措施予以处理。混凝土如采用分次浇筑,第二次混凝土浇筑时,应将接触面上第一次混凝土凿毛,清除浮浆。
(四)预应力张拉
1.当梁体混凝土强度达到设计规定的张拉强度(试压与梁体同条件养护的试件)时,方可进行张拉。
2.箱梁预应力的张拉釆用双控,即以张拉力控制为主,以钢束的实际伸长量进行校核,实测伸长值与理论伸长值的误差不得超过规范要求,否则应停止张拉,分析原因,在查明原因并加以调整后,方可继续张拉。由于预应力筋张拉时,应先调整到初应力,再开始张拉和量测伸长值,实际伸长值为两部分组成,一是初应力至张拉控制应力部分的实测伸长量,二是初应力时推算的伸长值,实际伸长值为两者之和。
3.张拉的程序按设计文件或技术规范的要求进行。
4.张拉顺序按图纸要求进行,无明确规定时按分段、分批、对称的原则进行张拉。
二、逐孔施工
(一)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。移动模架法适用在多跨长桥,桥梁跨径可达20~70m,使用一套设备可多次移动周转使用。为适应这类桥梁的快速施工,要求有严密的施工组织和管理。
移动模架是以移动式桁架为主要支承结构的整体模板支架,可一次完成中小跨径桥一跨梁体混凝土的浇筑,适用于20~70m跨径梁体断面形式基本相同的多跨简支和连续梁的就地浇筑。连续施工时每孔仅在(0.2~0.25)L附近处(L为跨长)设一道横向工作缝,浇完一孔后,将移动模架前移到下孔位置,如此重复推进和连续施工。
移动模架是混凝土的直接支承体系,既是施工作业平台,也是梁体混凝土的模具。移动模架主要由主梁导梁系统、吊架支撑系统、模板系统、移位调整系统、液压电气系统及辅助设施等部分组成。移动模架结构按行走方式分为自行式和非自行式;按导梁的形式分为前一跨式导梁、前半跨式导梁、前后结合导梁等;按底模的安拆方式分为平开合式、翻转式等;按与箱梁的位置和过孔方式分为上行式(上承式)、下行式(下承式)等形式。
主梁在待制梁体上方,借助已成梁体和桥墩移位的称为上行式移动模架;主梁在待制梁体下方,完全借助桥墩移位的称为下行式移动模架。上行式、下行式移动模架特征见,表1B413062;

1.施工过程的主要工序
主要工序有:支腿或牛腿托架安装、主梁安装、导梁安装、模板系统与液压电气系统及其他附属设施安装、加载试验、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、施加预应力和管道压浆、落模、拆底模及滑模纵移。
2.模架的安装
移动模架现浇施工主要包括模架的拼装、运行、拆除 三个关键环节 ,拼装是施工准备阶段的重点,运行是施工过程中的关键,拆除是施工收尾阶段的难点。
整套移动模架的拼装分为支承托架(牛腿)拼装、钢主梁(导梁)拼装、横梁拼装、模板系统及其他附属部件拼装四大部分,移动模架拼装完成后,应对其拼装质量进行检验,并应在首孔梁的浇筑位置就位后进行荷载加载试验,检验和试压合格后方可正式使用。
3.移动模架施工要点
(1)模架的支承系统应安全可靠,应具有足够的承载能力、刚度和稳定性。模架应设置预拱度,预拱度值应经计算并参考荷载试验结果确定。
(2)首孔梁浇筑混凝土前,应做好施工前的各项准备工作,制订详细的施工方案、施工工艺、各项保障措施及应急预案;浇筑施工时,应对模架进行挠度监测,监测的数据及分析结果应作为修正模架预拱度的依据。 首孔梁 的混凝土在顺桥向宜从桥台(或过渡墩)开始向悬臂端进行浇筑, 中间孔 宜从悬臂端开始向已浇梁段推进浇筑, 末孔 宜从一联中最后一个墩位处向已浇梁段推进浇筑,最终与已浇梁段接合;梁体混凝土在横桥向应对称浇筑,连续梁逐孔现浇的纵向分段接缝位置应符合设计规定;设计未规定时,宜设在1/5跨的弯矩零点附近。
(3)任一孔梁的混凝土浇筑施工完成后,内模中的侧向模板应在混凝土抗压强度达到2.5MPa后,顶面模板应在混凝土抗压强度达到设计强度的75%后,方可拆除;外模架应在梁体建立预应力后方可卸落。
(4)模架横移和纵向移动过孔前,应解除作用于模架上的全部约束。纵向移动时两侧的承重钢梁应保持基本同步,不同步的最大距离偏差应符合产品设计的规定,且应有限位和紧急制动装置;移动到下一孔位置后,应立即对模架进行准确就位并固定。模架在移动过孔时的抗倾覆稳定系数应不小于1.5。
(5)每完成一孔梁的施工,均应对模架的关键部位及支承系统等进行检查,发现问题后应及时处理。
(二)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机具
吊装的机具有桁式吊、浮吊、龙门起重机、汽车吊等多种,可根据起吊物重力、桥梁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的注意事项
(1)采用 分段组装逐孔施工 的接头位置可以设在桥墩处也可设在梁的1/5附近,前者多为由简支梁逐孔施工连接成连续梁桥,后者多为悬臂梁转换为连续梁,在接头位置处可设有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形式确定。当桥梁较宽,起重能力有限的情况下,可以采用T形梁或工字梁截面,分片架设之后时进行横向整体化。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。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。
1B413063桥梁上部结构悬臂施工
一、悬臂拼装施工
(一)概述
悬臂拼装施工包括:块件的预制、运输、拼装及合龙。它与悬浇施工具有相同的优点,不同之处在于悬拼以吊机将预制好的梁段逐段拼装。此外还具备以下优点:
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.预制梁的混凝土龄期比悬浇法的长,从而减少了悬拼成梁后混凝土的收缩和徐变。
3.预制场或工厂化的梁段预制生产利于整体施工的质量控制。
同时,悬臂拼装也具有以下缺点。
1.悬臂拼装采用梁段间的接缝、预应力束的穿束连接张拉,使结构整体性相对差一些。
2.因梁段已完成预制,能调整的余地相对较小,再加上施工中有许多不确定因素,造成施工变形控制难度较大。
3.悬臂拼装需要起吊大块预制梁段,对预制场地、设备等配置要求高,致使造价偏高。
(二)悬拼施工方法
1.梁段预制方法分长线法及短线法。
2. 长线法 ,组成梁体的所有梁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,缝面浇筑前涂抹隔离剂,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。
长线法梁段预制工序:预制台座建造→台座立面、平面线形调整→外模安装→刷隔离剂/堵缝→安装底腹板普通钢筋及预应力管道→内模安装→安装普通钢筋及预应力管道→混凝土浇筑及养护→拆除模板→台座立面、平面线形调整(预制下一节段)
3. 短线法 ,梁段在固定台座能纵移的模内浇筑,待浇梁段一端设固定模架,另一端为已浇梁段(配筑梁段),浇毕达到强度后运岀原配筑梁段,达到强度要求梁段为下一待浇梁段配筑,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、侧模便于平竖曲线梁段的预制;缺点是精度要求高,施工要求严,施工周期相对较长。
短线法梁段预制工序:台车及模板系统加工→端模、底模及外侧模安装→匹配梁段定位→钢筋骨架吊装→内模就位→固定端模复测→混凝土浇筑及养护→拆除模板→匹配梁段转运存放→新浇筑梁段移至匹配梁位置→匹配梁段定位(下一块段施工)。
(三)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,将构件支座临时固结,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。1号块是紧邻0号块两侧的第一箱梁节段,也是悬拼构件的基准梁段,是全跨安装质量的 关键 ,一般采用湿接缝连接。湿接缝拼装梁段施工程序包括:吊机就位→提升、起吊1号梁段→安装波纹管→中线测量→丈量湿接缝的宽度→调整波纹管→高程测量→检查中线→固定1号梁段→安装湿接缝的模板→浇筑湿接缝混凝土→湿接缝养护、拆模→张拉预应力筋→压浆→下一梁段拼装。
3.其他梁段拼装
(1) 移动式导梁架桥机 施工
悬臂节段 拼装工艺流程图。架桥机安装及调试→运梁就位→架桥机落钩起吊箱梁至桥面→节段胶结层涂抹→临时预应力张拉→胶结层养护至固化→悬拼预应力钢束张拉→架桥机解构,前移至下一个节段施工。
整跨拼装 工艺流程图:架桥机安装及调试→运梁就位→ 梁段吊装及调整 →节段胶结层涂抹→临时预应力张拉→胶结层养护至固化→ 整孔预应力张拉 → 整孔落梁就位 →架桥机纵移过孔→吊钩前移至下一个节段施工。
(2) 悬拼吊机 法施工
悬拼吊机法节段拼装工艺流程图:吊机安装及调试→梁段就位→起吊梁段、试拼→节段胶结层涂抹→临时预应力张拉→胶结层养护至固化→悬拼预应力钢束张拉→吊机解钩,前移至下一个节段施工。
(3) 浮吊悬拼法 施工
浮吊悬拼工艺流程图:浮吊船移动就位→梁预制节段驳船运输到位→移动浮吊挂钩,固定缆风绳,起吊→浮吊调整梁段起吊高度,停钩靠近待吊墩位→稳住浮吊,起钩→就位停钩,稳住浮吊,梁段调正→调整梁段,浮吊落钩→摘钩,移船。
(四)悬臂拼装施工应注意的要点
1.预制场地的布置应便于节段的预制、移运、存放及装车(船)岀运;预制台座应稳定、坚固,在荷载作用下,其顶面的沉降应控制在2mm以内,梁段的存放场地应平整,承载力应满足要求,支垫位置应与吊点一致。
2.节段预制前,应在预制场地建立精密测量的平面控制网和高程控制网,并设置测量控制点、测量塔及靶标,测量控制点应设在远离热源和震动源的位置,且应具有良好的通视条件,必要时应设置备用的测量控制点。
3.节段预制时,应对其预制线形进行控制,使成桥后的线形符设计要求。节段预制的测量控制宜采用专用线形控制软件进行。
4.节段预制宜采用专门设计的钢模板,钢模板及其支撑除应满足强度、刚度和稳定性的要求外,尚应满足多次重复使用不变形及保证节段预制精度的要求。采用长线法预制节段时,同一连续匹配浇筑的梁段应在同一长线台座上制作;采用短线法时,应在台座上匹配预制,并应符合下列规定:
(1)内模系统应是可调整的,且宜安装在可移动的台车支架上。
(2)端模应垂直、牢固,外侧模与底模应能适应节段的线形变化要求。
(3)模板与匹配节段的连接应紧密,不漏浆。
5.节段的钢筋宜在专用胎架上制成整体骨架后,吊入模板内进行安装;吊装整体骨架时应设置吊架,吊点的布置应合理,且宜采用多点起吊,防止变形。对预埋件的安装和预留孔的设置,应采用定位钢筋将其准确固定;当有体外预应力钢束转向器时,其安装必须准确可靠。
6.节段预制混凝土的性能及要求除应符合1B413032的规定外,尚应符合设计对其弹性模量、收缩和徐变等性能的要求。节段预制混凝土的浇筑应根据环境温度、水泥品种、外加剂、施工进度及对混凝土性能的要求等制定养护方案,总体养护时间宜不少于14d,对节段的外立面混凝土宜采用喷湿或其他适宜的方式进行养护。
7.节段的脱模时间应符合设计规定;设计未规定时,应在混凝土强度达到设计强度的75%后方可脱模并拆除。在脱模、拆除或移动节段时,应采取措施防止损伤节段混凝土的棱角和剪力键。
8.模板拆除后应及时对节段进行检查验收,测量其外形尺寸,并标出梁高及纵横轴线。
9.节段的起吊、移运、存放应符合下列规定。
(1)节段从预制台座起吊时,混凝土的强度应符合设计规定。
(2)节段的移运应满足运输安全和施工安全的要求。在移运时,应采取措施防止对节段产生冲击或碰撞。
(3)节段在存放台座的叠放层数宜不超过两层,并应对存放台座及其地基的承载力进行验算。节段支点的位置应符合设计规定,且宜采用垫木或橡胶板等弹性支撑物进行支承。
(4)节段的存放时间应符合设计要求;设计未要求时,宜不少于90d,对未达到养护时间的节段,应在存放时继续养护。
10.对连续梁,墩顶的梁段与墩之间应按设计要求进行临时固结,并应进行必要的施工验算,且临时固结的结构和材料应满足方便、快速拆除的要求。
11.悬臂拼装施工应符合下列规定。
(1)节段拼装施工前,应对预制节段的匹配面进行必要的处理,并应确定接缝施工的方法和工艺。在拼装施工过程中,应跟踪监测各节段梁体的挠度变化情况,控制其中轴线及高程;当实测梁体线形与设计值有偏差时,应及时进行调整。
(2)施工前应按施工荷载对起吊设备进行强度、刚度和稳定性验算,其安全系数应不小于2。节段起吊安装前,应对起吊设备进行全面安全技术验收,并应分别进行1.25倍设计荷载的静载和1.1倍设计荷载的动载试验。
(3)墩顶节段安装前,应在每一联梁中建立其独立的三维坐标系,对该联各墩顶节段安装的平面位置和高程进行测量放样。X、Y两个方向的放样精度宜不大于1mm,Z方向的放样精度宜不大于2mm。安装时,应对其安装精度进行严格控制。
(4)墩顶梁段采用现浇方式施工时,对与之相邻的拼装起始节段的放样精度控制,亦应符合本条第(3)款的规定。
(5)节段悬臂拼装时,桥墩两侧的节段应对称起吊,且应保证桥墩两侧平衡受力,最大不平衡力应符合设计规定。
12.接缝的处理应符合下列规定:
(1)采用 胶接缝 拼装的节段,涂胶前应就位试拼。胶粘剂进场后应进行力学性能及作业性能的抽检,其各项性能应满足结构设计与节段拼装施工的要求。节段的匹配面应平整,对尘土、油脂等污染物及松散混凝土和浮浆应清除干净,涂胶前的匹配面应进行干燥处理。
(2)胶粘剂宜采用机械拌合,且在使用过程中应连续搅拌并保持其均匀性。胶粘剂应涂抹均匀,覆盖整个匹配面,涂抹厚度不宜超过3mm。对胶接缝施加临时预应力进行挤压时,挤压力宜为0.2MPa,胶粘剂应在梁体的全断面挤出,且胶接缝的挤压应在3h以内完成;当施工时间超过明露时间的70%时,在固化之前应清除被挤岀的胶结料。胶粘剂在涂抹和挤压时,应采取措施对预应力孔道的端口处进行防护,防止胶粘剂进入孔道内。
13.节段拼装的预应力施工除应符合1B413033的规定外,尚应符合下列规定:
(1)对采用胶接缝的节段,在拼装工作结束并经检查符合要求后,应立即施加预应力对接缝进行挤压;对采用湿接缝的节段,应在接缝混凝土强度达到设计强度的80%以上时方可对其施加预应力。
(2)临时预应力钢束的布置和张拉控制应力应符合设计规定,并应满足多次重复张拉的作业要求;临时预应力钢束在结构永久预应力施工完成后方可拆除。
(3)节段拼装完成并施加预应力后,方可放松起吊吊钩,并应立即对预应力孔道进行压浆和封锚。
(4)对梁顶面明槽内已张拉的预应力钢束应加以保护,严禁在其上堆放物体或抛物撞击。
(五)悬臂拼装 合龙段 施工
悬臂拼装合龙段施工工艺流程图:合龙段起吊就位→合龙段临时锁定→湿接缝预应力管道连接→穿合龙预应力束→安装湿接缝模板→现浇湿接缝,养护,脱模→张拉预应力束→解除临时锁定。
二、悬臂浇筑施工
(一)概述
适用于大跨径的预应力混凝土悬臂梁桥、连续梁桥、T形刚构桥、连续刚构桥。其特点是无须建立落地支架,无须大型起重与运输机具,主要设备是一对能行走的挂篮。
(二)施工准备
1.挂篮设计及加工
(1)挂篮是悬浇箱梁的主要设备,它是沿着轨道行走的活动脚手架及模板支架。挂篮按主要承重结构形式可分为桁架式、斜拉式及钢板梁式;按受力原理可分为垂直吊杆式、斜拉式、刚性模板式;按抗倾覆平衡方式可分为压重式、锚固式、半压重式半锚固式;按移动方式可分为滑动式、滚动式、组合式。对某一具体工程,应根据梁段分段情况,根据对挂篮的重量、要求承受荷载及施工经验对挂篮进行认真详细的设计。除必须满足强度、刚度、稳定性要求外,还要使其行走、锚固方便可靠,重量不大于设计规定。挂篮由主桁架、锚固、 平衡 系统及吊杆、纵横梁等部分组成,由工厂或现场根据挂篮设计图纸精心加工而成。挂篮试拼后,必须进行荷载试验。
(2)挂篮与悬浇梁段混凝土的重量比不宜大于0.5,且挂篮的总重应控制在设计规定的限重之内。
(3)挂篮的最大变形(包括吊带变形的总和)应不大于20mm。
(4)挂篮在浇筑混凝土状态和行走时的抗倾覆安全系数、自锚固系统的安全系数、斜拉水平限位系统的安全系数及上水平限位的安全系数均不应小于2。
(5)挂篮锚固系统所用的轴销、键、拉杆、垫板、螺母、分配梁等应专门设计、加工,并不得随意更换或替代。
(6)悬挂系统两端应能与承压面密贴配合,混凝土承压面不规则、不平整时应事前处理,应使吊杆能轴向受拉而不承受额外的弯矩和剪力。
(7)挂篮制作加工完成后应进行试拼装,挂篮在现场组拼后,应全面检查其安装质量。并应进行模拟荷载试验,符合挂篮设计要求后方可正式投入使用。
2.0号块、1号块的施工。挂篮是利用已浇筑的箱梁段作为支撑点,通过桁架等主梁系统、底模系统,人为创造一个工作平台,对于0号、1号块,挂篮没有支撑点或支撑长度不够,需采用其他方式浇筑。一般采用扇形托架浇筑。扇形托架可用万能杆件、贝雷片或其他装配式杆件组成,托架可支撑在桥墩基础承台上或墩身上。托架除须满足承重强度要求外,还须具有一定的刚度,各连续点应连接紧密,螺栓旋紧,以减少变形,防止梁段下沉和裂缝。
3.临时固结。对于连续箱梁,梁与墩未固结在一起。施工时,两侧悬浇施工难以保持绝对平衡,必须在施工中釆取临时固结措施,使梁具有抗弯能力,并应进行必要的施工验算。临时固结一般采用在支座两侧临时加预应力筋,梁和墩顶之间浇筑临时混凝土垫块,将梁固结在桥墩上,使梁具有一定的抗弯能力,在条件成熟时,再采用静态破碎方法,解除固结。
(三)悬臂浇筑施工工艺流程
1.连续刚构桥悬臂浇筑施工流程图: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→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→挂篮分离,前移就位→悬臂浇筑2号块(下一块段施工)→边跨合龙(边跨现浇混凝土浇筑)→中跨合龙。
2.连续梁桥悬臂浇筑施工流程图: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(下一块段施工)→边跨合龙(边跨现浇混凝土浇筑)→解除临时固结→中跨合龙。
(四)悬臂浇筑施工中应注意的要点
1.主梁各部分的长度应充分考虑主梁的形式、跨径、墩宽、挂篮的形式以及施工周期来确定。0号段长度一般为5-20m,悬浇分段长度一般为3~5m。
2.桥墩顶梁段及桥墩顶附近梁段施工时,可采用托架或膺架为支架就地浇筑混凝土。托架或膺架应经过设计,计算弹性及非弹性变形,墩顶梁段宜全断面一次浇筑完成,当梁段过高一次浇筑完成难以保证质量时,可沿高度方向分两次浇筑,但首次浇筑的高度宜超过底板承托顶面以上至少500mm,且宜将两次浇筑混凝土的龄期差控制在7d以内。
3.挂篮安装时应保证安全、稳定、可靠。
(1)挂篮的主纵横梁的分联和移动操作应特别精心,以防急剧的塌落和倾覆。
(2)浇筑混凝土时,后端应锚固于已完成的梁段上,后锚和移动架可采取保险锚、保险索或保险手拉葫芦等安全措施。
(3)挂篮桁架在已完成的梁段上行走时,应于后端压重稳定。
(4)挂篮组拼后,应全面检查安装质量,并对挂篮进行试压,以消除结构的非弹性变形。挂篮试压通常采用水箱加压法、试验台加压法及砂袋法。
4.钢筋的制作及安装除应符合1B413031的规定外,尚应符合下列规定:
(1)底板钢筋与腹板钢筋的连接应牢固,且宜采用焊接;底板上、下两层的钢筋网应采用两端带弯钩的竖向筋进行连接,使之形成整体;顶板底层的横向钢筋宜采用通长筋。
(2)钢筋与预应力管道、预应力施工作业相互影响时,钢筋仅可移动,不得切断。若挂篮的下限位器、下锚带、斜拉杆等部位影响下一步操作必须切断钢筋时,应在该工序完成后,将切断的钢筋重新连接。
5.悬臂浇筑施工应符合下列规定:
(1)悬臂浇筑施工应对称、平衡地进行,两端悬臂上荷载的实际不平衡偏差不得超过设计规定值;设计未规定时,不宜超过梁段重的1/4。悬臂梁段应全断面一次浇筑完成,并应从悬臂端开始,向已完成梁段推进分层浇筑。
(2)悬臂浇筑的施工过程控制宜遵循变形和内力双控的原则,且宜以变形控制为主。悬臂浇筑施工时,立模高程的误差应不大于±5mm,立模轴线的偏位应不大于5mm。
(3)挂篮前移时,宜在其后方设置控制其滑动的装置或在滑道上设置止动装置;前移就位后,应立即将后锚固点锁定,防止倾覆。
(4)每一节段悬臂浇筑施工完成后,除应进行质量检验外,尚应对预应力孔道进行检查,防止有杂物堵塞孔道的情况发生。悬臂浇筑施工时,应对桥面上的各种临时施工荷载进行控制。
(5)当悬臂浇筑施工跨越铁路、公路、航道及其他建筑物时,应采取有效的安全施工防护措施。
6.悬臂浇筑时预应力的施工除应符合1B413033的规定外,尚应符合下列规定:
(1)对纵向预应力长钢束的张拉,宜通过必要的试验确定其张拉程序和各项参数,张拉持荷时间宜增加1倍;当钢束的伸长值不能满足要求时,可采取补张拉或多次张拉的措施,但张拉应力不得超过设计规定的最大控制应力。横向预应力釆用一端张拉时,其张拉端宜在梁两侧交错设置。竖向预应力宜釆取多次张拉的方式进行,多次张拉的次数应以钢束的伸长值是否达到要求且是否可靠锚固而定。
(2)对钢束施加预应力时,不得随意将锚具附近的普通钢筋切断;当该处的钢筋影响到张拉操作不能进行正常作业时,应会同设计人员协商处理。
(3)对竖向预应力孔道,压浆时应从下端的压浆孔压入,压力宜为0.3~0.4MPa,且压入的速度不宜过快。
(五)混凝土梁的合龙和体系转换应符合的规定。
1.合龙的程序和顺序应符合设计规定,边跨、中跨合龙段施工可参照如下流程图。
(1)悬臂浇筑边跨合龙施工流程图:施工准备及模架安装→设置平衡重→普通钢筋及预应力管道安装→ 合龙锁定 →浇筑合龙段混凝土→预应力施工→拆模、落架。
(2)悬臂浇筑中跨合龙施工流程图:吊架及模板安装→设置平衡重→普通钢筋及预应力管道安装→ 合龙锁定 → 解除连续梁墩顶临时固结,完成体系转换 →浇筑合龙段混凝土→预应力施工→拆除模板及吊架。
2.合龙施工前应对两端悬臂梁段的轴线、高程和梁长受温度影响的偏移值进行观测,并应根据实际观测值进行合龙的施工计算,确定准确的 合龙温度、合龙时间及合龙程序 。
3.对连续刚构两端的悬臂梁段采用施加水平推力的方式调整梁体的内力时,千斤顶的施力应对称、均衡。
4.合龙时,宜采取措施将合龙口两侧的悬臂端予以临时刚性连接后,再浇筑合龙段混凝土。宜在合龙口两侧的梁体顶面设置等重压载水箱,并在浇筑合龙段混凝土时同步卸载。
5.合龙段的混凝土宜在一天中气温最低且稳定的时段内浇筑,浇筑后应及时覆盖洒水养护,养护时间宜不少于14d。
6.合龙时在桥面上设置的全部临时施工荷载应符合施工控制的要求。对预应力混凝土连续梁,合龙后应在规定的时间内尽快拆除墩梁临时固结装置,按设计规定的程序完成体系转换和支座反力调整。
(六)悬臂浇筑施工监控应符合的规定
1.施工前应编制施工监控方案,进行结构分析复核,确定主梁施工监控目标高程和应力控制标准,建立指令、监测数据等信息传递和反馈的控制流程。施工监控方案应依据批准的图纸和实施性施工组织设计编制,结构分析的参数和结果应经设计认可。
2.施工监控应考虑环境温度、桥上施工设备及临时荷载的影响;监控测量应考虑日照温差、季节性温差、大风等因素的影响;施工荷载应不超岀规定的限值。
3.每节段施工应在混凝土浇筑后、预应力张拉后、挂篮前移就位后等阶段,测量梁段的高程,并据此预测、确定下一梁段的立模高程。应力监测应按预定的频次实施,不得随意改变。
4.当需要改变施工顺序、进度和作业条件时,应复核施工监控的可行性,并制定措施保证桥梁线形和应力符合设计要求。如果施工顺序、进度或作业条件发生了重大偏差,应重新进行施工监控结构分析,确定目标高程和应力控制标准。
1B413064桥梁上部结构顶推施工
一、概述
顶推法多应用于预应力钢筋混凝土等截面连续梁桥和斜拉桥梁的施工。顶推施工是在桥台的后方的引道或引桥上设置预制施工场地,分节段浇筑梁并用纵向预应力筋将浇筑节段与已完成的梁体连成整体,在梁体前端安装钢导梁,用千斤顶纵向顶推,使梁体通过各墩顶的临时滑动支座面就位,这样分段预制,逐段顶推,待全部顶推就位后,落梁、结构体系转换、更换正式支座,完成桥梁施工。顶推施工的方法可分为单点顶推和多点顶推。
顶推施工主要临时设施及机具设备有:起重机、 顶推平台(预制台座) 、混凝土拌合楼、混凝土输送泵、 导梁 (鼻梁)、 横向导向 (纠偏装置)、辅助墩(临时墩)、顶推设备(顶推工斤顶)、 滑动装置 等
(一)顶推法施工特点
1.节省施工用地,工厂化制作,结构整体性好,能保证构件质量,桥梁节段固定在一个场地预制,便于施工管理改善施工条件,避免高空作业;节约劳力,施工安全。
2.由于作业场所限定在一定范围内,可于作业场上方设置顶棚而使施工不受天气影响,全天候施工。
3.机具设备简便,模板、机具设备可多次周转使用,施工平稳无噪声;无需大型起吊设备、大量的施工脚手架,可不中断交通或通航。可在深谷和宽深河道上的桥梁、高架桥以及等曲率曲线桥、带有曲线的桥和坡桥上釆用。
4.连续梁的顶推跨径30~50m最为经济有利,如果跨径大于此值,则需要临时墩等辅助手段,逐段顶推施工宜在等截面的预应力混凝土连续梁桥中使用,也可在组合梁、斜拉桥和拱桥的主梁上使用。
5.不适应多跨变高梁,曲率变化的曲线桥和竖向曲率大的桥梁,受顶推悬臂弯矩的限制,顶推跨径大于70~80m不经济。顶推过程中需承受反复应力变化,使梁高取值大,临时束多,张拉工序繁琐,随着桥长的增大,施工进度较慢。
(一)顶推施工分类
1.按顶推动力装置的多少分为单点顶推和多点顶推。
2.按动力装置的类别可分为步距式顶推和连续顶推。
3.按施加水平力的方法可分水平+竖向千斤顶法和拉杆千斤顶法。
4.按支承系统可分临时滑道支承装置顶推施工和永久支承装置顶推施工。
5.按顶推方向可分单向顶推和双向(相对)顶推。
6.按箱梁节段的成形方式可分为分段顶推(预制组装、分段顶推)和阶段顶推(逐段制梁、逐段顶推)。
(二)顶推法施工工工序
顶推法施工工序:预制场准备工作→制作模板与安装钢导梁→顶推设备安装→预制节段→张拉预应力筋→顶推预制节段→管道 压浆 (循环第四~第七步骤)→顶推就位→放松临时预应力筋及拆除辅助设备→张拉后期预应力筋→管道压浆→落梁与更换支座→桥面工程→验收。
二、顶推施工中的施工要点
(一)预制场地
1.宜在预制场地上搭设固定或活动的作业棚,使梁段的施工作业不受天气影响,便于混凝土养护。预制场地长度应考虑梁段悬出时反压段的长度、梁段底板与腹(顶)板预制长度、导梁拼装长度和机具设备材料进入预制作业线的长度;宽度应考虑梁段两侧施工作业的需要。
2.在桥头路基上或引桥上设置预制台座时,预制场必须将地基先碾压密实平整,保证其强度、刚度和稳定性。满足顶推施工要求,并釆取排水措施,使其不沉陷、不积水,如地基承载不足时,宜选用桩基础。在荷载作用下,台座顶面的沉降变形应不大于2mm。在平整、密实的地基浇筑混凝土台座,混凝土基础台座尺寸必须满足强度、刚度、稳定性要求,在引桥上的预制台座、临时墩的基础、装配式大梁、横梁、纵梁均应进行设计计算,使台座的强度、刚度(挠度及基础的沉降)和稳定性均符合顶推施工要求。
3.台座的轴线应与桥梁轴线的延长线重合,台座的纵坡应与桥梁的纵坡一致,两轴线间的偏差应不大于5mm;相邻两支承点上台座中滑移装置的纵向顶面高程差应不大于2mm;同一支承点上滑移装置的横向顶面高程差应不大于1mm;台座(包括滑移装置)和梁段底模板顶面高程差应不大于2mm。
4.模板宜采用钢模板,底模与底架宜连成一体且可升降;侧模宜采用旋转式的整体模板;内模宜采用可移动台车加升降旋转式的整体模板,模板应保证刚度,制作精度应符合1B413022的规定。
5.混凝土梁体在支座位置处的横隔板,宜在整联梁顶推到位并完成解联后可进行浇筑,振捣时应避免振动器碰撞预应力管道和预埋件等。梁段的工作缝表面应凿毛并清洗干净。若工作缝为多联连续梁的解联断面,宜设为干接缝并采用临时预应力束张拉使之连接紧密。干接缝的断而尺寸应准确,表面应平整,解联时应分开方便对与顶推导梁连接的梁体端部的混凝土,应保证其振捣密实,不得出现空洞等缺陷。
(二)导梁和临时墩的施工
1.导梁的长度宜为顶推跨径的0.6~0.8倍,刚度宜为主梁的1/15~1/9,导梁与主梁梁体连接处的刚度应协调,预埋件的连接强度应满足梁体顶推时的受力要求,导梁前端的最大挠度应不大于设计规定。
2.导梁全部节间的拼装应平整,其中线的允许偏差应不大于5mm,纵、横向底面高程的允许偏差应为±5mm。
3.钢梁顶推施工时,导梁与钢梁之间宜采用焊接连接或采用螺栓连接,对钢梁结构的支点和顶推施力点处宜适当加固,并应采取措施防止结构在顶推过程中产生变形。
4.对于跨径大于50m的梁桥宜设置临时墩,设置时应综合桥下交通、通航、工程量、施工难易程度、拆除方案等加以考虑。
5.临时墩应能承受顶推过程中最大的竖直荷载,不应发生沉陷。
6.临时墩在顶推时不得因纵向摩阻力而发生偏斜(必要时,可在墩顶设临时支撑)。为加强临时墩的抗推能力,可用斜拉索或水平拉索锚于永久墩下部或其墩帽,当墩距较小时,可用专用桁架、型钢或钢管相连。
7.临时墩的墩基可采用混凝土浅基础、打入桩或钻孔灌注桩,墩身一般设计成能够重复使用的构件,可釆用钢结构、装配式钢筋混凝土结构或现浇钢筋混凝土结构,使之易于装拆。由于钢结构临时墩在荷载作用和温度变化下变形较大,一般较少采用,更多采用的是用滑升模板浇筑的混凝土薄壁空心墩、混凝土预制板、预制板拼砌的空心墩或混凝土板和轻便钢架组成的框架临时墩。
8.临时墩一般只设置滑道而不设顶推装置,若必须加设顶推装置,应通过计算确定。
9.主航道中临时墩的设计应考虑拆除、清理航道的方案,水下钢管可由潜水员在水下氧割或拆除法兰盘。
10.各联主梁顶推作业完成并落梁到正式支座上以后,应将临时墩拆除。
(二)梁段顶推施工
1.顶推施工宜根据梁体长度、顶推跨度、桥墩所能承受的水平推力等条件,选择适宜的顶推方式。
2.采用单或多点水平千斤顶方式顶推时,顶推滑道的长度应大于水平千斤顶行程加滑块的长度。宽度应为滑板宽度的1.2~1.5倍;相邻墩滑道顶面高程的允许偏差宜为±2mm,同墩两滑道高程的允许偏差为±1mm。滑动装置的摩擦系数宜经试验确定。水平-竖向千斤顶顶推方式的滑动装置一般应由摩擦垫、滑块(支承块)、滑板和滑道组成。
3.采用单点或多点水平千斤顶方式顶推时,实际总顶推力应不小于计算顶推力的2倍;采用单点或多点拉杆方式顶拉时,拉杆的截面积和根数应满足顶拉力的要求,拉锚器的锚固和放松应方便、快速,设置在各墩顶的反力台应牢固,且应满足顶拉反力的要求。多点顶推(拉)时,各点的水平千斤顶应同步运行。
4.宜在墩台上设置导向装置,防止梁体在顶推过程中产生偏移。顶推过程中,宜对梁体的轴线位置、墩台的变形、主梁及导梁控制截面的挠度和应力变化等进行施工监测;发生异常情况时,应停止顶推,查明原因并进行处理后方可继续施工。
5.顶推时至少应在两个墩上设置保险千斤顶,如遇顶推故障需采用竖向千斤顶将梁顶高时,最大顶升高度不得超过设计规定或不得大于10mm,起顶的反力值不得大于计算反力的1.1倍。
6. 平曲线连续梁 顶推施工时,预制台座的平面及梁体均应按设计线形设置成圆弧形;导梁宜设置成直线形,但与主梁连接处应偏转一定角度,使导梁前端的中心落在设计线形的中线上。顶推应使梁体沿圆弧曲线前进。
7. 竖曲线连续梁 顶推施工时,预制台座的底模板顶面应符合设计竖曲线的曲率;所需水平顶推力的大小,应考虑正负纵坡的影响。
8.采用 步履式 顶推时,垫梁应有足够的长度和刚度,且应与梁体底部完全接触(垫50mm厚橡胶垫),保证梁体腹板可靠受力。顶推过程中竖向顶升和水平顶推各墩的同步精度应控制在5min以内,同墩两侧的同步精度应控制住4mm以内。
(四)落梁
1.落梁前应按设计规定的顺序,对预应力钢束进行张拉、锚固、压浆,拆除全部临时预应力钢束。拆除墩台上的滑动装置时,梁体的各支点应均匀顶起,其顶力应按设计支点反力的大小进行控制,顶起时相邻墩各顶点的高差不得大于5mm,同墩两侧梁底顶起时,高差不得大于1mm。
2.落梁时,应根据设计规定的顺序和每次下落量进行,同一墩台的千斤顶应同步运行;落梁反力的允许偏差为±10%设计反力。
3.永久支座应在落梁前进行安装。
三、顶推施工梁的质量要点及主要检验内容
1.台座和滑道组的中线必须在桥轴线或其延长线上;导梁应在地面试装后,再在台座上安装,导梁与梁身必须牢固连接。
2.千斤顶及其他顶推设备在施工前应仔细检查校正,多点顶推必须确保同步;顶推过程中要设专人观测墩台沉降、墩台纵向位移及梁体的偏位、导梁和主梁挠度等项目,提供观测数据。
3.顶推及落梁程序正确,若梁体出现裂缝,应查明原因,在采取措施后,方可继续顶推。
顶推施工梁质量检验项目主要包括 梁体轴线偏位、落梁反力和支点高差 等内容。
1B413065桥梁上部结构转体施工
一、转体施工方法概述
上部结构转体施工是跨越深谷、急流、铁路和公路等特殊条件下的有效施工方法,具有不干扰运输、不中断交通、不需要复杂的悬臂拼装设备和技术等优点,转体施工分为 竖转法、平转法和平竖结合法 。
平转法施工是将桥体上部结构整跨或从跨中分成两个半跨,利用两岸地形搭设排架(土胎模)预制,在桥台处设置转盘,将预制的整跨或半跨悬臂桥体置于其上,待混凝土达到设计强度后脱架,以桥台和锚碇体系或锚固桥体重力平衡,再用牵引系统牵引转盘,待桥体上部结构平转至对岸或跨中合龙,而后浇灌合龙段接头混凝土待其达到设计强度后,封固转盘,完成全桥施工。平转法分为有平衡重转体施工和无平衡重转体施工两种方法,平转施工主要适用于刚构梁式桥、斜拉桥、钢筋混凝土拱桥及钢管拱桥。
竖转施工主要适用于转体重量不大的拱桥或某些桥梁预制部件(塔、斜腿、劲性骨架)。其转动系统由转动铰、提升体系(动、定滑轮组,牵引绳等)、锚固体系(锚索、锚碇顶)等组成。
二、桥体预制及拼装
桥体的预制及拼装,应按照设计规定的位置、高程,并视两岸地形情况,设计适当的支架和模板(或上胎)进行。预制时应符合下列规定:
1.应充分利用地形,合理布置桥体预制场地,使支架稳固,工料节省,易于施工和安装。
2.应严格掌握结构的预制尺寸和重量,其允许偏差为±5mm,质量偏差不得超过±2%,桥体轴线平面允许偏差为预制长度的±1/5000,轴线立面允许偏差为±10mm,环道转盘应平整,球面转盘应圆顺,其允许偏差为±1mm;环道基座应水平,3m长度内平整度不大于±1mm,环道径向对称点高差不大于环道直径的1/5000。
三、平转法施工
(一)有平衡重转体施工
有平衡重转体施工的特点是转体重量大,施工 关键是转体 ,要将转动体系顺利、稳妥地转到设计位置,主要依靠以下措施实现:正确的转体设计;制作灵活可靠的转体装置,并布设牵引驱动装置。
1.对跨径较大、转动体系重心较高的拱桥,宜采用环道与中心支承相结合的转盘结构;对中、小跨径的拱桥,可采用中心支承的转盘结构。平衡重宜视情况利用桥台或设置临时配重。转体前,应核对平衡体的重量和转动体系的重心;如采用临时配重,应保证锚固设施安全、可靠。
2.拱圈混凝土达到设计规定的强度后,方可分批、分级张拉扣索,对扣索的索力应进行检测,其允许偏差应为±3%。张拉达到设计控制应力时,拱圈应脱离支架成为以转盘为支点的悬臂平衡状态,且应根据合龙高程(考虑合龙温度)的要求精调张拉扣索。
3.采用内、外锚扣体系时,扣索宜采用钢绞线或带镦头锚的高强度钢丝等高强度材料,其安全系数应大于2,扣点应设在拱顶点附近,当大跨径拱桥单点扣索力太大或因其他原因需采用多扣点时,应控制好扣索的同步张拉,使拱圈的截面应力处于允许的受力状态。
4.扣索和锚索之间宜通过置于扣、锚支承(桥台或立柱)的顶部交换梁相连接。扣索的锚点高程不宜低于扣点,宜与通过锚点的水平线形成0~5°的角度,采用千斤顶张拉扣索时应分级进行,并应同时对结构内力及挠度进行监测,直至拱圈脱架。
5.扣索张拉到位、拱圈卸架后,应有24h的观测阶段,检验锚固、支承体系的可靠程度,同时应观测拱结构的变形状态及随气温变化的规律,确定转体前拱顶的高程。
6.转体的牵引索可采用钢绞线或高强度钢丝束,其一端引出,另一端应绕固于上转盘上,牵引动力时采用连续作业液压千斤顶等,转动时宜控制速度,角速度宜不大于0.01-0.02rad/min或拱圈悬臂端的线速度宜不大于1.5-2.0m/min。釆用钢绳牵引转动时,应在千斤顶直接顶推启动后再进行。
7.转体牵引力应有一定的富余,转体牵引力可按式(1B413065)

式中
T——牵引力(kN);
G——转体总重力(kN);
R——铰柱半径(m);
D——牵引力偶臂(m);
f——摩擦系数,无试验数据时,可取静摩擦系数为0.1-0.12、动摩擦系数为0.06~0.09。
8.转体合龙应在当日最低温度时进行,当合龙温度与设计计算温度相差较大时,应考虑温度差带来的影响,修正合龙高程。合龙时,宜采取先打人钢楔的快速合龙措施,然后施焊接头钢筋、浇筑接头混凝土、封固转盘;合龙应严格控制拱肋的高程和轴线,合龙接口的高程允许偏差应为±10mm,轴线允许偏差应为±5mm。合龙段混凝土达到设计强度后,应分批,分级松扣,拆除扣、锚索。
(二)无平衡重平转施工
无平衡重转体主要是针对大跨度拱桥施工,是把有平衡重转体施工中的拱圈扣索拉力由在两岸岩体中锚碇平衡,从而节省了庞大的平衡重。无平衡重转体施工具有锚固、转动、位控三大体系,包括转 动 体系施工、锚碇系统施工、转体施工、合龙卸扣施工工艺。
1.转体系统宜由锚固体系、转动体系和位控体系等构成对尾索张拉、扣索张拉、拱体平转、合龙卸扣等工序,施工时应进行索力、轴线、高程等监测。
2.张拉 尾索 时,两组尾索应按上下左右对称、均衡的原则,对桥轴向和斜向的尾索进行分次、分组交叉张拉,并应使各尾索的内力均衡,张拉达到设计规定的荷载后,应对其内力进行量测;不符合要求时,应重新进行张拉,使之达到设计内力且均衡。
3.张拉 扣索 前,应在桥轴向和斜轴向支撑以及拱顶、3/8、1/4、1/8跨径处设立平面位置和高程监测点,且应在全面检查支撑、锚梁、轴套、拱铰、拱体和锚碇等的质量,经分析确认安全后,方可开始张拉扣索。分级张拉时,应对称于拱体按 由下向上 的次序进行,张拉过程中应随时进行监测,各索内力的相对偏差应控制在5kN以内
4. 转体 前,应对全桥各部位进行检查,符合要求后方可正式转动;转体不能自行起动时,宜采用千斤顶在拱顶处施力使拱体起动,并宜以风缆控制拱体的转速,风缆的走速在起动和就位阶段宜控制在0.5~0.6mm/min,中间阶段宜控制在0.8~1.0mm/min。当拱体采用双拱肋在同一岸上下游预制并进行平转达到一定角度后,上下游拱体宜同步对称向桥轴线旋转。
5.两岸拱体平转至桥轴线位置就位后,应对其高程和轴线进行测量,不符合设计要求时应进行调整,且宜按设计要求的合龙温度或修正后的合龙温度进行合龙施工。
6.合龙口混凝土符合设计规定的强度或达到设计强度的85%后,应按对称均衡的原则,分级卸除扣索,卸除过程中应对拱体的拱轴线和高程以及扣索的内力进行监测;全部扣索卸除后,应测量拱体的最终轴线位置和高程。
四、竖转法施工
1.对于混凝土肋拱、刚架拱、钢管混凝土拱,当地形、施工条件适合时,可选择竖转法施工。
2.待转桥体在桥轴线的河床上设架或拼装,根据提升能力确定转动单元为单肋或双肋,宜采用横向连接为整体的双肋为一个转动单元。
3.扣索宜选用钢丝绳或钢绞线,扣索的锚碇宜采用钢筋混凝土结构。扣索系统应经计算确定,钢丝绳的安全系数应不小于6;钢绞线的安全系数应不小于2;锚碇的抗拔、抗滑安全系数应不小于2。
4.索塔的设计应充分考虑偏载、荷载变化和风力等因素的不利影响,应保证其强度、刚度及稳定性满足拱肋坚转施工的要求。
5.转动铰宜根据推力大小选用钢制的轴销铰、钢板包裹混凝土的弧形柱面铰或球面铰。转动铰应转动灵活,接触面应满足局部承压的要求。
6.转动前应进行试转,检验转动系统的可靠性。竖转速度宜控制在0.005-0.01rad/min范围内,提升或下放重力大者宜采用较低的转速,转动过程中应保持平稳。
1B413066桥梁上部结构缆索吊装施工
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时,可选用缆索吊装施工,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。主要施工设备包括缆索吊机塔架、缆索吊机主索(承重索)、起重索、牵引索、扣索、工作索、风缆、横移索、跑车(天车、骑马滑车)、索鞍和锚碇等。
二、吊装方法和要点
(一)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,吊装合龙段拱肋,对各段拱肋进行轴线调整,主拱圈合龙,拱上结构安装。
(二)施工中的注意要点
1.采用缆索吊装法进行拱桥的无支架安装施工时,缆索吊装系统应符合下列规定:
(1)主塔和扣塔宜采用常备式定型钢构件在墩、台顶上拼装,其基础应牢固可靠。周围应设置防排水设施;塔的纵横向宜设置风缆,且风缆的安全系数应不小于2,当塔自身能满足横向受力及抗风要求时,可不设横向风缆;塔顶部应设置可靠的避雷装置。
(2)塔顶分配梁应与塔身结构可靠连接;主索鞍在横向应设支撑装置,防止倾倒;如需移动索鞍,应做专项设计,采取有效措施后方可进行,扣塔上索鞍顶面的高程应高于拱肋扣点高程。
(3)主缆宜采用钢丝绳,其直径和数量应根据吊装构件的重量通过计算确定,安全系数应不小于3,且每根主缆应受力均匀;抗风钢丝绳的安全系数应不小于2; 起吊绳 的安全系数应不小于 5 ; 牵引绳 的安全系数应不小于3: 钢丝绳扣索 的安全系数应不小于3:钢绞线扣索的安全系数应大于2。地锚的设置应满足主缆可靠锚固的要求,抗拔安全系数应不小于2,抗滑、抗倾安全系数应不小于1.4。主缆与地锚连接处的水平夹角宜在25°~35°
(4)缆索吊装系统设计时,应对可能出现的各种工况进行强度、刚度和稳定性验算;吊装前应对吊装系统进行检查验收,并应按设计荷载进行试吊,检验其安全性和可靠性,检验合格后方可用于正式吊装
(5)吊装施工时,对投影面垂直的拱肋,各扣索的位置应与所吊挂的拱肋在同一竖直面内;对内倾或外倾的拱肋,各扣索的位置与所吊挂的拱肋可不在同一竖直面内,但应对扣塔、扣索和拱肋的强度、刚度和稳定性进行专门验算。主塔塔顶的最大偏位宜根据索塔的强度和稳定性经验算确定,塔底为固接时,其塔顶的最大偏位宜不大于塔高的1/400:塔底为铰接时,其塔顶的最大偏位宜不大于塔高的1/150。扣塔塔顶的最大偏位应根据扣塔和拱肋的强度、刚度和稳定性等经验算确定。
(6)缆索吊装系统的安装、使用和拆除均应制定专项施工方案,保证施工安全。
2.固定的风缆应待全孔合龙、横向连结构件混凝土的强度满足设计要求后方可撤除。
3.拱桥的拱圈采取 单肋吊装或单肋合龙 时,单肋的横向稳定必须满足安全验算的要求,且其稳定安全系数应不小于4;当不能满足时,应采用 双肋合龙松索成拱 的方式施工,且应在双肋合龙后采取有效的 横向联结措施 ,增强其稳定性,使之形成基肋后再安装其他肋段。
4.拱肋安装时,各段拱肋的高程和线形应根据施工控制的要求确定,且宜从拱脚段开始,依次向拱顶分段吊装就位。扣索的扣挂应稳妥可靠,应使拱肋断面不产生扭斜,且各段拱肋的上端头均应通过扣索的调整使其略高于设计高程。多跨拱桥安装时,应根据桥墩承受不平衡水平推力的能力,经计算确定相邻孔拱肋的安装顺序。
5.各段拱肋在松索过程中,应符合下列规定:
(1)松索的流程应根据施工控制的要求经计算确定,松索前应校正拱轴线位置及各接头高程,使之符合要求。松索应按拱脚段扣索、次拱脚段扣索、起重索三者的先后顺序,并按比例定长、对称、均匀地松卸。
(2)每次松索时均应采用仪器观测,并应控制各接头、拱顶及1/4跨处的高程,防止拱肋接头发生非对称变形而导致拱肋失稳或开裂。每次的松索量宜小,各接头高程变化宜不超过10mm,松索压紧接头缝后应普遍旋紧接头螺栓一次。
(3)大跨径拱桥分多节段吊装合龙成拱后,根据拱肋接头密合情况及拱肋的稳定度,可保留起重索和扣索部分受力,待拱肋接头的连接工序基本完成后再全部松索。
6.拱肋接头的焊接作业应在调整完轴线偏差、嵌塞并压紧接头缝钢板之后且全部松索成拱之前进行。焊接拱肋接头部件时,应采用分层、间断、交错的方法施焊,并应采取措施避免损伤周围的混凝土。
7.少支架施工时对支架安装和拆卸的技术要求,除应符合lB413022的规定外,尚应符合下列规定:
(1)卸架前应对主拱圈的混凝土质量、拱轴线的坐标尺寸、卸架设备,气温引起拱圈变化及台后填土等情况进行全面检查。
(2)当拱肋接头混凝土及拱肋横向连结构件混凝土的强度符合设计规定或达到设计强度的85%时,方可开始卸架。卸架宜在主拱圈安装完成后,分次缓慢卸落,使拱圈及墩、台逐渐成拱受力。卸架时应监测拱圈挠度和墩、台变位等情况,并应避免拱圈发生较大变形。
(3)在严寒地区,主拱圈不宜在支架上过冬、支架宜在冰冻前拆除。
1B413067桥梁改建施工
随着我国经济的快速发展,公路建设近年来取得了很大成就,高速公路建成里程也在飞速增长。早期修建的高速公路或者因为长期使用导致服务性能下降而面临大修,或者因为沿线交通量快速增长而急需拓宽扩建。对于公路改扩建工程的桥梁拓宽,为了保证设计的质量和提高工作效率,必须在公路改扩建的技术标准和总体方案基础上,对桥梁拓宽的结构和构造进行研究,既要考虑拓宽结构使用性能,还要考虑施工可行性
一、桥梁改建设计施工要求
影响桥梁改扩建的制约因素很多,从整体上看,桥梁拼接要求和受制约的条件主要有:桥梁扩建期间不允许因桥梁的施工而中断交通,至少要保持单幅双向(单车道)通行;桥梁拼接之后必须形成一座整体桥梁,保证原结构与新建结构之间的变形协调和共同受力,桥梁扩建必须与路基路面拼接、互通、附属设施改造同步完成,不能滞后,保证总工期目标的实现。因此,在进行桥梁改扩建设计施工时应注意以下要求:
1.桥梁改建时应充分考虑原桥的技术状况、沿线的地质条件、合理的横向连接方式、新旧桥梁结构的变形协调、新旧结构合理的控制拼接时间以及在不中断原桥交通的条件下合理的新桥施工方法等。
2.采用改扩建后的荷载标准对原有桥梁、涵洞进行结构验算的主要结论。新建桥梁涵与原有桥梁涵连接(含原有桥梁涵之间的相互连接)方案的比选与论证:原有桥梁涵维修加固方案的比选与论证。
3.为了便于新旧桥梁的拼接,扩建桥梁与相应的原桥孔径相同或相近,但对于斜交跨越等级航道或等级道路的连续梁桥,受桥下通行净空的限制,拓宽桥梁的孔径应进行方案的详细研究后确定。
4.考虑到公路扩建后拓宽桥梁因桥面横坡的延续对桥下净空的影响、维持等级航道和等级道路通行净空标准不变,对于拼宽部分上部结构为T梁或箱梁的情况应采取降低通行孔上部结构建筑高度的措施予以保证;对于拼宽部分上部结构为板梁的应采取降低地方道路标高等措施解决。
5.病害严重经加固又能利用但又不易拼接或拼接难度大而技术上又较难克服的特大桥不做横向拼接方案,采用线位分离方案建新桥。
6.桥梁拓宽上部结构形式应与旧桥上部结构形式相同或相近,这样可以保持上部结构受力的一致性;保证新旧桥梁上部结构的受力和温度作用变形协调。
7.下部结构形式也应与旧桥下部结构形式协调一致,基本采用桩柱式桥墩;新旧桥台也应采用匹配一致的桥台形式。
8.新旧桥基础沉降差应控制在计算值5mm以内,新拓宽桥梁基础宜采用桩基础形式。
二、桥梁改建方案
目前公路桥梁改建加宽按位置可分为单侧加宽和双侧加宽两种方案,按上部结构与下部结构的连接处理主要有以下三种方案:新旧桥梁的上部结构与下部结构互不连接;新旧桥梁的上部结构和下部结构相互连接;新旧桥梁的上部结构连接而下部结构分离。
1.新旧桥梁的上部结构与下部结构 互不连接 方式。
桥梁加宽部分与原桥的上部结构与下部结构互不连接。新旧结构之间留工作缝,桥面沥青混凝土铺装层采用连续铺装。由于旧桥混凝土收缩和徐变均已绝大部分完成,桥梁基础的沉降也大部分完成或处于稳定状态,而新桥混凝土收缩,徐变以及基础沉降都处于发展期,因此,如果新旧桥梁的上部结构与下部结构互不连接,实际上是新旧桥结构各自受力,互不影响。这样新拓宽桥梁的设计、施工均为独立,也比较简单,但是要求桥梁拓宽后桥面必须完整,就要采取在新旧桥上部结构相接处设置构造工作缝,桥面沥青混凝土铺装层连续摊铺的措施。特点是加宽桥与原桥各自受力、互不影响,简化了施工程序,消除了施工连接技术问题,但在汽车荷载作用下,两桥主梁产生不均匀挠度以及加宽桥大于原桥的后期沉降,可能会造成连接部位桥面铺装破坏,形成纵向裂缝和横向错台,影响行车舒适性、安全性和桥面外观,增加后期的养护维修费用。
在具体构造方面,主要采用两种处理形式:一种是用纵向伸缩装置连接:另一种形式是在新旧结构间留一条纵缝,或用钢板包边,需要采用刚性路面,可以解决啃边问题,但不能解决新旧桥挠度差的问题,且高速行车时容易打滑,降低了行车的安全性。这种连接方式一般要求桥梁结构跨径较小,相对挠度差较小,否则桥面容易开裂。
2.新旧桥梁的上部结构和下部结构 相互连接 方式。
为使加宽桥与原桥形成完整的整体,减少各种荷载(包括基础不均匀沉降、汽车荷载,温度荷载等)作用下新旧桥连接处产生过大的变形,减少桥梁上、下结构某些部位的内力,将加宽桥梁的上部构造与原桥对应部位横向通过植筋、加设钢筋骨架,然后浇筑湿接缝连接起来,同时新拓宽桥梁的下部结构(墩台)的帽梁及系梁也通过植筋技术及加设钢筋骨架,浇筑混凝土连接件与旧桥下部结构形成整体结构,将新旧桥梁连为一体。优点是将加宽桥、原桥之间联系成为整体,拼接后桥梁整体性较好。主要缺点是由于加宽桥基础沉降大于老桥基础沉降,由此产生的附加内力较大,可能会使下部构造帽梁、系梁、桥台连接处产生裂缝;上部构造连接处也可能产生裂缝,导致使用功能下降,维修困难,外观不雅。此外,下部构造需采用植筋连接技术,工程成本高,因此该连接方案有一定的适用条件,需要采用相应技术措施采取的技术措施有:
(1) 加强新 拓宽桥梁基础,减少新旧桥梁基础的不均匀沉降差。旧桥为扩大基础的,新桥同类型基础下土层较薄、岩层埋深较浅时,采用换填或直接将基础置于岩层上的方案;当基底土层较厚,岩层埋置较深,基础条件不好时,虽然地基允许承载力满足要求,但应采取加强措施,例如加大基础成整体筏式基础、粉喷桩、碎石桩处理地基等。
(2)为尽量减小新旧桥梁的基础沉降差及尽量缩短施工工期,控制新拓宽桥梁预制梁(板)的安装龄期,先施工拓宽部分桥梁的基础,墩(台)身及台帽(盖梁)并安装部分预制梁(板),在封闭高速公路的交通后再进行下部结构拼接。
(3)新拓宽桥梁的梁(板)安装至桥上后宜放置一段时间,再与旧桥上部结构拼接。
因此,新旧桥梁上、下部结构相互连接的方式适宜于桥梁基础较好的条件下,否则必须进行基础加固。另外这种方式也可用于独柱墩的梁桥拓宽场合,以使下部结构的稳定性增强。
3.新旧桥梁的 上部 结构 连接 而 下部 结构 分离 方式
考虑上述两种连接方式的优缺点,一般情况下,将加宽桥与原桥上部构造横向相互连接而下部构造不连接,形成第三种横向拼接形式。主要优点是下部构造不连接,加宽桥梁与旧桥在下部结构之间没有结构上的相互影响,上部构造连接对下部构造产生的内力影响很小。而上部结构连接可以满足桥面铺装的整体化,而且新桥上部结构可以协助旧桥上部结构工作。与新旧桥梁上、下部结构采用相互连接方式相比,可以减少混凝土结构连接施工工程量,加快进度,与新旧桥梁上、下部结构采用互不连接方式相比,也可以提高公路桥梁工程的适用性和耐久性要求。
但是上部构造连接后由于新旧桥梁材料特性的差异将产生附加内力,由基础沉降等原因产生的附加内力也使连接部位内力增大。这种新、旧桥梁连接的方式仍要注意新、旧桥梁基础之间沉降差的影响,若沉降差较大仍会在整体上部结构中产生横桥向的较大拉应力,进而导致上部结构混凝土开裂和桥面铺装开裂。因此,为减小加宽桥基础沉降量,加宽桥应尽可能采用 桩基 ,并通过 加强地基 处理、 增加桩长或桩径 等措施尽可能减小基础沉降。施工中严格控制桩基施工时的沉淀层厚度,减少钻孔灌注桩的沉降;尽可能推迟湿接缝混凝土浇筑施工,以使新桥桩基的大部分沉降能在新旧桥上部结构拼接前完成等。原桥采用扩大基础时要注意新旧基础间的协调性,必要时对原有基础进行加固:另外针对上部结构自身产生的较大附加内力,可通过连接部位增大配筋并改善连接构造形式来解决。
三、新旧桥梁上部结构拼接的构造要求
刚性连接和铰接连接是新旧桥梁上部结构拼接的两种连接方式。在新旧桥梁上部结构拼接处采用哪一种连接, 最重要的问题 是在全部作用效应组合下,连接部位混凝土不得开裂。根据桥梁形式的不同,分别为板桥、梁桥及箱梁桥选择合理的上部结构横向拼接形式,即拓宽部分主梁截面及横向布置合理性研究。横向拼接构造的选用受许多因素的影响,如原有桥梁的承载力和耐久性评价结果、基础沉降规律、上部构造的变形协调要求、桥梁荷载的影响以及施工难易程度等。综合考虑这些因素,依据桥梁的类型决定新旧桥梁的拼接结构。根据桥梁上部结构不同类型一般采用以下的拼接连接方式:
1.钢筋混凝土实心板和预应力混凝土空心板桥,新旧板梁拼接之间宜采用铰接或近似于铰接连接。
2.预应力混凝土T梁或组合T梁桥,新旧T梁之间拼接宜采用刚性连接。
3.连续箱梁桥,新旧箱梁之间拼接宜采用铰接连接。
1B413068桥梁施工监控
一、桥梁监测
桥梁监测是通过对桥梁结构状态的监控与评估,为桥梁在特殊气候交通条件下或桥梁运营状况严重异常时触发预警信号,为桥梁维护、维修与管理决策提供依据和指导。监测系统对以下几个方面进行监控:桥梁结构在正常环境与交通条件下运营的物理与力学状态;桥梁重要非结构构件(如支座)和附属设施(如振动控制元件)的工作状态;结构构件耐久性;桥梁所处环境条件等。
(一)监测范围
1.敏感部位监测
一般只在桥梁内力、应变、位移变化和裂纹产生对桥梁影响至关重要的(敏感)部位进行监测。
2.总体监测。特大桥梁构造复杂,难以作地毯式人工监测。鉴于特大桥梁的重要性,需要适时地得到桥梁正常工作的总体状况,通过对可能取得的桥梁工作参数,采用不同的方法进行“识别”,找到桥梁异常的一个或几个可能部位,再由配备检测设备的专业人员到可能异常部位检测。
(二)监测方式
1.人工监测:配备简单的仪器,用人工作地毯式监测,用模糊分级描述桥梁状况,一般可作为定期监测、突发性事件后的特别监测。
2.自动监测:用固定在桥梁上的专用设备,实时地监测桥梁的工作参数;由专用设备和软件对工作参数进行识别加工,得到能反映桥梁工作状态的状态信息;再用特定的方法分析这些状态信息并与桥梁的健康档案相比较,给出桥梁的健康状况或损伤状况。一般适用于特大的或重要的桥梁在线监测。这种方法自动化程度高,是当前研究热点与发展方向;但是难度大,目前使用尚少。
3.联合监测:考虑到前两种方法的实际情况,用各种小型的自动化程度较高的仪器,配合人工监测,是一个比较可行的方案
(三)监测的状态
1.静态:监测桥梁结构的静态几何和力学参数,用以分析桥梁结构的工作状态。静态监测比较困难、一般都是加载检测。但是静态参数比较直观地反映了桥梁的工作状态。
2.动态:监测桥梁结构的动态几何和力学参数,用以分析桥梁结构的工作状态。动态监测适于运营监测。
(四)常规监测的工作参数及桥梁监测系统与手段
1.常规监测的工作参数
(1)位移:包括绝对位移和相对位移,静位移和动位移
(2)变形:如静动挠度、静动应变等
(3)力:如索的张拉力
(4)动力参数:如速度、加速度,可转换成频率、振形,再转换成张力、位移。
(5)外观和完整率:如气蚀、磨损、裂缝、剥落。
(6)物理化学现象:如混凝土碱集料反应、混凝土中性化(碳化、酸雨、氯蚀)、钢材锈蚀
(7)环境:如风速(向)、空气(或桥体)温度、地震、交通量(和荷载)
2.桥梁监测系统与手段。
桥梁监测系统由传感器(包括倾角传感器、加速度传感器、温度传感器、应力传感器、拉力传感器、压力传感器、位移传感器、温度传感器、湿度传感器等)、信号调理模块、传输模块、数据采集系统、健康监测模型、预警模块等组成。桥梁健康监测模型如图1B413068所示。主要仪器包括位移(量程)计、倾斜仪、(高程、方位、距离)测量设备、GPS、数字成像机;位移传感器、电阻应变仪、压电式应变仪、振弦应变仪、分布式光纤应变计;压力环、磁弹性张力计、油压计、剪力销等;速度计、伺服(或压电)加速度计算;刻度放大镜、数字成像机、超声探测仪、地面雷达等;化学试剂试验、由外观特征判断、钢筋锈蚀仪;风向(速)计、空气(或埋入式)温度计、当地的地震观测数据、交通量观测仪、埋入(或移动)式称重仪、摄像机。
首先,各种传感器采集桥梁运行过程中的各种形态变化,经过信号调理后,通过传输模块传输回总控监测室,总控中心有大型的数据采集系统,针对桥梁总体的各种信号进行采集,将采集到的信息记录并由健康监测模型分析,当桥梁变形超差、振动超差、位移超差、应力超差时,启动预警模块,为桥梁维护人员提供维修维护信息,避免桥梁因在非健康状态下使用而导致垮塌等引起的财产损失。
二、桥梁施工控制
桥梁施工控制技术,就是把现代控制理论应用在桥梁施工工程中,确保施工过程中,桥梁结构的内力、变形一直处于允许的安全范围内,确保最终的实际桥梁变形和内力符合设计理想的变形和内力的要求。主要包括变形控制、应力控制、稳定控制和 安全 控制,而桥梁施工安全是变形控制、应力控制、稳定控制的综合体现。
(一)桥梁施工控制方法
桥梁施工控制方法可分为事后控制法、预测控制法、自适应控制法和最大宽容度控制法几种:
1. 事后控制法 是指在施工中,当已成结构状态与设计要求不符时,可通过一定手段对其进行调整,使之达到要求,这种方法现已应用不多。
2. 预测控制法 是在考虑施工方案和影响桥梁状态的诸因素而确定桥梁的应变和应力的理想状态后(称控制理想状态),针对施工过程中,由于实际情况和假定诸因素之间不一致而产生误差(这些误差值由监测测试系统反馈后),在调试系统中进行修正,再给定下一步的数据,对结构的每一个施工阶段形成的前后的状态进行预测,使施工实际沿着预定的理想状态进行的控制方法。这种方法是采取纠偏终点控制的方法,即在施工过程中,对产生主梁线形偏差的因素跟踪控制、随时纠偏,最终达到理想线形,这种方法常用卡尔曼(Kalman)滤波法和灰色理论等。
3. 自适应控制法 也称为参数识别修正法,是指在控制开始时,控制系统的某些设计参数与实际情况不完全相符,系统不能按设计要求得到符合实际的输出结果,但是在系统的运行过程中,通过系统识别或参数估算,不断修正参数,使设计输出与实际输出相符,从而得到控制。这种方法是应用现代控制理论中的自适应控制方法,即对施工过程中的标高和内力的实测值与预计值进行比较,对桥梁结构的主要基本设计参数进行识别、找出产生实测值与预计值(设计值)产生偏差的原因,从而对参数进行修正,达到 双控 的目的。
4. 最大宽容度控制法 是误差的容许值法,即在设计时给予主梁标高和内力最大的宽容度,这种做法减少了控制的难度。
影响桥梁施工控制的因素主要有结构参数、施工误差因素、 监测 因素和结构分析计算模型、温度变化与材料收缩影响、徐变因素等。结构参数包括材料密度、结构部件截面尺寸、材料弹性模量、材料的热膨胀系数、施工荷载及预加应力或索力等,监测包括温度、应力和变形监测等内容。
(二)各种桥梁的施工控制特点
1.施工控制最基本的要求是保证施工中的安全和结构恒载内力及结构线形符合设计要求。由于桥梁结构形式和施工方法有许多,对于具体某一座桥梁的施工控制又有它的侧重点。
1.斜拉桥施工时,在主梁悬臂浇筑或悬臂拼装过程中,确保 主梁 线形和顺、正确是第一位的,施工中以标高控制为主。二期恒载施工时,为了保证结构的内力和变形处于理想状态、拉索再次张拉时以索力控制为主。所谓以标高控制为主,并非只控制主梁的标高,而不顾及拉索索力的偏差。施工中应根据结构本身的特性和施工方法的不同,采取相应的控制策略。若主梁刚度较小,斜拉索索力的微小变化将引起悬臂端挠度的较大变化,斜拉索张拉时应以高程测量为主进行控制,但索力张拉吨位不应超过容许范围,确保施工安全。若主梁刚度较大,斜拉索索力变化了很多,而悬臂端挠度的变化却非常有限,施工中应以拉索张拉吨位进行控制,然后根据标高的实测情况,对索力作适当的调整,此时标高、线形的控制主要是通过混凝土浇筑前底模标高的调整(悬臂浇筑方法)或预制块件接缝转角的调整(悬臂拼装方法)来加以实现的。
2.悬索桥的主要承重结构是主索,主索在施工中又是悬索桥吊装的主要承重结构,主索一经架好,它的长度和线形调整甚小,为了确保悬索内力和线形符合设计要求,主索的无应力长度(下料长度)要严格加以控制,尤其对基准束的尺寸要更加重视。对于加劲梁的拼装,为保证符合设计线形,吊杆的下料长度(无应力长度)将又是一个控制重点。可以看出,为了使在无应力状态下结构各部分的尺寸准确无误,故要有一个符合结构实际的计算程序,在施工过程中,除了主索和加劲梁外,对桥塔受力、索鞍偏移、吊杆和主索索股受力均匀性等应严加跟踪控制,保证应力和线形的双控实现。
3.大跨度混凝土拱桥同样按安全、线形和恒载内力的要求进行施工控制。由于大跨度混凝土拱桥拱肋截面多采用底板、侧板、顶板分次浇筑完成的组合截面,必然造成结构挠度和内力的重分布,为确保拱肋应力和变形符合设计要求,要严格进行双控,但拱肋的形成一般要靠劲性骨架进行浇筑,其拱肋各段是在工厂放样加工制作的(无应力长度)、骨架一经合龙,今后无法进行大的调整,所以大跨度混凝土拱桥的施工控制,首先要把好 骨架无应力长度 控制这一关,然后,做好拱肋混凝土浇筑的跟踪施工控制,确保拱肋应力和标高符合要求,拱桥是以受压为主的结构、对于施工过程中结构的稳定性要给予关注。
4.预应力混凝土连续梁或连续刚构相对斜拉桥而言,没有斜拉索,其施工控制与斜拉桥主梁相同。
凡是以悬臂浇筑或悬臂拼装施工的桥梁、都是逐节段向前推进的,施工控制中常采用逐节段跟踪控制的方法。
1B413070大跨径桥梁施工
1B413071刚构桥施工
一、平衡悬臂施工
平衡悬臂施工可分为:悬臂浇筑法与悬臂拼装法施工,前者是当桥墩浇筑到顶以后,在墩顶安装脚手钢桁架、并向两侧伸出悬臂以供垂吊挂篮,实施悬臂浇筑(挂篮是主要施工设备);后者是将梁逐段分成预制块件进行拼装,穿束张拉,自成悬臂。
二、悬臂梁起步段施工
为拼装挂篮或吊机,需在墩柱两侧先采用支撑托架浇筑一定长度的梁段,其施工托架可根据墩身高度、承台形式和地形情况,分别支承在墩身、承台或经过加固的地面上。挂篮由主桁架、悬吊系统、锚固系与平衡重、行走系统以及工作平台底模架等所组成。挂篮设置除应保证强度安全可靠外,还应满足变形小、行走方便、锚固、装拆容易以及各项施工作业的操作要求,并注意安全防护设施。
三、箱梁混凝土的浇筑(悬臂浇筑)
可视箱梁截面高度情况采用一次或两次浇筑法。
浇筑肋板混凝土时,两侧肋板应同时分层进行。浇筑顶板及翼板混凝土时,应从外侧向内侧一次完成,以防发生裂缝。当箱梁截面较大(或靠近悬臂根部梁段),节段混凝土数量较多,每个节段可分两次浇筑,先浇底板到肋板的倒角以上,再浇筑肋板上段和顶板,其接缝按施工缝要求处理。
四、悬臂拼装
悬臂拼装的主要工序包括:块件预制、移运、整修、吊装定位、预应力张拉、施工接缝处理等,各道工序均有其不同的要求,并对整个拼装质量具有密切影响。
五、块件拼装接缝
块件拼装接缝一般为湿接缝与胶接缝两种:湿接缝用高强细石混凝土,胶接缝则采用环氧树胶为接缝料。由于1号块的安装对控制该跨节段的拼装方向和标高非常关键,故1号块与0号块之间的接缝多以采用湿接缝以利调整1号块位置。
1B413072拱桥施工
一、拱(支)架上现浇混凝土拱圈
跨径较小 的拱圈或拱肋,应按拱圈的全宽从两端拱脚向拱顶对称地连续浇筑混凝土,并应在拱脚混凝土初凝前全部完成。 跨径较大 的拱圈或拱肋,应沿拱跨方向分段对称浇筑、分段的位置应以拱架受力对称、均匀和变形小为原则,且宜设置在拱顶、L/4部位、拱脚及拱架节点等处;各段的接缝面应与拱轴线垂直,各分段点应预留间隔槽,其宽度宜为0.5-1.0m,槽内有钢筋接头时、其宽度尚应满足钢筋接头的需要。
浇筑拱圈混凝土时,应严格按照预先制订的浇筑程序对称于拱顶进行,并应控制两端的浇筑速度,避免产生过大的偏差。分段浇筑时,各分段内的混凝土宜一次连续浇筑完成,因故中断时,应浇筑成垂直于拱轴线的施工缝;如已浇筑成斜面,应凿成垂直于拱轴线的平面或台阶式结合面。
大跨径钢筋混凝土箱形拱圈采用在拱架上组装部分预制部件,然后现浇混凝土的方法进行施工时,组装和现浇均应从两拱脚向拱顶对称进行。箱形拱圈的底板施工时,应按拱架的变形情况设置间隔缝,缝内的混凝土应在底板合龙时浇筑;拱圈的底、腹板混凝土强度达到设计强度的85%后方可安装盖板,铺设钢筋,现浇顶板混凝土。
拱圈在浇筑过程中,应随时监测拱架的变形,如变形量超过计算值,应停止浇筑,及时查明原因,并采取加固拱架或调整加载顺序等措施后再继续浇筑,保证施工安全。
二、无支架和少支架预制安装
1.采用无支架和少支架方法施工时,拱圈的预制应符合下列规定:
(1)拱肋宜采用立式方法预制,且宜先在样台上放出拱肋大样,然后制作样板。放样时,应将横隔板、吊孔、接头位置准确放出。
(2)箱形拱预制时,可先预制横隔板、腹板,然后在拱胎上进行组装,并浇筑底、顶板和接头混凝土。混凝土强度达到设计强度的85%后,方可起吊运输到存放场地存放。
2.采用无支架方法安装拱圈时,宜根据桥梁规模、构件重力、施工环境条件等,选用适宜的吊装方式和吊装机具。施工前应对吊装所采用非定型产品的特殊设施和机具进行专门设计,对跨径、起拱线高程、预制拱圈节段长度等应进行复核;对安装后形成的拱圈基肋应进行稳定性验算。
采用缆索吊装法进行拱桥无支架安装的施工要求见1B413066
三、劲性骨架拱
1.劲性骨架的安装宜采用 无支架或少支架法 进行节段拼装,拱轴线及桥轴线的控制标准可按钢管混凝土拱的要求执行。
2.劲性骨架拱圈的浇筑施工应符合下列规定:
(1)施工前,应在分析计算劲性骨架或劲性骨架与混凝土组合结构受力行为的基础上,进行混凝土浇筑程序设计;在施工过程中应对结构的应力和变形进行监控。
(2)采用分环多工作面均衡浇筑法施工时,各工作面的工作段长度可根据模板长度划分,且其浇筑进度差宜不超过一个工作段。
(3)采用水箱压载分环浇筑法施工时,应严格控制1/4跨截面附近的劲性骨架的变形,预防混凝土开裂;必要时可在浇筑该处第一层(环)混凝土时设置约200mm的变形缝,待浇完第一层(环)后再采用混凝土填实。
(4)采用斜拉扣挂分环连续浇筑法施工时,应选用可靠且操作方便的扣索系统,并应确定扣索的索力、位移和张拉程序,控制连续浇筑混凝土过程中拱圈(拱肋)的变形。
(5)分阶段浇筑拱圈时,应严格控制每一施工阶段劲性骨架及劲性骨架与混凝土形成组合结构的变形形态、位置、拱圈高程和轴线横向偏位,其变形值、高差和偏位等应符合设计要求,否则应采取纠正措施。
四、钢管混凝土拱
1.钢管拱肋的制造加工除应符合《公路桥涵施工技术规范》JTG/T3650-2020的相关规定外,尚应符合下列规定:
(1)用于制造加工的各种材料应符合设计及相关标准的规定。
(2)钢管拱肋的制造应在工厂内进行。制造加工前应根据设计文件编制制造工艺,绘制加工图和拼装图等,公差范围应考虑加工误差和焊接变形的影响合理确定,并应进行焊接工艺评定;制造完成后,应在厂内进行不少于三个安装节段的试拼装。
(3)拱肋的分段长度应根据材料、工艺、运输和吊装等因素确定,并应按不少于三个安装节段的长度进行1:1精确放样,其拱轴线应符合设计规定。合龙节段的尺寸应计入制造误差、温度及焊接变形等影响。
(4)制造加工时,钢管对接的端头宜校圆,其失圆度宜不大于钢管外径的3/1000,在钢管的端口处宜适当加设内支撑,减少运输、安装过程中端口的失圆变形。钢管环向对接时,其接头应采用有衬管的单面坡口或无衬管的双面坡口熔透焊缝。环向焊缝的间距应符合设计规定,设计未规定时,对直缝焊接管应不小于管的直径,对螺旋焊接管应不小于3m;纵向焊接时,其焊缝应错开1/4圆周。钢管对接的径向偏差应不超过管壁厚的0.2倍。
(5)拱肋节段的对接接头宜与母材等强度焊接。所有焊缝均应进行外观检查,焊缝内部质量应达到Ⅱ级以上标准,熔透焊缝应进行100%的超声波探伤。
(6)主管与腹管采用相贯焊接时,腹管的相贯线及坡口制作应采用全自动相贯线切割机完成。对相贯焊接接头中焊接材料和焊接工艺的选择,应在满足强度的原则下保证接头的韧性;对受疲劳控制的相贯焊缝,应按设计要求对焊接处进行焊后修磨处理。
(7)焊缝的超声波探伤质量检验应符合《公路桥涵施工技术规范》JTG/T3650-2020的相关规定。
(8)钢管拱肋加工时,应设置泵送混凝土压注孔、防倒流截止阀、排气孔及吊点、扣点、节点板等。对压注混凝土过程中易产生局部变形的部位(如腹箱)应设置内拉杆。
(9)钢管拱肋的外表面应按设计规定进行长效防腐处理。
2.钢管拱肋的安装应符合下列规定:
(1)钢管拱肋在成拱过程中,宜同时安装横向连结系,未安装连结系的拱肋不得超过一个节段,否则应采取临时横向稳定的措施。特殊情况下采用单肋合龙的安装方案时,应设置可靠的节段连接装置和足够的横向抗风缆,保证单拱肋的横向稳定。
(2)拱肋节段间的焊接宜按安装顺序同步进行,且宜对称施焊。施焊前应保证节段间有可靠的临时连接,并应有效地控制焊缝间隙;施焊时结构应处于无应力状态。合龙口的焊接或栓接作业应选择在环境温度相对稳定的时段内尽快完成。
(3)采用斜拉扣挂悬拼法施工时,拱肋上的扣挂节点应进行专门设计,并应在工厂制造时设置。扣索宜采用多根钢绞线或高强度钢丝束,并应根据使用环境设防腐护套,扣索的强度安全系数应大于2;对钢绞线扣索,应有防止扣索松弛以及减少风致振动影响的可靠措施。
3.混凝土的施工应符合下列规定:
(1)混凝土应采用泵送顶升压注施工,混凝土输送泵的性能应能满足顶升压注施工的需要;混凝土应具有低含气量、大流动性、收缩补偿、延后初凝和早强等性能,其配合比应经试验确定。
(2)压注前应先对管内进行清洗,润湿管壁并泵入适量水泥浆,然后再正式压注混凝土。
(3)混凝土应由拱脚至拱顶对称、均衡地压注,有腹箱的断面应先管后腹, 除拱顶外 不宜在拱肋内的其他部位设置横隔板。压注应连续进行,不得中断,直至拱顶端的溢流管排出正常混凝土时方可停止,溢流管的高度应为1.5~2.0m。压注时尚应考虑上、下游拱肋的对称性和均衡性,并应将施工时间控制在混凝土初凝时间内。混凝土压注完成后应及时关闭设于压注口的倒流截止阀。
(4)缀板间的混凝土不宜采用压注施工。
(5)对大跨径钢管混凝土拱桥,宜采用多级泵送工艺,且对其混凝土的配合比和泵送工艺应在试验室试验的基础上相据需要进行模拟压注试验。
(6)管壁与混凝土应结合紧密,管内的混凝土应密实,其质量检验可按《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21:2000的规定执行。
4.吊索和系杆索的安装施工应符合下列规定:
(1)吊索和系杆索应采用符合设计规定的产品。安装应顺直、无扭转;防护层应完整、无破损。
(2)纵横梁安装完成后,对吊索应按高程和内力双控制的原则进行调整,并应在完善上、下锚头处细部构造的防腐处理后,方可进行桥面系的施工。
(3)系杆索的张拉值应符合设计规定,并应与加载工况相对应,上、下游应对称张拉。施工时除应对系杆索进行内力和伸长量的双控外,还应监测结构关键部位的变形,并将其控制在设计允许范围以内。
(4)对吊索和系杆索的上、下锚头,应按设计要求采取防排水、防腐蚀及防老化的措施。
五、钢拱桥
1.钢拱肋的制造线形应满足设计和监控的要求。钢拱肋制造加工完成后应在厂内进行试拼装。
2.钢拱桥的安装程序应符合设计规定,且宜采用 无支架或少支架 的安装方法施工。采用 拱上悬臂吊机 安装构件时,除应具有足够的安全系数外,拱上悬臂吊机的行走系统尚应适应拱顶坡度和形状的变化;采用 缆索系统吊装 构件时,应符合1B413066的规定;采用 起重船安装 施工时,起重船的性能应满足构件吊装的要求。
3.钢拱桥可单构件安装或拼装成节段进行安装。当拼装成节段进行安装时,应防止节段在施工过程中产生过大的变形,必要时应采取临时加固措施增加其刚度。
4.拱肋节段间的安装应对称进行。拱肋的端头应设临时连接装置,安装时应先临时连接后再进行正式连接,并应对称施焊或栓接。
5.钢拱桥合龙时,合龙段的安装应符合设计规定,并应按设计要求采取相应的辅助措施;设计未规定时,对钢桁拱宜采用单构件安装合龙;对钢箱拱应提前设置临时刚性连接再进行合龙钢构件的焊接或栓接连接。
六、石拱桥
1.用于砌筑拱圈的拱石应采用粗料石或块石,按拱圈放样尺寸加工成楔形。拱石的厚度应不小于200mm,加工成楔形时其较薄端的厚度应符合设计要求的尺寸或按施工放样的要求确定,其高度应为最小厚度的1.2~2.0倍,长度应为最小厚度的2.5~4.0倍。拱石应按立纹破料,岩层面应与拱轴线垂直,各排拱石沿拱圈内弧的厚度应一致。
2.拱圈及拱上结构施工时应按设计要求留置施工预拱度。砌筑施工前,应先详细检查拱架和模板,符合要求后方可开始砌筑。拱圈的辐射缝应垂直于拱轴线,辐射缝两侧相邻两行拱石的砌缝应互相错开,错开距离应不小于100mm,同一行内上下层砌缝可不错开。浆砌粗料石和混凝土预制块拱圈的砌缝宽度应为10~20mm,块石拱圈的砌缝宽度应不大于30mm;用小石子混凝土砌块石时,砌缝宽度应不大于50mm。
3.拱圈砌筑的程序应符合下列规定:
(1)砌筑拱圈前,应根据拱圈的跨径、矢高、厚度及拱架等情况,设计并确定拱圈砌筑的程序。砌筑时,应在适当的位置设置变形观测缝,随时监测拱架的变形情况,必要时应对砌筑程序进行调整,控制拱圈的变形。
(2)跨径小于10m的拱圈,当采用满布式拱架砌筑时,可从两端拱脚起顺序向拱顶方向对称、均衡地砌筑,最后砌拱顶石:当采用拱式拱架砌筑时,宜分段、对称地 先砌筑拱脚和拱顶段,后砌1/4跨径段 。
(3)跨径10-20m的拱圈,不论采用何种拱架,每半跨均应分成三段砌筑,先砌拱脚段和拱顶段,后砌1/4跨径段,且两半跨应同时对称地进行。对分段砌筑的拱段,当其倾斜角大于砌块与模板间的摩擦角时,应在拱段下部设置临时支撑,避免拱段滑移。
(4)跨径大于20m的拱圈,其砌筑程序应符合设计规定;设计未规定时,宜采用分段砌筑或分环分段相结合的方法砌筑,必要时应对拱架预加一定的压力。分环砌筑时,应待下环砌筑合龙、砌缝砂浆强度达到设计强度的85%以上后,再砌筑上环。
(5)多孔连续拱桥拱圈的砌筑,应考虑连拱的影响,并应专门制定相应的砌筑程序。
4.砌筑拱圈时,应在拱脚、拱顶石两侧和分段点等部位临时设置空缝:小跨径拱圈不分段砌筑时,应在拱脚附近临时设置空缝。
5.采用小石子混凝土砌筑拱圈时,靠拱模一面应选用底面较大且较平整的石块,必要时应稍加修整,拱背面应大致平顺;砌筑施工设置空缝时,在空缝的两侧应选用较大且较平整的石块。砌缝中的小石子混凝土应饱满、密实;对较宽的竖缝,可在填塞小石子混凝土的同时、填塞一部分小石块,将砌缝挤满。砌缝宽度应不大于50mm。
七、拱上建筑
1.主拱圈的混凝土强度达到设计规定强度后,方可进行拱上结构的施工。施工前应对拱上结构立柱、横墙等基座的位置和高程进行复测检查,如超过允许偏差应予以调整。
基座与主拱的连结应牢固,同时应解除拱架、扣索等约束。
2.对大跨径拱桥的拱上结构,施工时应严格按设计加载程序进行,设计未提供加载程序时,应根据施工验算由拱脚至拱顶均衡、对称加载。施工中应对主拱圈进行监测和控制。
1B413073钢桥施工
(一)基本知识
按照力学体系分类,钢桥有梁、拱、索三大基本体系和组合体系桥;按照主梁结构形式,可分为钢板梁、钢箱梁、钢桁梁和结合梁;按照截面沿跨度方向有无变化,可分为等截面钢梁和变截面钢梁;按照连接方式,可分为铆接、焊接、栓接以及栓焊连接。若钢桥构件在工厂焊接后运到工地,再全部用焊接组装成钢桥,称为工地 全焊连接 ;若在工地部分构件用高强度螺栓连接、另一部分用焊缝焊接组装成钢桥、则称为 合用连接 ,而铆接连接现在已经基本上不再应用。
根据钢桥基本构件结构外形和构造的不同,钢桥制造可分为杆系、板系、管系结构。三种构件的制造在单元体的划分、下料切割、节段组装焊接、拼装等方面有很大的不同。杆系结构一般由H形断面和矩形断面的杆件组成的桁梁桥的基本构件,通常在工厂焊接成构件,在工地用高强度螺栓连成整梁,结构的整体几何线形主要由栓孔尺寸线控制。板系结构由带纵横加劲肋的板单元件组成的箱梁,一般用于悬索桥和斜拉桥的主梁,通常在工厂焊接成带肋的板单元件,组装成箱梁节段,再运至桥位吊装连成桥梁整体,桥梁几何线形和焊接变形影响较大。管系结构是指钢管拱桥,通常在工厂制成管状拱肋节段安装,跨中合龙;或者在桥位岸侧拼装成半跨,转体就位、跨中合龙,合龙精度常受拱肋制造精度和焊接变形的影响。
钢结构在制造前,制造厂应对设计图进行 工艺性审查 ,且应 绘制加工图 ,编制制造工艺:当需要修改设计时,应取得原设计单位的同意,并应签署设计变更文件。
钢结构的制造应按确定的加工图和制造工艺进行。制造及验收应使用经检定合格的计量器具,并应按有关规定进行操作。
(二)钢桥的主要特点
1.钢材材质均匀,工作可靠度高,其抗拉、抗压和抗剪强度都较高,因而相对同跨度的桥梁,钢桥自重轻,便于运输和架设安装,适合修建大跨度桥和特大跨度桥。
2.钢材塑性和韧性好,抗冲击和振动能力高,不易突然断裂破坏。
3.钢桥的构件适合于工业化生产制造,便于运输,工地安装速度快,效率高,质量好,工期短。
4.钢桥在受到破坏后,易于修复和更换,适宜于战备和灾害恢复的快速抢修。
5.钢桥易于腐蚀,因此需要经常检查和定期喷涂防腐涂料,因此钢桥与其他桥梁相比,其养护费用较高。
(三)材料
1.钢桥制造使用的材料的品种、规格、性能等应符合设计文件的要求和现行国家产品标准的规定,材料除应有生产厂家的质量证明书外,制造厂还应按相关标准进行抽样复验,复验合格后方可使用。
2.钢材应按同一厂家、同一材质、同一板厚,同一出厂状态,每10个炉(批)号抽验组试件。若订货为探伤钢板,尚应抽取每种板厚的10%(至少1块)进行超声波探伤。进口材产品的质量应符合设计和合同规定标准的要求,并应进行进口商检及按规定标准进行抽样检验,检验不合格的钢材不得使用。
3.当钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时,其深度不得大于该钢材厚度允许负偏差值的1/2。钢材表面的锈蚀等级应符合国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923.1-2011规定的C级及C级以上,钢材端边或断口处不应有分层、夹渣等缺陷。
二、钢桥架设方法。
1.钢桥架设安装主要方法
(1)自行吊机整孔架设法:适宜于架设 短 跨径的钢板梁。
(2)门架吊机整孔架设法:适于地面或河床无水、少水、现场能修建低路堤,栈桥、上 铺轨 道的条件。
(3)浮吊架设法:适于河水较深、备有大吨位浮吊的条件。
(4)支架架设法:适于桥下净空不高、水深较浅的条件,可用于架设各种跨径,各种类型的钢桥。
(5)缆索吊机拼装架设法:适于各种地形、地质、水文条件,可架设各类梁桥、拱桥、刚构桥和加劲钢梁等。
(6)转体架设法:适于地形相宜、桥下有交通通行的条件,可用于 中等 跨径的梁桥。
(7)顶推滑移架设法:适于桥头路基或引桥上能够拼装钢梁的条件,宜于 短 距离纵向桥梁或 横移法 架梁以及 横移更换旧梁 ,可架设单孔或多孔梁桥。
(8)拖拉架设法:适于河滩无水或水深较浅、易于建立 支墩 或桥头路基或引桥上能够拼装钢梁及平移梁的条件。
(9)浮运架设法:适于深水河流或滨海河流处,可架设各类大跨径钢桥。
(10)浮运拖拉架设法与浮运平转架设法:适于深水河流或滨海河流处,可架设各类大跨径钢桥。
(11)悬臂拼装架设法:适于各类地形、水文、通航、墩高等条件,是架设钢桥的主要方法之一。
2.架设安装基本作业程序
架设安装基本作业程序包括:杆件预拼、杆件拼装、高强度螺栓栓接、工地焊接、顶落钢梁、墩面移梁与临时支座及其转换、钢梁定位与支座安装等工序。
三、钢桥安装要点
(一)组装
1.组装前,应熟悉图纸和工艺文件,并应按图纸核对零件编号、外形尺寸和坡口方向,确认无误后方可组装。
2.对采用埋弧焊、CO2气体保护焊及低氢型焊条手工焊等方法焊接的接头,在组装前应将待焊区域的铁锈、氧化皮、污垢、水分等有害物清除干净,使其表面露出金属光泽。釆用埋弧焊焊接的焊缝,应在焊缝的端部连接引出板,引出板的材质、厚度、坡口应与所焊件相同;引出板长度应不小于100mm。
3.需做产品试板检验时,应在焊缝端部连接试板,试板的材质、厚度、轧制方向及坡口应与所焊对接板材相同、试板尺寸应满足试验取样要求。
4.钢构件的组装应在胎架或平台上完成,每次组装前均应对胎架或平台进行检查确认合格后方可组装。组装时应将相邻焊缝错开,错开的最小距离应符合设计的规定。
5.采用先孔法的钢构件,组装时必须以孔定位;采用胎型组装时,每一孔群应打入的定位冲钉不得少于2个,冲钉直径应不小于设计孔径0.1mm。
6.大型钢箱梁的梁段应在胎架上组装,胎架应具有足够的刚度和几何尺寸精度,且在 横向 应预设上拱度,组裝前应按工艺文件要求检测胎架的几何尺寸,监控测量应避开日照的影响。
(二)焊接
1.在工厂或工地焊接工作之前、对首次使用的钢材和焊接材料应进行焊接工艺评定。
2.焊接工艺应根据焊接工艺评定报告编制,施焊时应严格遵守焊接工艺,不得随意改变焊接参数,焊接材料应根据焊接艺评定确定,焊剂、焊条应按产品说明书烘干使用,对储存期较长的焊接材料,使用前应重新按标准检验。CO2气体保护焊的气体纯度应大于99.5%。
3.焊接工作宜在室内进行,焊接环境的相对湿度应小于80%;焊接环境的温度,对低合金高强度结构钢应不低于5℃,普通碳素结构钢应不低于0℃。主要钢构件应在组装后24h内焊接。
4.钢构件在露天焊接时,必须采取防风和防雨措施。主要钢构件应在组装后12h内焊接,当钢构件的待焊部位结露或被雨淋后,应采取相应措施去除水分和浮锈。
5.施焊时,母材的非焊接部位严禁焊接引弧,焊接后应及时清除熔渣及飞溅物。多层焊接时,宜连续施焊,且应控制层间温度,每一层焊缝焊完后应及时清理检查。应在清除药皮、熔渣、溢流和其他缺陷后,再焊下一层。
6.焊前预热温度应通过焊接性试验和焊接工艺评定确定。预热范围宜为焊缝每侧100mm以上、且宜在距焊缝30-50mm范围内测温。
7.焊接完毕且待焊缝冷却至室温后,应对所有焊缝进行外观检查,焊缝不应有裂纹、未熔合夹渣、未填满弧坑、漏焊,焊接缺陷应符合《公路桥涵施技术规范》JTG/T3650-2020的相关规定。
8.焊缝经外观检查合格后方可进行无损检测,无损检测应在焊接24h后进行,箱形构件棱角焊缝探伤的最小有效厚度为t(t为水平板厚度,以m计),当设计有熔深要求时应从其规定。
9.采用超声波、射线、磁粉等多种方法检验的焊缝,应达到各自的质量要求,该焊缝方可认为合格。对构造复杂或厚板钢构件的焊缝,可采用相控阵或TOFD等作为辅助技术手段进行探伤检测。
(三)钢构件矫正
钢构件矫正时应符合下列规定:
1.冷矫的环境温度宜不低于5℃,矫正时应缓慢加力,冷矫的总变形量应不大于变形部位原始长度的2%,时效冲击值不满足要求的拉力钢构件,不得矫正。
2.热矫时加热温度应控制在600~800℃,严禁过烧,且不宜在同一部位多次重复加热。
(四)高强度螺栓连接副与摩擦面处理。
1.公路钢结构桥梁所用的高强度螺栓连接副可选用 大六角形 和 扭剪型 两类,并应在专业螺栓厂制造,高强度螺栓、螺母、垫圈的表面宜进行表面防锈处理;垫圈两面应平直,不得翘曲,其维氏硬度HV30应为329-436(HRC35-45)。
2.高强度螺栓连接副应由制造厂按批配套供货,并应提供出厂质量保证书。运输或搬运时应轻装轻卸,防止损伤螺纹。进场后除应检查出厂质量保证书外,尚应从每批螺拴中抽取8副进行检验。
3.摩擦面处理应符合下列规定:
(1)在工地以高强度螺栓栓接的构件和梁段板面(摩擦面)应进行处理,处理后抗滑移系数值应符合设计规定;设计未规定时,抗滑移系数出厂时应不小于0.55,工地安装前的复验值应不小于0.45。
(2)抗滑移系数试验用的试件应按制造批每批制作6组,其中3组用于出厂试验,2组用于工地复验。抗滑移系数试件应与构件同材质、同工艺、同批制造、并应在同条件下运输、存放,且试件的摩擦面不得损伤。
(五)试拼装
1.钢结构桥梁应按试装图进行厂内试拼装,未经试拼装检验合格,不得成批生产。
2.试拼装应在胎架上进行,胎架应有足够的刚度,其基础应有足够的承载力。胎架顶面(梁段底)纵、横向线形应与设计要求的梁底线形相吻合。试拼时钢构件应解除与胎架间的临时连接,处于自由状态。
3.板梁应 整孔 试拼装;简支桁梁的试拼装长度宜 不小于半跨 ,且桁梁宜采用 平面 试拼装;连续梁试拼装应包括 所有变化节点 ;对大跨径桥的钢梁,每批梁段制造完成后,应进行 连续匹配 试拼装, 每批 试拼装的梁段数量应 不少于3段 ,试拼装检查合格后,应留下最后一个梁段并前移参与下一批次试拼装。
4.钢桥墩和钢索塔的塔柱、钢锚箱应采取 两节段立位匹 配试拼装,合格后还应进行 多节段水平位置 的试拼装,每一批次的多节段水平位置试拼装应 不少于5个节段 。
5.试拼装时应使板层密贴,冲钉宜不少于螺栓孔总数的10%,螺栓宜不少于螺栓孔总数的20%;有磨光顶紧要求的构件,应有75%以上面积密贴、采用0.2mm的塞尺检查时,其塞入面积应不超过25%。
6.试拼装时,应采用试孔器检查所有螺栓孔, 桁梁主桁 的螺栓孔应能100%自由通过较设计孔径小0.75mm的试孔器, 桥面系和联结系 的螺栓孔应100%自由通过较设计孔径小1.00mm的试孔器, 板梁和箱梁 的螺栓孔应100%自由通过较设计孔径小1.5m的试孔器,方可认为合格。
7.试拼装检验应在无日照影响的条件下进行,并应有详细的检查记录。
(六)涂装
1.桥梁的钢构件在涂装前,应对其表面进行除锈处理:除锈应采用喷丸或拋丸的方法进行,除锈等级应符合设计规定;设计未规定时,应达到现行《涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定第1部分:未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级》GB/8923.1-2011规定的 sa2.5级 ,表面粗糙度Ra应达到 25~60μm ;对高强度螺栓连接面、除锈等级应达到 Sa3级 ,表面糙度Ra应达到 50-100μm ,且除锈后的连接面宜进行喷铝处理或涂装无机富锌防滑涂料、同时应清除高强度螺栓头部的油污及螺母、垫圈外露部分的皂化膜。涂装前,应对钢构件的自由边双侧倒弧,倒弧半径应不小于2.0mm。
2.涂装施工时,钢构件表面不应有雨水或结露,相对湿度应不高于80%;环境温度对环氧类漆不得低于10℃,对水性无机富锌防锈底漆、聚氨酯漆和氟碳面漆不得低于5℃,在风沙天,雨天和雾天不应进行涂装施工;涂装后4内应采取保护措施,避免遭受雨淋。
3.底漆,中间漆涂层的最长暴露时间宜不超过7d,两道面漆的涂装间隔时间亦宜不超过7d。若超过,应先采用细砂纸将涂层表面打磨成细微毛面,再涂装后道面漆,喷铝应在表面清理后4h内完成。
4.涂装后,应在规定的位置涂刷钢构件标记。钢构件码放必须在涂层干燥后进行。
5.涂料涂层的表面平整均匀、不应有漏涂,剥落、起泡,裂纹和气孔等缺陷,颜色应与比色卡一致:金属涂层的表面应均匀一致,不应有起皮、鼓包,大熔滴,松散粒子、裂纹和掉块等缺陷,每涂完一道涂层应检查干膜厚度,出厂前应检查漆膜总厚度。
6.面漆的工地涂装宜在桥梁钢结构安装施工完成后进行,对在施工过程中将厂内涂装层损伤的部位,应进行表面清理并按设计涂装方案规定的涂料、层数和漆膜厚度重新补涂。
(七)工地连接
1.桥梁钢结构安装时的高强度螺栓连接施工应符合下列规定:
(1)由制造厂处理的钢结构构件的摩擦面、在安装前应复验所附试件的抗滑移系效,合格后方可安装,并应符合设计要求。
(2)高强度螺栓连接副的安装应在钢构件中心位置调整准确后进行,高强度螺栓螺母和垫圈应按制造厂提供的批号配套使用,安装时钢构件的摩擦面应保持清洁、干燥并不得在雨中进行安装作业。
(3)高强度螺栓连接副组装时,应在板束外侧各设置一个垫圈, 有内倒角的一侧应分别朝向螺栓头和螺母支承面 。高强度螺栓的长度应与安装图一致,安装时其穿入方向全桥一致、且应自由穿入孔内,不得强行敲入:对不能自由穿入螺栓的孔,应采用铰刀进行铰孔修整、铰孔前应将该孔四周的螺栓全部拧紧,使板层密贴,防止钢屑或其他杂物掉入板层缝隙中、铰孔的位置应做施工记录: 严禁采用气割方法扩孔 。
(4)安装施工时、高强度螺栓不得作为临时安装螺栓使用,亦不得采用塞焊对螺栓孔进行焊接。
(5)高强度螺栓连接副施拧前,在施工现场按出厂批号分批测定其扭矩系数。每批号的抽验数量应不少于8套,其平均值和标准偏差应符合设计要求;设计未要求时,平均值偏差应在0.1-0.15范围内,其标准偏差应小于或等于0.01。测定数据应作为施拧的主要参数。
(6)高强度螺栓的施工预拉力应符合表1B413073的规定。

(7)施工高强度螺栓时,应按一定顺序,从板束刚度大、缝隙大之处开始,对大面积节点板,应从中间部分向四周的边缘进行施拧,并应在当天终拧完毕;施拧时, 不得采用冲击拧紧和间断拧紧 的方式作业。大六角头高强度螺栓的施拧,仅应在螺母上施加扭矩。
(8)高强度螺栓施拧采用的扭矩扳手,在作业前后均应进行校正,其扭矩误差不得超过使用扭矩值的±5%。
(9)采用扭矩法施拧高强度螺栓连接副时, 初拧、复拧和终拧应在同一工作日内完成 。初拧扭矩宜为终拧扭矩的50%,复拧扭矩等于初拧扭矩,终拧扭矩应按式(1B413073)计算:

式中Tc——终拧扭矩(N·m)
K——高强度螺栓连接副的扭矩系数平均值,按前述测得;
Pc——高强度螺栓的施工预拉力(kN),见表1B413073;
d——高强度螺栓公称直径(mm)。
(10)高强度螺栓终拧完成后,应进行质量检查,检查应由专职质量检查员进行,检查用的扭矩扳手必须标定,其扭矩误差不得超过使用扭矩的±3%,且应进行扭矩抽查。
采用松扣、回扣法检查时,应先在螺栓与螺母上做标记,然后将螺母退回30°,再用检查扭矩扳手将螺母重新拧至原来位置测定扭矩,该值不小于规定值的10%时为合格。对 主桁节点、板梁主体及纵、横梁连接处 ,每栓群应以高强度螺栓连接副总数的5%抽检,但不得少于2套,其余每个节点不少于1套进行终拧扭矩检查。扭矩检查应在螺栓终拧1h以后、24h之前完成。每个栓群或节点检查的螺栓,其不合格者宜不超过抽验总数的20%;如果超过此值,则应继续抽验,直至累计总数80%的合格率为止。对欠拧者应补拧,不符合扭矩要求的螺栓应更换后重新补拧。高强度螺栓拧紧检查验收合格后,连接处的板缝应及时采用腻子封闭、并应按设计要求涂漆防锈。
2.桥梁钢结构在工地焊接连接时应符合下列规定
(1)钢构件的工地施焊连接应按设计规定的顺序进行。
(2)箱形梁梁段间的焊接连接,应按顶板、底板、纵隔板的顺序对称进行;梁段间的焊缝经检验合格后,应按先对接后角接的顺序焊接U形肋嵌补件。
(3)当桥梁钢结构为焊接与高强度螺栓合用连接时,栓接结构应在焊缝检验合格后再终拧高强度螺栓连接副。
(4)工地焊接前应做工艺评定试验,施焊应严格按已评定的焊接工艺进行。焊接前应对接头坡口、焊缝间隙和焊接板面高低差等进行检査,并对焊缝区域进行除锈,且工地焊接应在除锈后的12h内进行。
(5)工地焊接时应设立防风、防雨设施、遮盖全部焊接处:工地焊接的环境要求为:风力应小于5级:温度应大于5℃:相对湿度应小于80%;在箱梁内焊接时应有通风防护安全措施。
四、钢桥质量检查与检验
在钢桥质量检查与检验实测项目中,标注(△)的项目为关键项目。
1.钢板梁制作实测项
钢板梁制作实测项目:梁高;跨度;梁长:纵、横梁旁弯: 拱度 ; 平面度 ;主梁、纵横梁盖板对腹板的垂直度;焊缝尺寸;焊缝探伤(△);高强度螺栓扭矩(△)
2.钢桁梁节段制作实测项目
钢桁梁节段制作实测项目:节段长度:节段高度:节段宽度;节间长度;对角线长度差;桁片平面度;拱度;焊缝尺寸;焊缝探伤(△);高强度螺栓扭矩(△)
3.钢箱梁制作实测项目
钢箱梁制作实测项目:梁高(△);跨度;全长;腹板中心距(△);横断面对角线差、旁弯、拱度、 腹板平面度 、 扭曲 、 对接错边 、焊缝尺寸;焊缝探伤(△);高强度螺栓扭矩(△)
4.钢梁防护涂装实测项目
钢梁防护涂装实测项目:除锈等级(△);粗糙度(△);总干膜厚度;附着力。
5、钢梁安装实测项目
钢梁安装实测项目:轴线偏位;高程;固定支座处支承中心偏位; 对接错边 ;焊缝尺寸;焊缝探伤(△);高强度螺栓扭矩(△)。
1B413074斜拉桥施工
斜拉桥由梁、塔、索三种基本构件组成桥梁结构体系。
斜拉桥又称斜张桥,是将主梁用斜拉索直接锚固在索塔上的一种桥,是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁组合起来的一种结构体系,可看作是用拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。这种布置形式可使梁体内弯矩减少,降低建筑高度,减轻结构自重省材料。斜拉桥作为一种拉索体系,比梁式桥的跨越能力更大,是大跨度桥梁的主要桥型。
斜拉桥按主梁的受力状态分为漂浮体系、支承体系、塔梁固结体系和刚构体系。
漂浮体系为塔墩固结、塔梁分离。主梁除两端有支承外,其余全部为拉索悬吊的多点弹性支承的单跨梁。
支承体系为塔墩固结、塔梁分离、主梁在墩、塔处均设有支座,为具有多点弹性支承的三跨连续梁,所有墩上支座均不约束纵向位移的称为半漂浮体系。
塔梁固结体系为塔梁固结并支承在墩上,梁的内力和挠度同主梁与塔柱的弯曲刚度比值有关,这种体系的连续支座至少有一个为纵向固定。
刚构体系为梁塔墩互为固结,形成跨度内具有多点弹性支承的刚构。另外,还有边跨斜拉索锚固在地锚上的地锚体系和在斜拉桥主跨跨中设置挂孔或剪力铰形成的T构体系。
按主梁材料分为钢斜拉桥、混凝土斜拉桥、结合梁斜拉桥、混合梁斜拉桥和钢管混凝土斜拉桥。
按拉索的特征分为双索面、单索面、稀索体系、密索体系以及无背索体系斜拉桥
按拉索的锚固体系分为自锚、地锚及部分地锚斜拉桥。
按塔形分为门形、独柱形、钻石形、A形、H形、倒V形、倒Y形等,还有斜塔;矮塔、折线塔和曲线形塔等。
斜拉桥的施工主要包括主塔的施工、主梁的施工、拉索的施工等。
斜拉桥的 索塔 施工时,应对其平面位置、倾斜度、应力和线形等进行监测和控制; 上部结构 施工时,应对其施工过程中的索力、高程以及索塔偏位等参数进行监测和控制。
一、索塔
索塔的构造材料主要有钢结构、混凝土结构、预应力混凝土结构等。
(一)索塔施工方法及主要设备
1.索塔的施工可视其结构、体形、材料、施工设备和设计综合考虑选用合适的方法。裸塔施工宜用爬模法,横梁较多的高塔宜用劲性骨架挂模提升法。
裸塔现浇施工主要采用翻模、滑模、爬模施工方法。
(1)翻模:应用较早,施工简单,能保证几何尺寸(包括复杂断面),外观整洁,但模板高空翻转,操作危险,沿海地区不宜用此法。
(2)滑模:施工速度快,劳动强度小,但技术要求高,施工控制复杂,外观质量较差,且易污染。一般倾斜度较大,预留孔道及埋件多的索塔不宜用此法。
(3)爬模:爬模兼有滑模和翻模的优势,适用斜拉桥一般索塔的施工。施工安全,质量可靠,修补方便。国内外大多采用此法。
2.索塔施工主要机械设备一般设置起重设备、施工电梯和安全通道,还有混凝士浇筑设备、供水设备及混凝士养护设备等。塔式起重机可安装在两柱中间。混凝土的垂直运输般采用泵送。泵管一般设在施工电梯旁,便于接管、拆管和采取降温或保温措施,或处理堵管等。
(二)索塔施工要点
1.混凝土索塔的施工应符合下列规定
(1)塔柱节段施工长度的划分,宜根据索塔结构形式、钢筋定尺长度和施工条件等因素确定;塔柱模板系统应具有足够的强度、刚度和稳定性,且宜进行抗风稳定性验算。
(2)塔座及塔柱实心段施工时,除应控制好模板的平面位置和倾斜度外,尚应对混凝土采取降低水化热和温度控制的措施;同时宜采取适当措施缩短塔座与承台、塔柱与塔座之间浇筑混凝土的间隔时间,间歇期宜不大于15d。
(3)索塔与主梁不宜同时交叉施工,必须交叉施工时应采取保证质量和施工安全的措施。索塔塔柱施工时宜设置劲性骨架,所设置的劲性骨架应能起到保证钢筋架立、模板安装和抗索预埋导管空间定位精度的作用;劲性骨架宜采用型钢制作。
(4)横梁施工时,应设置可靠的支架系统:支架系统应进行专门设计,其强度、刚度和稳定性应满足使用要求,同时应考虑变形和日照温差等因素对支架系统的不利影响。体积过大的横梁可沿高度方向分次浇筑,但分次浇筑的时间间隔宜不超过15d,并应采取措施防止施工接缝处产生收缩裂缝;分次浇筑时支架系统的设计宜考虑横梁的全部自重。
(5)塔柱和横梁可同步施工或异步施工,但异步施工时塔柱与横梁之间浇筑混凝土的间隔时间应不超过30d,并应采取措施使塔梁之间的接缝可靠连接,不得产生收缩裂缝。倾斜塔柱施工时,应对各施工阶段塔柱的强度和变形进行验算,分高度设置主动横撑或拉杆,使其线形、内力和倾斜度满足设计要求,并保证施工期结构的安全。
(6)在起吊条件具备时,塔柱节段的钢筋可整体制作成骨架,整体安装;但在起吊安装时,应对钢筋骨架采取适当的临时加固措施,增加其刚度,防止变形。
(7)混凝土应根据索塔的高度及混凝土供应能力选择适宜的输送方式,采用输送泵时宜一泵到顶;当采用接力方式泵送混凝土时,上、下泵的输送能力应相互匹配,且应对设置接力泵位置的结构进行承载能力的验算,必要时应采取加固措施。浇筑混凝土时,分层布料应均匀,应控制混凝土的自由倾落高度不超过2m,保证混凝土不产生离析,并应采取有效措施避免上部塔体施工时对下部已完成塔体的表面造成污染。混凝土浇筑完成后,应及时养护、养护的方法和措施应根据结构特点、气温、环境条件等因素综合确定每一节段现浇混凝土的养护时间应不少于7d。
(8)索塔横梁和拉索锚固区的预应力施工,应符合1B413033的相关规定:对拉索锚固区曲率半径较小的环向预应力钢束,宜按设计要求进行模型试验,取得经验数据后方可正式施工。
(9)对拉索预埋导管的安装,应在施工前认真复核施工图中拉索的垂度修正值;定位安装时宜利用劲性骨架控制导管进出口处的中心坐标,并应采取其他辅助措施进行调整和固定,预埋导管不宜有接头。
(10)对支承钢锚梁的牛腿,施工时应采取有效措施控制其顶面的高程,其顶面高程的偏差宜为±2mm;对索塔的边跨侧与中跨侧,两侧牛腿预埋钢板顶面的相对高差应不大于2mm,预埋钢板中心线的相对差值应不大于2mm。
2.钢锚梁的制造加工应符合1B413073的规定;对分节段制造、安装、现场连接的钢锚梁,应在厂内进行试拼装:钢锚梁的安装施工应符合下列规定:
(1)采用塔式起重机或其他起重设备吊装钢锚梁时,其起重能力应能满足吊重的要求。
(2)安装前应对索塔内牛腿的顶面高程和支承位置进行复测,确认符合设计要求后方可进行安装。
(3)钢锚梁的起吊安装宜选择在6级风以下且气候条件较好的条件下进行。
(4)钢锚梁的安装方式宜结合其结构构造特点、起重设备的能力及现场的实际情况综合确定。
(5)采用在索塔施工完成后再安装钢锚梁的方式时,安装前宜通过计算机模拟钢锚梁在塔内狭窄空间中的就位状况,保证钢锚梁能实现顺利安装和就位,并应在起吊安装过程中采取有效措施,避免钢锚梁与索塔塔壁之间产生碰撞。分节段安装钢锚梁时,应设置必要的支架对其连接处附近进行临时支承。
(6)采用随索塔塔柱节段施工同步安装的方式时,钢锚梁可整根起吊安装就位,其两端头附近塔柱内壁的模板接缝应封堵严密、不漏浆,浇筑塔柱节段混凝土时,应采用适宜的材料对钢锚梁进行包裹防护。
(7)不论采用何种安装方式,在安装上层钢锚梁时,均应设置作业平台,并应对下层已安装完成的钢锚梁进行必要的防护,防止损伤其表面的防腐涂层。
(8)钢锚梁在安装就位后,应采用三维调节装置对其纵横桥向的平面位置和锚固点的位置进行精确调整定位,各平面位置的偏差应控制在±5mm以内,锚固点高程的偏差应控制在±2mm以内。
3.钢锚箱的制造加工应符合1B413073的规定,对分节段制造、安装、现场连接的钢锚箱、应在厂内进行试拼装。钢锚箱的安装施工应符合下列规定:
(1)安装前应编制专项施工方案,确定起吊安装的方法、机具设备和安全措施。
(2)吊装前,应按钢锚箱节段的起吊重力,对起重设备、吊架、吊具和索具等进行必要的受力验算和安全技术验收。保证其能满足起吊安装的各项要求;并应进行试吊,确认安全后方可正式开始起吊安装作业。
(3)起吊安装时、吊点和吊具的设置应满足各点均匀受力的要求,应避免钢锚箱在起吊安装过程中发生扭转或侧倾,并应采取有效措施保证钢锚箱不受到碰撞而产生损伤。
(4)钢锚箱安装时,宜设置必要的导向装置,且该装置应能较为准确地引导钢锚箱就位;首节钢锚箱在精确定位时宜采用三维调节装置,通过对钢锚箱节段的平面位置、竖直度和高程进行反复精确调整,使之达到设计要求的安装精度。
4.钢索塔的施工应符合下列规定
(1)索塔的钢构件在工厂制造时应进行试拼装,试拼装合格后方可启运,并应根据不同的运输方式对钢构件进行必要的临时加固和保护。节段钢构件安装的吊点,导向件及临时匹配件宜在厂内制造时设置。
(2)安装施工前,应根据高空作业的特点制定专项施工方案,应编制详细的节段钢构件吊装施工工艺,并应核对各节段构件的编号和起吊重力。在吊装前应对节段钢构件起吊的稳定性进行验算,并应对各关键部位进行临时加固后试吊,确认无误方可正式起吊安装。
(3)钢索塔节段的起吊安装应充分考虑气候对安装施工的影响,宜选择在6级风以下且天气条件较好的条件下进行、保证施工安全。
(4)安装倾斜索塔时,应验算索塔内力,控制成塔线形、分高度设置水平横撑或拉杆。在安装过程中,应按设计要求分阶段对已完成的索塔采取必要的抑振措施、保证后续施工中永久结构和临时结构的安全性,以及施工操作人员的舒适性。
(5)对钢索塔节段安装的精确定位控制测量,宜选择在 日落后4h至日出前2h 且温度场较为稳定的时段进行。
二、主梁
(一)主梁的特点及施工方法
由于斜拉桥主梁的支承形式为多点连续支承,而且支承间距小,与梁式桥相比,斜拉桥的主梁梁体高跨比较小,斜拉桥的主梁跨越能力大、建筑高度小,把斜拉索索力的水平分力作为轴力传递。主梁施工方法与梁式桥基本相同,大体分四种:
1.顶推法。
2.平转法。
3.支架法(临时支墩拼装、支架上现浇)。
4.悬臂法(悬臂拼装、悬臂浇筑)
(二)主梁的施工要点
1.主梁应严格按照预定的程序、方法和措施进行施工。对设计为飘浮或半飘浮体系的斜拉桥,在主梁施工期间应使塔梁临时固结。主梁在悬臂施工时,应保持两端的施工荷载对称平衡,其最大不平衡荷载不得超过设计允许的范围,并应严格控制桥面上的各种临时施工荷载。
2.混凝土主梁采用悬臂浇筑法施工时,除应符合1B413063的有关规定外,尚应符合下列规定:
(1)主梁0号梁段及相邻梁段浇筑施工时,应设置可靠的支架系统,支架系统应进行专门设计,其强度、刚度和稳定性应满足使用要求,同时应考虑变形、地基的不均匀沉降和日照温差等因素对支架系统的不利影响;施加在支架上的临时施工荷载应包括悬浇挂篮的重力,辅助跨梁段的现浇支架亦应符合上述规定。
(2)用于悬浇施工的挂篮应进行专门设计,挂篮应满足使用期的强度和稳定性要求,同时应考虑主梁在浇筑混凝土时抗风振的刚度要求。挂篮的全部构件制作完成后应进行检验和试拼,合格后再运至现场整体组装,并应按设计荷载及技术要求进行预压,挂篮在预压时应测定其弹性挠度的变化、高程调整的性能及其他技术性能。
3.混凝土主梁采用悬拼装法施工时、除应符合1B413063的有关规定外,尚应符合下列规定:
(1)梁段的预制可采用长线法或短线法台座预制,台座的设计应考虑主梁成桥线形的影响,并应保证预制梁段的截面尺寸能满足拼装的精度要求,预制梁段的混凝土端面应密实饱满,不得随意修补。
(2)对梁段拼装用的非定型桥面悬臂吊机或其他起吊设备、应进行专门设计并宜委托具有相应资质的专业单位加工制造,加工完成后应进行出厂质量验收。起吊设备在现场组装后应进行试吊,确认安全后方可用于正式施工。
(3)0号及其相邻的梁段为现浇时,在现浇梁段和第一节预制安装梁段间宜设湿接头,对湿接头结合面的梁段混凝土应进行凿毛并清洗干净,湿接头混凝土宜采用微膨胀低收缩混凝土,设计有规定时,应从其规定。
4.钢主梁的施工应符合下列规定:
(1)钢梁制造完成后应在厂内进行试拼装和涂装,经质量检验合格后方可运至工地现场。钢构件上的吊点、导向件及临时匹配件宜按设计要求在工厂加工制造时设置。
(2)钢梁的钢构件或梁段在运输过程中,采取可靠的临时加固措施,避免受到损伤。在工地临时存放时,应对存放场地进行规划,存放场地应平整稳固,排水良好,存放的钢构件或梁段应支离地面一定高度,基础应具有足够的强度,并应防止地基的不均沉降,同时应采取必要的防护措施,防止钢梁积水锈蚀和栓接板面损坏、污染。
(3)钢梁架设安装采用的桥面悬臂吊机的前支点和后锚固点应严格按设计要求可靠设置。保证架设安装期的起吊安全。
(4)钢梁安装施工前应编制详细的梁段吊装的施工工艺,并应制定梁段间连接的工艺标准,焊接或栓接的工艺检验标准以及施工的安全技术规程。在吊装前应核对各钢构件或梁段的起吊重量,对钢构件或梁段起吊的稳定性进行验算,经试吊确认无误后方可正式起吊安装。
(5)在支架上进行索塔附近无索梁段安装施工时,应设置可调节梁段空间位置的装置,保证梁体在安装时的精确定位。
(6)应采取必要措施减少钢箱梁安装时的接缝偏差,在内、外腹板位置,高度方向和宽度方向的拼接错口宜不大于2mm。
5.主梁的合龙施工应符合下列规定:
(1)主梁的合龙应按设计和施工控制的要求进行,施工前应确定施工程序并进行合龙施工计算,制定详细的施工工艺及各项保障措施的方案。
(2)对合龙前最后若干个悬臂施工梁段的高程、线形、轴线偏差及索力应进行严格控制,使合龙口两侧主梁的自然相对偏差满足合龙的误差。
(3)混凝土主梁和全焊钢主梁在合龙时,应按设计要求设置临时刚性连接,控制合龙口长度及主梁轴线与高程的变化;栓接钢主梁合龙时,应提前调整合龙口两侧钢主梁的姿态,并应对两侧钢主梁螺栓孔之间的间距进行控制。
(4)主梁合龙施工期间,应对桥面上的临时施工荷载进行严格控制、不得随意施加除合龙施工需要的其他附加荷载。
(5)主梁中跨合龙后,应按设计要求的程序在规定时间内拆除塔梁临时固结装置保证结构体系的安全转换。边跨合龙应根据主梁的结构特点按本条的相关要求进行施工。
(6)多塔斜拉桥主梁的合龙顺序应符合设计的规定。
三、斜拉索施工
(一)拉索的构造与防护
1.拉索按材料和制作方式的不同可分为以下几种形式
(1)平行钢筋索。
(2)平行(半平行)钢丝索。
(3)平行(半平行)钢绞线索
(4)单股钢绞缆。
(5)封闭式钢缆
拉索截面形式如图1B413074所示

2.拉索防护
斜拉索是斜拉桥的主要受力构件,它的防护质量决定整个桥梁的安全和使用寿命。由于斜拉桥的拉索全部布置在梁体外部,且处于高应力状态,对锈蚀比较敏感,而锈蚀是斜拉桥劣化的起因。因此,拉索防护对斜拉桥有着十分重要的意义。
斜拉索防护可分为临时防护和永久防护两种,防护类型主要有以下几种:
(1)封闭索防护
(2)平行索用 塑料罩套 保护
(3) 套管压浆 法
(4)预应力混凝土 索套 防护
(5) 直接挤压护套 法
(二)拉索安装
1.拉索及其附件应符合设计规定,进场后应进行质量验收。成品拉索在出厂前应做放索试验,同时应做1.2~1.4倍设计索力的超张拉检验,检验后冷铸锚板的内缩值宜不大于5mm。成品拉索和钢绞线应缠绕成盘进行运输,在起吊、运输和存放时应采取措施防止其产生破损、变形或腐蚀。
2.拉索在安装施工前应按设计要求及拉索结构的不同制定相应的专项施工方案和施工工艺。安装前尚应全面检查预埋拉索导管的位置是否准确,发现问题应及时采取措施予以处理,同时应将导管内可能有的杂物清理干净
3.拉索的安装施工应按设计和施工控制的要求进行,在安装和张拉拉索时应采用专门设计制作的施工平台及其他辅助设施进行操作,保证施工安全。张拉拉索用的千斤顶、油泵等机具及测力设备应按《公路桥涵施工技术规范》JTC3650-2020第7章的要求进行配套校验;为施工配备的张拉机具,其能力应大于最大拉索所需要的张拉力。
4.拉索可在塔端或梁端单端进行张拉,张拉时应按索塔的顺桥向两侧及横桥向两侧对称同步进行。同步张拉时不同步索力之间的差值不得超出设计和施工控制的规定;两侧不对称或设计拉力不同的拉索,应按设计规定的索力分级同步张拉,各千斤顶同步之差不得大于油表读数的最小分格。拉索张拉的顺序、级次数和量值应符合设计和施工控制的规定;张拉宜以测定的索力或油压表量值为准,以延伸值作为校核; 对大跨度斜拉桥,宜采用无应力索长和索力双控的方法,且宜以索长控制为主,以索力作为校核 。
5.平行钢丝拉索的安装和张拉施应符合下列规定:
(1)施工前应根据索长、索重、斜度和风力等因素,计算拉索在安装时锚头距索管口不同距离以及满足锚环支承时的牵引力,张拉杆、连接套和软牵引等施工辅助设施应经专门设计,并应在正式使用前进行1.2倍设计牵引力的对拉试验。
(2)吊装时 不宜使用起重钩 或容易对索体产生集中应力的吊具直接挂扣拉索,宜采用带胶垫的管形夹具和尼龙吊带并设置多吊点进行起吊:放索时索体应在柔软的滚轮或皮带输送机上拖拉,并应控制索盘的转速,防止转速过快导致索盘倾覆。
(3)安装施工时不得挤压、弯折索体,不得损伤索体的保护层和索端的锚头及螺纹;应在索管管口处设置对中控制的装置或限位器进行调控,防止锚头和索体在穿入索管时偏位而产生摩擦受损。当拉索的索体防护层和锚头已发生不影响使用的损伤时,应及时进行修复并记录在案,施工结束后对损伤部位尚应进行跟踪维护。
(4)拉索的内置式减振圈和外置式抑振器未安装前,应采取有效措施,保证塔、梁两端的索管和锚头不受到水或其他介质的污染和腐蚀。
6.钢绞线拉索的安装施工应符合下列规定:
(1)安装施工前,应在桥面上的适当位置设置钢绞线的放线架、导向轮和切割工作平台,以及切割和镦头的相关设备,并应在塔柱外的顺桥向两侧附近安装操作平台和起吊设备。
(2)拉索外套管的连接接长采用热熔焊接接头时,热熔焊接的温度应符合外套管料的要求。对外套管进行移动时,不得将其在未加支垫保护的桥面上拖拽;起吊过程中其下方严禁站人。与外套管有连接关系或承套关系的所有部件均应与其临时固定,临时固定时宜在塔、梁两端各留出1m左右的空间。
(3)钢绞线的下料长度应计入牵引、张拉时的工作长度;下料时对钢绞线的切割采用砂轮锯,不得采用电弧焊或氧乙炔进行切断。
(4)牵引安装钢绞线时,其牵引装置必须安全可靠,牵引过程中钢绞线不得产生折,转向时应通过导向轮实现。每根钢绞线安装就位后,均应及时采用夹片锁定。
7.钢绞线拉索的张拉施工应符合下列规定
(1)钢绞线拉索宜采用单根安装,单根张拉,最后再整体张拉的施工方法。单根绞线的张拉应按分级、等值的原则进行,整体张拉时应以控制所有钢绞线的延伸量相同为原则。拉索整体张拉完成后,宜对各个锚固单元进行顶压.并安装防松裝置。
(2)在一根斜拉索中,单根张拉后各钢绞线索力的离散误差宜不超过±2%;整体张拉完成后,各钢绞线索力的离散误差宜不超过±1%。
(3)拉索的张拉工作全部完成后,应及时对塔、梁两端的锚固区进行最后的组装以及抗震防护与防腐处理。
8.拉索索力实测值与设计值的偏差宜为±5%,超过时宜进行调整,调整索力时应对索塔和相应的主梁梁段进行变形和应力的监测,并做记录。
9.拉索安装施工期间,应及时将索塔内张拉工作面处的油污和各种杂物清理干净并应有可靠的防火措施。
1B41375悬索桥施工
悬索桥是利用主缆和吊索作为加劲梁的悬吊体系,将荷载作用传递到索塔和锚碇的桥梁,具有跨越能力大、受力合理、能最大限度发挥材料强度、造价经济等特点,是跨越千米以上障碍物最理想的桥型。悬索桥主要结构由主缆、索塔、锚碇、吊索和加劲梁组成。
一、悬索桥分类及施工内容
(一)悬索桥分类
悬索桥可按主缆锚固方式、主缆线形、悬吊跨数、悬吊方式、支撑结构等方式分类。
按主缆锚固方式分为地锚式和自锚式悬索桥。大多数悬索桥采用地锚式。主缆通过锚碇将拉力传给地基,是大跨度悬索桥最佳受力模式,锚碇处要求地基承载力大。自锚式悬索桥将主缆直接锚固在加劲梁两端,无需设置锚碇结构,加劲梁直接承受主缆传来的水平分力,适用于两岸地基承载力较差,特别是软土地区的桥位,自锚式跨度不宜太大。
按主缆线形分为双链式和单链式悬索桥。双链式是在一个吊杆平面内设有两根主缆。两根主缆具有不同的线形,为克服半跨有荷载作用时加劲梁产生的S形变形,应用双链式结构具有较大的刚度,对非对称荷载的适用性强,但构造复杂,常作为景观桥建造。单链式是在一个吊杆平面内仅设单一线形的悬索主缆,整个悬索桥设两根平行主缆,现代大跨径悬索桥一般采用单链式结构。
按悬吊跨数分为单跨、两跨、三跨和多塔多跨悬索桥。单跨悬索桥适合于边跨地面较高、采用桥墩支承边跨的结构。两跨悬索桥是一个边跨与主跨的加劲梁是悬吊的,另一个边跨的梁体由桥墩支承的结构。三跨悬索桥结构受力合理、线形流畅对称。
按悬吊方式分为竖直吊索、三角斜吊索、竖直和斜吊索混合式,悬吊-斜拉组合体系。
悬索桥按加劲梁的支承结构分为单跨两铰、三跨两铰和三跨连续悬索桥。
按加劲梁材料类型分为钢箱梁、钢桁梁和预应力混凝土加劲梁悬索桥。
(二)悬索桥的施工内容
悬索桥下部工程包括锚碇基础、锚体和塔柱基础等施工,上部工程包括主塔、主缆、吊索和加劲梁的施工。
1.悬索桥施工一般包括以下四大步骤:
(1)塔、锚碇的基础工程施工,同时加工制造上部施工所需构件。
(2)索塔、锚碇施工及上部施工准备包括塔身及锚体施工、上部施工技术准备、机具和物资准备、预埋件等上部施准备工作。
(3)上部结构安装即缆索系统安装,包括主、散索鞍安装,先导索施工,猫道架设,主缆架设,紧缆,索夹安装,吊索安装,主缆缠丝防护等。
(4)桥面系施工,即加劲梁和桥面系施工,包括加劲梁节段安装,工地连接,桥面铺装,桥面系及附属工程施工、机电工程等。
悬索桥施工主要工序包括:基础施工→塔柱和锚碇施工→先导索渡海工程→牵引系统和猫道系统→猫道面层和抗风缆架设→索股架设→索夹和吊索安装→加劲梁架设和桥面铺装施工。
2.悬索桥主要施工机具设备
(1)下部结构施主要机具设备:起重设备、混凝土拌合及输送设备、钢筋加工设备,模板、测量及试验仪器设备等。
(2)上部结构施工主要机具设备:常用机具设备、牵引系统专用设备及机具、紧缆机、缠丝机、索股架设小型机具、加劲梁吊装设备等。其中常用机具设备包括塔式起重机、电梯、卷扬机、千斤顶、交通船、驳船、手拉葫芦、滑车组、卸扣、测量及试验仪。
二、锚碇施工
锚碇是悬索桥的主要承重构件,主要抵抗来自主缆的拉力,并传递给地基基础,按受力形式的不同可分为重力式锚碇、隧道式锚碇和岩锚等。
重力式锚碇依靠自身巨大的重力抵抗主绳拉力,重力式错碇由基础、锚体及锚固系统部分组成。锚碇基础形式通常有明挖基础、沉井基础、地下连续墙基础、箱形基础、 矩形排桩 基础等。锚体的结构一般由锚块、散索鞍支墩、后锚室、前锚室侧墙和顶板、后浇段等组成。
锚碇基础基坑开挖、支护、大体积混凝土浇筑和加固施工等可参照本书相关章节。
隧道式锚碇的锚体嵌入地基基岩内,借助基岩抵抗主缆拉力,隧道式锚碇主要构造有锚塞体、散索鞍支墩、隧洞支护构造,前锚室、后锚室等。按传力机理,可分为普通隧道锚和复合式隧道锚。隧道式锚碇只适合在基岩坚实完整的地区,其他情况大多采用重式锚碇或自锚式悬索桥。
岩锚是通过锚固钢绞线或锚杆直接锚固于岩体,将荷载传递至基岩。岩锚与隧道锚的主要区别在于:隧道锚是将主缆索股通过锚固系统集中在一个隧洞内锚固,隧洞内浇筑混凝土形成锚塞体;而岩锚则将锚固系统的预应力筋分散设置在单个岩孔中锚固,不需要浇筑混凝土锚塞体,高质量的岩体替代了锚塞体,从而大量节省混凝土错体材料。
(一)主缆锚固体系
锚固系统是主缆索股与锚碇的连接构造,也是主缆的传力系统,主缆索股锚固系统,按使用材料、结构构造和传力机理,可分为型钢锚固系统和预应力锚固系统两种类型。
1.型钢锚固系统
型钢锚固系统一般由锚杆、锚梁及支撑架三部分组成,前部有设锚梁和不设锚梁两种形式,根据锚块前部有无锚梁,可分为前锚梁式型钢锚固系统和拉杆式型钢锚固系统。
施工程序如下:锚杆、锚梁制作→现场拼装锚支架(部分)→安装后锚梁→安装锚杆于锚支架→安装前锚梁→精确定位→浇筑锚体混凝土。
2.预应力锚固系统
预应力锚固系统一般由预应力束、锚具、预埋管道和防护帽组成;锚具由锚头片、错下垫板,螺旋筋及密封圈等组成。预应力锚固系统根据材料不同,分为预应力钢绞线锚固系统和预应力粗钢筋锚固系统。预应力钢绞线系统包括有黏结不可更换式锚固系统和无黏结可更换式锚固系统,其中不可更换式一般采取预应力束张拉压浆方式,可更换式一般采取张拉预应力束注油方式。
预应力锚固系统施工程序如下:基础施工→安装预应力管道→浇筑锚体混凝土→穿预应力筋→安装锚固连接器→预应力筋张拉→预应力管道压浆→安装与张拉索股。
(二)锚碇施工
1.重力式锚碇基坑开挖应沿等高线自上而下分层进行,在坑外和坑底应分别设置截水沟和排水沟,并应防止地面水流入坑内而引起塌方或破坏基底土层。采用机械开挖时应在基底高程以上预留150~300mm土层采用人工清理,且不得破坏基底岩土的原状结构:采用*破爆**方法施工时,宜使用预裂光面*破爆**等小型*破爆**法,避免对边坡造成破坏。对深大基坑,应采取边开挖、边支护的措施保证其边坡的稳定。
2.地下连续墙基础基坑开挖前对地下连续墙基底的基岩裂隙宜进行压浆封闭,并应减少地下水向基坑渗透。采用“逆作法”进行基坑开挖时必须进行施工监测,监测内容宜包括环境监测、水工监测、地下连续墙体监测、 土工 监测及 内衬 监测等。
3.隧道锚洞室和岩锚的开挖施工除应符合现行《公路隧道施工技术规范》JTG/3660-2020的有关规定外,尚应符合下列规定
(1)开挖施工前,宜根据两侧洞室的开挖方法和步骤,对围岩的侧壁收敛、拱顶下沉和底部隆起等变形进行模拟仿真计算,并应根据其计算分析结果提出开挖施工中变形量控制的标准。
(2)开挖施工前尚应进行地表排水系统和工作坑的设计,确定防止洞外地表水流入开挖作业面的有效措施。地下水较丰富时,宜在隧洞的侧墙处设排水沟,在开挖作业面的底部设集水坑,并应采取必要的措施将水引出洞外;在衬砌混凝土的施工缝处应沿隧洞轴线方向预埋止水板。
(3)在条件许可的情况下,宜在附近选取一地质相似的地方进行*破爆**监控试验,对*破爆**施工方案的各种参数进行试验和修正,据此正式确定*破爆**方案。开挖施工时宜采用光面控制*破爆**方式、并应严格控制*破爆**,减少对围岩的扰动。
(4)洞口处宜设置护拱,并应采取有效措施防止落石等物体进入洞内
(5)洞室开挖施工时,宜对水平净空收敛、地表及边坡位移、拱顶下沉、底板隆起等进行监控量测、监控量测的断面布置和频率宜根据实际情况确定。
(6)岩锚施工时的钻孔宜采用破碎法施工,在成孔过程中应对钻孔深度和孔空间轴线位置进行检查和记录。达到设计深度后,应采用洁净高压水冲洗孔道并采取有效方法将钻渣掏出。锚索下料时宜采用砂轮机切割,穿束时应设置定位环,保证锚索在孔中位于对中位置,同时应避免锚索扭转。锚索安装完成后应及时对孔道进行压浆。
4.型钢锚固体系施工时,锚杆、锚梁在制造时应进行抛丸除锈、表而防腐涂装和无损检測等工作,出厂前应对构件连接进行试拼装,试拼装应包括锚杆拼装、锚杆与锚梁连接、锚支架及其连接系平面试装。当锚杆为无黏结预应力时,应使其与锚体混凝土隔离并可自由伸缩。
5.预应力锚固系统施工时,锚具应安装防护套,并应注入保护性油脂。对加工件应进行超声波和磁粉探伤检查。
6.隧道式锚碇的混凝土施工时,锚体混凝土应与岩体结合良好,且宜采用自密实型微膨胀混凝土,保证混凝土与拱顶基岩紧密黏结;浇筑混凝士时洞内应具备排水和通风条件,且宜在锚塞体混凝土的水平施工缝与洞壁交界处设置消除水压力的盲管,并使盲管与箱室的排水管道联通,形成系统。
三、索塔施工
索塔按材料分有钢索塔、钢筋混凝土索塔和钢-混凝土组合索塔,一般由基础、塔柱、横梁等组成。
根据索塔外形不同,索塔在横向的结构形式可分为门形框架式,桁架式、混合形式。
纵向结构形式可采用单柱式、A形、倒Y形。小跨径单缆悬索桥中,还可以采用独柱式和倒V形或菱形索塔。
索塔在施工过程中应对其施工状况进行监测和控制,施工完成后,应测定裸塔的倾斜度,塔顶高程及塔的中心线里程,并做好沉降、变位观测点标记。
(一)塔身施工
大跨度悬索桥塔身国内主要采用钢筋混凝士塔,国外主要采用钢塔。钢塔施工主要有浮吊、塔式起重机和爬升式吊机等架设方法。钢塔架制作工艺程序主要包括:放样尺寸→冲孔→拼装→焊接→定中线→切削试拼。
混凝土柱施工工艺与斜拉桥塔身基本相同,施工用的模板工艺主要有滑模、爬模和翻模等类型,塔柱竖向主钢筋的接长可采用冷压套管连接、电渣焊、气压焊等方法,混凝土运送方式应考虑设备能力采用泵送或吊罐浇筑,施工至塔顶时,应注意索鞍钢框架支座螺栓和塔顶吊架、施工锚道的预埋件的施工。
(二)索鞍施工
1.主索鞍施工程序
主索鞍施工程序包括安装塔顶 门架 → 钢框架 安装→吊装上下 支承板 →吊装 鞍体 等。
2.索鞍应由专业单位加工制造,制造完成后应在厂内进行试装配和防腐涂装,并应对各部件的相对位置作出永久性定位标记,经检验合格后方可运至工地现场安装。
3.索鞍在安装前,应根据鞍体的形状和重力、施工环境条件、起吊高度等因素选用吊装设备;对设置在塔顶的起重支架及附属起重装置等应进行专门设计,其强度、刚度和稳定性应满足使用的要求,并应有足够的安全系数。
4起重安装的所有准备工作完成后,应对起重设备和设施进行全面检查,索鞍在正式起吊前,应先将鞍体吊离地面0.1-0.2m并持荷10min以上,检验起重设备和设施各部位的受力和变形状况;并应在离地面1-3m范围内将鞍体提升起降两次,检验提升系统的性能,经上述检验并确认起重设备和设施的各部位均正常后方可进行正式起吊作业。
5.起吊安装索鞍时,吊点和吊具的设置应满足各点均匀受力的要求,应避免索鞍在起吊安裝过程中发生扭转、侧倾或碰撞,并应采取有效措施保证索鞍的涂装不受到损伤。
6.主索鞍在起吊安装时应缓慢、平稳,就位时应保证其位置准确;散索鞍在安装前应通过计算或模拟起吊试验确定其重心位置和吊点位置,正式起吊安装时,应使其始终保持平稳状态,且在导向装置的引导下能顺利就位,就位后应尽快将其临时固定。
7.主索鞍底座钢格栅和散索鞍底座安装调整完成后,应进行全桥联测检查,确认无误后方可灌注底座下的混凝土。
8.索鞍在安装时应根据设计规定的预偏量进行就位和固定,且应在主缆加载过程中根据监控数据分次顶推到设计位置。顶推前应确认滑动面的摩阻系数,严格控制顶推量。
四、主缆施工
主缆架设工程包括架设前的准备工作、主缆架设、防护和收尾工作等,主缆施工难度大、工序多,其主要施工程序如下:
(一)牵引系统
牵引系统是架设于两锚碇之间、跨越索塔用于空中拽拉的牵引设备,主要承担猫道架设、主缆架设以及部分牵引吊运工作,常用的牵引系统有循环式和往复式两种。
牵引系统的架设以简单经济,并尽量少占用航道为原则。通常的方法是先将先导索渡海(江),再利用先导索将牵引索由空中架设。
索股牵引应符合下列规定:
1.牵引过程中应对索股施加反拉力。
2.牵引最初几根时,宜压低牵引速度,注意检查牵引系统运转情况、对关键部位进行调整后方能转入正常架设工作。
3.牵引过程中发现绑扎带连续两处被切断时,应停机进行修补,监视索股中的着色丝,一旦发生扭转,须采取措施予以纠正。
4.牵引到对岸,在卸下锚头前须把索股临时固定,防止滑移,索股后端宜施加反拉力。
5.索股两端的锚头引入锚固系统前,须将索股理顺,对鼓丝段进行梳理,不许将其留在锚跨内。索股横移时,须将索股从猫道滚筒上提起、确认全跨径的索股已离开猫道滚筒后,才能横向移到索鞍的正上方,横移时拽拉量不宜过大,任何人不允许站在索股下方。
(二)猫道
猫道应根据悬索桥的跨径、主缆线形、施工环境条件等因索进行专门设计,其结构形式及各部尺寸应满足主缆工程施的需要,猫道设计应符合下列规定:
(1)猫道的线形宜与主缆空载时的线形基本平行,猫道对索塔产生的纵桥向变位应小于索塔高度的1/5000。猫道面层宜由阻风面积小的两层大、小方格钢丝网组成,面层顶部与主缆下沿的距离宜为1.3-1.5m:猫道的净宽宜为3-4m,扶手高宜为1.5m。猫道在桥纵向应左右对称主缆中心线布置,猫道间宜设置若干横向人行通道。
(2)承重索在设计时应充分考虑猫道的恒载及可能作用于其上的其他荷载,对承重索进行强度计算时,其荷载组合及安全系数应符合表1B413075的规定。承重索的锚固系统应有足够的调整范围,每端宜设±2m以上的调节长度

(3)设计时宜根据桥位处的施工环境条件和当地的气象条件对猫道进行抗风稳定验算,对特大跨径悬索桥,必要时可通过猫道风洞试验,获得试验参数后对猫道进行结构动力分析及抗风稳定性验算,可采取适当增加猫道间横向连结的措施增强其抗风稳定性。
(4)猫道的门架绳在其锚固系统可靠的情况下,可与猫道承重绳共同受力。
2.猫道钢构件的制作要求可参照《公路隧道施工技术规范》JTG/3660-2020的相关规定执行。面层和承重索的材料均应符合相应产品的质量要求,承重索和抗风缆采用钢丝绳时,架设前应对钢丝绳进行预张拉处理,消除其非弹性变形,预张拉的荷载应不小于其破断荷载的0.5倍、且应持荷60min,并进行两次:预张拉时的测长和标记宜在温度较稳定的夜间进行。采用旧钢丝绳时,应按《钢丝绳安全使用和维护》GB/T29086-2012的规定进行检验,并应对其承载能力以折减。承重索端部的锚头应垂直手承重索,并应对锚头部位进行静载裣验,符合受力要求后方可使用。
3.猫道的架设应按橫桥间对称、顺桥向边跨和中跨平衡的原则进行,且应将裸塔塔顶的变位及扭转控制在设计允许的范围内。架设施工应符合下列规定:
(1)先导索的架设方法宜根据桥跨跨径、地形等条件综合确定,且应减少对通航的影响。
(2)承重索架设时,在横桥向、两侧应保持基本同步,数量差不宜超过1根,在顺桥间,边跨与中跨应连续架设,且中跨的承重索宜采用托架法架设。架设后,应对其线形进行调整,各根索在跨中的高程相对误差宜控制在±30mm以内。
(3)面层及横向通道宜从索塔塔顶开始,同时向跨中和锚碇方向对称、平衡地进行架设安装,并应设置牵引及反拉系统,控制面层铺设时可能产生的下滑等现象,保证施工安全。中跨、边跨猫道面层的架设进度,应以索塔两侧的水平力差异不超过设计要求为准进行控制,猫道面层在架设过程中应对索塔塔顶的偏移和承重索的垂度进行监测。
4.在主缆架设完成,加劲梁安装之前,应将猫道改挂于主缆上,改挂前应拆除横向通道,改挂宜分段进行,并应分次逐步放松承重索的锚固系统,最终放松至承重索设计要求的放松量。改挂后的悬挂点应设在猫道的底梁处,在桥纵向的间距宜不超过24m。
5.主缆的防护工程及检修道安装施工完成后,可进行猫道的拆除。在拆除前应用锚固调节系统适当收紧承重索,减小猫道改挂绳的受力;猫道拆除时,宜分节段拆除面层和底梁,拆除宜按中跨从塔顶向跨中方向、边跨从塔顶向锚碇方向的顺序进行。在拆除过程中,应采取措施保证改挂绳的受力在允许范围內,并应采取适当措施保护主缆、索和桥面附属设施等已施工完成的结构。
(三)主缆架设
锚碇和索塔工程完成,主索鞍和散索鞍安装就位、牵引系统架设完成后,即可进行主缆架设施工,主缆架设方法主要有空中纺丝法(AS法)和预制平行索股法(PPWS法)。
1.主缆采用 预制平行钢丝索股 时,宜在厂内将对应索鞍位置的索股六角形截面调整为四边形截面,并作出相应标记。
2.预制 平行钢丝索股 的架设施工应符合下列规定:
(1)索股的牵引系统宜结合工程特点、施工安全、工艺水平及环境条件等因素综合确定。索股滚筒的间距宜为8m左右,在索鞍或坡度变化较大的位置应适当加密。
(2)索股的放索工艺应与索股的包装工艺相匹配,并应采取适当措施防止索股在索盘上突然释放。放索牵引过程中应有专人跟踪牵引锚头,且宜在沿线设观测点监测索股的运行状况,发现问题应及时采取措施加以纠正。
(3)架设时对前3根索股宜低速牵引,对牵引系统进行试运转,在保证运转正常后方可进行正式的索股架设工作。索股在牵引架设时应在其后端施加反拉力;牵引过程中如绑扎带有连续两处被绷断,应停机进行修补。索股锚头牵引到位后,在卸下锚头前应将索股临时固定,防止滑移;索股在架设过程中如出现鼓丝现象,在入锚前应进行梳理,不得将其留在锚跨内。
(4)索股在现场整形入鞍时,应在该段索股处于无应力状态下采用整形器完成,整形时应保持钢丝平顺,不得交叉,扭转或损伤钢丝。索股横移时,应将索股从猫道滚筒上提起,确认全跨径的索股已脱离滚筒后,方可移至索鞍的正上方。横移时的拽拉量不宜过大,且操作人员不得处于索股下方。
(5)索股锚头入锚后应进行临时锚固,在跨中位置应对索股设定200-300mm的抬高量,并做好编号标志。
3.采用 空中纺线法架设 主缆时,应符合下列规定
(1)钢丝接头的性能必须通过试验确定。在梨形蹄铁处或索鞍座附近不得存在工厂钢丝接头。
(2)编缆前应先挂一根基准钢丝作为参照,并以此为准,确定第一条编织索股的正确高程。
(3)完成一条索股的纺线后应对丝股进行梳理,对不符合线形要求的钢丝,必要时应进行接长或截短处理。
(4)一条丝股抖开、梳理、裁切完成后,应采用手动液压千斤顶将其挤压成圆形并采用纤维强力带每3m一道包扎定型。
(5)空中纺线完成一条索股后,其后续工序可按预制平行钢丝索股的要求进行施工。
4.索股的线形调整应符合下列规定:
1)对索股线形的垂度调整应在夜间温度稳定时进行。温度稳定的条件为:长度方向索股的温差△t应不大于2℃。横截面索股的温差△T应不大于1℃。
(2)对基准索股的线形应采用绝对垂度进行调整。调整完成后,应连续数天对其线形进行观测,观测宜在风力小于5级的夜间且温度稳定时进行,并应记录对应的跨中高程、气温、索股温度及索鞍IP点的偏量。对基准索股的线形,尚宜考虑索股非弹性变形滞后的影响,在进行垂度控制时适当进行预抬高、并应在确认基准索股的线形稳定后方可进行其他索股的架设。其他索股的线形应以基准索股为准,进行相对垂度调整。调整好的索股在索鞍位置应临时压紧固定,不得使其在鞍槽内滑移。
(3)对索股线形进行垂度调整时,其精度宜以索股高程的允许误差控制,索股中跨跨中为±L/20000(L为相邻主索鞍点间距);边跨跨中为±L1/10000(L1为散索鞍与主索鞍IP点间距)。
5.缆索力的调整应以设计和施工控制提供的数据为依据,其调整量应根据调整装置中测力计的读数和锚头移动量双控确定其精度。要求为:实际拉力与设计值之间的允许误差为设计锚固力的3%。
6.主缆的紧缆应分为预紧缆和正式紧缆两阶段进行,并应符合下列规定
(1)预紧缆应在温度稳定的夜间将主缆全长分为若干区段分别进行。预紧缆完成处应采用不锈钢带捆紧,并应保持主缆的形状,不锈钢带的间距可为5-6m,外缘索股的绑扎带宜边紧缆、边拆除。预紧缆的目标空隙率宜为26%~28%。
(2)正式紧缆时,应采用紧缆机将主缆挤压整形成圆形,其作业可在白天进行。紧缆的顺序宜从跨中向两侧方向进行。紧缆挤压点的间距宜为1m。紧缆的空隙率应符合设计规定,其允许误差为(0,+3%),不圆度宜不超过主缆设计直径的5%,紧缆点空隙率达到要求后,应作靠近紧缆机的压蹄两侧打上两道钢带,带扣宜设在主缆的侧下方,其间距宜为100mm。
7.主缆的缠丝工作宜在二期恒载完成后进行,并应符合下列规定:
(1)缠丝的总体方向宜由高处向低处进行,两个索夹之间则应自低到高进行。
(2)缠丝始端应嵌入索夹内不少于2圈或符合设计规定,并宜施加结焊。
(3)钢丝的缠绕应密贴,缠绕张力应符合设计规定,设计未规定时,宜为2kN,缠绕钢丝的接头宜采用碰接焊工艺。
(4)节间缠丝每间隔1-1.5m进行一次并接焊,并焊部位应在主缆上表面30°圆心角所对应的圆弧范围内。
8.主缆的防护涂装应符合设计规定或《悬索桥主缆系统防腐涂装技术条作》694-2007的规定。宜在桥面铺装完成后进行,防护前应清除主缆表面的灰尘、油和水分等污物并临时覆盖,进行防护涂装等作业时方可将盖物分段揭开。
(四)索夹与吊索施工
索夹的安装应符合下列规定:
(1)安装前,应测定主缆的空缆线形,并在对设计规定的索夹位置进行确认后方可于温度稳定时在空缆上放样,定出各索夹的具体位置并编号。安装前尚应清除索夹内表面及索夹位置处主缆表面的油污及灰尘,涂上防锈漆。
(2)索夹在场内运输和安装过程中应注意保护,防止损坏其表面。
(3)索夹在主缆上精确定位后,应立即紧固螺栓,且在紧固同一索夹的螺栓时,应保证各螺栓的受力均匀。索夹安装位置的纵向误差应不大于10mm。
(4)索夹螺栓的紧固应按安装时、加劲梁吊装后,全部二期恒载完成后三个荷载阶段分步进行,对每次紧固的数据应进行记录并存档。
(5)在工程交工验收前,宜对索夹的位置是否滑移做专项检查,且宜对索夹的螺栓进行紧固。
2.吊索的性能和质量应符合《公路悬索桥吊索》JT449-2001的规定,在运输和安装过程中应保证其不受到任何损伤。
五、加劲梁施工
加劲梁分为钢桁架梁、钢箱梁和预应力混凝土箱梁等形式,钢桁架一般采用工厂焊接、工地高强度螺栓连接施工。
(一)一般要求
1.加劲梁安装前应制定 专项施工方案 ,对特大跨径或处于风环境恶劣地区的悬索桥,应就加劲梁安装的方法、程序和工艺进行专门研究。
2.钢加劲梁应由专业单位加工制造,制造完成后应在厂内进行试拼装和防腐涂装。
(二)钢箱梁安装
1.安装钢箱梁的非定型吊机应进行专门设计,在安装前必须进行试吊,检验其安全性和可靠性。
2.钢箱梁的运输方式应满足安装的要求,采用水上运输时,应保证安装时船舶定位的精度,必要时宜进行现场驳船定位试验;陆上运输时,应使钢箱梁能到达吊机起吊安装位置的正下方。
3.安装的顺序应符合设计规定,从吊装第二节段开始,应与相邻节段间预偏0.5~0.8m的工作间隙,吊至高程后再牵拉连接,并应避免吊装过程中与相邻节段发生碰撞。安装合龙段前,应根据实际的合龙长度,对合龙段长度进行修正。
4.安装过程中应监测索塔的变位情况,并应根据设计要求和实测塔顶位移量分阶段调整索鞍偏移量。
5.钢箱梁工地接头的焊接连接和高强度螺栓连接施工应符合1B413073的相关规定。采用焊接连接时,应先将待连接钢箱梁的节段与已安装节段临时刚性连接,接头焊缝的施焊宜从桥面中轴线向两侧对称进行;接头焊缝形成并具有足够的强度和刚度时,方可解除临时刚性连接。
6.对三塔悬索桥,两个主跨的钢箱梁应对称安装,且两个主跨安装时的梁段差宜不大于两个节段。
(三)钢桁架梁安装
1.钢桁架梁的架设安装方法宜根据钢桁架的结构特点、施工安全、设备和现场环境条件等因素综合确定。
2.采取单构件方式安装时,宜根据钢桁架梁和吊索的受力情况及桥位的气候条件,选择全铰接法或逐次固结法。架设的顺序可从索塔处开始,向中跨跨中及边跨的端部方向进行。
3.釆用全铰接法架设时,在钢桁架梁逐渐接近设计线形后,可对部分铰接点逐次固结;采用无铰逐次固结法架设时,宜采用接长杆牵引吊索与钢桁架梁连接,且宜在不同架设阶段采用千斤顶调整吊索张力,直至最后拆除接长杆入锚。架设过程中应逐一对钢桁架梁及吊索的内力及变形进行分析,并应将桁架梁斜杆及吊索的最大应力控制在允许范围内。
4.应对缆索吊机、桥面吊机、铰接设备、吊索牵引机具、片架运输台车、行走轨道、铰点过渡梁和移动操作平台等设备作专项的设计、加工和试验。桥面吊机应满足拼装过程中顺桥向坡度变化的要求,底盘应设止滑保险装置。
5.在短吊索区,单片主桁不宜直接架设,宜采用临时吊索并对吊具进行改装后进行架设。合龙段宜采用单根杆件架设安装。
(四)荡移法转移或架设安装加劲梁梁段
1.进行荡移作业前,应对吊具、销轴转向耳板等的连接以及设备的固定情况进行检查,保证其能正常运转。
2.悬挂梁段用的吊索、吊杆等构件的强度及其连接强度应不小于计算荷载的2倍。当利用索夹作为临时吊点时,应对索夹进行验算和安全评价,并不得影响其正常使用功能。荡移施工过程中应防止其产生松动或滑移。
3.当荡移过程中需要在悬空的加劲梁梁段上进行检验、测量、转换吊点等作业时应设置作业人员专用进出通道,且人员在梁段稳定可靠后方可进入作业区;梁段荡移时,所有人员必须撤离。
4.荡移作业宜快速、连贯完成,当因故中断且停滞时间较长时,除应采取稳定梁段的措施外,尚应采取有效措施消除天气等因素造成的安全隐患。
六、“先梁后缆”方法施工的自锚式悬索桥
1.自锚式悬索桥各部位的施工除应符合《公路桥涵施工技术规范》JTG/3650-2020的相关规定外,尚应根据其结构特点和受力特性,制定针对特殊部位的施工方案、施工工艺和控制方法。
2.加劲梁为钢箱梁且采用大节段现场起重安装时,应对起吊安装的施工工艺进行专项设计。
3.加劲梁为钢箱梁且采用顶推工艺安装时,应符合下列规定:
(1)拼装平台的长度宜不小于3节钢箱的节段长度,两侧滑道应对应设置在钢箱纵隔板位置。顶推导梁应具有足够的强度和刚度,其长度宜为最大顶推跨径的0.75倍左右。
(2)施工前应制定钢箱节段在拼裝平台上进行接口拼装、焊接的工艺细则。接口处的中线和高程误差应不大于2mm;接口的焊接均应符合Ⅰ级焊缝的要求,并应进行无损检测。
4加劲梁为预应力混凝土箱梁时,宜采用分段现浇的方式施工,其施工技术要求应符合《公路桥涵施工技术规范》JG3650-2020第17章的相关规定。
5.不论采用何种方法安装不同类型的加劲梁,对其支架的结构均应进行专项设计。支架的设计荷载除应符合《公路桥涵施工技术规范》JT3650-2020第5章的相关规定外,尚应考虑主缆架设、索夹和吊索安装施工时的临时荷载,支架顶部应预留高程调整的操作空间和位置,且应使支承点与加劲梁的加劲位置相对应。
6.加劲梁的线形控制应充分考虑支架的沉降和变形、体系转换及二期恒载等因素的影响,预拱度的设置应满足施工过程中的荷载变化及受力体系转换顺序的要求。支架的顶面高程应按“设计高程+预拱度”设置、当加劲梁为钢箱梁时,宜略低于该高程;当加劲梁为预应力混凝土箱梁时,宜等于该高程。
7.主缆锚固系统的施工应符合下列规定:
(1)钢锚导管应与锚垫板先组焊后再安装,组焊时导管的轴线应与钢垫板平面成正交,误差应不大于0.5°,且管的内壁应进行防腐处理:钢锚导管的安装位置应符合设计三维坐标的要求,其误差应不大于3mm。
(2)对索股锚固体导管密集区的混凝土应进行专门的配合比设计,浇筑时应保证其密实性。钢锚导管的支架应稳固,应保证其在绑扎钢筋和浇筑混凝土时不移位。
(3)散索套宜根据其构造特点进行安装。宜先安装临时套,待主缆索股架设完成后,拆除临时套,再正式安装散索套和施拧高强度螺栓。
8.主缆的架设安装方法宜根据结构特点和施工环境条件等因素综合确定。在安装过程中为铅垂线形的空间线形主缆,其安装要求与铅垂线形主缆相同;在安装过程中及成桥状态均为空间线形的主缆,其猫道的宽度应满足索股牵引及入锚的要求,索股应先入鞍后入锚。
9.索夹的制作与安装除应符合上述第四点中第(四)条的规定外,尚应符合下列规定:
(1)索夹应经过厂内工艺试验确定其与主缆间的摩阻力、握裹力满足设计要求。索夹的紧固力宜通过滑移试验确定。
(2)索夹的安装顺序在中跨宜从跨中向塔顶进行,边跨宜从锚固点附近向塔顶进行。对空间线形主缆,索夹在安装时应注意偏角的变化。
10.吊索的张拉及体系转换应符合下列规定:
(1)吊索张拉前应确定张拉施工方案,明确张拉的顺序、步骤和方法;应制定鞍座顶推步骤,确定分次顶推的时机和顶推量;同时应配备接长杆、千斤顶、作业台架等施工机具。
(2)吊索宜分2-3次进行张拉,逐步到位。张拉顺序宜从索塔向跨中进行,张拉时应同步、分级,均匀施力,且应以拉力和拉伸长度进行双控,并以拉力为主;同时在张拉过程中应根据吊索张拉实施步骤,适时顶推鞍座,并应对索塔的倾斜度、主缆和加劲梁的线形进行严密的监测和控制。
(3)张拉吊索使加劲梁脱离临时支墩后,主梁、主缆的线形应符合设计要求,体系转换后吊索的拉力误差应控制在±2%以内。
11.桥面铺裝等二期恒载施工时,应对其施工顺序进行重点控制,控制时应遵循均衡加载保证吊索受力平衡的原则;对预应力混凝土箱梁,尚应控制其结构变形,防止开裂。
七、防腐涂装
悬索桥的防腐涂装是一项技术性、专业性、工艺性要求很强的工程,为确保质量,应委托专门从事防腐工程的技术部门进行设计;选用质量优良的制造厂家生产的涂料,选拔过硬的施工队伍,在施工中必须聘请有涂装专业技术的人员进行严格监理。
悬索桥主缆防护措施主要有:主缆腻子钢丝缠绕涂层法;合成护套防护法;主缆内部通风干燥空气除湿法等。
防护与涂装要点:
1.主缆防护应在桥面铺装完成后进行,主缆涂裝应按涂装设计进行;防护前必须清除主缆表面灰尘、油污和水分等污物,临时覆盖,待对该处进行涂装及缠丝时再揭开。
2.缠丝工作宜在二期恒载作用于主缆之后进行,缠丝材料以选用软质镀锌钢丝为宜,缠丝工作应由电动缠丝机完成。
3.工地焊接后应及时按防腐设计要求进行表面处理。
4.工地焊接的表面补涂油漆应在表面除锈24h内进行、分层补涂底漆和面漆,并达到设计的漆膜总厚度。
5根据技术文件的要求,工地焊接完成后,应按涂装工艺文件的要求涂箱外装饰面漆。
八、施工控制
1.悬索桥上部构造施工时应进行施工监测和控制,保证各关键结构的应力、应变,在施工的全过程中始终处于安全可控范围内,成桥后主缆和加劲梁的线形符合设计的要求。
2.悬索桥上部构造施工时,应对下列部位或项目进行监测和控制:
(1)索塔、锚碇的沉降和位移。
(2)在主索鞍的 钢格栅定位前 ,应对索塔裸塔进行36h连续变形观测;在主缆架设安装前,应进行索塔和锚碇的 联测 。
(3)在主缆架设安装过程中,对基准索股的连续监测应不少于3d,对索塔和锚碇的沉降及位移监测应不少于3次。
(4)在索夹安装前,对主缆的线形以及两侧主缆的相对误差,应进行不少于3d的连续观测。
(5)每一节段加劲梁吊装后,均应对索塔和锚碇的沉降及变位、主缆的线形、加劲梁的线形等进行监测。
1B413080桥梁工程质量通病及防治措施
1B41381钻孔灌注桩断桩的防治
一、原因分析
1.骨料级配差,混凝土和易性差而造成离析卡管;混凝土坍落度小;石料粒径过大,导管直径较小(导管内径一般为20~35cm),在混凝土灌注过程中堵塞导管,且在混凝土初凝前未能疏通好,中断施工,形成断桩。
2.由于测量及计算错误,致使导管底口距孔底距离较大,使首批灌注的混凝土不能埋住导管,从而形成断桩。
3.在导管提拔时,由于测量或计算错误,或盲目提拔导管使导管提拔过量,从而使导管拔出混凝土面,或使导管口处于泥浆或泥浆与混凝土的混合层中,形成断桩。
4提拔导管时,钢筋笼卡住导管,在混凝土初凝前无法提起,造成混凝土灌注中离析、形成断桩。
5.导管接口渗漏致使泥浆进入导管内,在混凝土内形成夹层,造成断桩。
6.导管埋置深度过深,无法提起或将导管拔断,灌注中断造成断桩。
由于其他意外原因(如机械故障、停电、塌孔、材料供应不中足等)造成混凝土不能连续灌注,中断间歇时间过长超过混凝士初凝时间,致使导管内混凝土初凝堵管或孔内顶面混凝土初凝不能被新灌注混凝土顶升而被顶破,从而形成断桩。
二、防治措施
1.关键设备(混凝土搅拌设备、发电机、运输车辆)要有备用、材料(砂、石,水泥等)要准备充足,以保证混土能连续灌注。
2.混凝土要求和易性好,坍落度要控制在18-22cm。对混凝土数量大,浇筑时间长的大直径长桩,混凝土配合比中宜掺加缓凝剂,以防止先期灌注的混凝土初凝,堵塞。
3.在钢筋笼制作时,一般要采用对焊,以保证焊口平顺。采用搭接时,要保证焊缝不要在钢筋笼内形成错台,以防钢筋笼卡住导管。
4.导管的直径应根据桩径和石料的最大粒径确定,尽量采用大直径导管;对每节导管进行组装编号,导管安装完毕后要建立复核和检验制度。导管使用前,要对导管进行检漏和抗拉力试验,以防导管渗漏。
5.认真测量和计算孔深与导管长度,下导管时,其底口距孔底的距离控制在25-40cm之间(注意导管口不能埋入沉淀的回淤泥渣中),同时要能保证首批混凝土灌注后能埋住导管至少1.0m。在随后的灌注过程中,导管的埋置深度一般控制在2.0-6.0m的范围内。
6.在提拔导管时要通过测量混凝土的灌注深度及已拆下导管的长度,认真计算提拔导管的长度,严禁不经测量和计算而盲目提拔导管。
7.当混凝土堵塞导管时,可采用拔插抖动导管(注意不可将导管口拔出混凝土面),当所堵塞的导管长度较短时,也可以用型钢插入导管内来疏通。也可以在导管上固定附着式振捣器进行振动来疏通导管内的混凝士。
8当钢筋笼卡住导管时,可设法转动导管,使其脱离钢筋笼。
1B413082钢筋混凝土梁桥预拱度偏差
一、原因分析
1.现浇梁:由于支架的形式多样,对地基在荷载作用下的沉陷、支架弹性变形和混凝土梁挠度的计算所依据的一些参数均是建立在经验值上的,因此计算得到的预拱度往往实际发生的有一定的差距。
2.预制梁:一方面由于混凝土强度的差异、混凝土弹性模量不稳定导致梁的起拱值的不稳定、施加预应力时间差异、架梁时间不一致、导致预拱度计算时各种假定条件与实际情况不一致,造成预拱度的偏差。另一方面,理论计算公式本身是建立在一些试验数据的基础上的,理论计算与实际本身存在偏差,如用标准养护的混凝土试块弹性模量作为施加张拉条件,当标准养护的试块强度达到设计的张拉强度时,由于梁板养护条件不同,其弹性模量可能尚未达到设计值,导致梁的起拱值大;当计算所采用的钢绞线的弹性模量值大于实际钢绞线的弹性模量值时,则计算伸长量偏小,这样造成实际预应力不够;当计算所采用的钢绞线的弹性模量值小于实际钢绞线的弹性模量值时,则计算伸长量偏大,将造成超张拉;实际预应力超过设计预应力易引起大梁的起拱值大,且出现裂缝。第三方面是施工工艺的原因,如波纹管竖向偏位过大,造成零弯矩轴偏位,则最大正弯矩发生变化较大导致梁的起拱值过大或过小。
二、防治错施
1.提高支架基础、支架及模板的施工质量,并按要求进行预压,确保模板的标高偏差在允许的范围内。按要求设置支架预拱度,使上部构造在支架拆除后能达到设计规定的外形。
2.加强施工控制,及时调整预拱度误差。
3严格控制张拉时的混凝土强度,控制张抗的试块应与梁板同条件养护,对于预制梁还需控制混凝土的弹性模量。
4.要严格控制预应力筋在结构中的位置,波纹管的安装定位应准确;控制张拉时的应力值,并按要求的时间持荷。
5.钢绞线伸长值的计算应采用同批钢绞线弹性模量的实测值。预制梁存梁时间不过长。
1B413083箱梁两侧肋板混凝土厚度不均匀的防治
一、原因分析
1.箱梁模板设计不合理。
2.模板强度不足,或箱梁内模没有固定牢固,使内模与外模相对水平位置发生偏差。
3.箱梁内模由于刚度不够,在浇筑混凝土过程中发生变形。
4.混凝土没有对称浇筑,由于单侧压力过大,使内模偏向另一侧。
二、防治错施
1.内模要坚固,刚度符合相关施工规范要求。
2.将箱梁内模固定牢固,使其上下左右均不能移动。
3.内模与外模在两侧腹板部位设置支撑。
4.浇筑腹板混凝土时,两侧应对称进行。
1B413084钢筋混凝土结构构造裂缝的防治
一、原因分析
钢筋混凝土结构的构造裂缝是指由于结构非荷载原因产生的混凝土结构物表面裂缝,影响因素有:
1.材料原因
(1)水泥质量不好,如水泥安定性不合格等,浇筑后导致产生不规则的裂缝;
(2)骨料含泥料过大时,随着混凝土干燥、收缩,出现不规则的花纹状裂缝;
(3)骨料为风化性材料时,将形成以骨料为中心的锥形剥落。
2.施工原因
(1)混凝土搅拌时间和运输时间 过长 ,导致整个结构产生细裂缝。
(2)模板移动鼓出,将使混凝土浇筑后不久产生与模板移动方向平行的裂缝。
(3)基础与支架的强度、刚度、稳定性不够引起支架下沉、不均匀下沉,脱模过早,导致混凝土浇筑后不久产生裂缝,并且裂缝宽度也较大。
(4)接头处理不当,导致施工缝变成裂缝。
(5)养护问题,塑性收缩状态将会在混凝土表面发生方向不定的收缩裂缝,这类裂缝尤以大风、干燥天气最为明显。
(6)在混凝土高度突变以及钢筋保护层较薄部位,由于振捣或析水过多造成沿钢筋方向的裂缝。
(7)大体积混凝土未采用缓凝和降低水泥水化热的措施,使用了早强水泥的混凝土,受水化热的影响浇筑后2~3d导致结构中产生裂缝;同一结构物的不同位置温差大,导致混凝土凝固时因收缩所产生的收缩应力超过混凝土极限抗拉强度,或内外温差大表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度而产生裂缝。
(8)水胶比大的混凝土,由于干燥收缩,在龄期2~3个月内产生裂缝。
二、防治措施
1.选用优质的水泥及优质骨料。
2.合理设计混凝土的配合比,改善骨料级配、降低水胶比、掺加粉煤灰等掺合料、掺加缓凝剂;在工作条件能满足的情况下,尽可能采用较小水胶比及较低坍落度的混凝土。
3.避免混凝土搅拌很长时间后才使用。
4.加强模板的施工质量,避免出现模板移动、鼓岀等问题。
5.基础与支架应有较好的强度、刚度、稳定性并应采用预压措施;避免出现支架下沉,模板的不均匀沉降和脱模过早。
6.混凝土浇筑时要振捣充分,混凝土浇筑后要及时养护并加强养护工作。
7.大体积混凝土应优选矿渣水泥等低水化热水泥;采用遮阳凉棚的降温措施,布置冷却水管等措施,以降低混凝土水化热,推迟水化热峰值出现;同一结构物的不同位置温差应满足设计及规范要求工
1B413085悬臂浇筑钢筋混凝土箱梁的施工(挠度)控制
悬臂浇筑施工(挠度)控制是桥梁施工中的一个难点,控制不好,两端悬臂浇筑至合龙时,梁底高程误差会大大超出允许范围,既对结构不利,又影响美观。
—、原因分析
悬臂浇筑钢筋混凝土箱梁桥的施工合龙标高误差是由于梁体采用节段悬臂浇筑施工,施工过程中立模标高的计算采用的参数与实际有差异,计算公式为经验公式造成的。影响因素有:
1.混凝土重力密度的变化、截面尺寸的变化。
2.混凝土弹性模量随时间的变化。
3.混凝土的收缩徐变规律与环境的影响。
4.日照及温度变化也会引起挠度的变化。
5.张拉有效预应力大小
6. 结构体系转换以及桥墩变位 也会对挠度产生影响
7.施工临时荷载对挠度的影响。
二、防治措施
1.对挂篮进行加载试验,消除非弹性变形,并向监测人员提供非弹性变形值及挂篮荷载-弹性变形曲线。
2.在0号块箱梁顶面建立相对坐标系,以此相对坐标控制立模标高值;施工过程中及时采集观测断面标高值并提供给监控人员。
3.温度控制:在梁体上布置温度观测点进行观测,掌握箱梁截面内外温差和温度在界面上的分布情况,以获得较准确的温度变化规律。
4.挠度观测:在一天中温度变化相对小的时间,在箱梁的顶底板布置测点,测立模时、混凝土浇筑前、混凝土浇筑后、预应力束张拉前、预应力束张拉后的标高。
5.应力观测:在梁体合理布置测试断面和测点,在施工过程中测试截面的应力变化与应力分布情况,验证各施工阶段被测梁段的应力值和仿真分析的吻合情况。
6.严格控制施工过程中不平衡荷载的分布及大小。
1B413086桥面铺装病害的防治
—、原因分析
桥面铺装病害形成原因:梁体预拱度过大,桥面铺装设计厚薄难以调整施工允许误差;施工质量控制不严,桥面铺装混凝土质量差;桥头跳车和伸缩缝破坏引起的连锁破坏;桥梁结构的大变形引起沥青混凝土铺装层的破坏;水害引起沥青混凝土铺装的破坏;铺装防水层破损导致桥面铺装的破坏等。桥面铺装常规性破坏与一般路面破坏原理相同。
二、防治措施
1.常规破坏同路面通病防治。
2.加强对主梁的施工质量控制,避免出现预拱度过大。
3.加强桥面铺装施工质量控制,严格控制钢筋网的安装。
4.提高桥面防水混凝土的强度,避免出现防水混凝土层破坏。
5.桥梁应加强桥面排水的设计和必要的水量计算;优化桥面铺装的混凝土配合比设计,选用优质骨料,提高桥面铺装的施工和养护质量。
1B413087桥梁伸缩缝病害的防治
—、原因分析
桥梁伸缩缝是使车辆平稳通过桥面并且满足桥梁结构变形的一整套装置,由于它是桥梁结构过渡到桥台及路基的可伸缩连接装置,一方面要满足桥梁结构伸缩功能,另一方面要满足车辆通行的承载需要。桥梁伸缩缝受力复杂,是结构中的薄弱环节,经常出现竣工后不久即发生损坏。导致损坏的因素有:
1.交通流量增大,超载车辆增多,超出了设计。
2.设计因素:将伸缩缝的预埋钢筋锚固于刚度薄弱的桥面板中;伸缩设计量不足,以致伸缩缝选型不当;设计对伸缩装置两侧的填充混凝土、锚固钢筋设置、质量标准未做出明确的规定;对于大跨径桥梁伸缩缝结构设计技术不成熟;对于锚固件胶结材料选择不当,导致金属结构锚件锈蚀,最终损坏伸缩缝装置。
3.施工因素:施工工艺缺陷;锚件焊接内在质量;赶工期忽视质量检查;伸缩装置两侧填充混凝土强度、养护时间、粘结性和平整度未能达到设计标准;伸缩缝安装不合格。
4,管理维护因素:通行期间,填充到伸缩缝内的外来物未能及时清除,限制伸缩缝功能导致额外内力形成;轻微的损害未能及时维修,加速了伸缩缝的破坏;超重车辆上桥行驶,给伸缩缝的耐久性带来威胁。
二、防治措施
1.在设计方面,精心设计,选择合理的伸缩装置。
2.提高对桥梁伸缩装置施工工艺的重视程度,严格按施工工序和工艺标准的要求施工。
3.提高锚固件焊接施工质量。
4.提高后浇混凝土或填缝料的施工质量,加强填缝混凝土的振捣密实,确保混凝土达到设计强度标准,及时养护,无空隙、空洞。
5.避免伸缩装置两侧的混凝土与桥面系的相邻部位结合不紧密。
1B403088桥头跳车的防治
一、原因分析
桥头跳车是由于桥台为刚性体,桥头路基为塑性体,在车辆长期通过的影响及路基填土自然固结沉降下,桥台与桥头路基形成了高差,导致桥头跳车,主要影响因素有:
1.台后地基强度与桥台地基强度不同,台后填料自然固结压缩。
2.桥头路堤及锥坡范围内地基填筑前处理不彻底。
3.台后压实度达不到标准,高填土引道路堤本身出现的压缩变形:
4.路面水渗入路基,使路基土软化,水土流失造成桥头路基引道下沉;回填不及时积水而引起的桥头回填土压实度不够。
5.台后沉降大于设计容许值。
6.台后填土材料不当,或填土含水量过大。
7. 软基路段 台前预压长度不足,软基路段桥头堆载预压卸载过早,软基路段桥头处软基处理深度不到位,质量不符合设计要求。
二、防治措施
1.重视桥头地基处理,采用先进的台后填土施工工艺。选用合适的压实机具,确保台后及时回填,回填压实度达到要求。
2.改善地基性能,提高地基承载力,减少差异沉降。保证足够的台前预压长度:连续进行沉降观测,保证桥头沉降速率达到规定范围内再卸载。确保桥头软基处理深度符合要求,严格控制软基处理质量。
3.有针对性地选择台后填料,提高桥头路基压实度。如采用砂石料等固结性好、变形小的填筑材料处理桥头填土。
4.做好桥头路堤的排水、防水工程,设置桥头搭板。
5.优化设计方案、采用新工艺加固路堤。