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标题 钢桁腹梁施工技术
范文 程永



摘 要:文字和图片介绍了匝道桥钢桁腹梁施工技术方法,采用钢桁管代替混凝土腹板,梁体结构自重减轻,施工速度快,钢桁管单件制作,整体安装,整体吊装,安装工艺简单,但结构组合施工工艺复杂。
关键词:钢桁腹梁;节点
1 工程概况
国道107宝安段兴围至黄田调头匝道桥工程包括A、B、C三座匝道,匝道上部结构主桥采用钢-混组合梁,引桥采用钢桁腹梁。钢桁腹梁顶、底板采用25cm的C60钢纤维混凝土,每联2×30.55m,梁高2m,底板宽5.5m,顶板宽11m,桁管纵向每隔2.5m设置,直径为φ351×16mm钢管,转向器位置加强为φ351×20mm钢管。体内预应力采用φs15.2高强度低松弛预应力钢绞线,标准强度fpk=1860Mpa,预应力锚具采用群锚锚具,预应力管道采用塑料波纹管。体外预应力束索体采用符合国家标准《环氧涂层七丝预应力钢绞线》(GB/T 21073-2007)规定的环氧涂层钢绞线做成的成品索,每束采用19根15.2mm钢绞线,外包HDPE护套。
2 主要施工方法
2.1 钢桁腹梁工艺流程
地基处理→支架搭设→支架预压→底模安装→腹杆安装定位→底板钢筋、预应力管道、外斜腹杆安装→浇筑底板混凝土内支架、顶模安装→顶层钢筋绑扎→浇筑顶板混凝土→混凝土养生→预应力筋穿束→体内、外预应力张拉→管道压浆、封锚→拆除支架
2.2 地基处理
钢桁腹梁支架采用满布碗扣钢管支架施工,支架搭设前先对地面进行硬化,做好地面排水;采用土、砂石等材料新填筑地基,厚度较大可采用重型压路机分层碾压,浇筑15cm厚混凝土地面。地基作为支架结构的基础,必须保证要有足够的刚度,从而使支架结构受力顺利传至地下,并保证支撑结构的稳定性。
2.3 支架搭设
根据桥位轴线,用全站仪放出箱梁底板或者翼板边线,然后用钢尺放出底托中心位置,并标示清楚。钢管支架根据荷载分布规律,横桥向钢管支架布置间距为底板范围0.6m、翼缘板范围0.6m。 顺桥向钢管支架布置间距为0.6m、在端头处加密至0.3m。支架纵向每隔4.5m设一横向剪刀撑,横向每隔4.5m设一纵向剪刀撑。剪刀撑采用D48普通钢管,且在钢管连接处用两个钢管扣件锁固。剪刀撑按规范连续设置,确保支架整体稳定。
为保证箱梁砼结构的质量,钢管脚手架支撑搭设完毕铺设底模板后必须进行预压处理,以消除支架、支撑方木的非弹性变形和地基的压缩沉降影响,同时取得支架弹性变形的实际数值,作为梁体立模的抛高预拱值数据设置的参考。按照箱梁设计重量分配预压荷载,并按计算出的总荷载的110%进行超载预压。
预压时主要观测的数据有:地基沉降、顶板沉降、支架沉降;卸载后顶板可恢复量。沉降稳定卸载后算出地面沉降、支架的弹性和非弹性变形数值。根据各点对应的弹性变形数值及设计预拱度调整模板的高程。
2.4 模板施工
模板采用18mm厚竹胶板,纵横肋均为10*10cm方木。装好模板后,调节好标高,检查各部位尺寸满足设计及规范要求后,清除模板污垢,涂脱模剂。
施工接缝处的模板用玻璃胶防漏。
2.5 支座安装
支座安装前,先测量放线,精确定位支座的平面位置,用墨线标记,以保证其平面位置和高程符合设计及规范要求。
2.6 钢桁腹杆安装
1、钢桁腹杆类型
钢桁腹杆包括内斜腹杆、外斜腹杆。
2、钢桁腹杆安装
内斜腹杆在支架搭设完毕,底模板安装完成后进行,每联内斜腹杆分为2跨4榀,内斜腹杆在钢结构加工厂制造完成后,每跨每榀拼装成2个大节段,每个大节段长度约15m,每个大节段有4节腹杆,重量约3t。腹杆分节见如下图:
腹杆节段采用平板车运输至桥位,采用25t汽车吊机直接吊装至底模设计位置,每个下节点下利用细石混凝土垫块抄垫在底板加劲板下,横桥向每隔3m左右设置一道钢丝绳固定,一跨内斜腹杆安装完成后,继续进行底板钢筋及预应力管道施工。
外斜腹杆在底板钢筋等完成后进行,每根外斜腹杆最大重量约0.5t,外斜腹杆上下端设置抱箍作为吊点,采用25t汽车吊机吊装安装,在下节点处内导管作为导向定位,在上节点处利用临时支架相应杆件定位,吊机将外斜腹杆导入内导管后,在上、下端的抱箍上挂设2t倒链,微调外斜腹杆。外斜腹杆精确调整到位后,在下节点处将其与底板斜撑下钢板焊接固定。
2.7 钢桁腹梁下节点施工
钢桁腹梁下节点结构复杂,施工困难,为钢桁腹梁施工的关键部位,施工方法如下:
1、钢筋施工
钢桁腹梁下节点钢筋包括纵向钢筋和横向钢筋。
钢桁腹梁内斜腹杆在钢结构车间加工制造时,将部分节点钢筋焊接固定在下节点钢板上,连同节点钢结构整体安装。钢桁腹杆安装到位后,按照先下后上的顺序,依次安装钢筋。纵向钢筋接头按规范要求错开,采用焊接连接。
2、混凝土施工
下节点采用C60钢纤维混凝土,该处钢筋密布,浇筑振搗困难。
下节点混凝土施工前,在节点加劲板分割的3个区域内,每个区域将钢板开设2个φ30排气孔,以便观察混凝土浇筑是否密实,并作排气用。
下节点混凝土施工专人负责,混凝土浇筑采用细石混凝土,塌落度控制在18cm左右为宜,混凝土采用φ30 插入式振捣器振捣。
2.8 顶板施工
顶板支架、模板、钢筋、混凝土施工均按照底板施工工艺执行。
2.9 混凝土灌注及质量保证措施
(1)必须按砼浇筑工艺试验后,经完善的砼浇筑顺序、工艺组织施工,每节段按2 台泵送设备组织相应施工人员,施工机具,进行两个施工面施工。明确岗位职责,加强现场指挥、协调。
(2)加强斜撑钢管内与斜撑杆上下节点处砼浇筑,必须按顺序施工。
对于钢-混组合梁先施工底板和隔墙混凝土,再施工斜撑钢管混凝土,再施工顶板跨中至1/4截面处,最后施工顶板1/4截面处至墩顶截面处混凝土。
对于钢桁腹梁,先施工底板混凝土,再施工斜撑钢管混凝土,最后施工顶板混凝土。
钢桁腹梁在浇注斜撑钢管内混凝土时,必须两侧对称浇注,防止桥梁偏载失稳。
(3)隔墙混凝土按斜面分层薄层浇筑,连续推进一次成型的顺序施工。有序分层下料,下料时每次宜量少、层薄,堆集料不得高于50 ㎝,不准利用振捣棒使砼长距离流动或运送砼。
(4)加强砼振捣,底板、顶板采用每分钟不少于4500 脉冲频率的φ50 插入式振捣器进行捣固。振捣棒操作做到“快插慢拔”,在振捣过程中宜将振动棒,上下略有抽动。分层浇筑时振捣棒插入下层50~100mm,每点振捣时间宜20~30s,砼停止下沉,不冒气泡、汽浆,表面平坦为宜。振捣棒可按直线行列移位或交错行列移位,移位距离宜为振动作用半径1~1.5 倍。砼振捣时,应避免振捣棒碰撞波纹管、模板、钢筋及其它预埋件。砼应捣固密实,不漏振、欠振或过振。
(5)浇钢梁顶板砼时,砼浇筑时,由底处向高处,由两侧向中心进行。砼振捣先用插入式振动器振捣,再用专用振动梁振捣平整,辅以人工压实抹平,意在其初凝前作拉毛处理。必须确保顶板砼层厚度,且钢梁顶面标高满足规范要求。
(6)做好钢梁底板面的抹平工作要确保底板层厚度。
(7)在底板、隔墙砼浇筑时,移动布料管时,应用编织袋把管口暂时封堵,避免砼料散落在内模上,及时清除残留在下料处模板面上的砼,避免因残留的砼夹杂在顶板原砼内,造成外观质量缺陷。
(8)按规范要求,控制砼浇筑前温度,应维持在5℃至28℃,入模温度不宜超过28℃并不应大于30℃,新浇砼与已硬化砼之间的温差不大于15℃~20℃,砼入模后30min,最大温升应小于30℃,内部最高温度不能高于75℃。
(9)砼浇筑期间应设专人检查支架、模板、钢筋、预埋件、预应力管道等稳固及安全情况,当发现有松动变形或移位时,务必及时处理。
2.10 预应力施工
按照设计要求,待箱梁混凝土达到设计强度的100%,才能进行施加预应力。对《施工图》提供的预应力筋伸长值进行复核计算。
张拉设备检查、标定预应力张拉装备由张拉千斤顶、油泵及其附件等组成,每节段预应力施工时YCW-400千斤顶配置2 套。所有设备及仪表设专人使用和管理,并定期维护和校验,千斤顶与压力表必须配套标定。
预应力张拉顺序:钢桁腹梁有纵向体内、体外预应力。按设计要求为先下后上,先长后短。在上述要求顺序情况下,再遵循张拉时均匀对称、产生偏心荷载小的原则进行安排各束钢束张拉。
模板与支架的检查:由于施加预应力,砼必将产生弹性变形,同时引起轴向缩短,上、下方向的挠曲,水平方向的挠曲等,使砼产生预想不到的裂缝。为此,对轴向弹性收缩有约束作用的侧模板,内模板要拆除;模板与支架有约束支座在顺桥方向移动和旋转部位的地方要拆除;一般情况,施加预应力引起的梁轴向缩短量,每米梁长约为0.2mm,在进行首片梁施工时应进行观察,以便调整。
3 结语
深圳匝道桥引桥上部結构采取钢桁腹梁型式,钢桁腹梁的施工工法在国内是首次应用,需要解决钢桁管单独制作、整体拼装及运输、现场安装、最后定位斜撑管快速施工等一系列难题。上、下节点钢筋密集,混凝土浇筑困难,通过开孔等一系列措施,确保了节点处混凝土密实。
钢桁腹梁施工技术在深圳匝道桥的顺利实施,实证了复杂施工环境下该技术在市政桥梁体系应用的可行性,为国内同类型桥梁的设计施工提供了一个新的思路,具有很高的借鉴、参考价值。
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更新时间:2025/3/15 10:42:58