2.4.1 装配式桥梁施工技术

1.装配式梁(板)施工准备

对施工现场条件和拟定运输路线进行充分调研和评估,编制装配式梁(板)预制和吊装运输施工方案,选择构件厂(或基地)预制或施工现场预制。在充分调研和技术经济综合分析的基础上确定梁、板架设方法,常用的方法有起重机架梁法、跨墩龙门吊架梁法和穿巷式架桥机架梁法。

2.装配式梁(板)的预制、场内移运和存放施工技术要求

1)构件预制施工技术要求

先张法梁(板)预制流程:施工准备→张拉台座施工→穿预应力筋、调整初应力→张拉预应力筋→钢筋骨架制作→安装芯模、立侧模→浇筑混凝土→混凝土养护→拆模→放松预应力筋→场内移运、存放。

后张法梁(板)预制流程:施工准备→预制场布置与建设→安装底、侧模→安装底板、腹板钢筋及预应力管道→安装内模→安装顶板钢筋及预应力管道→安装预应力筋→安装端模→浇筑混凝土→混凝土养护→拆除端模、内模、侧模→预应力筋张拉→预应力管道压浆→封锚→场内移运、存放。

(1)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。预制场地应根据地基及气候条件,设置必要的排水设施,并应采取有效措施防止场地沉陷。存放砂石料的地面要进行硬化处理。

(2)预制台座的地基应具有足够的承载力。预制台座应采用适宜材料和方式制作,目应保证其坚固、稳定、不沉陷;当用于预制后张法预应力混凝土梁、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。(3)预制台座的间距应能满足施工作业要求;台座表面应光滑、平整,在2m长度上平整度的允许偏差应不超过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,应根据设计单位提供的理论拱度值,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、板构件跨度设置相应的预拱度。当后张预应力混凝土梁预计的拱度值较大时,可考虑在预制台座上设置反拱。

(5)各种构件混凝土的浇筑应符合如下要求:

①腹板底部为扩大断面的T形梁,应先浇筑扩大部分并振实后,再浇筑其上部腹板。

②U形梁可一次浇筑或分两次浇筑。一次浇筑时,应先浇筑底板(同时腹板部位浇筑至底板承托顶面),待底板混凝土稍沉实后再浇筑腹板;分两次浇筑时,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采用平卧重叠法支立模板、浇筑构件混凝土时,下层构件顶面应设临时隔离层;上层构件须待下层构件混凝土强度达到5.0MPa后方可浇筑。

④箱形截面梁先浇筑底板混凝土,接着顺次浇筑腹板、顶板混凝土。在浇筑时应采取措施防止内膜上浮,一般在底板设置拉枉。

(6)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。

(7)禁止使用橡胶充气气囊作为空心梁板或箱型梁的内模。

(8)后张法预应力构件张拉时应使用数控预应力张拉设备,孔道压浆时应使用数控压浆设备。

2)构件的场内移运和存放

(1)对后张法预应力混凝土梁、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上再进行孔道压浆,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。

(2)构件运输和堆放时,梁式构件应竖立放置,并应采取斜撑等防止倾覆的措施;板式构件不得倒置。支承位置应与吊点位置在同一竖直线上。

(3)梁、板构件移运时的吊点位置应按设计要求;设计无要求时,梁、板构件的吊点应根据计算决定。构件的吊环应顺直。吊绳与起吊构件的交角小于60°时,应设置吊架或起吊扁担,使吊环垂直受力。吊移板式构件时,不得吊错上、下面。

(4)构件在脱底模、移运、吊装时,混凝土的强度不得低于设计强度的75%,后张预应力构件孔道压浆强度应符合设计要求或不低于设计强度的75%。

(5)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水排水设施,并应保证梁、板等构件在存放期间不致因支点沉陷而遭受损坏。

(6)梁、板构件存放时,其支点位置应符合设计要求,支点处应采用垫木和其他适宜的材料支承,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,应继续洒水养护。

(7)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。

(8)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要求的支点处,上下层垫木应在同一条竖直线上;叠放高度宜按构件强度、台座地基承载力、垫木强度以及堆垛的稳定性等经计算确定。大型构件宜为两层,不应超过3层;小型构件宜为6~10层。

(9)雨期和春季融冻期间,应采取有效措施防止因地面软化下沉导致构件断裂及损坏。

(10)对台座基础应进行沉降验算、控制整体及不均沉降量。存梁台座需进行承载力、稳定性和变形计算,其结构变形应满足所存放混凝土梁的技术要求和规定。

3.装配式梁(板)的安装

1)技术准备

(1)编制吊运(吊装、运输)专项方案,并按有关规定进行论证、批准。

(2)吊运方案应对各受力部分的设备、杆件进行验算,特别是吊车等机具安全性验算,起吊过程中构件内产生的应力验算必须符合要求。梁长25m以上的预应力简支梁应验算裸梁的稳定性。

(3)按照有关规定进行技术安全交底。

2)施工准备

(1)应按照起重吊装的有关规定,选择吊运工具、设备,确定吊车站位、运输路线与交通导行等具体措施。

(3)测量放线,给出高程线、结构中心线、边线,并进行清晰标识。

3)构件的运输

(2)对操作人员进行培训和考核。

(1)板式构件运输时,宜采用特制的固定架稳定构件。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)梁的运输应顺高度方向竖立放置,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,应有相应的封仓加固措施,并应根据天气状况安排装卸与运输作业时间,同时应满足水上(海上)作业的相关安全规定。

4)简支梁、板安装

自行式吊车架梁流程:施工准备→运梁道修整→吊车就位→桥梁支座安装→运梁车就位→提梁、横移架梁→梁(板)精确就位→吊车移至下一孔。

架桥机架梁流程:施工准备→架桥机在桥台后拼装→架桥机过孔→运梁车就位→桥梁支座安装→提梁、运梁、架桥机架梁→梁(板)精确就位→架桥机移至下一孔。

(1)施工现场内运输通道应畅通,吊装场地应平整、坚实。在电力架空线路附近作业时,必须采取相应的安全技术措施。6级(含)以上大风时,停止吊装作业。

(2)安装构件前必须检查构件外形及其预埋件尺寸和位置,其偏差不应超过设计或规范允许值。

(3)装配式桥梁构件在脱底模、移运、堆放和吊装就位时,混凝土的强度不应低于设计要求的吊装强度,设计无要求时一般不应低于设计强度的75%。后张法预应力混凝土构件吊装时,其孔道水泥浆的强度不应低于构件设计要求。如设计无要求时,不应低于30MPa。吊装前应验收合格。

(4)安装构件前,支承结构(墩台、盖梁等)的强度应符合设计要求,支承结构和预埋件的尺寸、标高及平面位置应符合设计要求且验收合格。桥梁支座的安装质量应符合要求,其规格、位置及标高应准确无误。台、盖梁、支座顶面清扫干净。

(5)起重机架梁时,严禁斜拉斜吊,严禁轮船起重机吊重物行驶。双机抬吊时,设专人指挥,单机按降效25%作业。门或吊梁车架梁时,前后吊点升降进度一致,慢速行驶,速度不大于5m/min。导梁长度为桥梁跨径两倍另加5~10m引梁。龙门吊架梁时,应将两台龙门吊对准架梁位置,大梁运至门架下垂直起吊,小车横移至安装位置落梁就位。

(6)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,且抗倾覆系数应不小于1.5。风荷载较大时应采取防止横向失稳的措施。

(7)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。

(8)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。

(9)安装在同一孔跨的梁、板,其预制施工的龄期差不宜超过10d。梁、板上有预留孔洞的,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。(10)对弯、坡、斜桥的梁,其安装的平面位置、高程及几何线形应符合设计要求。

5)先简支后连续梁的安装

(1)临时支座顶面的相对高差不应大于2mm。

(2)施工程序应符合设计要求,应在一联梁全部安装完成后再浇筑湿接头混凝土。

(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一次浇筑完成。湿接头混凝土的养护时间应不少于 14d。

(5)湿接头应按设计要求施加预应力、孔道压浆;浆体达到强度后应立即拆除临时支座,按设计要求的程序完成体系转换。同一片梁的临时支座应同时拆除。

(6)仅为桥面连续的梁、板,应按设计要求进行施工。

2.4.1 装配式桥梁施工技术
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