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现浇箱梁箱内增设体外预应力施工技术

2021-08-01 来源:步旅网
文章编号:1009—4539(2017)10—0066—05 ・桥梁工程・ 现浇箱梁箱内增设体外预应力施工技术 包 珍 (中国铁建港航局集团有限公司摘广东广州511442) 要:现浇箱梁施工中预应力施工部分属于重要控制项目,预应力的施工质量直接影响到桥梁上部结构的施工 质量、寿命及使用安全。因此采取增加体外预应力措施,提高梁体寿命,确保安全运行。本文对梁体内部箱室内增 设预应力进行研究,对体外索施工工艺提出了针对性的要求及导洞创新工艺,确保了工程质量且兼顾了梁体美观, 为类似桥梁加固施工提供参考。 关键词:现浇梁体外索导洞工艺 文献标识码:B DOI:10.3969/j.issn.1009—4539.2017.10.016 中图分类号:U445.7+2 Construction Technique of Adding External Prestressing Inside the Cast..in.situ Box Beam Bao Zhen (CRCC Harbour&Channel Engineering Bureau Group Co.Ltd.,Guangzhou Guangdong 51 1442,China) Abstract:The construction of prestress in cast—in—situ box beam is an important process,and its quality could directly af- fect the construction quality,life and safety of the bridge superstucture.Therefrore,it is an urgent measure for increasing the external prestressing to improve the life of the beam and ensure the safe operation.By studying the adding external pres— tressing inside the bridge beam,the paper put forward specific requirements and pilot tunnel innovative technology or exter—f nal cable constuctiron technology in order to ensure the constuctiron quality and nice appearance of the beam.It could pro— vide the guiding suggestions for the similar construction of adding external prestressing in the bridge reinforcement work. Key words:cast—in—situ beam;external cable;pilot tunnel technology 1 前言 随着国内外交通工程快速发展,二十一世纪国 值±6%的范围,不符合规范,其中A匝道第二联第二 施工段腹板3中钢绞线N1伸长量偏差达一21.5%;B 匝道桥第一联第一施工段左腹板N1束张拉实际伸 内交通建设中以桥梁工程为主的工程建设迎来了 黄金时代,并在桥梁结构三大部分之一的上部结构 设计广泛应用了现浇箱梁类型。在前期施工时期 长量值超设计伸长量值10%;C匝道桥第一联第二 施工段右腹板N4束张拉实际伸长量值超设计伸长 量值6.6%。 质量保障措施低以及目前超载车辆的不断增多,对 现浇箱梁产生预应力疲劳、梁体开裂等病害,对运 营安全带来了致命性的危害。 2 方案确定 2.1 预应力束布置情况 某互通立交共设计5条匝道,其中A、B、C匝道 按连续箱梁设计。现浇箱梁预应力张拉施工中发 现,部分钢束预应力实测伸长量值超出设计伸长量 收稿日期:2017—07—31 作者简介:包珍(1978一),男,高级工程师,主要从事桥梁、隧道技术 管理工作。 采取实际伸长量反算张拉力法进行验算,评定 箱梁体内预应力情况,得出如下结论…: (1)A匝道桥第二联箱梁,因部分钢束伸长量 偏小值达21.5%,该联箱梁局部位置正常使用极限 状态下拉应力超过规范要求。因此A匝道桥第二 RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 201 7 fT0J 66 铁道建簏技术・桥梁工程・ 联第二施工段沿桩号增大方向从左往右第2个腹板 外预应力,对原桥梁破坏小,最大程度保护了现浇 箱梁。 6样墩墩顶处,增加2束15—12钢束,长度14.0 rN。 (2)B匝道箱梁中共有2束预应力钢束张拉控 制应力超出规范最大限值,其中1束预应力钢束持久 状况拉应力超出规范最大限值。因此B匝道桥第一 联第一施工段增加2束15—9、2束15—15钢束,其 中2束钢束长度14.0 m,另2束钢束长13.3 m。 (3)C匝道箱梁中共有1束预应力钢束张拉控 制应力超出规范最大限值,预应力钢束持久状况拉 应力超出规范最大限值。因此在C匝道桥第一联 第二施工段增加4束15—12钢束,其中2束钢束长 19.0 m,2束钢束长37.5 m。 2.2加固措施 (2)体外预应力施工方便,施工工人安全有保 障,车辆正常通行无干扰,对人车安全具有双保险。 (3)施工人员少,所用机械设备简便,工期短, 工程造价低。 (4)体外预应力设在箱室内,对桥梁外观无影 响,保持桥梁原设计外观。 (5)对梁体增设检查人洞,并对所张拉的预应 力筋未切割,可在后期长时间监控维护,提高了箱 梁寿命。 (6)针对宽厚横隔梁采取导洞工艺,避免了逐 节取芯过程中偏离现象,保证了钻孔质量,减少了 横隔梁的二次破坏。 根据验算结果及施工条件的要求,为保证结构的 使用性能及耐久性,对3座匝道桥3处腹板相应位置 采取处理措施。为改善加固后结构的景观效果,本次 加固均在箱梁内部进行。各桥的加固措施如下: (1)A匝道桥:本匝道桥6#墩墩顶腹板2个位 4室内体外预应力施工 4.1 底板开检查人洞、粘贴人洞钢板 为方便日后体外束的检查养护,在箱梁底板相 应位置处开设检查人洞,并对人洞进行局部补强及 置拉应力超过规范要求,故在该位置处张拉体外预 应力钢束增加压应力储备,以满足正常使用阶段混 凝土拉应力要求,并为保证箱梁横向受力的均匀 性,在腹板3相应位置进行加固处理。 (2)B匝道桥:本匝道桥第一联第一施工段左 侧腹板N1钢束持久状况拉应力超过规范要求,为 保证在钢束长期使用后可能出现断裂时结构的使 用性能及承载能力,在相应位置张拉体外预应力钢 临时封闭处理。人洞设在每跨箱梁距墩顶4 m处开 直径为80 ClTI圆形检查孔,检查孔横向位于箱室中 心线处。 (1)混凝土表面处理。在需粘贴钢板混凝土表 面放出钢板位置大样,凿除混凝土表层砂浆,使混 凝土外露,并形成平整的粗糙面,用无油压缩空气 吹除表面粉尘或清水冲洗干净,待完全干燥后用脱 脂棉沾丙酮擦拭表面。 (2)钻孑L植埋螺栓。依照设计图纸放出需钻孔 位置,并用钢筋混凝土保护层测试仪探明原桥钢筋位 置,调整并最终确定钻孔位置钻孔。植埋全螺纹螺 束。新增的钢束应保证在N1钢束正常工作和可能 局部位置出现断裂这两种工况下,结构均能满足规 范要求。为保证箱梁横向受力的均匀性,在右侧腹 板相应位置进行加固处理。 (3)c匝道桥:本匝道桥第一联第二施工段右 杆,其距粘贴钢板边缘的距离应控制在5—10 cm。 (3)待粘钢板打孔与表面处理。钢板采用Q345C 钢,厚度6 miD_,并依据现场植埋的螺杆,进行配套打 孔,然后对钢板的粘贴面进行除锈和粗糙度处理, 打磨粗糙度越大越好;最后用脱脂棉沾丙酮将钢板 表面擦拭干净,将钢板贴于预定位置上,并用已埋 植螺杆将钢板贴合固定。 侧腹板N4钢束持久状况拉应力超过规范要求,为 保证在钢束长期使用后可能出现断裂时结构的使 用性能及承载能力,在相应位置张拉体外预应力钢 束。新增的钢束应保证在N4钢束正常工作和可能 局部位置出现断裂这两种工况下,结构均能满足规 范要求。为保证箱梁横向受力的均匀性,在左侧腹 板相应位置进行加固处理。 (4)钢环布置于检查孔内外两侧,内侧钢环可 通过两个半圆环在箱内焊接成型,焊接应在钢板粘 帖前进行,焊缝采用对接焊,焊缝质量一级。 (5)钢板注浆粘贴:在已固定好的钢板周围用 67 3技术特点 (1)本施工技术属于现浇箱梁箱室内部增设体  铁道建筑技术RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOL0GY 2o17l101・桥梁工程・ 浆, 结 钢环 (5)注胶 将注浆 合 :插入孔底.从孔底向 外}i:入粘纳制, 满孔涮的2/3,保证机筋 饱满、、 (6)植筋 孔呔,按照『l I川‘边胶封边,…化 从钢板淞浆孔进 胶的饱满度 精 结前进i , 禁施焊 、 剑99% 、所仃焊接工f1 :粘结 准备好的钢筋缓慢M 旋转插入 寸J1J】 规定时『【IJ安装,使得锚 剂 (6)钢板 而防腐 处 :按设汁搜 范要 均匀的附 钢筋的太Ⅲ及缝隙 }J'待 I州化后冉 进行焊接、绑扎钢筋及其它  ̄-Oi:』 作 fi1卜到卜机筋施工lJ’f,J、 先将植筋胶批入孔 求进仃钢板 处 f 的防腐 1人J,『f『将钢筋卡rl入,通过钢筋的挤 讧{=II[筋胶将孔 图1 检查人洞 (7)榆 孔JJf1围完 成 ,住箱 书1人j采用 f『『1I=填满,并刈钢筋紧密包裹 [筋采川t的胶黏刷rIt 禁使用乙二胺作改性 铽树脂川化刹,不得在J fI掺』Jn挥发 反应一 稀释刹 (bl6 nllll钢筋临lf、』焊接 定埘 『于J,以便【j 伶 维护,俐筋& 害溶剂 …f涂删聚氯 【flf漆2道进{ 防 锈处 榆 人洲 l冬1 l 4.2植筋 4.2.1 工艺流程 fff筋流 【鬈I 4.2.2施工工艺 2: (7) 化 卡}I(筋胶 求的 化时 『人J/f 扰 动钢筋,甭则 新值人 (8)刎 、 据设计 , f 锚Ⅲ横 范 开凿 乃 ,新… 接触 之 采川罨线放样刎精佗 ,许川J丁J们式砂轮 割机进行刎惜, 深2 cnl,问 锏 『J长托 、见 6、 为20 Clql 划竹 5、 (1)定f 按没训‘要求怀 ,J 钻孔位 ,Ji 川 筋探洲仪 图2植筋流程 愉 悄筋部f 的 混凝土 筋及撷应 J钢 化 , 以确定钻孑Lf 往 ,』}J I:漆},J:lUj (2)钻孔 l、[川电锤或风 成孔,按 定的铺孔 十 筋结构平 钻孔, 尺没定为成孔深 图5刻槽前切割 图6刻槽后砼面 瞍 符遄到钢筋时,需适当捌;动卡r【筋位置 f 3 4.3浇筑钢束锚固横梁 (1)绑扎锚 横梁锹J筋 等胶泥『『l 化 (一般 乃20~60 Illil1), 新增钢泶锚具,绑扎铺 横梁 ,f日 僻减少钢筋 (3)清孔 钻孔完毕,彳L深、孔径检 合格 , H:I ̄L1人J耿 , 全孔『人】消汁I 燥为止,坡 HJ棉 酮拭 孔 ,将孔[I临fJ1f封闭。见 4 j 余钢筋,形成钢筋骨架 钢筋与预 J僻道或铺 冲灾时,『lJ‘遁 j挪动铒)4筋f 根数。 (2)安装锚具 锚具果川『_If换索 体外预心力 锵l , f 具体结合J 家定J 产 进行 j f11预坪管 图3钻子L定位 图4子L位清洗 颅 ,并保 锚 饭仲入刊颅埋管里∞f 锚 在厂 ,家的指导下进i 安装。 (3)浇筑锚 卡6{梁砼 肜状 模, 患钢绞线及 架肜成后,按照锚 横 的位置,新 接触 (4)胶体 .、汴胶l1订} 细 读4:Il(筋胶蜕[J1J 学据 Jl |『I)}l的使川方法, 行胶的 效 ,过期 的『 决 能他川、l 当环境条什(温度、 )/f 满足 【fI『之问 胶,然后浇筑 j梁体等幔度混凝 。为 Jlf, 停止使』l J 避免新笔混凝上问产牛收缩裂缝,新混凝土 由:采用补 LWAY CONSTRUCTION TECHN0LOGY 201 7 f7D J 铁道建筑技术 RAI・桥梁工程・ 偿收绗 昆凝 (4)浇筑 颅 什-,lf I1拆十jl 的锚…横 7 i孔 4.5体外预应力钢束施工 4.5.1 工艺流程 ,必须愉 所仃颅川…:干¨ 址 齐个:施 过 ili,预 钠1_^;及铺筋、铺J L等 定f J、 /『J锚…1横 没 ¨J‘ 侏 颅 锵j_fL板 个孔,分 仆5,I、 J JI长{ f1It I冬I l l 4.5.2施工工艺 }il 1,1 饭I ̄ j颅心 Ji ifi心线I l I:, j 』、 ,JiIi一 线 (1)穿 俐绞线、锚JI :, 竹孔tII心 刈’『1i 1 j监III一 . 材料进场J,一i按 验规范 定进 7 j1ff枪,抽愉合格 力‘能他川. 铡绞线卜卡 }K』 J、 包 张j ¨J‘ l,l,J l f1 K J 80 CIlI.卜料川砂轮 } i fJlUJ l 将卜卡’}Jr  I,i,J钢绞 线微 纸规定n,J股数川 I f、 Ij 、 l jf 寸L。_.,IlliI,以 防 1:I1绞绷 凝I 采川顺板川:}『IlJ浇筑,顶板 圳为浇筑孔干¨振捣孔, 8 J 0 i— 稼0 ≥ 。 -- 图7锚固横梁 图8顶板浇筑子L和振捣孔 (2)IK十 J ,,J 、 求进i 定 JI长 m心 刈 图11 体外预应力 张拉流程 Mlf’fjJ2i1 刈称 、r‘斤顾按 池。 l 钢 4.4横梁、横隔板钻孔 4.4.1 导洞施工 耥梁/ -H|』板甜 IK{ 0K{ 干1 J :0 f小外 J、 ,川 穿过脱浇槲梁横 梁,做 I.8 iii, ̄#i4L取 j:f次进J K 约30 t・Ill, 此僦 'iYL止 难 人, 拨影响施 质 tI ilLf L 'i4L,f1 ¨-。f{ fI,i, ̄4L J、 J(1()%6 ),20% k- 40%6k-t-6()%6k 8()%6k 100%6k(持简5 lllh] …i) J川 6 i托lI的控制 I、fJ 、裂 iIi r 工放样』. 采JIj fI:{ 5 t・II1收 ti- 【  ̄]iL4L, 冬1 9 I长{ 采JlJ gl ̄-hX J _jfl}I K,tI,-舣 iI,…-i ̄-.IJ 孔过 rf 乡LI仙 f1 JlJ,I ,过 II I刈‘连续辅 n,J、 fi f II_I|1I=、I 进j川 控,确 儿 常. .J 一i 缝 除,以 12 4.4.2钻孔施工 擞梁lflJ横 板f , 汁 纸 I fi 20 c rIi 14】4 0K{ 7 f 8()t ・】 f1 K J /{ fj毫 J 钠 lfJ‘以补张十 或 换. 场张十. 过 ;'i94L,孔道llJ、】放入外f 20 t-Ill fi9 I'VC I_:, 11 j 扎 。: 隙求川水7』已浆或胶 j=fljn。}允、 孔采川收心ii.栅外{ Ⅲ}}人J 20¨ -收 :机 施 (3) 成j 奠装、 茈j J‘家拌 卜 奠装, 减 nl ILTL,mI ‘f筋或铺 f定il'J‘,J L:#i7入深 J、 满 J‘ 家 规范 求 张{ 允 【匕 认 格 f,按照 汁l殳l 纸发装减振 索火,以 iI定怵外颅心 J钢 , 施㈨,』 改 纸进i 准确放样,……收 (4)转… 安装 c 道l~ 外索安装 " !.Ill -1  ̄转 轮 线, 洲止 州 孔止…,准 钻孔,” … ,转…器采JI 敞』I==,转… ,t,tj一 ̄Jir,i fIllfI1 5(!ii1, l『IlI I_I,II=喇叭I I 现场 1 3 外fJ{,J;L 成J 逐1 取 钻孔iIi根 现场施l:Yd成J-一f的 洲 洲f 10 断 州 止…. 图9横隔梁钻子L 铁道建筑技术图10导洞与钻孔重叠图 图12体外预应力张拉 图13体外预应力成型 69 RA|LWAY cONsTRUCTtON TEcHNOLOGY 2017 l10) ・桥梁工程・ 混凝土结构加固工程施工质量验收规范:GB 50550— 2010[s].北京:人民交通出版社,2010(5). 公路工程质量检验评定标准:JTGF 80/1—2004[s]. 北京:人民交通出版社,2005. 5 结束语 现浇箱梁箱室内增设体外索,可保证桥梁外观, 并可保障桥梁现浇箱梁运营安全,提高寿命。宽厚横 隔梁采用导洞工艺,具有工艺简单、操作便捷、保障质 量等优点,克服了施工的难度;桥面钻孔开设浇筑孔, 具有浇筑方便、振捣密实特点,克服了锚固梁与现浇 箱梁顶板面之间无法密实的难题,为箱室内增设体外 预应力施工技术提供了较好的实践基础。 参考文献 广东省中江高速公路小榄互通立交桥梁加固图.广东 省交通规划设计研究院股份有限公司,2011. [2] 中交公路规化设计院.公路钢筋混凝土及预应力混凝 土桥涵设计规范:JTG D62—2004[S].北京:人民交 通出版社,2004. ]{1{ 公路桥梁加固施工技术规范:JTG/T J23—2008[S]. 北京:人民交通出版社,2008. 张丽娟,李君君.铁路板梁体外预应力加固技术试验 研究[J].铁道建筑,2009(4):16—18. 颜海,王廷臣.体外预应力桥梁关键部位构造研究 [J].铁道建筑,2005(7):25—27. 宋宁,牛宏,许宏元.某大跨径预应力混凝土连续刚构 桥的加固设计[J].公路,2007(7):35—37. [10] 向中富,黄海东,许宏元.大跨径连续刚构桥加固技术 研究与实践[c].天津:第十八届全国桥梁学术会议论 文集,2008. 梁晓飞,罗建荣.体外预应力混凝土结构研究进展 l 9):2 3 [J].山西建筑,2005(153—54. ]』_4 寸_ ]j5 6  _7 卜_ 1j [3] 交通部第一公路工程局.公路桥涵施工技术规范:JTJ 041—2011[S].北京:人民交通出版社,2011. [12] 曹蔚枝.预应力混凝土连续梁桥体外预应力加固技术 研究[J].山西交通科技,2009(2):40—42. (上接第57页) (3)边梁就位后,立即用斜撑支好,并采取横向 保险措施。横隔梁用钢筋进行焊接,保证其整体性。 (4)横移梁体时保持梁底与桥面的间距在5 cm 左右。如果梁体的横向位置距离安装位置相差过 多,应先使用整机横移的方法,将距离缩短到起重 小车横移距离范围以内。严禁在单侧主梁完全受 力(梁体重量)的情况下开动整机横移。 (5)作业前,事先对各机构进行空载运转,并观察 动作是否正常,这种空载运行最好进行3个以上的循 环后再投人重载运行。边梁起吊时,首先进行10(311"1 短程试吊,观察制动隋况是否正常,以防制动失效。 参考文献 帅长红.建筑施工机械安全操作规程与故障排除实用 手册【M].北京:地震出版社,2003:285—287. 荆涛.步履式单导梁架桥机架梁施工技术[J].筑路机 械与施工机械化,2005,22(4):43. 江正荣,朱国梁.简明施工计算手册[M].北京:中国 建筑工业出版社,2005:627—628. 钢结构设计规范[M].中国建筑工业出版社,2006:99 —101. 单祖辉.材料力学[M].北京:高等教育出版社,2OO5:170. 杨建芹,孟松啸,苏昌,等.公路架桥机在施工中的应 用[J].筑路机械与施工机械化,2006,23(8)5—7. 5结束语 公路架桥机作为施工机械的一个门类,在未来 跨铁路、公路市政工程建设中将起到至关重要的作 用 。本工程通过对JQG系列架桥机架设条件的 改造及JQG系列架桥机架设不规则截面边梁的分 析、验证、应用,结果表明该公路架桥机在吊装边梁 时是安全的,解决了大跨度、大吨位、变截面钢箱梁 的架设问题。JQG260/60、280/55步履式双向机型 架桥机操作简便、施工效率高,有力地保证了上跨 高速公路架梁施工的节点工期,保证了施工安全顺 利进行。 70 铁道建筑技术吴普成.公路架桥机的现状及其发展趋势[J].建设机 械技术与管理,2001(3):30. [8] 黄耀怡,余春红.略论我国大吨位架桥机从创始到世 界领先之路(上)[J].铁道建筑技术,2015(2):1—13. [9] 黄耀怡,余春红.略论我国大吨位架桥机从创始到世界 领先之路(下)[J].铁道建筑技术,2015(4):1—13. [10]杜东升.海河春意桥大型钢箱梁制作技术研究[J].铁 道建筑技术,2015(12):34—37. 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