例析预制节段拼装施工技术在桥梁工程的应用
预制节段拼装桥梁施工关键技术浅析

预制节段拼装桥梁施工关键技术浅析摘要:在我国社会经济高速发展的过程当中,人们日常生活的条件也越来越好。
近几年来,我国的建筑工程越来越多,不仅仅是房屋以及道路修建的工作,桥梁方面的工程也越来越多。
这些工程在施工的时候多多少少会产生一些噪音,并且也会对环境造成一些污染。
虽然开展这些工程都是为了社会的发展,但是对人们生活也存在一定的影响,预制节段拼装的方式就可以有效的缓解这一系列的问题。
这种技术对环境造成的污染很效小,噪音也比其他技术要低很多,并且相比其他技术更加安全。
关键词:预制节段;拼装;桥梁;施工技术;质量控制预制拼装桥梁结构是如今桥梁工程修建当中最重要的一项技术。
这种技术最早是在二十世纪中期出现,在国外比较常见,但是这种技术应用起来是比较复杂的。
我国开始使用这项技术比较晚,主要是2000年以后才开有快速的发展。
到目前为止,我国有很多地方在修建桥梁的时候都会应用到这项技术,并且具有非常明显的效果。
本篇文章就是以预制节段拼装技术为中心而展开讨论和分析。
l预制节段拼装桥梁概述1.1预制节段拼装工艺概述预制节段的拼装工艺主要结合工程的机械以及车辆情况,然后将桥梁划分成几个合理节段再去进行拼装工作。
在桥墩安装施工的时候要保证承受的强度是能够达到设计要求的,施工结束之后就可以将预制节段输送到施工场地当中进行拼装工作。
在进行施工的时候需要使用到一些特制的机械设备,这些设备都是专门根据施工的要求进行设计的,所有的设备以及材料准备到位之后就可以按照相关的流程和标准进行操作。
在拼装施工过程当中,一般情况下都会通过使用混凝土的方式来制作箱梁,箱梁是由很多段的,长度通常是保持在2.5米至4.0米的范围之间,在进行制作的时候是需要严格按照相关顺序进行的,从而可以确保在开始拼装工作之前是保持原有线性的。
如果天气情况良好,节段之间进行连接的地方就可以使用干接缝的方法来进行拼接,而且在拼接之后不需要养护就可以直接开展预应力工作。
实例分析节段预制拼装在桥梁建设的应用

实例分析节段预制拼装在桥梁建设的应用香港经济发展十分迅速,历来是道路负荷最严重的地区之一,公路等基础设施建设一直保持快速发展。
同时随着珠江三角洲及深圳、珠海地区经济的迅速发展,内地与香港经济贸易关系日益密切,为加强与内地的经济联系,口岸公路、跨海大桥的建设也在不断规划实施。
香港岛和新界地区山地多,平地少,桥梁在公路建设中所占比重较大,因此桥梁建设在香港基础设施发展中处于主导地位。
为适应快速的城市基础设施建设,对桥梁建设的要求不断提高。
预制节段拼装技术,以其具有对现有交通干扰小,对施工环境影响小,施工效率高,施工工期短等特点,在香港桥梁建设中得到较多应用。
一预制拼装技术的原理及优缺点预制拼装原理是采用架桥机将在工厂或施工现场附近场地预制好的桥梁节段块逐一悬吊在该桥的相应位置,然后张拉钢束,各预制节段因钢束的挤压力在接缝面处紧贴,进而在承载外荷载时表现出单个结构的性能。
在桥梁施工中,预制拼装具有如下优点:(1)保证质量,节段在预制厂预制,减少了施工误差和意外发生的概率,外观和质量易于控制,产品质量有保障;(2)预支模板和架桥机可重复利用,相对于常规的支架现浇具有节省投资的优势;(3)通过架桥机的采用,缓解施工对城市交通的压力,同时基本不用搭设支架,减少现场施工活动,安全程度大为提高;(4)桥梁上下部可同步进行,节段重量较轻,运输方便,拼装速度快,有利于降低工期;除上述优点外,节段拼装与整孔预制、架设相比,可以简化制梁工艺,减少梁体徐变上拱,不受跨度对运输和起吊设备能力的限制,降低对预制厂地的需求,减少制梁、存梁设施处理费用,施工工期相近;与移动模架逐孔施工法相比,施工速度快、质量易得到保证。
二预制拼装技术的历史1952年,在纽约的谢尔登附近,E.Freyssinet公司设计的一座单跨桥采用了节段预制拼装施工技术,视为整体拼装桥梁的开始;1962 年,巴黎南部塞纳河上的Choisy-Le-Roi桥首次采用预制节段悬臂拼装法,此桥成为最早采用预制节段悬臂拼装法的桥梁。
浅谈混凝土预制节段拼装式桥梁的施工

粱 节段 拼 装 法 的 施 工 工 艺以 及 国 内应 用 的设 计 构 思 。 关 键 词 : 制 节 段 ; 制 节段 拼 装 ; 应 力技 术 预 预 预
顶直力混凝土桥梁的分段施工技术 已成为当今世界桥梁工程的主要发 果。因此, 在雨水区及沿海区域一般都采用湿接缝 , 它不仅适于体内索 , 也适 湿接缝能弥补节段接合面的细小缺陷, 密封性好, 能有效防止水汽 展趋势, 预应力混凝土桥梁的分段施工技术不但能够用于修建多种型式的桥 于体外索。 梁而且也能适用于各种施工方法 。因此 , 这种施工技术是当代预应力混凝土 入侵。 桥梁建设应用最普遍并颇受欢迎的方法。 香港红勘快速路与公主路连接线及 2 由于 有 以下优 点 香港西部铁路桥梁架设工程采用 了这项技术。 2 体内和体外预直力索在预制节段桥梁中的使用呈上升趋势。 l 现主要对混凝土预制箱梁节段拼装法的施工工艺 以及工艺国内预制拼 腹板和模板不需 留预应力孔道,使扎钢筋和混凝土浇筑更为容易进 行。 采用体外索可减少腹板的厚度, 减少梁体的重量及下部结构自 啡 外 重。 预嘘力索不需要预留 孔道, 避免了 舡 中预留 L 孑 道堵塞的问l 。 体外索 比 题 G 体 1 预制节段施工法 1 逐段浇筑的节段几何尺寸控制。 . 1 内索摩阻损耗少 , 预应力效率更高。 体外索可在厂房制作, d 施工过程中更容 长期养护方便 , 质量能保证。 预制拼装分段施工可免除使用临时支架 , 使用临时支架不仅投资费用 易检查 , 另外 , 用体外索也会带来 以下一些 问题 体外索的保护通常使用 使 高 而且在通航河道、通车的公路及铁路之 E 不允许架设临时支架或受到严 格限制。 对于逐段浇筑 、 结合的结构 , 其节段几 何尺寸的精确性是首先考虑的 H P D E管压水泥浆, 其初期材料成本较高 ; 在极弯情况下 , 体外索比体内索需 重要因素。在预制场必须严 格控制结构的线型 , 才可能满足最终成桥时的线 要配置更多的预应力索 ; 体外索需靠转向装置传力到主梁 , 会导致此部位的 型。线型控制是通过浇筑时调节相邻节段间的偏角来实现 , 预拱度则通过在 应 力过分 集 中。 待浇节段i置‘ 殳 撒 ’ 实现。每 当一 个节段浇筑完成, r 应立即测量其成品的 Z 节段拼装时需要在拼装阶段配置临时的预应力索,无需压浆和防腐处 2 几何尺寸 , 并与理论尺寸进行比较。 若发现偏差, 须在下一节段的模具调整时 理, 以满足施工阶段受力要求 。临时预应力索一般采用 Ma aly C l 系统 , o 在以 纠正。 上一节完成的节段将作为下一节节段一端的端模 , 使用对接方法制作 , 下情况使用。 “ 当上部结构与桥墩的设计不是固接 , 节段安装时 O 号块就需要与墩进 所有超高都由上—做 好的节段来凋整 , 中的节段只作一般调整 , 浇筑 这样有 利于模具的设计安装 , 可提高节段的施工循环周期及模具的使用率。 行暂时连接 ,通过在桥墩及承台预留的孔道安装预应力索并施加临时预应 根据以往的经验 , 预制节段方法同样适合几何形状线型复杂的结构 , 包 力 。 这样可确保节段安装时结构的稳定, 同时抵御安装过程中不平衡时的倾 括平弯 、 竖弯及渐变超高等 , 在节段预制及安装过程中更需要密切监测及控 覆。h 当桥梁施 工阶段与永久阶段的受力体系发生转换时 , 提供f时预应力 制。 以满足施工阶段受力。. c 在施加永久预应力之前, 吊具一般都会松开吊装中的 梁节, 以便配合施工的流程, 提高吊具使用效率, 提 临时预应力以及设汁的 剪力键来临时固定梁段。d 提伪临 时预应力是为了梁节之间紧接作用, 在梁 节上涂环氧树脂后, 需尽快与相邻节段相接, 此时作用临时预应力时, 安装中 ■ 蕞● 的梁节与安装好的梁节很好地接合, 发挥环氧树脂黏结作用。 3 主梁 架设 方法 自预制节段方法应用以来, 对不同的项 目, 根据其地理环境 、 施工信道、 允许施Ⅱ 期及项 目 规模采取不同的施工方法。基本上, 香港的预制节段桥 图 1纵 向 节段 分块布 置 图 梁分别采用平衡悬拼法和逐跨架设法。 1 剪力 键 。 2 平衡悬拼法是以—个桥墩为中心, 对称地往两侧平衡架{ 出去。 殳 每一节 为了 传递接头处的剪力 预制节段通常在接合面上设置剪力键。剪力键 段与已拼装 的节E连成—体 , 我平衡 , 龟 自 并作为下一段的拼装基础。 对于每个 的形状视其应用而不同。大致 t 可分为单键与多键, 单键通常较大并与多键 施工步骤 , 悬臂结构通过张拉设置在箱梁节段中的预应力钢束来确保其安全 集中在局部, 而多键则尽可能分布于接合面的各个位置 , 其尺寸较小 , 可避免 和稳定 , 节段的吊装通过桥面支承吊机 、 导粱或地面起重机进行。 悬臂施工的 应力集中, 所以通常使用多键更为有效 , 剪力键 的布置要避开预应力孔道位 优点能最大程度地减少脚手架的使用 , 节约桥下空间, 适合拥挤市区内高架 置 且需要 均匀 对称 。 桥道路的施工。在施工中采用以下方法 : i t . 直接使用吊机或龙门吊机吊装就位 , 如果地面条件( 包括信道及地面 承载力 ) , 许可 可以让汽车起重机或履带式起重机或龙门吊机现场就这样可 以直接将预制节段从拖车上卸下 , 然后起吊就位。 桥面吊架吊装就位。 h 如果 在桥面以下可以或至少能运输预制利用水路或地面运输预制件到各个永久 桥墩附近, 则可以利用桥面吊架把预制件起吊就位。 架桥机吊装就位。 巴 架桥 机是 目前所用最广泛的安装设备, 它既可从桥下起 吊预制件, 叉可从桥面起 吊预制件 , 提高安装灵活性 , 降低对现场环境的依赖性, 并且充份体现预制拼 装的优越 眭。 图 2 多键剪 力键 典 型布置 图 结束 语 1 节 段长度 。 . 3 随着 国内经济的高速发展及人们对交通和环保意识 的加强 凭借预制 预制节段的长度主要由运输及拼装吊具能力而决定,如预制场地离安 节段拼装式方法的优越性, 此方法将会在桥梁建设中 得到广泛的应用。 装地点远 , 须经过公共运输系统。 如某西部铁路项目, 预制节段的长度通常不 参考文献 超过 2 m, . 避免超宽而影响交通, 5 若预制场地设在工地才用水路运输 , 则预制 … I徐栋 , 徐海军预 制节段体外预应力桥 梁的耐久I评述 同济大学学报( l 生 自 节段的长度可以有所增加。 然科 学版 )20 ( 1. .0 31 ) 1 预制节段接缝。 _ 4 I 何旭辉, 2 ] 裘伯采 对预应力混凝土连续粱悬 拼施工有关问 题的探讨I铁道 J J 节段问的接缝分干接缝和湿接缝。在不会出现冰冻稳定或使用了体外 建筑 技术 ,0 0 】. 20() 索时, 可采用干接缝 , 干接缝比湿接缝安装要快。 预制节段采用干接缝不能实 fj美] 多 尔 ̄(o on , )【 米勒 ,( l r 朋.预应 力混 凝 土桥 梁 3f 波 , dlgW., P 法】  ̄ Mul , ) , ej . 现完全水密封性,会影响后继预应力压浆的质量 降低了预应力索的防腐效 分段 施工 和设 计 北京 : 民 交通 出版 社 ,96 人 1 8.
节段预制拼装桥梁

“节段预制拼装桥梁”资料合集目录一、节段预制拼装桥梁的建筑信息模型关键技术研究二、节段预制拼装桥梁的建筑信息模型关键技术研究三、节段预制拼装桥梁适用条件及若干关键技术研究四、短线匹配法节段预制拼装桥梁新技术研究五、节段预制拼装桥梁研究综述节段预制拼装桥梁的建筑信息模型关键技术研究随着科技的进步和发展,建筑信息模型(BIM)技术在工程建设领域的应用越来越广泛。
特别是在节段预制拼装桥梁的建筑过程中,BIM 技术发挥着越来越重要的作用。
本文将探讨节段预制拼装桥梁的建筑信息模型关键技术研究。
节段预制拼装桥梁是一种新型的桥梁建造方式,其基本原理是将桥梁的各个部分在预制场进行预先制作,然后运至现场进行拼装。
这种建造方式具有施工速度快、环境污染少、使用寿命长等优点,被广泛应用于各类桥梁工程中。
建筑信息模型(BIM)技术是一种数字化工具,通过创建三维模型,实现工程设计、施工、运营等各阶段的数字化管理和协同作业。
BIM 技术具有信息丰富、可视化程度高、可追溯性强的特点,为工程建设提供了强有力的支持。
三维建模技术:利用三维建模技术,将桥梁的各个部分进行精细建模,形成具有几何形状、材料属性、制造标准等信息的三维模型。
信息化管理技术:通过BIM平台,实现桥梁工程全生命周期的信息化管理。
包括设计信息、生产信息、物流信息、施工信息等,实现各阶段信息的有效集成和共享。
施工模拟技术:利用BIM模型,进行施工过程的模拟,以便提前发现和解决潜在的问题,优化施工方案,提高施工效率。
质量追溯技术:通过BIM模型,可以清晰地追溯每一个构件的生产、运输、安装等过程,确保桥梁工程的质量控制。
数据分析技术:通过BIM模型,可以提取各种数据,如工程量、成本等,为工程管理和决策提供支持。
以某大型桥梁工程为例,该桥梁采用节段预制拼装工艺进行建造。
在项目实施过程中,采用BIM技术进行建筑信息模型创建和管理。
通过三维建模技术,实现了桥梁各部分的精细建模;通过信息化管理技术,实现了设计、生产、物流、施工等各阶段信息的有效集成和共享;通过施工模拟技术,提前发现了施工过程中的潜在问题并优化了施工方案;通过质量追溯技术,确保了每个构件的生产和安装质量;通过数据分析技术,为工程管理和决策提供了有力支持。
浅谈节段预制拼装桥梁的技术

浅谈节段预制拼装桥梁的技术摘要:预应力混凝土桥梁的分段施工技术已成为当今世界桥梁工程的主要发展趋势,本文以南京某大桥为例介绍了节段预制拼装桥梁的技术,希望业内预制拼装式桥梁的设计构思及工程施工应用可以从中得到启发。
关键词:节段预制桥梁拼装设计Abstract: the prestressed concrete bridge section of construction technology has become the main bridge project in the world today sends exhibition trends, taking nanjing as an example of a bridge introduced the section of the bridge prefabricated assembly technologies, with the hope of the precast split type bridge design conception and engineering construction can be used to derive inspiration.Keywords: segmental precast bridge assembly design前言与国外相比,我国的节段预制拼装桥梁技术的起步相对较晚,自2000年以来发展速度日益加快。
1990年建成的福建洪塘大桥是国内最早采用节段预制逐孔拼装施工的桥梁,结构形式为多跨连续。
2000年以后我国在一些大桥的引桥部分和轨道交通建设中,均大规模地采用了节段预制拼装技术。
工程概况南京长江四桥是南京城市外围主干线和国家公路网的重要组成部分,是南京市“十一五”规划建设的重点项目之一,预计2013年建成通车。
该项目对于完善国道主干线和南京市高速公路网,促进城乡统筹发展和加快推进跨江发展战略,具有十分重要的意义。
浅谈桥梁工程中短线法预制节段的施工技术

浅谈桥梁工程中短线法预制节段的施工技术摘要:随着时代的进度和工程环境的变化,近年来预制节段拼装工艺在桥梁施工领域逐渐普及,其用于前场拼装的梁段主要在预制场内通过短线法预制而来,节段预制质量的高低将直接影响后期桥梁拼装的质量。
因此,对短线法预制技术在施工中多加重视,是保证后期桥梁拼装工程质量的重要内容。
本文主要从节段桥梁构造分析,对短线法预制施工中的各个流程进行论述,以供参考。
关键词:桥梁工程;短线法;预制节段;线性控制引言预制节段施工技术是指桥梁结构以多个节段分支实施施工的一种方式。
该施工过程主要是将在工厂内制作的预应力构件运输到现场,再施加一定的预应力,然后进行桥梁的开工建设。
该技术最早出现在欧洲的一些国家。
预制节段主要分为横向分段预制和纵向分段预制。
横向分段预制通常包含简支梁、小箱梁以及空心板梁等形式;而纵向分段预制则应用在大跨度桥梁、斜拉桥梁等大型项目建设中。
与传统的整体式技术相比,预制节段施工技术的优势体现在:施工简单、节约材料、对环境影响小、施工周期短。
1 节段桥构造研究关于节段构造、接缝材料、预制节段的长度等因素,必须按照施工现场实际情况定,包含设备安装、运输成本等方面。
1.1 节段构造1.1.1箱体构造单箱单室这一简单的结构形式是预制节段梁中的主要形式,其受力结构非常明确。
在设计中要严格按照结构尺寸标准化、模数化的原则,达到模块化、工厂化预制节段施工的目标。
一般而言,为了对内模板合理进行配置,会将底板、腹板的厚度做成阶梯变化。
而节段接缝处,厚度的变化不能直接设置,要结合受力情况设置,一般受力合理时向厚度大的一侧移动10~15cm。
箱梁底部的水平高低,按照腹板高度与桥面横坡适当进行调整,底板厚度与腹板厚度采用渐变形式作为主要形式。
1.1.2接缝预制节段施工接缝的形式通常分为两种形式:①预制节段间混凝土湿接缝、现浇混凝土接缝、环氧粘结剂接缝;②干接缝。
此外,节段接缝位置要设置混凝土剪力键,达到均匀传递剪力的效果。
逐跨拼装节段预制技术在桥梁施工中的应用

逐跨拼装节段预制技术在桥梁施工中的应用本文结合一座6×50m跨径连续梁桥的设计,探讨节段预制、架桥机逐跨拼装的预应力混凝土连续梁桥的设计和施工的有关技术问题。
标签:逐跨拼装;节段预制;连续梁;设计;施工引言近年来,随着对混凝土内在和外在质量的要求越来越高,在国外广泛应用的节段预制逐跨拼装施工技术越来越受到重视,逐渐在各类预应力混凝土连续梁桥得到应用。
设计与施工的标准化,施工速度的快捷,特别是预制安装施工方法和体外预应力技术的完美结合,是其突出的特点。
随着体外预应力技术的不断进步,国内也逐渐开始采用这项技术。
1 设计关键技术1.1 结构设计某桥一联6×50 m,采用“体内+体外”预应力混凝土等高度连续箱梁。
箱梁上缘梁宽15.8 m,下缘梁宽7.2 m,梁高3 m,高跨比为1/16.67;顶板厚0.28 m,底板厚为0.25~0.65 m,腹板厚0.4~0.70 m;翼缘板端部厚0.2 m,根部厚0.55 m。
除在墩顶设2.5 m厚中横梁,梁端设2.4 m厚端横梁,其余部位均不设横隔梁。
箱梁节段采用短线匹配法预制、架桥机逐孔拼装工法进行施工,梁段长2.2 m、3.0 m、3.4 m、3.85 m不等,接缝采用环氧树脂密复式剪力键齿,转向块采用横梁式,每跨设置15 cm湿接缝。
箱梁为三向预应力混凝土结构,主梁除布置纵向预应力束外,在桥面板内设有横向预应力束,在端横梁设置竖向预应力粗钢筋。
箱梁墩顶及跨中体内钢束采用每束15 15.24,控制张拉应力0.72 =1 339.2 MPa,箱梁体外钢束采用每束27 15.24,控制张拉应力0.65 =1 209 MPa。
端横梁设置竖向预应力粗钢筋,每根张拉控制应力0.9 fpk=837 MPa。
箱梁纵向预应力钢束除部分首跨钢束采用单端张拉外,余均采用两端整束张拉。
预应力钢束布置如图1所示。
图1 预应力钢束布置上部结构采用节段预制、架桥机逐跨拼装工法进行施工,箱梁为预制结构,采用密齿型剪力键,环氧树脂接缝,转向块采用横肋式结构。
探讨桥梁节段预制拼装法施工控制技术

交通科技与管理135工程技术0 前言 现如今,随着我国城市发展速度的持续加快,桥梁工程项目需要在保证基本施工质量的同时提高经济适用性和环保能力。
在当前的形势背景下,各种新兴的施工技术层出不穷,其中应用频率较高的即为节段预制拼装法。
通过长时间的改革创新与技术实践,此项施工技术已经发展的相对成熟,不仅可以大幅度提高桥梁工程的施工效率,同时还可以简化不必要的施工环节,减少资源浪费。
为了能够进一步发挥出节段预制拼装法的实际价值,则应根据其技术特点来细化控制方案。
1 桥梁节段预制拼装法技术概述 简单一些解释,节段预制拼装法是根据桥梁工程项目的实际需求来将其上部结构分为若干节段,各个节段需要在工厂内预制完成,或根据运输条件来在施工场地进行拼装处理。
目前,节段预制拼装法技术已经被广泛应用到了我国的桥梁工程项目中,相较于其他施工技术而言,此种工艺具有着工期短、材料少以及施工难度低等特点。
不仅可以保证施工进度的顺利完成,同时还能够大幅度降低桥梁工程的造价成本。
相较于长线法预制拼装技术而言,短线法预制梁技术的应用频次更高。
由于桥梁工程项目的规模较大,因此在各个施工环节中会遇到各种类型的复杂性因素,为了能够确保工期,则要基于实际情况来灵活调整阶段线型,而短线法预制阶段技术显然据有着更高的应用优势,能够按照施工需求来自由的移动模板,提高模板的使用效率。
在日后的桥梁工程中,需要进一步加大对节段预制拼装法技术的施工控制力度,分别从施工、检测、预测等多个角度入手来细化管控方案,进而将此项技术的应用价值淋漓尽致地发挥出来。
2 桥梁节段预制拼装法的主要特点 在上文中已经初步介绍,节段预制拼装法虽然是一种新兴的桥梁施,但却拥有着十分明显的优势,主要表现为如下几个方面。
2.1 对环境影响小 由于桥梁工程的规模普遍较大,因此在施工现场需要预留足够的空间用于堆放施工材料。
如果桥梁工程处于人员密集度较小的偏远地带,则不会对交通系统带来过大的负面影响。
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例析预制节段拼装施工技术在桥梁工程的应用
前言:节段预制拼装技术的规模应用最早起源于法国。
自1962 年法国著名的预应力结构专业J·M·米勒尔第一个采用预制拼装建造法国舒瓦齐勒罗瓦大桥以来,节段预制拼装造桥技术持续发展,并从欧洲逐步推广到全世界,成为建造桥梁主要技术之一。
随着我国桥梁技术发展,20世纪90年代始,节段预制拼装造桥技术在公路和市政领域得到应用和发展。
最早采用预制节段逐跨拼装法建成的桥梁是福州洪塘大桥滩孔31×40m的预应力混凝土连续箱梁桥,该桥建成于1990年。
该桥设计采用无粘结预应力体外束,施工中用万能杆件拼装架桥机和下导梁实现逐跨拼装成桥。
一、工艺原理及特点
1、工艺原理
节段预制拼装造桥技术一般指以纵向为主进行分段预制和拼装的造桥技术,即是将桥梁的梁体沿纵向划分为节段,在工厂预制后运输至桥位进行桥位组拼,并通过施加预应力将整跨或整联节块拼装成整体,实现桥梁上部结构施工的一种施工工艺。
由于工艺要求,其梁体截面一般采用箱形梁,国外也建槽形梁形式。
节段预制拼装造桥技术本质上和常规悬臂分段浇筑、节段预制顶推一样,是分段建造桥梁的一种,在原理上是由预应力结构、箱梁设计和分段施工法综合而成。
2、工艺特点
从应用角度来看,节段预制拼装造桥技术不仅适用于常规中小跨度,也可适用于大跨度桥梁;尤其在施工困难或者生态敏感区域,节段预制拼装都已被证明是一种有价值的建造桥梁技术。
其主要优缺点如下。
(1)可广泛应用于各种桥型和跨度,不仅限于常用的简支梁(逐跨拼装)和连续梁(悬臂拼装),更可采用大跨度斜拉桥(斜拉索拼装),公路和市政桥梁常见的小半径和超高等技术问题也可得到较好的解决。
(2)节块构件在构件厂预制,外观及内在质量容易控制,可减少梁体断面尺寸、提高材料使用效率;投资少,经济效益高,采用节段预制拼装造桥技术较
常规方法可节约10%~20%工程造价;同时由于平行施工,缩短建造时间,更间接降低工程造价。
(3)有着较好环境效益,可有效减少施工对环境、交通等的影响。
现场可不设钢筋及模板加工厂、不进行现场混凝土浇筑,施工噪音低、占地小,有效实现节约和集约用地,降低工程和复垦数量,同时节省了大量模板和钢支架的投入。
(4)施工方便,预制节块重量轻、尺寸小,制梁工艺简单,运输方便,预制拼装均可实现机械化,安全性高。
(5)对设计和施工技术要求高,施工工艺相对复杂;节段預制时的线形控制和局部构造、安装时的节段定位和连接等技术要求较高。
拼装需专用工装设备,对工人技能素质要求较高。
节段拼接受不良天气的限制。
二、工程实例
某路桥二期工程三标段采用全断面预制节段逐跨拼装施工方法进行主线
K131~K140跨、匝道ESK2~ESK15跨的上部结构施工。
其中,主线预制节段设计宽度为25m,采用底部圆弧形单箱五室设计断面,梁高2.1m,单个节段最大重量约118t,整跨最大重量约1300 t;匝道预制节段设计宽度为8m,采用底部圆弧形单箱三室设计断面,梁高1.8m,单个节段最大重量约46t,整跨最大重量约410t。
30m标准跨径采用11片预制节段,35m跨径采用13片预制节段。
节段长度控制在2~3 m之间,混凝土设计抗压强度为60 MPa。
主线与匝道节段梁横断面如图1所示。
上部结构采用先简支后连续的结构体系,箱梁纵向预应力采用了体内、体外混合预应力体系。
在连续端布置了体外负弯矩索,在25 m 宽预制节段上还设置了顶板横向扁锚体内预应力体系。
所有纵向预应力孔道采用了真空压浆工艺,水泥浆设计强度为40MPa。
该工程地处市区主要通道,施工区域交通非常繁忙,在施工期间不能封闭地面交通,施工的质量要求与安全要求很高。
利用架桥机进行节段拼装施工时,采用先简支后连续的结构体系转换形式,即架桥机施工期间形成多跨简支梁结构,通过后续浇筑的墩顶湿接头并张拉预应力达到体系转换的目的,使多跨简支梁转换成为一联连续梁。
三、节段运输
1、预制节段场内运输
节段的场内运输采用专用的跨式搬运机进行吊运,由跨式搬运机运至堆梁区储放30d后出场。
2、预制节段场外运输
根据节段特点及运输要求,选用进口的整体式组合挂车作为节段运输车辆。
并采用重载卡车作为牵引车。
该车型在液压承载系统中串联了高压充氮减震器,避免车辆在行驶时由于道路不平整而产生上下震动,同时具有纵、横向液压自动补偿系统,可实时调节因道路纵横坡而产生的倾斜,使载货平台始终保持水平,从而可以有效地确保预制节段在运输中的安全。
四、预制节段逐跨拼装施工
1、节段拼装设备及其主要技术要求
该工程选用两台主梁承载力分别为800t和1800t的上行式架桥机分别用于匝道和主线桥梁的施工。
2、临时预应力与环氧粘结剂施工
2.1临时预应力设计
临时预应力的设计应保证节段拼接面上的应力分布均匀,同时兼顾施加临时预应力时的易操作性。
该工程的临时预应力系统采用了可反复使用的精轧螺纹钢及配套的联结器、钢齿坎。
施工时,将拼接面涂抹粘结剂后开始张拉临时预应力。
节段在临时预应力钢筋的作用下逐渐靠拢、拼接,随着拼接的进行,不断有环氧粘结剂从接缝处挤出。
达到临时预应力张拉吨位后,紧固用于锚固的螺母。
2.2 环氧粘结剂的施工
节段拼接所采用的环氧树脂粘结剂应具备高弹性模量、高成胶性能、高应力传递转移特性、施工的低垂滴性、施工润滑性能与施工后的高防水性能。
固化后的力学性能不低于混凝土的各项强度指标。
粘结剂的有效工作时间为0.5h,采用機器拌和,单面涂抹厚度为3 mm。
为保证涂抹质量,首先采用了带有标准齿高的齿形刮板涂抹环氧粘结剂,在工人熟练掌握粘结剂操作要求与性能后就直接用手佩戴橡胶手套在节段的拼接面上涂抹。
但不论何种方式都要保证涂抹的环氧粘结剂的均匀和密实,不得有漏涂的地方。
3、纵向预应力真空压浆施工
为了保证预制节段箱梁的预应力体系的施工质量,确保预应力孔道压浆密实,防止或延缓预应力筋的腐蚀,提高结构的耐久度和安全性,该工程采用了真空压浆施工工艺。
节段箱梁的体内预应力孔道是由橡胶抽拔管成形的混凝土孔道。
虽然采取了环氧粘结剂作为节段之间拼缝的粘结材料,但在节段拼装成桥后,可能会因预制过程中的孔道错位、环氧涂抹不均匀而使节段与节段之间产生不密实的拼缝等问题,不仅影响外观,也会降低结构的防水能力。
因此,在节段拼装桥梁上使用真空压浆技术,可以为体内预应力钢绞线的防腐蚀增加一道安全防线。
同时,在抽真空的过程中,可以检验节段之间的密闭效果,及早发现节段之间的不密封部位,并及时采取措施进行封闭,提高结构的耐久性。
五、整跨节段荷载转换施工控制
整跨节段在架桥机悬吊下通过张拉临时预应力形成一跨箱梁结构后,必须从架桥机逐步落架到桥梁的下部结构上。
在这个荷载转换的过程中,需要分批张拉永久预应力索并分批落架。
每完成一个批次的张拉后,需要进行一次小位移的落架,不断循环直到全部荷载都转移到立柱上,以保证架桥机体系的安全和预制节段梁体的质量。
在这个过程中,需要采用施工控制技术,采用计算机仿真模拟计算结果确定预应力的分批张拉数量和张拉控制力,并确定分批落架高度,以保证架桥机各悬吊杆上的荷载控制在悬吊杆允许承载力的安全范围内,节段的连接面、梁
体受力截面也不会出现导致开裂的弯矩和应力,在控制状态下平稳过渡,同时,接缝处的应力始终控制为压应力,不出现有可能造成接缝处环氧粘结剂开裂的拉应力。
为保证计算机仿真模拟的精确性,我们采用两种有限元软件进行施工控制过程的模拟分析。
在两种软件中建立相似的模型,并采用相同的参数。
结束语
预制节段拼接桥梁与传统施工方法相比具有广泛的经济和社会效益,适应城市桥梁高技术产业化发展,应当得到推广。
通过结合相关工程实例对预制节段拼接桥梁施工技术进行分析得到以下结论。
1、国内桥梁节段施工技术起步落后于国外,但目前不管在实践还是理论上,都有了较大的突破。
桥梁节段拼装施工技术在中国仍具有广泛的应用前景,特别是在当前国内大规模基础设施建设的大背景下,客运专线和城市高轨交通系统急剧增多,对桥梁节段拼装施工技术具有重要意义。
2、对于节段拼装施工技术,在材料方面,应该多注重新型的复和材料和多功能材料,从而提高结构的耐久性;在施工时,应该针对具体的桥梁结构形式选择合理的预制方法、拼装方法和剪力键形式,并且在施工过程中重视动态监测和控制。
参考文献
[1]何旭辉,马广.预应力混凝土箱梁短线法节段预制线形控制[J].桥梁建设,2009.
[2]陈礼忠,陈钰晶,章志.节段预制、悬臂拼装工艺在工程中的综合运用[J].世界桥梁,2009.。