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高速公路桥梁转体连续梁施工技术研究

作者

陈刚 杨峰 姚丽萍

1.2.山东鲁中公路建设有限公司 山东淄博 255086;3.山东德畅工程科技有限公司 山东淄博 255300

摘要:转体桥梁的优点在于其结构合理、受力明确、施工速度快、造价低、节约投资,并且能够克服在复杂地形条件下的施工困难。首先介绍工程概况,其次结合某项工程实例探讨施工技术要点,希望在研究分析后能够为相关工程提供帮助。

关键词:高速公路;桥梁转体;技术

引言

桥梁工程建设数量的不断增多推动了桥梁工程施工技术的发展。在高速公路桥梁施工过程中路段交叉施工的情况比较常见,假如还应用传统的施工技术就无法保证交通线路运行效果且会给车辆运行安全带来不利的影响。这样在高速公路桥梁施工过程中转体施工技术就得到了广泛的应用,可以更好地满足高速公路桥梁工程施工要求,提升高速公路桥梁工程施工质量。

1工程概况

本项目为铁科高速公路桥梁转体连续梁施工技术工程,为了确保铁路运营的连续性及施工安全,本工程采用先进的桥梁转体连续梁施工技术。主体桥梁设计采用2×60m的T构整幅上跨绥佳铁路,引桥部分则采用分幅设计,以最大限度减少对既有交通线路的影响。桥梁整体设计总长360m,其中最为关键的部分为2×60m的现浇预应力混凝土T构。这部分结构将采用转体施工法,即先在铁路一侧进行预制和浇筑,然后通过精心设计的转体系统将桥梁结构平稳、准确地转动至预定位置,最终实现与另一侧桥梁的合龙。

2高速公路桥梁转体连续梁施工技术

2.1预制梁段制作及其吊装

预制梁段制作是连续梁施工中的核心环节,其技术先进性不仅体现在对尺寸精度、混凝土强度、钢筋布置以及预应力施加的严格控制上,还体现在整个生产过程的自动化、信息化和智能化水平。预制梁段制作流程如下:(1)在预制场,梁段的制作首先从模板系统的搭建开始。采用高精度数控切割的钢模板,确保模板的尺寸精度和表面平整度,为梁段的精确成型打下基础。模板系统配备有自动定位和调整装置,能够在浇筑前自动调整至设计位置,保证梁段的几何尺寸精确到毫米级。(2)混凝土的配制采用先进的自动化搅拌站,通过精确的配料系统和搅拌技术,确保混凝土的均匀性和工作性能。浇筑过程中,使用高频振捣器和自动化布料系统,保证混凝土的密实性和均匀性。养护阶段,采用智能温控系统,通过传感器实时监测混凝土的温度和湿度,自动调节养护环境,确保混凝土强度和耐久性达到设计要求。(3)钢筋布置是梁段制作中的关键工序,采用数控钢筋加工设备,能够精确控制钢筋的切割、弯曲和定位。通过自动化钢筋网片焊接生产线,实现钢筋网片的快速、精确制作,提高施工效率和质量。钢筋的布置严格按照设计图纸进行,确保结构的受力性能和安全性。(4)预应力的施加是预制梁段制作中的核心技术,采用高精度的张拉设备和传感器,实时监控预应力筋的张拉力和伸长量,确保预应力的均匀施加和准确控制。预应力筋的张拉采用分阶段、对称张拉的方法,以减少梁体的变形和应力集中。张拉完成后,通过自动化的锚固系统,确保预应力筋的可靠锚固。预制场还配备有自动化起重和运输设备,确保梁段的安全、高效运输和安装。预制梁段制作完成后,运输车将其运送至预定位置。两台大型吊车精准定位在梁体下方,开始逐段吊装。吊装前先在盖上对梁端线进行放样,用墨盒弹出梁端部轮廓,让技术人员在梁架设过程中有一定的参照,确保梁摆放位置的准确性。吊装顺序从一侧开始,依次进行至另一侧,确保每段梁体精确安装。将梁体的伸缩端部放置在永久性支承上,而将连续端部临时安放在活动临时支承上,确保梁体处于稳定状态。

预制梁段吊装流程如下:(1)确保吊车已准备就绪,能进行全方位旋转,并在吊车的前后支腿下铺设稳定的支撑垫板。然后,将预制梁段在吊车上精确平移至预定位置,进行横向和纵向的微调,确保梁体位置、标高与预设的支座完美对齐,随后平稳降落梁体至预定位置。(2)梁体放置后,仔细检查梁体的所有支撑点是否稳固。若发现有任何支撑点不牢固,需立即重新起吊梁体,调整支撑后再度就位,直至所有支撑点均稳固可靠,方可进行下一阶段的施工。(3)在梁体调整过程中,严格按照施工质量标准进行检查,确保各项指标均符合标准。同时,在预设的桥墩上安装永久支座,并在需要的地方设置临时支撑结构。根据设计图纸的要求,精确调整临时支撑的高度,经过多次压实和静压测试,确保其稳定性达到标准。

2.2转换体系

在转换体系施工中,采用高性能的转体支座,该支座设计为能够承受200MN的负载,其组合高度精确控制在350mm。以下是该支座的关键技术指标:(1)设计转角能力:确保梁体在转动过程中能够达到0.008rad的转角。(2)水平承载能力:该支座的水平设计力为其竖向承载力的12%,确保在桥梁受力时保持稳定。(3)摩擦系数控制:动摩擦系数严格控制在0.05以下,初始静摩擦系数[5]不超过0.08,以保证顺畅转动。(4)温度适应性:适应-30℃至+70℃的广泛温度范围,确保在各种气候条件下都能稳定工作。此外,该支座的选材和制造均遵循国内最新标准,经过严格的超声波探伤检测,表面涂装也符合桥梁所处地区的大气环境要求,确保长期使用的耐久性和安全性。在转换体系正式实施前,进行预先的试验转动,全面检验动力系统、传动系统、定位系统和安全保障系统的状态与性能。试验中,关注两个核心指标:一是每分钟转动的速率,即每分钟悬臂端移动的直线距离与整体结构的转动角度,确保转动速度符合预设标准。二是通过微调模式进行操作,实现精准定位。测量团队将精确记录每次微调后悬臂端移动的直线距离,并将转动速度控制在0.02rad/min,以确保在转动2°的范围内完成数据收集,为后续正式转换提供准确依据。

3应用实例

3.1工程准备

3.1.1施工现场准备

对施工现场进行清理和平整,确保施工设备能够顺利进入并安装。根据施工方案要求,准备充足的施工材料。

3.1.2施工设备准备

根据施工方案要求,准备了相应的施工设备。在施工过程中,选取高速公路桥梁5个试验点,通过监测设备对桥梁试验点的位移、应力、变形等参数进行了实时监测和记录。

3.2应用结果分析

各个试验点的位移值均在可接受范围内,没有出现显著的异常位移,这表明桥梁在转体过程中保持了良好的稳定性。试验点3的位移值最大为0.40mm,但该位移值仍在安全范围内。各试验点的应力值也都在正常范围内,没有出现应力集中的情况,这进一步验证了桥梁结构的健康状态。试验点3的应力值最高为24.5MPa,该应力值并未超过设计允许的最大应力值。变形监测数据显示,各试验点的变形量都很小,这反映了桥梁在转体过程中的良好变形性能。试验点3的变形量相对较大为0.15mm/m,但即便如此,该变形量也远低于预警值。综上所述,通过对高速公路桥梁5个试验点的实时监测和分析,可以得出桥梁在转体施工过程中表现出了良好的稳定性和变形性能,没有出现显著的安全隐患。

结束语

综上所述,转体方法在连续梁桥施工中的应用越来越多,尤其是在上跨既有线梁段施工中,通过转体能极大地减少对既有线正常通行造成的干扰和影响。以上结合实例对连续梁转体施工技术进行了分析与总结,提出了一种不同于传统墩顶和墩底的转体方法,即墩中转体,旨在为同类连续梁桥的转体施工提供技术参考。

参考文献

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