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新型预制装配式钢混组合梁桥关键施工技术研究(一)

2021-08-16 15:28:24 佛山市昊顺商贸有限公司 阅读

钢-混凝土板组合梁桥预制装配技术是一种在工厂预制墩柱、盖梁、钢梁和混凝土桥面板,再运至施工现场进行快速装配施工的一种新型组合桥梁施工技术。目前针对钢混组合梁桥的主梁预制装配施工的研究较多,而对桥梁墩柱、盖梁和主梁全预制装配施工综合分析的研究较少,故对桥梁主体结构全预制装配施工关键技术的研究具有重要意义。


以全国首例多主梁预制钢混组合梁桥为实例,对桥梁墩柱、盖梁和钢混组合梁的制作、运输和现场拼装等施工关键技术进行了研究。通过总结现场施工经验,确定了钢混组合梁桥主体结构现场拼装的标准化施工工艺;钢混组合梁施工工艺:临时支撑搭设、梁段现场吊装、组合梁精调定位、顶层混凝土桥面板施工、永久支座锚栓孔灌浆施工、组合梁焊接、落梁至永久支座、墩顶横梁混凝土施工;墩柱施工工艺:承台表面清理、坐浆挡板安装、墩柱翻身吊装、墩柱安装对位、墩柱精调、承台顶面坐浆、墩柱微调及套筒灌浆;盖梁施工工艺:盖梁支架安装、坐浆挡板安装、盖梁安装、墩柱顶坐浆、盖梁微调及套筒灌浆、湿接缝施工、预应力施工。研究表明:桥梁主梁采用11片工字钢梁与预制混凝土板组成的组合梁,改善了桥梁结构自重、解决了运输问题,是对钢混组合梁结构的优化设计;墩柱、盖梁、钢混梁吊装施工中研制的标准化临时支撑结构、吊装方案和施工工序,提高了施工现场管理水平,促进了管理的精细化;预制墩柱与现浇承台、预制盖梁之间通过灌浆套筒进行连接,其标准化的施工工艺解决了预制装配施工的关键技术问题;桥梁主体结构采用预制装配技术,改变了传统的施工工艺,产生了良好的社会效益,是桥梁发展的必然趋势。


引 言

随着“绿色循环低碳”“可持续发展”成为城市建设的基本理念,城市高架桥的结构选型需更注重从设计、施工、使用期的维护等全寿命周期内的各种性能指标。而根据国家推进钢结构桥梁和装配式建筑的理念,预制装配式钢混组合梁结构受到行业工程界和学术界的高度关注,国内大型设计单位和科研院校正在开展相关研究,部分单位已经研究编制了中等跨径钢混组合结构桥梁的通用图。


钢-混凝土板组合梁桥在工厂预制、在施工现场快速装配施工,减少了桥梁建设过程对交通的干扰以及对环境的不利影响,大大提高了桥梁建设速度。同时,该类桥梁在后续维护上更为便利,损坏的构件可以及时更换,降低了维护成本。本文以全国首例多主梁预制钢混组合梁桥长沙湘府路高架桥为实例,探讨了新型桥梁预制装配施工过程中的关键技术。


1 工程概况

湘府路高架桥(图1)中主梁、盖梁和墩柱都采用预制装配技术。主梁采用的是钢板组合梁结构形式,全幅由11片组合梁组成,工字形钢梁与预制混凝土板组合形成单片组合梁,采用现场逐片整跨吊装的施工方式进行架设。


墩柱采用整体预制、运输、安装,预制墩柱设计高度控制在15 m以下,最大质量为95 t,墩柱墩高为2.84~15 m,15 m以上的墩柱采取现场浇筑施工。

1.1 上部结构

主梁采用钢混组合梁(图2),桥梁宽度为25.0 m,主梁横向设置11片预制小组合梁,单片组合梁的间距为2.3 m,单片组合梁质量不超过30 t,组合梁只在墩顶处设置混凝土横梁连接(图3)。

1.2下部结构

主线高架桥标准段下部结构采用双柱式框架墩。基础采用桩基础,直径为2 m,平均长度为25 m;墩柱截面尺寸为1.6 m×1.6 m、1.6 m×1.8 m、1.6 m×2.2 m,采用预制装配式工法施工;承台平面尺寸2.5 m×2.5 m,厚度2 m,现场现浇施工(图4)。

盖梁长为24.6 m,宽为2 m,高为1.7~2.4 m。盖梁采用预制装配式工法施工,因运输和吊装条件受限制,盖梁可分段预制,现场预留湿接缝现浇拼接。


墩柱与承台、盖梁与墩柱之间设置灌浆套筒连接,套筒位置分别设置在墩柱和盖梁底面。灌浆式钢筋连接构造由连接套筒、螺纹钢筋、高强砂浆(或称灌浆料)及配件组成。