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装配式桥梁施工要点,墩台到索塔一应俱全

环球网校·2020-08-05 15:30:17浏览31 收藏6

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摘要 新型建筑工业化是我国未来建筑业发展的重中之重。发展新型建筑工业化可促进建筑业的节能减排,提高资源利用效率,实现社会的可持续发展,我国建筑业发展的必然趋势。环球网校为大家带来“装配式桥梁施工要点,墩台到索塔一应俱全”。

预制墩台施工

预制墩台是将高墩按一定的模数和水平,沿垂直方向分为若干个构件,浇筑在桥址周围的预制场地上,通过车船运输到现场,然后吊装拼装。

预制墩台的主要特点是:预制构件可在预制场预制,受周围环境干扰较小,但相对而言,对运输和起重机械设备有较高的要求。预制柱墩系统将桥墩分解成承台、柱、盖梁(墩帽)等多个构件,在工厂或现场预制,然后运至现场组装桥墩。施工工艺主要为预制构件、安装连接和混凝土填缝。装配接头是关键工序,应牢固、安全、结构简单、施工方便。

常用的装配接头如下:

(1)采用有粘结后张法预应力筋连接结构

有粘结后张法预应力钢筋的连接结构往往与砂浆垫层或环氧树脂胶接结构相结合,实现节段预制墩的施工。本方案中的预应力钢筋可采用钢绞线或精轧螺纹钢等高强度钢筋。其结构特点是预应力筋穿过节点,在实际工程中应用广泛,其设计理论、计算分析和施工技术经验较为成熟。缺点是墩身造价远高于传统的现浇混凝土桥墩。同时,施工也是一个复杂的过程。

(2)灌浆套管连接

预制桥墩节段通过灌浆连接套筒连接。墩身与盖梁或承台接触面多采用砂浆垫层,墩段间采用环氧胶粘接缝结构。其结构特点是施工精度高,现场施工所需时间短,不需同时施加预应力筋,现场工作量大大减少,其正常使用条件下的力学性能与传统现浇混凝土相似码头,所以有一定的经济优势。根据国外的应用经验,低地震危险区已得到广泛应用,高地震危险区的应用和科学研究仍在进行中。

(3)灌浆金属波纹管连接

该连接构造常用于墩身与承台或墩身与盖梁的连接,预制墩身通过预埋于盖梁或承台内的灌浆金属波纹管连接墩身内伸出的钢筋,在墩身与盖梁或承台之间的接触面往往采用砂浆垫层,墩身节段之间采用环氧胶接缝构造,见图5所示。该构造现场施工时间短,但需要满足纵筋足够的锚固长度,其力学性能与传统现浇混凝土桥墩类似。目前国外已有少数桥梁使用这种连接构造进行施工,高地震危险区域内应用较少,其抗震性能如何目前仍在研究中。

(4)插槽式连接

插槽式连接构造如图6所示,已在一些桥梁工程中得到应用,主要用于墩身与盖梁、桩与承台处的连接,与灌浆套筒、金属波纹管等相比,优点是所需施工公差可以大一些,现场需要浇筑一定的混凝土。

(5)钢筋焊接或搭接并采用湿接缝

预制拼装桥墩预先伸出一定数量的钢筋以便与相邻构件预留钢筋搭接,需设临时支撑,钢筋连接部位需通过后浇混凝土(湿接缝)方式连接,这也是目前国内较多采用的节段拼装桥墩的设计思路。采用该构造建造桥墩,力学性能往往与传统现浇混凝土桥墩类似,但湿接缝的存在会增加施工时间和现场钢筋搭接、浇筑的作业量,从快速施工角度考虑,该方案存在一定不足。

(6)承插式连接

承插式接缝连接构造是将预制墩身插入基础对应的预留孔内,插入长度一般为墩身截面尺寸的1.2~1.5倍,底部铺设一定厚度的砂浆,周围用半干硬性混凝土填充。优点是施工工序简单,现场作业量少;不足是接缝处的力学行为如何,特别是抗震性能如何,尚需进一步研究。国内北京积水潭桥采用该连接构造建造,美国一些桥梁也采用该连接构造进行建造。

预制立柱的抗震性能是阻碍全预制拼装技术在高地震危险区域桥梁中应用的一个技术难题,为了实现全预制拼装技术的全面推广应用,必须对预制拼装立柱的抗震性能展开深入的研究。以典型实际工程桥墩构造为原型,选取套筒(Coupler)、波纹管(Duct)和有粘结预应力筋三种预制拼装连接方式,进行了矩形实心节段预制立柱的低周反复水平加载缩尺试验研究,通过对不同构造细节下节段预制立柱试件的拟静力试验和有限元数值分析,研究了不同构造方式下节段预制立柱的滞回特性、延性变形、接缝处的非线性力学行为、损伤和破坏机理等。

试验结果表明,采用套筒(Coupler)、波纹管(Duct)预制拼装连接构造的桥墩与传统现浇混凝土桥墩相比,具有相近的抗震性能,可满足预期抗震性能的要求。有粘结预应力筋连接预制拼装桥墩具有与现浇混凝土桥墩相近的变形能力,但耗能能力较弱。此外,通过计算分析、连接装置试验、对整批试件的制作和运输过程的研究表明,套筒(Coupler)和波纹管(Duct)两种预制拼装连接方式,立柱总体受力、构造连接、抗震性能和整个施工工艺细节均可以满足当前设计和施工的要求,可用于工程实践。

装配式柱式墩台施工应注意以下几点:

(1)墩台柱构件与基础顶面预留杆形基座应编号,并检查各个墩、 台高度和基坐标高是否符合设计要求;基口四周与柱边空隙不得小于2cm。

(2)墩台柱吊人基杯内就位时,应在纵、横方向测量,使柱身竖直度或倾斜度以及平面位置均符合设计要求;对重量大、细长的墩柱,需用风缆或撑木固定后,方可放吊钩。

(3)在墩台柱顶安装盖梁前,应先检查盖梁上预留槽眼位置是否符合设计要求,否则应先修凿。

(3)柱身与盖梁(墩帽)安装完毕并检查符合要求后,可在基杯空隙与盖梁槽眼处浇筑稀砂浆,待其硬化后,撤除楔子、支撑或风缆,再在楔子孔中灌填砂浆。

随着预应力技术的成熟与发展,预应力开始应用于墩台上,特别是后张法预应力钢筋混凝土装配式墩台。它的施工方法与装配式柱式墩台施工方法相似,除了安装时的连接接头处理技术之外,节段预制构件之间的连接方式主要依赖于预应力钢束。

后张法预应力钢筋混凝土装配式墩台采用的预应力钢材主要有高强度低松弛钢丝和冷拉Ⅳ级粗钢筋两种。后张法预应力钢筋混凝土装配式墩台的预应力张拉方式有以下两种:张拉位置可以在墩帽顶上张拉;亦可以在墩台底的实体部位张拉。一般采用墩帽顶上张拉。

(1)墩帽顶上张拉预应力钢束其主要特点是:

①张拉操作人员及设备均处于高空作业,张拉操作虽然方便,但安全性较差;②预应力钢束锚固端可以直接埋人承台,而不需要设置过渡段;

③在墩底截面受力最大位置可以发挥预应力钢束抗弯能力强的特点。

(2)墩底实心体张拉预应力钢束其主要特点是:

①张拉操作人员和设备均为地面作业,安全方便;

②在墩底处要设置过渡段,既要满足预应力钢束张拉千斤顶安放要求,同时又要布置较多的受力钢筋,满足截面在运营阶段受力要求;

③过渡段构件中预应力钢束的张拉位置与竖向受力钢筋相互关系较为复杂。 预应力钢束的张拉要求、预应力管道内的压浆要求与预应力混凝土梁的要求一致。

装配式钢结构体系虽然目前还存在不少问题,但从长远来看,它符合工业化生产的发展方向。建筑业应在整个行业范围内形成技术创新的氛围和机制,转变观念,投入更多的人力物力进行新型装配式结构体系的科学研究,从而推动建筑工业化的发展。以上内容就是“装配式桥梁施工要点,墩台到索塔一应俱全”,更多装配式新发展新资讯,欢迎继续关注环球网校装配式建筑行业频道!点击下方免费下载,获取装配式精华考点/课程讲义。

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