理论教育 装配式简支梁的运输、安装和连接:桥梁工程施工与加固改造技术

装配式简支梁的运输、安装和连接:桥梁工程施工与加固改造技术

时间:2023-09-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:装配式预制构件在移运、堆放时,混凝土的强度不应低于吊装所要求的强度,并且不宜低于设计强度标准值的75%。④使用平板拖车或超长拖车运输大型构件时,车长应能满足支撑点间距要求。A形小车适用于小型构件的场内运输。同时,还应设置制动装置,以便在发生意外时能制动,保证安全。龙门架的构造形式有固定式和活动式两种。用于把构件从预制的底座上吊移出来的龙门架,大多为活动式的。

装配式简支梁的运输、安装和连接:桥梁工程施工与加固改造技术

1.装配式简支梁的运输

(1)对构件混凝土强度的要求。

装配式预制构件在移运、堆放时,混凝土的强度不应低于吊装所要求的强度,并且不宜低于设计强度标准值的75%。对于预应力混凝土构件,其孔道水泥浆的强度不应低于设计要求。如设计无规定,应不低于30 MPa。

(2)构件移运前的准备工作。

①构件拆模后应检查外形实际尺寸,伸出钢筋、吊环和各种预埋件的位置及构件混凝土的质量。如果构件尺寸误差超过允许限度,伸出钢筋、吊环和预埋件位置误差超过规定,或混凝土有裂缝、蜂窝、露筋、毛刺、鼓面、掉角等缺陷,应修补、处理,务必使构件形状正确、表面平整,确保安装质量符合要求。

②有尖角、凸出的构件或细长构件在移运和堆放时,应用木板或相应的支架保护。

③安装时需测量高程的构件,在移运前应定好标尺。

④分段预制的组拼构件应标注序号

(3)吊移工具的选择。

构件预制场内的吊移工具可视构件尺寸、质量和设备条件,采用A形小车、轨道平板车、扒杆、龙门架(龙门吊机、龙门吊)、拖履(走板)、滚杠、聚四氟乙烯滑板(四氟板)、汽车式吊机(汽车吊)、轮胎式吊机(轮胎吊)和履带式吊机(履带吊)等,其构造、竖立方法及使用注意事项可参阅相关规定。

(4)吊运时的注意事项。

①构件移运时的起吊点位置,应按设计的规定布置。如设计无规定,对上、下面有相同绑扎筋的等截面直杆构件的吊点位置,采用一点吊时,可设在离端头0.293L处,采用两点吊时,可设在离端头0.207L处(L为构件长度)。其他配筋形式的构件的起吊点位置应根据计算确定。

②构件的吊环应顺直,如发现弯扭,则必须校正,使吊钩能顺利套入。吊绳交角大于60°时,必须设置吊架或扁担,使吊环垂直受力,以防吊环折断或破坏吊环周边混凝土。如用钢丝绳捆绑起吊,需用木板、麻袋等垫衬,以保护混凝土的棱角和钢丝绳。

③板、梁、柱等构件移运和堆放时的支撑位置,应与吊点位置一致,并应支撑牢固。起吊及堆放板式构件时,注意不得将上、下面吊错,以免折断。用千斤顶顶起构件时,必须用木垛保护。构件运输时应用特制的固定支架,构件应按受力方向竖立或稍微倾斜放置,注意防止倾覆。如平放,两端吊点处必须垫方木,以免产生正、负弯矩,导致构件因受力超过设计要求而断裂。

④使用平板拖车或超长拖车运输大型构件时,车长应能满足支撑点间距要求。构件装车时须平稳放正,使车辆承重对称、均匀。构件支点下相邻构件间,须垫上麻袋或草帘,以免损坏车辆和构件相互碰撞。为适应车辆在途中转弯的需求,支点处须设活动转盘,以免扭伤构件。构件装上平板拖车的垫木后,于构件中部设一立柱,用钢丝绳穿过两端吊环,中间搁在立柱上,并以花篮螺丝将钢丝绳收紧,这样构件在运输途中不会产生负弯矩。为防止构件倾倒或滑移,还应另外采取固定措施。

(5)成垛堆放装配式构件时的注意事项。

①堆放构件的场地应平整、压实,不能积水。

②构件应按吊运及安装次序顺次堆放,并注意在相邻构件之间留出适当通道。

③堆放构件时,应按构件刚度及受力情况平放或竖放,并保持稳定。小型构件堆放,应以其刚度较大的方向作为竖直方向。

④构件堆垛存放时应放置在垫木上,吊环应向上,标志应向外。构件混凝土养护期未满的,应继续洒水养护。

⑤水平分层堆放构件时,其堆垛高度按构件强度、地基承载力、垫木强度以及堆垛的稳定性确定。一般大型构件以2层为宜,不宜超过3层;板、桩和盖梁,不宜多于6层。

⑥堆放构件须在吊点处设垫木,各层之间应以垫木隔开,多层垫木的位置应在一条垂直线上。

雨季和春季冻融期间,必须注意防止地面软化下沉,造成构件折裂损坏。

(6)移运工具。

①A形小车。A形小车可用木料或钢材制作,起重运输能力为2~10 kN。A形小车适用于小型构件的场内运输。其使用方法是将车架前端抵住构件,抬高车柄使A形架向前倾斜,吊钩钩住构件,压下车辆,使构件离开地面并靠在A形架上,可用人力推动小车行走。空车运输时,则可将车轮移至后面的轴座上。

②轨道平板车。轨道平板车应设置转盘装置,以便装上构件后能在曲线上安全运行。同时,还应设置制动装置,以便在发生意外时能制动,保证安全。轨道平板车的临时轨道轨距有1435 mm、1000 mm、750 mm和600 mm多种,钢轨质量也不等,均视承载质量和设备条件而定。场内路线宜尽量设为平坡;须设纵坡时,坡度宜控制在2%以内。

③扒杆。扒杆主要用于把构件从预制的底座上吊移出来。各种扒杆的构造、计算和使用时需注意的地方,可参阅相关资料。

④龙门架(龙门吊机)。用龙门架把构件从预制的底座上吊移出来,横移至预制构件运输轨道,再卸落在运输平车或汽车上,相较于其他设备,龙门架使用方便。龙门架的构造形式有固定式和活动式两种。用于把构件从预制的底座上吊移出来的龙门架,大多为活动式的。这种龙门架由底座、腿架、横梁和跑车组成,运行在专用轨道上,操作时分构件上、下升降,跑车横向运行,龙门架整体纵向运行三种运动方式,其动力可用人力或电力

龙门架运行及构件起吊,需根据所吊荷载大小选用不同起重能力的卷扬机。各种结构的龙门架的构造,可参阅相关资料。

⑤聚四氟乙烯滑板。聚四氟乙烯俗称“塑料王”,是一种热塑性塑料,成品色泽洁白,半透明,有蜡状感,能耐高温和低温,可在-180~+250℃范围内长期使用,有较强的化学稳定性,除融熔金属钠和液氟外,能耐其他一切化学药品,即使在高温下也不与强酸、浓碱和强氧化剂发生反应,也不会被水浸湿和泡胀。制成模压板作为滑板时,其摩擦系数很低,起动阶段为0.04,它与铸铁和钢的干摩擦和静摩擦系数也很低,而且在摩擦过程中,静摩擦和动摩擦系数很接近。它的抗压强度也很高,为12.5~24.5 MPa,表面硬度为3.41~3.82(布氏)。

⑥汽车式吊机、轮胎式吊机和履带式吊机。这些吊机通称运行式回转吊机。其中汽车式吊机是把起重机构装在载重汽车底盘上,由汽车发动机供给动力,起重操纵室和行驶驾驶室是分开的。底盘两侧设有支腿,以扩大支撑点,增加稳定性。它的优点是机动性强,行驶速度快,可与汽车编队行驶,转移灵活、方便。作业时应放下支腿,一般不宜带负荷行驶。它的缺点是要求路况较好,对支撑的要求高。

2.装配式梁桥的安装

预制梁(板)的安装是预制装配式混凝土梁桥施工中的关键工序,应结合施工现场条件、工程规模、桥梁跨径、工期条件、架设安装的机械设备条件等具体情况,以安全可靠、经济简单和加快施工速度等为原则,合理选择安装方法。

简支梁的安装一般包括起吊、纵移、横移、落梁就位等工序;从架设的工艺来分,有陆地架梁、浮运架梁和利用安装导梁、塔架、缆索等的高空架梁法等方法。(www.daowen.com)

必须注意的是,预制梁的安装既是高空作业,又需用复杂的机具设备,在施工中必须确保施工人员的安全,杜绝工程事故。因此,无论采用何种施工方法,施工前均应详细、具体地研究安装方案,对各承力部分的设备和杆件进行受力分析和计算,采取周密的安全措施,严格执行操作规程,加强施工管理和安全教育,确保安装工作安全、迅速地进行。同时,安装前应将支座安装就位。

(1)陆地架梁法。

①移动式支架架梁法。此法是在架设孔的地面上,顺桥轴线方向铺设轨道,其上设置可移动支架,预制梁的前端搭在支架上,通过移动支架将梁移运到要求的位置后,再用龙门架或人字形扒杆吊装;或者在桥墩上设枕木垛,用千斤顶卸下梁,再将梁横移就位。

②摆动式支架架梁法。此法是将预制梁沿路基牵引到桥台上并稍悬出一段,悬出距离根据梁的截面尺寸和配筋确定。从桥孔中心河床上悬出的梁端底下设置人字形扒杆或木支架。前方用牵引绞车牵引梁端,此时支架随之摆动到对岸。

③自行式吊机架梁法。由于大型的自行式吊机逐渐普及,且自行式吊机本身有动力、架设迅速,可缩短工期,不需要架设桥梁用的临时动力设备,不必进行任何架设设备的准备工作,也不需要采用其他方法架梁时所需的技术工种,因此一般中小跨径预制梁的架设安装越来越多地采用自行式吊机。自行式吊机架梁可以采用一台吊机架设、两台吊机架设、吊机和绞车配合架设等方法。

④跨墩或墩侧龙门架架梁法。此法是以胶轮平板拖车、轨道平车或跨墩龙门架将预制梁运送到桥孔,然后用跨墩龙门架或墩侧高低脚龙门架将梁吊起,再横移到梁的设计位置,然后落梁就位,完成架梁工作。

(2)浮运架梁法。

浮运架梁法是将预制梁用各种方法移装到浮船上,并浮运到架设孔就位安装。采用浮运架梁法时,河流须有适当的水深,水深要求根据梁重而定,一般宜大于2m;水位应平稳或涨落有规律,如潮汐河流;流速及风力不大;河岸能修建适宜的预制梁装卸码头;具有坚固适用的浮船。浮运架梁法的优点是桥跨中不需要设临时支架,可以用一套浮运设备架设安装多跨同跨径的预制梁,较为经济,且架梁时浮运设备停留在桥孔的时间很少,不影响河流通航。浮运架梁法一般采用以下两种方法。

①移动式支架架梁法。预制梁装船浮运至架设孔再起吊安装就位。装梁上船一般采用引道栈桥码头,用龙门架吊着预制梁上船。若装载预制梁的船本身无起吊设施,可用另外的浮吊吊装就位,或用装设在墩顶的起吊设施吊装就位。

②浮船支架拖拉架梁法。此法是将预制梁的一端纵向拖拉滚移到岸边的浮船支架上,再用与移动式支架架梁法相同的方法,沿桥轴线拖拉浮船至对岸。当梁前端抵达安装位置后,用龙门架或人字形扒杆安装就位。

(3)高空架梁法。

①联合架桥机架梁法(蝴蝶架架梁法)。此法适用于架设安装跨度在30 m以下的多孔桥梁,其优点是完全不设桥下支架,不受水深、水流影响,架设过程中不影响桥下通航、通车,预制梁的纵移、起吊、横移、就位都较方便,架设设备可周转使用;缺点是架设设备用钢量较多。

②双导梁穿行式架梁法。此法是在架设孔间设置两组导梁,导梁上安设配有悬吊预制梁的轨道平车、起重行车或移动式龙门吊机,将预制梁在双导梁内吊着运到规定位置后,再落梁、横移就位。横移时可用两组导梁吊着预制梁整体横移,也可将导梁设在桥面宽度以外,预制梁在龙门吊机上横移,导梁不横移,这种横移方法比较安全。

③自行式吊车桥上架梁法。在预制梁跨径不大、重量较轻且梁能运抵桥头引道时,可直接用自行式伸臂吊车(汽车吊或履带吊)来架梁。但是,架设桥孔的主梁时,如果横向尚未连成整体,必须核算吊车通行和架梁工作时的承载能力。此种架梁方法简单、方便,几乎不需要任何辅助设备。

④扒杆纵向“钓鱼”架梁法。此法是用立在安装孔墩台上的两副人字形扒杆,配合运梁设备,以绞车互相牵吊,在梁下无支架、导梁支托的情况下,把梁悬空吊过桥孔,再横移落梁、就位的架梁法。

3.装配式混凝土梁(板)桥的横向连接

装配式钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁(板)的施工工序:装配式梁(板)等构件预制→构件移运堆放→运输→预制梁(板)架设安装→横向连接施工→桥面系施工。

装配式混凝土简支梁(板)桥横向一般由多片主梁(板)组成。为了使多片装配式主梁(板)连成整体,共同承受桥上荷载,必须使多片主梁(板)间有横向连接,并且有足够的强度。

(1)装配式混凝土板桥的横向连接。

装配式混凝土板桥的横向连接常采用企口混凝土铰接和焊接钢板连接等形式。板与板之间的连接应牢固、可靠,在各种荷载作用下不松动、不解体,以保证各预制装配式板通过企口混凝土铰接缝或焊接钢板连接成整体,共同承受桥上荷载。

①企口混凝土铰接。企口混凝土铰接缝是在板预制时,在板两侧(边板为一侧)按设计要求预留的各种形状的企口(如菱形、漏斗形、圆形等)。预制板安装就位后,在相邻板间的企口中浇筑纵缝混凝土,铰接缝混凝土应采用C30以上细集料混凝土,施工时注意插捣密实。实践证明,这种纯混凝土铰能保证传递竖向剪力,使各预制板共同参与受力。有的还从预制板中伸出钢筋,相互绑扎后填塞铰接缝混凝土,并浇筑在桥面铺装混凝土中。

②焊接钢板连接。由于企口混凝土铰接需要现场浇筑混凝土,并需待混凝土达到设计强度后板桥才能形成整体并承受荷载,因此,为了加快施工进度,可以采用焊接钢板的横向连接形式。板预制时,在板两侧相隔一定距离预埋钢板,待预制板安装就位后,用一块钢板焊在相邻两块预埋钢板上,形成铰接构造。焊接钢板连接构造的纵向中距通常为0.8~1.5 m,在桥跨中间分布较密,向两端支点逐渐变疏。

(2)装配式混凝土简支梁桥的横向连接。

装配式混凝土简支梁桥施工时,待各预制梁在墩台安装就位后,必须进行横向连接施工,把各片主梁连成整体梁桥,共同承担恒荷载和活荷载。实践证明,横向连接刚度越大,各主梁共同受力的性能越好,因此,必须重视横向连接施工。装配式简支梁桥的横向连接,可分成横隔梁的连接和翼缘板的连接两种情况。

①横隔梁的连接。通常在设有横隔梁的简支梁桥中,均通过横隔梁的接头把所有主梁连接成整体。接头要有足够的强度,以保证结构的整体性,在桥梁运营过程中不致因荷载反复作用和冲击作用而产生松动。横隔梁接头通常有扣环式、焊接钢板和螺栓接头等形式。

②翼缘板的连接。之前,在有横隔梁的装配式T形梁桥中,主梁间通过横隔梁连成整体,T形梁翼缘板之间不连接,翼缘板是作为自由悬臂处理的。后来,为改善翼缘板的受力状态,翼缘板之间也进行横向连接。另外,无横隔梁的装配式T形梁桥的主梁通过相邻翼缘板之间的横向连接连成整体。

(3)装配式混凝土梁(板)桥横向连接施工注意事项。

横向连接施工是将各个预制梁(板)连成整体,使其共同受力的关键施工工序。施工时必须保证质量,并应注意以下几点。

①相邻主梁(板)间连接处的缺口在填充前应清理干净,接头处应湿润。

②应特别注意填充时使用的混凝土和水泥浆的质量。在寒冷季节,要防止较薄的接缝或小截面连接处填料热量的损失,这时应采取保温和蒸汽养护等措施,以保证硬化。在炎热天气,要防止填料干燥太快,黏结不牢,以致开裂。若接缝处很薄(约5 mm),可在灰浆中加入纯水泥浆。

③横向连接处如果有预应力筋穿过,接头施工时应保证现浇混凝土不致压扁或损坏预应力筋套管。套管的冲洗应在接头混凝土浇筑后进行。

④钢材及其他金属连接件,在预埋或使用前应采取防腐措施,如刷油漆或涂料等。也可用耐腐蚀材料制造预埋连接件。焊接时,应检查所用钢筋的可焊性,并由熟练焊工施焊。

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