13.1.2 装配式简支梁的运输、安装和连接

13.1.2 装配式简支梁的运输、安装和连接

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,混凝土的强度应不低于设计对吊装所要求的强度,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应不低于设计要求。如无设计规定,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。如构件尺寸误差超过允许限度,伸出钢筋、吊环的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、榫槽等缺陷,应修补、处理,务必使构件形状正确、表面平整,确保安装时不致产生困难。

(2)尖角、凸出或细长构件在移运、堆放时,应用木板或相应的支架保护。

(3)安装时须测量高程的构件,在移运前应定好标尺。

(4)分段预制的组拼构件应注上号码。

3)吊移工具的选择

构件预制场内的吊移工具设备可视构件尺寸、质量和设备条件,采用A形小车、平板车、扒杆、龙门架、拖履(走板)、滚杠、聚四氟乙烯滑板、汽车吊、履带吊等工具设备,其构造、计算方法、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、下面有相同配筋的等截面直杆构件的吊点位置,一点吊可设在离端头0.293L处,两点吊可设在离端头0.207L处(L为构件长度)。其他配筋形式的构件,应根据计算决定。

(2)构件的吊环应顺直,如发现弯扭必须校正,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,应用木板、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,必须用木垛保险。构件运输时应有特制的固定支架,构件应按受力方向竖立或稍倾斜放置,注意防止倾覆。如平放,两端吊点位置必须设置垫方木,以免产生正、负弯矩,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。构件装车时须平衡放正,使车辆承重对称、均匀。构件支点下即相邻两构件间,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,支点处须设活动转盘,以免扭伤混凝土。

构件装上平板拖车的垫木上后,与构件中部设一立柱,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号堆放,并注意在相邻两构件之间留出适应通道。

(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)构件堆垛时应设置在垫木上,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、地基承压力、垫木强度以及堆垛的稳定性而定。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,层与层之间应以垫木隔开,多层垫木位置应在一条垂直线上。

(7)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)移运工具设备

常用移运工具设备如下。

(1)A型小车。

A型小车可用木料或钢材制作,起重运输能力为2~10 kN。A型小车适用于小型构件的场内运输。使用方法是将车架前端抵住构件,抬高车柄使A字架向前倾斜,吊钩钩住构件,压下车辆,使构件离开地面并靠在A字架上,即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。

轨道平板车应设有转盘装置,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刹车,保证安全。轨道平车的构造。

轨道平板车的临时铁路线的轨距有1435 mm、1000 mm、750 mm和600 mm多种,钢轨质量也不等,均视承载质量大小和设备条件而定。场内铁路线纵坡,宜尽量设平坡;须设纵坡时,宜控制在2%以内。

运输构件时以两辆平车装载构件,平车应设在构件前后吊点的下面。牵引钢丝绳挂在前面平车上,前、后平车间应用钢丝绳连接。或从整个构件的下部缠绕一周后,再引向导向滑车至绞车。这样即使构件与平车之间稍有滑动,也不致倾覆。

(3)扒杆。

扒杆在场内主要作为出坑用,即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)。

用龙门架起吊移运构件出坑,横移至预制构件运输轨道,再卸落在运输平车或汽车上,较其他设备使用方便。龙门架的构造形式有固定式和活动式两种。用于起吊预制构件出坑的龙门架,都采用活动式。这种吊机由底座、腿架和横梁、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,以及龙门架整体纵向运行三个方向运动,其动力可用人力或电力。

龙门架运行及构件起吊,则根据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)拖履(走板)、滚杠、聚四氟乙烯滑板。

聚四氟乙烯俗称塑料王,是一种热塑料,成型品色泽洁白,半透明,有蜡状感觉。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,也不为水浸湿和泡胀。制成模压板作为滑板(简称四氟板)时,其摩擦系数很低,起动阶段为0.04,它与铸铁及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,表面布氏硬度为3.41~3.82。

由于聚四氟乙烯具有以上的特性,国内外将其用做桥梁活动支座,用于顶推法架桥或墩台上横移大梁。在构件预制场内,也可用四氟板代替走板和滚杠,作为移动构件的滑板。

(6)汽车、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。它的优点是机动性高,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,一般不宜负荷行驶。它的缺点是要求较好的路面及支撑点。轮胎式吊机与汽车式吊机的区别在于:前者是装在特别的轮胎盘上的回转台上,不论起重量大小,一般全机只有一台发动机,起重和行驶在一个驾驶室内操纵,行驶速度较低,一般不超过30 km/h,没有外伸支腿,可吊较小的荷重行驶,也要求较好路面。履带式吊机由回转台和行驶履带两部分组成。在回转台上装有起重臂、动力装置、绞车和操纵室,在其尾部装有平衡重。回转台能绕中心轴线转动360°,履带架既是行驶机构,也是起重机的支座。它的优点是起重量大,可在崎岖不平及松软、泥泞的施工场地行驶,稳定性较好;缺点是行驶速度慢,一般不超过20 km/h,自重大,对路面有破坏作用。

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性工序,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,合理选择架梁的方法。

对于简支梁(板)的安装设计,一般包括起吊、纵移、横移、落梁(板)就位等工序;从架设的工艺来分,有陆地架梁、浮吊架梁和利用安装导梁、塔架、缆索的高空架梁法等方法。

必须注意的是,预制梁(板)的安装既是高空作业,又须用复杂的机具设备,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,确保安全、迅速地进行架梁工作。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,再用龙门架或人字扒杆吊装;或者在桥墩上设枕木垛,用千斤顶卸下,再将梁横移就位。

利用移动支架架设,设备较简单,但可安装重型的预制梁;无动力设备时,可使用手摇卷扬机或绞盘移动支架进行架设。但不宜在桥孔下有水、地基过于松软的情况下使用,一般也不适宜桥墩过高的场合,因为这时为保证架设安全,支架必须高大,因而此种架设方法不够经济。

(2)摆动式支架架梁法。

本法是将预制梁(板)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(板)端底下设置人字扒杆或木支架。前方用牵引绞车牵引梁(板)端,此时支架随之摆动而到对岸。

为防止摆动过快,应在梁(板)的后端用制动绞车牵引制动。用摆动式支架架梁法较适宜于桥梁高跨比稍大的场合。当河中有水时,也可用此法架梁,但须在水中设一个简单小墩,以供立置木支架。

(3)自行式吊机架梁法。

由于大型的自行式吊机的逐渐普及,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,也不需要如其他方法架梁时所具备的技术工种,一般中小跨径的预制梁(板)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。

当预制梁重量不大,而吊机又有相当的起重能力,河床坚实无水或少水,允许吊机行驶、停搁时,可用一台吊机架设安装。这时,应注意钢丝绳与梁面的夹角不能太小,一般以45°~60°为宜;否则,应使用起重梁(扁担梁)。

对跨径不大的预制梁,吊机起重臂跨径10 m以上且起重能力超过梁重的1.5倍时,吊机可搁放在桥台后路基上架设安装,或先搁放在一孔已安装好的桥面上,架设安装下一孔的梁(板)。

用两台吊机架梁法是用两台自行式吊机各吊住梁(板)的一端,将梁(板)吊起并架设安装。此法应注意两吊机的互相配合。

吊机和绞车配合架梁。预梁一端用拖履、滚筒支垫,另一端用吊机吊起。前方用绞车或绞盘牵引预制梁前进。梁前进时,吊机起重臂随之转动。梁前端就位后,吊机行驶到后端。提起梁后端,取出拖履滚筒,再将梁放下就位。

(4)跨墩或墩侧龙门架架梁法。

本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,再横移到梁设计位置,然后落梁就位,完成架梁工作。

搁置龙门架脚的轨道基础,要按承受最大反力时能保持安全的原则进行加固处理。河滩上如有浅水,可在水中填筑临时路堤;水稍深时可考虑修建临时便桥,在便桥上铺设轨道。并应与其他架设方法进行技术经济比较,以决定取舍。

用本法架梁的优点是架设安装速度较快,河滩无水时也较经济,而且架设时不需要特别复杂的技术工艺,作业人员较少。但龙门吊机的设备费用一般较高,尤其在高桥墩的情况下。

跨墩龙门架的架梁程序:预制梁可由轨道平车运送至桥孔,如两台龙门架吊机自行且能达到同步运行,也可利用跨墩龙门架,将梁吊着运送到桥孔,再吊起横移落梁就位。

墩侧高低脚龙门架其架设程序与跨墩龙门架基本相同。但预制梁必须用轨道平车或胶轮平车拖板运送至桥孔。一孔各片梁安装完毕后,将1号墩的龙门架拆除运送到3号墩安装使用,以后如此循环使用。为了加快预制梁吊起横移就位速度,可准备三台高低脚龙门架,设置在1、2、3号墩侧。待第一跨各梁安装完毕,可即安装第二跨;与此同时,将1号墩龙门架运送到4号墩安装。这种高低脚龙门架较跨墩龙门架可减少一条轨道,一条腿的高度也可降低,但增加运、拆、装龙门架的工作量,并需要多准备一台龙门架。

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,并浮运到架设孔以后就位安装。采用浮运架梁法时,河流须有适当的水深,水深应根据梁重而定,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;具有坚固适用的船只。浮运架梁法的优点是桥跨中无须设临时支架,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。浮运架梁法采用以下两种方法。

(1)移动式支架架梁法。

此法是将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。

将预制梁装载在一艘或两艘浮船中的支架枕木垛上,使梁底高度高于墩台支座顶面0.2~0.3 m,然后,将浮船拖运至架设孔,充水入浮船。浮船吃水加深,降低梁底高度,使预制梁安装就位。在有潮汐的河流或港湾上建桥时,可利用潮汐水位的涨落来调整梁底标高,以安装就位。若潮汐的水位高差不够,可在浮船中配合排水、充水解决。因此,浮船应配备足够的水泵,以保证及时、有效地排水和充水,并且在装梁时,应进行水泵的性能试验。

预制梁较短、重量较轻时,可装载在一艘浮船上。如预制梁较长且又重,可装载在两艘浮船上或以多艘浮船连成两组使用。不论浮船多少,预制梁的支撑处不宜多于两处,并由荷载分布确定。预制梁支撑处两端伸出长度,应考虑浮船进入架设孔是否便利;同时,应考虑因两端伸出在支撑外产生的负弯矩,在浇筑梁体时适当加固,防止由负弯矩而产生的裂纹、损坏。

(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,再用如移动式支架架梁法沿桥轴线拖拉浮船至对岸,预制梁也相应拖拉至对岸。当梁前端抵达安装位置后,用龙门架或人字扒杆安装就位。

预制梁装船的方法,应根据梁的长度、重量、河岸的情况,选用不同的方法。对于河边有垂直驳岸、预制梁不太长又不太重时,可采用大起重量、大伸幅的轮胎式或履带式吊机将梁从岸上吊装到浮船上,或用大起重量、大伸幅的浮吊将梁从岸上吊装到浮船上。必须建栈桥码头时,可用栈桥码头将预制梁纵向拖拉上船。也可用栈桥码头横移预制梁上船,但此时必须与河岸垂直修建两座栈桥,其间距等于预制梁的长度。

用栈桥码头纵向拖拉将梁装船,栈桥码头必须与河岸垂直。栈桥上铺设轨道,轨道一端接梁预制场轨道,另一端接浮船支架上轨道。栈桥码头宜设在桥位下游,因为向上游牵引浮船比向下游要稳当些。栈桥的高度、长度,应根据河岸与水位的高差、水下河床深度、浮船最大吃水深度、浮船支架高度等因素确定。

在预制梁被拖拉上第一艘浮船的过程中,随着梁移出栈桥端排架的长度增加,浮船所支撑的梁重也逐渐增加。为了维持梁处于水平位置,就必须在与梁向前拖拉的同时,不断地将浮船中先充入的压舱水相应排出,以逐渐增加浮船的浮力,使浮船在载重逐渐增加时,浮船的吃水深度保持不变。因此,水泵的能力和排水速度,应根据梁的重量和拖移的速度来决定。浮船可用缆索和绞车拉动,或拖船牵引至架设孔。

用栈桥码头横移梁上船。预制梁经过栈桥横向移运到两个龙门吊机之间后,就可用卷扬机将梁提升起来;然后,将两艘浮船连系的浮船支架拖入,再将梁落放在浮船支架上。浮船中线宜与预制梁中线相垂直。

当栈桥排架较高,浮船支架高度稍低于栈桥上梁底高度时,可不必用卷扬机或龙门架提升预制梁,而采用先将浮船充水,增加吃水深度。待浮船拖到梁下的预定位置后,再用水泵将浮船中压舱水排出,使浮船升高,将梁托起在支架上。但完全靠充水、排水来升降浮船支架高度比较费时,可与千斤顶联合使用。但在浮船支架拖运途中,必须撤除千斤顶,以免梁发生翻倒现象。

3)高空架梁法

(1)联合架桥机架梁(蝴蝶架架梁法)。

此法适用于架设安装30 m以下的多孔桥梁,其优点是完全不设桥下支架,不受水深流急影响,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。缺点是架设设备用钢量较多,但可周转使用。

联合架桥机由两套门式吊机、一个托架(即蝴蝶架)、一根两跨长的钢导梁三部分组成。钢导梁由贝雷装配,梁顶面铺设运梁平车和托架行走的轨道,由门式吊机和工字梁组成,并在上下翼缘处及接头的地方,用钢板加固。门式吊机顶横梁上设有吊梁用的行走小车。为了不影响架梁的净空位置,其立柱做成拐脚式(俗称拐脚龙门架)。门式吊机的横梁标高,由两根预制梁叠起的高度加平车及起吊设备高度确定。蝴蝶架是专门用来托运门式吊机转移的,它由角钢组成。整个蝴蝶架放在平车上,可沿导梁顶面轨道行走。

联合架桥机架梁顺序如下。

①在桥头拼装钢导梁,梁顶铺设钢轨,并用绞车纵向拖拉导梁就位。

②拼装蝴蝶架和门式吊机,用蝴蝶架将两个门式吊机移运至架梁孔的桥墩(台)上。

③由平车轨道运送预制梁至架梁孔位,将导梁两侧可以安装的预制梁用两个门式吊机起吊,横移并落梁就位。

④将导梁所占位置的预制梁临时安放在已架设好的梁上。

⑤用绞车纵向拖拉导梁至下一孔后,将临时安放的梁用门式吊机架设就位,完成一孔梁的架设工作,并用电焊将各梁连接起来。

⑥在已架设的梁上铺接钢轨,再用蝴蝶架顺序将两个门式吊机托起并运至前一孔的桥墩上。

如此反复,直至将各孔梁全部架设好为止。

(2)双导梁穿行式架梁法。

本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设备的轨道平车和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,一种方法是将两组导梁吊着预制梁整体横移;另一种方法是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,这比第一种横移方法安全。

双导梁穿行式架梁法的优点与联合架桥机法相同,适用于墩高、水深的情况下架设多孔中小跨径的装配式梁桥,但不需蝴蝶架,而配备双组导梁,故架设跨径可较大,吊装的预制梁可较重。

两组分离布置的导梁,可用公路装配式钢桥桁节、万能杆件设备或其他特制的钢桁节拼装而成。两组导梁内侧净距应大于待安装的预制梁宽度。导梁顶面铺设轨道,供起重行车吊梁行走。导梁设三个支点,前端可伸缩的支撑设在架桥孔前方墩桥上。

两根型钢组成的起重横梁,支撑在能沿导梁顶面轨道行走的平车上,横梁上设有带复式滑车的起重行车。行车上的挂链滑车,供吊装预制梁用。其架设顺序如下。

①在桥头路堤上拼装导梁和行车,并将拼装好的导梁用绞车纵向拖拉就位,使可伸缩支脚支承在架梁孔的前墩上。

②先用纵向滚移法把预制梁运到两导梁间,当梁前端进入前行车的吊点下面时,将预制梁前端稍稍吊起,前方起重横梁吊起,继续运梁前进至安装位置后,固定起重横梁。

③用横梁上的起重行车将梁落在横向滚移设备上,并用斜撑柱以防倾倒;然后,在墩顶横移落梁就位(除一片中梁处)。

④用以上步骤并直接用起重行车架设中梁。

如用龙门吊机吊着预制梁横移,其方法同联合架桥机架梁。此法预制梁的安装顺序是先安装两个边梁,再安装中间各梁。全孔各梁安装完毕并符合要求后,将各梁横向焊接联系;然后,在梁顶铺设移运导梁的轨道,将导梁推向前进,安装下一孔。

重复上述工序,直至全桥架梁完毕。

(3)自行式吊车桥上架梁法。

在预制梁跨经不大,重量较轻且梁能运抵桥头引道上时,可直接用自行式伸臂吊车(汽车吊或履带吊)来架梁。但是,对于架桥孔的主梁,当横向尚未连成整体时,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、就位安装的架梁法。

用此法架梁时,必须以预制梁的重量和墩台间跨径为基础,在竖立扒杆、放倒扒杆、转移扒杆或架梁或吊着梁进行横移等各个工作阶段,对扒杆、牵引绳、控制绳、卷扬机、锚碇和其他附属零件进行受力分析和应力计算,以确保设备的安全。还须对各阶段的操作安全性进行检查。

本法不受架设孔墩台高度和桥孔下地基、河流水文等条件影响,不需要导梁、龙门吊机等重型吊装设备而可架设40 m以下跨径的桥梁,扒杆的安装移动简单,梁在吊着状态时横移容易,且也较安全,故总的架设速度快。但本法需要技术熟练的起重工,且不宜用于不能设置缆索锚碇和梁上方有障碍物处。

3.装配式混凝土梁(板)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)能连成整体,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

装配式板桥的横向连接常用企口混凝土铰接和钢板连接等形式。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,共同承受车辆荷载。

(1)企口混凝土铰接缝。

企口混凝土铰接缝是在板预制时,在板两侧(边板为一侧)按设计要求预留各种形状的企口(如棱形、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以上细骨料混凝土,施工时注意插捣密实。实践证明,这种纯混凝土铰已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,并须待混凝土达到设计强度后才能作为整体板桥承受荷载。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处预埋钢板,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。焊接钢板的连接构造沿纵向中距通常为0.8~1.5 m,在桥跨中间部分布置密集,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

预制装配式混凝土简支梁桥,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,才能作为整体桥梁,共同承担恒载和动载。实践证明,横向连接刚度越大,各主梁共同受力性能越好,因此,必须重视横向连接施工。装配式简支梁桥的横向连接,可分成横隔梁的横向连接和翼缘板的横向连接两种情况。

(1)横隔梁的横向连接。

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,并确保在桥梁运营过程中接头不致因荷载反复作用和冲击作用而发生松动。横隔梁接头通常有扣环式接头、焊接钢板接头和螺栓接头等形式。

①扣环式接头。扣环式接头是在梁预制时,在横隔梁接头处伸出钢筋扣环(按设计计算要求布置),待梁安装就位后,在相邻构件的扣环两侧安装上腰圆形的接头扣环,再在形成的圆环内插入短分布筋后现浇混凝土封闭接缝,接缝宽度为0.2~0.6 m,通过接缝混凝土将各主梁连成整体。

随着装配式混凝土梁主梁间距的加大,为了缩减预制梁的外形尺寸和吊装重量,T形梁的翼缘板和横隔梁都采用这种扣环式横向连接形式,以达到既经济、施工吊运又较简单的目的。

②焊接钢板接头。在预制T形梁横隔接头处下端两侧和顶部的翼缘内预埋接头钢板应焊在横梁主筋上。当T形梁安装就位后,在横隔的预埋钢板上再加焊盖接钢板,将相邻T形梁连接起来,并在接缝处灌注水泥浆封闭。

这种接头强度可靠,焊接后立即能承受荷载,但现场要有焊接设备,而且有时须在桥下仰焊,施工较困难。

③螺栓接头。为简化接头的现场施工,可采用螺栓接头。预埋钢板同焊接钢板接头,钢盖板不是用电焊,而是用螺栓与预埋钢板连接起来,然后用水泥砂浆封闭。为此,钢板上要预留螺栓孔。这种接头不需要特殊机具,施工迅速,但在运营中螺栓易松动,挠度较大。

(2)翼缘板的横向连接。

以往具有横隔梁的装配式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。目前,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,主梁通过相邻翼缘板之间的横向连接连成整体梁桥。

翼缘板之间通常做成企口铰接式的连接。由主梁翼缘板内伸出连接钢筋,横向连接施工时,将此钢筋交叉弯制,并在接缝处再安放局部的钢筋网;然后,浇筑桥面混凝土铺装层。也可将主梁翼缘板内的顶层钢筋伸出,连接施工时将它弯转并套在一根纵向通长的钢筋上,形成纵向铰;然后,浇筑桥面铺装混凝土。接缝处的桥面铺装层内应安放单层钢筋网,计算时不考虑铺装层受力。这种连接构造由于连接钢筋较多,给施工增加了一些困难。

3)装配式混凝土梁(板)桥横向连接施工注意事项

横向连接施工是将单个预制梁(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(或板)间连接处的缺口,填充前应清理干净,接头处应润湿。

(2)填充的混凝土和水泥浆应特别注意质量。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,以保证填料硬化。在炎热天气,要防止填料干燥太快,黏固不牢,以致开裂。若接缝处很薄(约5 mm),可用灰浆或灌入纯水泥浆。

(3)横向连接处有预应力筋穿过时,接头施工时应保证现浇混凝土不致压扁或损坏力筋套管。套管的内冲洗,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,并应由熟练焊工施焊。