浅谈装配式预应力混凝土箱形梁桥施工

发表时间:2020/7/21   来源:《城镇建设》2020年第3卷4月第10期   作者:于清松
[导读] 近几年,随着行车密度和车辆轴重的不断增大,T梁、箱梁等截面之间的横向连接——横隔板断裂日趋严重

         摘  要:近几年,随着行车密度和车辆轴重的不断增大,T梁、箱梁等截面之间的横向连接——横隔板断裂日趋严重。为简化箱梁的施工及避免箱梁横隔板使用过程中易发生破坏的缺点,提出在箱梁之间不设置横隔板并对其进行研究。预应力箱形连续板桥是近年来随着施工技术日新月异、建筑材料研究不断取得新成果的条件下,发展起来的一种新型桥梁结构,它与同长跨径的预应力简支梁(板)桥相比,具有材料省、自重轻、各部分材料受力均匀、伸缩缝少、节省投资等多方面优点,因而已越来越得到人们的青睐。本桥例是此种桥型的典型代表。为了能更好地总结经验,进一步提高效益,促进推广应用,现根据我们的施工实践,就预应力箱形连续板桥的施工工艺及需注意的一些问题进行介绍.
         关键词:  梁桥 装配式预应力混凝土箱形梁 先简支后结构连续 设计施工
         正文:预应力混凝土箱梁是桥的主体结构,是桥梁施工质量好坏的关键。箱梁采用预制场预制,龙门架出坑,架桥机架设安装。箱梁设计主要施工顺序为:预制主梁,存梁1个月→架设主梁→浇筑纵向湿接头→张拉负弯矩预应力钢束→更换支座→浇筑横桥向横隔板→浇筑横桥向湿接缝→防撞墙→桥面铺装→成桥。其中箱梁预制、预应力张拉、箱梁架设及箱梁连续是其中的关键。
一、箱梁预制
         先绑扎腹、底板钢筋,钢筋的间距、尺寸、接头符合设计要求和规范规定,因顶板钢筋在内模安装完成后才能进行绑扎,为缩短预制周期,事先在场外将顶板钢筋网片绑扎成型,待内模拼装就位后,再将钢筋网片拼装就位进行整体绑扎,这样可以缩短预制周期,提高工作效率。波纹管在绑扎完腹板钢筋后穿入腹板钢筋内,波纹管使用前要进行外观质量检查和密封性试验,检查合格后才能使用,安装过程要避免弯曲,以免波纹管开裂破坏。锚具用螺栓固定在封头钢模板上,确保锚垫板与预应力钢束垂直,垫板中心应对准管道中心,定位钢筋按设计位置进行固定,保证预应力钢束在梁长方向和梁宽方向的位置准确,符合设计和规范要求。
         本桥跨越沈四高速公路,业主对箱梁混凝土的外观要求非常严格,为保证混凝土的外观、几何尺寸和挠度等达到有关规范要求,所要箱梁模板使用前均应进行打磨除锈,模板表面应光洁、无变形,模板定位必须准确,不得有错位、上浮、涨模等现象。模板必须保证足够的强度、刚度和稳定性,保证箱梁各部位形状、尺寸符合设计要求。模板除双面涂脱模剂外,在模板接头处清缝并贴乳胶带盖缝,在箱梁模板及底板钢筋铺设完毕及混凝土浇筑前,均应清理模板上的杂物,并用高压水龙头清洗模板,以保证箱梁混凝土的外观质量。
         浇筑箱梁的混凝土采用C50,混凝土横向浇筑顺序为底板→腹板→顶板,混凝土纵向浇筑顺序为由一端向另一端逐渐分层递进浇筑。混凝土浇筑过程要使用振捣器进行振捣,确保不漏振、不过振。振捣过程中应防止预留孔道的波纹管变位,尤其应避免管道上浮。
在管道密集部位及锚固区,应严格控制混凝土的振捣及养生,确保混凝土强度等级达到设计要求。混凝土浇筑完成后应注意养生,特别要注意混凝土的湿润养护。
二、预应力张拉
2.1预留孔道工艺
         本桥预留孔道采用波纹管金属波纹管,由0.3mm钢带用制管机现场卷制而成,管分为通用段和连接段。管表面有螺旋状的凸肋,连接段直径比通用段大3-5mm。接长时两段管之间旋入一段长约30cm的连接管段作为搭接头,在接缝处缠绕塑料胶带密封,以防漏浆。为防止管道堵塞,可在波纹管内预穿入硬质塑料管,直径比波纹管直径小1-2cm,砼初凝后拔出。
制孔后应用通孔器检查,通孔器用圆钢制作,长10cm,中间一段呈圆柱形,直径比预应力筋孔道小4~7mm,两端为截头圆锥形,并各钻一个小孔,通过小孔来固定牵引钢丝。一般用大小不一的两种直径通孔器(相差10mm),先用大直径的试通,如通不过则改用小直径的试通。对于不通的孔,查明原因后分别采取措施,如是由于断胶管、水泥浆或铁皮堵塞,可在芯棒上焊制钢钩将其钩出或用力将其捣通;如是金属套管或其它接头因拉断残留在孔中,堵塞严重,则应标出准确位置,从侧面凿开取出,疏通孔道,重设制孔器,修补缺口。2.2穿束
         穿束前应全面检查锚垫板和孔道,如垫板平面和孔道中轴线不垂直时,应用楔形垫板加以纠正。制好的钢丝束应检查其绑扎是否牢固、端头有无弯折现象,钢线束应按长度和孔位编号,穿束时核对长度,对号入孔。穿束一般采用人工直接穿束,较长的可借助一根φ5长钢丝作为引线,用卷扬机进行穿束。
2.3张拉工艺
等砼强度达到设计强度的90%时,方可对预应力筋进行张拉锚固,本桥采用的为低松驰钢绞线,张拉程序为0    初应力(10%δk)   δk (持荷2分钟锚固)。
2.4滑丝和断丝处理
         张拉完成后应及时在钢纹线上作好醒目的标记,如发现滑丝或断丝按如下方法处理:
         ?滑丝处理:将千斤顶按张拉状态装好,并将钢纹线在夹盘内楔紧,一端张拉,当钢丝受力伸长时锚塞稍被带出,这时立即用钢钎卡住锚塞螺纹,然后主缸缓慢回油,钢丝内缩,锚塞因被卡住而不能与钢丝同时内缩,如此反复进行至锚塞退出为止。换上新夹片重新张拉至设计应力即可。
         ?断丝处理:提高其他钢绞线束的控制张拉力作为补偿,但在任何情况下最大超张拉力不得超过0.8R by ;或者采取卸荷、松锚、换束、重新张拉至设计应力值。
2.5 安全操作注意事项
 张拉现场应有明确标志,与该工作无关的人员严禁入场;
 张拉或退楔时,千斤顶后不得站人,以防钢绞线拉断或锚具、楔片弹出伤人;
 作业人员应由专人负责指挥,操作时严禁摸踩及碰撞力筋,在测量伸长值时应停止开动千斤顶或卷扬机;
 千斤顶支架必须稳固,位置正直对称,以防支架不稳倾倒伤人;
 在高压油管的接头处应加防护套,以防喷油伤人。
2.6 主要材料
         主要周转材料见下表:
(3#墩、6#墩)节段膺架法施工主要周转料数量表

 
三、箱梁架设
         箱梁成梁后,用龙门吊机起吊梁,将梁放置在轨道平板车上,运梁至架桥机后部主梁内,架桥机纵向移梁、横向移梁就位,当箱梁就位准确后,将箱梁固定。
         混凝土箱梁架设顺序为,先架设两侧边梁,后架设中梁,最后中间合龙。边梁安装时,架桥机横向运行受盖梁长度影响,架设施工要分2次横向移位;混凝土梁横移后临时放在盖梁上,再用两侧主梁下液压转换吊钩吊起(用液压千斤顶顶起);然后架桥机再横移到位直接安装。
         架桥机纵向移位时,2台起吊天车须运行到后支腿后面作配重,并要求作临时加固,以防架桥机纵向运行时失稳。
         每片梁就位时,要在两端设临时支撑,使箱梁保持垂直和稳定,第2片梁就位后除临时支撑外,迅速将横隔板钢筋焊接,增强稳固性。架桥机纵向行走前,要求每孔梁的横隔板钢筋全部焊接完,且每片梁的两端和中间横隔板的现浇混凝土浇注完毕,当箱梁翼缘板湿接缝的混凝土设计强度达到85%以上时,并采取压力扩散措施。
         在架桥机空载跨高速公路悬伸对位前,应对架桥机的行走系统及电气系统进行详细的检查,并试运行,保证在悬伸对位时不发生任何故障,并将架桥机移至指定位置待命,接悬伸对位指令后跨越高速公路。
         架桥机空载跨越高速公路悬伸到位后,做好支撑工作,禁止非工作人员在架桥机上行走,清理架桥机上的杂物,支好三角垫,井将中、后支腿千斤顶支稳,切断电源,使架桥机处于静止状态。
         架设桥梁时,为不影响高速公路的正常运营,尽量选在一天中车流量较少的时间段内进行,同时在沿高速公路上下行一定距离处设观察点,持对讲机和红黄信号旗、信号灯,发现不安全因素,及时报告并拦停汽车,以便于采取紧急措施。
架桥机在架梁施工时,应严格遵守操作规程。
四、箱梁连续
         预制箱梁安装在临时支座上,并调整好轴线与标高后即可进行湿接缝的施工。
         首先要对旧混凝土去皮、凿毛、冲洗,以保证新老混凝土的良好结合。按湿接缝钢筋构造图绑扎钢筋,根据施工图纸设计要求下料。纵向钢筋按设计要求进行连接,主筋搭接焊接,单面搭接不小于10d,双面搭接不小于5d。箍筋采用绑扎R235钢筋25d,HRB335钢筋35d(d为钢筋直径)。安装钢筋。注意钢筋数量、位置准确、外观平顺。安装预应力孔道,为防止预应力钢束与管道之间摩擦引起的应力损失增加及改变预应力筋的受力,应严格控制预应力束道的位置。
         钢筋绑扎完毕,经复核验收后,开始立模板。桥梁边板处的湿接缝模板采用与桥梁边板侧模同形状的钢模板,其它根据实际需要设置模板。
         根据该段的受力情况,设计上采用C50聚丙烯纤维混凝土,用于聚丙烯纤维混凝土的聚丙烯纤维采用FIBERMESH(或GOODROADⅠ型)纤维,掺入量为0.9kg/m3。为防止混凝土收缩引起现浇段与预制梁的开裂及预应力损失,混凝土中掺加膨胀剂。因钢筋密集,规定混凝土石子的粒径不大于2cm。根据配合比,严格控制各材料用量,浇注混凝土时采用小直径振捣棒的振捣器配合大直径振捣棒的振捣器,最后用平板式振捣器,确保现浇段混凝土密实。混凝土浇筑时,下层混凝土初凝前浇筑上层混凝土。
箱梁混凝土强度达到设计强度的100%后,且混凝土龄期不小于14d时,才能进行预应力张拉。预应力束采用扁锚锚固,用YDC24Q型千斤顶对预应力束中的每根预应力筋逐根张拉。张拉完毕后封锚并及时压浆。至此,拆除临时支座,完成整个体系转换过程。
五、其它
         (1) 箱梁梁部施工时,桥下应布设安全网,并布设蓬布,以防发生意外和掉下杂物。
(2) 组织施工人员学习培训,掌握施工方案和安全防护措施,以及交通法规,操作人员上岗前,必须穿戴交通安全防护用品。
六、参考文献
1)《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004).北京:人民交通出版社,2004
2)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004).北京:人民交通出版社,2004
3)《公路桥涵施工技术规范》(JTJ 041—2000).北京:人民交通出版社,2000
4)《铁岭赣江路(长白山路至国道102线段)新屯公公分离式立交桥施工图设计》.沈阳:辽宁省公路勘测设计公司,2007
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