桥梁后张法预应力T梁标准化施工技术应用

发表时间:2021/7/28   来源:《基层建设》2021年第13期   作者:陈波 朱光华 陶月长
[导读] 摘要:随着公路工程施工领域的不断发展,特别是桥梁上部预制梁的制作与施工显得愈来愈重要。
        中国十七冶集团路桥工程技术分公司  安徽马鞍山  243000
        摘要:随着公路工程施工领域的不断发展,特别是桥梁上部预制梁的制作与施工显得愈来愈重要。在后张法连续预应力“T”梁桥的施工过程中,从预制梁场的选址、梁场规模的定位、施工场地布置、模板结构设计,到预应力孔道的留设、混凝土浇筑、钢绞线的加工安装、张拉注浆、养生等,经过施工中不断的探索和总结,形成了一套较为成熟的预制T梁标准化施工方法。
        关键字:公路工程;“T”型预制梁;标准化施工;
        1、概述
        本文的研究以浙江某公路项目为背景,对桥梁后张法预应力T梁施工技术进行研究。
        该项目主线共设桥梁19座,预应力混凝土T梁共1305片,均采用后张法施工,梁板种类多,分别为16mT梁249片,25mT梁548片,30mT梁453片,40mT梁55片。
        2、特点及难点
        2.1特点
        (1) 梁板底板采用复合不锈钢钢板设置代替传统钢模板,提高梁板底部平整度,外观质量好,与造价高的不锈钢钢板相比,重量轻,效果基本一致,且降低成本。
        (2) 设置移动式操作平台小车与顶板胎膜架相结合,可根据工人绑扎或焊接需要适时移动,便于工人钢筋绑扎及焊接,能有效避免工人在骨架上直接操作引起骨架变形,且提高施工效率、钢筋绑扎精度及质量。
        (3) 对比一般智能数控喷淋系统设置,通过对顶板及腹板分别设置360°智能数控自动伸缩式喷淋系统,同时保证腹板以及顶板养生效果,提高梁板早期强度,防止裂纹。另,中间台座上顶板喷淋能同时喷洒两侧梁板,养生范围广,节约用水及劳动力。
        2.2难点
        (1) 提高桥梁底板平整度以及解决外观质量通病气泡问题困难重重。
        (2) 解决人员直接在骨架操作绑扎钢筋导致骨架变形影响保护层厚度的问题难度大。
        (3) 解决顶板智能数控化喷淋养生简便且利于环保问题难度不易。
        3、施工方法
        3.1施工工艺流程
 
        T梁预制施工工艺流程图
        3.2施工工艺
        3.2.1准备工作
        (1)场地的选择与布置
        1)本着经济实用、方便施工的原则,合理选择预制梁场位置,将梁厂布设在体量最大桥梁的桥头或距桥位较近处。根据预制梁场平面位置尺寸,结合模板安装、加固、调校、拆除、出梁移梁等因素的易操作性,合理设计梁场规模、台座分布范围和各型台座数量。
        2)梁场采用封闭式管理,合理划分区。各施工区域布置合理,场内主要作业区、场内道路等应做水泥混凝土硬化处理,设置循环排水系统,确保排水通畅,场地外设置废水沉淀池、避免污水直接流出。
        3)钢筋加工区按照其功能划分区域。
        (2)模板设计与制作
        1)台座底模设置
        为防止漏浆,槽钢与复合不锈钢帮办之间采用泡沫止浆条紧密黏贴并在上口缝隙注硅酮密封胶。
        复合不锈钢钢板接缝焊接牢固、打磨平整、光滑,相临台座等距,以利于模板的装拆及钢绞线张拉操作。台座施工完成用作底模使用前,涂刷脱模剂。台座底模顶在预制梁两端头铺设3mm厚活动不锈钢板,以便张拉时随梁端头滑动,以防止张拉时梁端头单点集中受力而引起梁端头破损。
        2)T梁侧模设计需严格按照不同种类“T”梁图纸进行设计,由专业厂家定制加工。
        3)端模每天拆除后要及时整修,因端模位置伸出较多钢筋,模板必须在相应位置采用等离子切割机开孔,开孔直径比相应钢筋大5mm左右,因端模伸出钢筋为螺纹钢,为便于端模拆除,先采用软管套住钢筋,再采用泡沫剂对套管与模板间的缝隙进行封堵。待浇筑混凝土初凝前拔除套管,一是避免漏浆,二是方便拆模,避免梁体损坏。
        3.2.2钢筋加工与制作
        数控钢筋弯曲机进行钢筋半成品加工。加工好的半成品钢筋按照不同梁板、不同编号的钢筋分类堆放、码放整齐,并在上方挂不同的编号的标识牌来区分不同部位钢筋,钢筋编号一般按照设计图纸的编号来标识,所有半成品钢筋存取方便快捷。
        所有钢筋绑扎在定型胎膜架上绑扎固定。同时为保证顶板钢筋骨架质量,采用移动式操作平台小车与顶板胎膜架相结合,在定型胎膜架两侧设置滑轮槽,将移动平台准确放入滑轮槽内,可根据工人绑扎或焊接需要适时移动,便于工人钢筋绑扎及焊接,能有效避免工人在骨架上直接操作引起骨架变形,且提高施工效率、钢筋绑扎精度及质量。
        钢筋绑扎时,扎丝丝头朝里,防止丝头侵占保护层。波纹管的固定采用钢筋定位架,将波纹管定位筋制作成井字型与梁肋钢筋焊接定位焊点远离波纹管避免烧伤波纹管。
        3.2.3梁肋骨架安装
        在胎膜架上加工好的骨架成型后,采用定型吊架进行起吊安装,吊架底部均匀设置吊钩,采用10t龙门吊吊起吊架,然后先将梁肋骨架吊至吊架上,移动至事先标记好的台座上进行定位。
        3.2.4侧模安装
        模板在使用前,先在台座上进行试拼装,检查模板的拼缝及几何尺寸,对每块模板进行编号,以便以后使用时好按编号拼装。模板在首次使用时,先用手持式砂轮机进行除锈,用抹布将表面的灰尘清理干净后,均匀涂刷水性脱模剂。模板拼装时在节间黏贴双面胶条,防止漏浆。
        3.2.5顶板骨架安装
        吊装方式同梁肋骨架吊装一致。
        3.2.6混凝土浇筑
        混凝土采用连续浇筑法,纵向分段,水平分层,从梁的一端循序进展至另一端。T字梁浇筑时先浇筑下部马蹄部位,后腹板和顶端混凝土,浇筑时下料应均匀连续。在钢筋密集处,适当使用插入式振动棒以辅助下料。
        马蹄、腹板和横隔梁的混凝土振捣,以紧固安装在侧模上的附着式高频振动器为主,50型振捣棒作业为辅。翼板的混凝土振捣,采用50型振捣棒作业。振捣时严格按照施工工艺要求进行振捣,做到“快插慢拔”,不漏振、不过振,并避免碰撞波纹管和钢筋。当砼停止下沉,表面没有气泡冒出,混凝土表面开始泛浆时即停止振捣。混凝土浇筑应连续进行,如因故必须间断时,其间断时间应小于前层混凝土的初凝时间。
        T梁顶面要求平整、粗糙、无裂纹。因此,在浇筑T梁顶面时,要求二次收面,第一次先用木抹将混凝土表面收平,待表面水分损失到一定程度,用手按混凝土面无较深的印迹时,进行二次用木抹抹光,用剪掉粗枝的竹扫帚拉毛,拉毛时用力要均匀,划痕要顺直。
        3.2.7养护、拆模、凿毛
        (1)养护:混凝土浇筑完成后在T梁顶板上覆盖土工布,采用数控智能化自动喷淋养护系统进行喷水养护。通过增压泵对水源增加压力,使喷头能喷出雾状水。主水管应预埋,提前设置在台座基础内。待启动时,喷淋头自动伸出,360°无死角进行自动喷淋养生。
        (2)拆模:模板的拆除由梁的一端向另一端进行,先拆除模板上的附着式振动器及对拉螺杆,然后逐块拆除模板上的螺栓,用龙门吊将模板吊住,以防倾倒。然后再拆除梳齿板,严禁用大锤敲打模板(防止模板变形),也不得用撬棍将板体与混凝土撬坏。
        (3)模板在吊运过程中,防止碰撞混凝土和其它构件而变形。模板拆除后及时检校,清除不合格的模板,将灰浆和铁锈清理干净,待用的模板均匀的涂上脱模剂,并用薄膜覆盖。
        (4)凿毛:梁端头、横隔板端头均应凿毛。凿毛前人工进行弹墨线画凿毛区域,采用专用凿毛器凿毛,凿毛时,凿出构件表面的浮浆层,露出密实的混凝土为宜。
        3.2.8预应力施工
        (1) 钢绞线穿束
        在穿钢绞线前对孔道进行清孔,用高压气流清除孔道内杂物和水分。然后采用钢绞线穿束机进行穿束,穿束完成后,采用不同颜色的胶带进行编号,便于两端对称张拉准确性。
        (2)钢绞线张拉
        张拉采用智能数控张拉机进行张拉,张拉前先对构件外观尺寸进行检验,当T梁几何尺寸及外观质量满足质量标准时对梁体进行支撑加固,同时当梁体混凝土强度达到设计强度的90%,且混凝土龄期不小于14天时,方可进行预应力张拉施工。
        张拉从两端同时进行,张拉时,边张拉边测量伸长值,实际张拉伸长量与理论伸长量差值控制在±6%之内。如发现伸长值异常则暂停张拉并通知监理工程师,待查明原因并采取措施予以调整后方可继续张拉,张拉现场记录及时整理,并报监理工程师,并按监理工程师批示的措施进行处理。为确保张拉安全,设置专用张拉防护棚,以防钢绞线崩断伤人。
        (3)压浆
        1)预应力张拉锚固后应及时采用智能压浆机进行压浆,且应在 48h内完成。
        2)浆液自拌制至压入孔道的时间不应超过40min。
        3)浆液压入压浆孔道之前,应先断开压浆管喷嘴与压浆孔的连接,再开启压浆泵,使浆液从压浆管喷嘴排出少许,当排出的浆液流动度和储料罐中的流动度一致时,方可开始压入压浆孔道。
        4)压浆应缓慢、均匀地进行,直至排气孔排出与压浆孔相同流动度的浆体后,将排气孔按浆体流动方向依次封闭。
        5)曲线孔道应从锚垫板的压浆孔压入,浆液由最高点的排气孔或泌水孔排出;竖向孔道压浆应自下而上进行,从最低点的压浆孔压入。压浆后应采用重力补浆措施。
        6)对结构或构件中以上下分层设置的孔道,应按先下层后上层的顺序压浆。
        7)同一孔道压浆应连续进行一次完成,不得中断,并应保持排气通顺。
        8)对水平或曲线孔道,压浆的压力宜为0.5MPa~0.7MPa;对长度超过80米的孔道,最大压力不应超过1.0MPa;对竖向孔道,压浆的压力宜为0.3MPa~0.4MPa。压浆的充盈度应达到孔道另一端饱满且排气孔排出与流动度相同的水泥浆为止,关闭出浆口后,应保持一个不小于0.5 MPa的稳压期,稳压期的保持时间宜为3min~5min。
        3.2.9封锚
        封锚前应切除外露部分钢绞线,清洗锚环及锚垫板浮浆。封锚混凝土振捣应密实,但严禁振动棒直接撞击锚环以防损坏锚环。封锚混凝土强度与梁体混凝土强度一致。
        3.2.10移梁和存梁
        移梁时,设置起吊扁担,吊环垂直受力。移梁过程中应注意对成品梁的保护,对钢丝绳与梁板接触位置采用帆布进行包裹,防止钢丝绳直接接触梁板致使梁板底角混凝土破坏。
        存梁1层,不应超过2层,安装临时橡胶垫,使得梁底与台座紧密接触,避免碰伤梁板。每月定时观测台座及梁板存放情况。
        4、结论
        本研究较好地解决了后张法预应力T梁施工中的安全、质量控制问题,按程序多工作面开展流水化作业,有效提高了作业人员工作效率,保证了预制T梁的施工进度,保证了施工安全,提高了预制T梁质量。通过本工法的开发与应用,预制的全部T梁内在质量和外观质量均良,节省工期、降低劳动力成本、保护环境等。另一方面,具有重大的经济效益和社会效益,也有助于推动产业的科技进步与创新。
        参考文献
        [1]《公路桥涵施工技术规范》  JTGT-F50-2011
        [2]《公路工程质量检验评定标准 第一册 土建工程》JTG F80/1-2017
        [3]《后张法预应力混凝土T梁施工技术分析》工程技术   陶江洪
        [4]《后张法预应力混凝土T梁施工技术探讨》交通建设与管理   余金怀
 
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