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摘要:随着我国经济的不断发展,高速公路的建设出现了高潮阶段,目前后张法预应力梁桥型在高速公路建设中已经得到广泛应用。文章主要结合工程实践,从模板制作、钢筋及波纹管安装,混凝土浇筑及预应力张拉、孔道压浆等方面分析了预应力混凝土箱梁的施工中相关要点,旨在有效地保证了预制箱梁的施工质量。
关键词:后张法;预应力箱梁;工艺流程;施工要点
1 工程概况
梅大高速公路第六合同段位于梅县丙村镇、雁洋镇范围内,全长6.27Km,起讫桩号为K26+330~K32+600。路基土石方挖方:227万m3、填方75万m3,大中桥、高架桥、跨线桥、分离立交2868m/12座,隧道(双洞)1700m/座,涵洞及通道8座,互通工程1处。其结构形式为:上部构造采用6孔25m预应力混凝土连续箱梁,全桥共计C50混凝土预应力箱梁48块,其中中梁 24 块,边梁24块,该桥所属冲积平原,地势平坦,相对高差较小,本区地下水位较高,水质良好,对混凝土无侵蚀,水源充足。
2施工工艺及相关要点分析
2.1箱梁的施工工艺流程
底模修整→底板、腹板钢筋的焊接绑扎→埋设波纹管→外模板、内模板安装→顶板钢筋绑扎→安装负弯矩波纹管→浇注底板混凝土→浇注腹板、顶板混凝土→拆模养生穿束→钢绞线张拉→孔道压浆→封锚。
2.2底模修整
本大桥梁底是用砂浆砌砖,然后在砖垫层上铺3cm厚的水磨石,用磨石机抛光,底座边嵌3×3cm角铁,以利于支模。做底模台座时,注意留好反拱度(一般按设计或计算做)。在台座端头2m长度范围内下设扩大基础,用以承担梁体在张拉后梁对台座端头的集中应力,在梁底座每隔1.2m 设拉筋孔一道,便于支模。
2.3钢筋加工及绑扎
(1)箱梁钢筋的特点是钢筋密,弯曲多,预埋件多,施工要求高。
钢筋加工的尺寸、规格严格按照图纸及规范要求进行。
(2)钢筋安装工艺流程:绑扎底板和腹板钢筋→布设正弯矩波纹管→安装侧模、内模→绑扎顶板钢筋→布设负弯矩波纹管
对于泄水孔、伸缩缝及防撞护栏等预埋钢筋必须保证其位置准确、不要遗漏。
2.4预应力孔道及锚垫板设置
预应力孔道采用钢波纹管,波纹管可根据需要在工地按设计实际尺寸加工、下料,波纹管安装要严格按照图纸设计坐标布设,利用定位钢筋点焊在钢筋骨架上。为了保证孔道畅通及防止混凝土浆堵管,采用措施如下:
(1)孔道接头处用胶带缠绕,加强接头严密性。
(2)在波纹管附近电焊钢筋時应对波纹管加以保护,焊接完备后再仔细检查。
(3)浇注混凝土时,振捣人员应熟悉孔道位置,严禁振动棒直接触碰波纹管,以免波纹管受振变形、变位,造成孔道尺寸偏差过大或波纹管漏浆。
(4)浇注混凝土前用寸半厚壁塑料管穿入波纹管中,并在浇注过程中来回抽动,防止混凝土或振捣棒将波纹管挤压变形。
2.5模板的制作与安装
(1)外模。外模板采用5mm厚的钢板,面板加劲肋及支架均采用5×5角铁焊接。各块模板之间用螺丝联结。外模与底座之间嵌有橡胶条,以防底部漏浆。底部拉杆每1.2m一根,为了保证模板就位后支撑稳固满足受力要求,模板支架每隔5m设两根可调丝杆作为就位后的支撑,立模时用汽车吊逐块吊到待用处,上紧拉杆及可调螺杆。
(2)内模。内模可以采用木模,也可以采用钢模,每单件尺寸以 1m 为宜,支架每隔60cm 一道。石头口门大桥采用的木模,从外观上看效果不好,但经济。
内模先在拼装场地按 4~6m拼装成节,待底板、腹板钢筋及波纹管道安装完毕后,将内模分节吊入箱梁内组拼。为了保证箱梁内模位置,内模与钢筋间设置混凝土垫块作为支撐。为了防止内模上浮,每隔 1~1.2m 在外模设一道横梁,以模板横梁作为支撑用可调螺杆向下顶紧。为了固定内模使其不偏移轴线位置,采用木方及三角楔将内模与外模顶牢,在浇注混凝土时将木撑逐步拆除。
(3)封头模板。封头模板采用定型钢模,表面倾角与设计锚垫板倾斜角度一致,端头模板在波纹管位留有口,将波纹管伸出端模之外,防止混凝土浆灌入波纹管中。
2.6混凝土的浇注
根据箱梁钢筋密度,有波纹管振捣困难等特点,混凝土拌和应严格按重量法施工,采用电子计量强制式拌和,严格控制水灰比在 0.35~0.4 之间,以减少表面的气泡、砂线等缺陷。坍落度宜控制在7~9cm。
箱梁混凝土的浇注采用一次成型工艺,由一端开始浇注底板混凝土,浇注长度约8~10m,用木板封底后开始浇注腹板及顶板混凝土。当腹板混凝土的分层坡脚达到底板8~10m位置后,再向前浇注8~10位置,以此类推,浇注到距另一端8~10m位置时,及时封底后变换方向,从端头向中部方面浇注腹板及顶板混凝土。
箱梁混凝土的振捣方式采用插入式振动器,底板混凝土浇注从端头及顶板预留工作孔下料,用振捣棒振捣,插点均匀、严密,不得漏振。底板浇注完成一段后,将内模部分的活动模板压紧固定,立即浇注腹板混凝土。腹板混凝土浇注采用对称、分层下料的方式进行,分层厚度不大于50cm。振捣时,振捣棒移动间距不大于30cm,每次插入下层混凝土的深度宜为5~10cm,两侧腹板混凝土的下料和振捣须对称,同步进行以避免内模偏位。
2.7预应力施工
(1)穿束。箱梁混凝土强度达到设计强度 90%时,就可进行钢绞线穿束,穿束前清理好波纹管中的杂物和污物。用塑料布包住线头便于穿束。穿束时两侧工人用力要均匀一致,保证钢绞线顺直。钢绞线穿好后,上好锚具以备张拉。
(2)张拉。张拉时一般按设计文件要求双向对称张拉,张拉程序为0~0.1fK~0.2fK~1.03fK(持荷 2min)~锚固,其中:fK为设计张拉控制应力。 张拉过程中先张拉到0.1fK,然后开始张拉量测伸长值到0.2fK,最后张拉到要求的张拉控制应力持荷后锚固。
张拉时采用张拉力和伸长值双控,理论伸长值和实际伸长值误差不应超过6%,如超出须停止张拉,查找原因。实际伸长值等于从0.2fk到1.03fk伸长值加上2倍0.1fk到0.2fk 的伸长值,理论伸长值可从《桥规》公式中计算求得。但计算中所需弹性模量要从试验中算出。
张拉时注意事顶:
预应力钢绞线张拉时,现场要有明显的标志,严禁闲杂人员进入,张拉过程中,千斤顶后不得站人,防止锚具夹片弹出伤人。
预应力钢绞线张拉过程中要严格按程序施工,均匀施加压力。油泵操作人员给油和回油要慢,不得骤然间回油和给油。张拉要从最上面的孔道开始左右双向对称张拉,张拉完最上两孔后再张拉下面。张拉时要有专人量测伸长值,并做好原始记录。
2.8箱梁孔道压浆和封锚
(1)钢绞线张拉完毕后应当将锚塞周围预应力钢绞线间隙用水泥浆封锚,待强度够时就可以注浆。
压浆机采用活塞式压浆泵,压浆泵要同水泥浆搅拌机相连接并不停搅拌,防止水泥浆凝固。压浆泵最大壓力宜为0.5~0.7MPa,当采用一次压浆或孔道较长时最大压力宜为 1.0MPa。
压浆应从下至上,每一个孔道应达到另一端饱满和出浆,并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。为保证管道中充满灰浆,将出浆口塞住,应保持不小于0.5MPa/2min。如采用二次压浆,间隔时间
宜为30~40min。
水泥浆水灰比宜为0.4~0.45,并掺入减水剂和膨胀剂,水泥浆的泌水率最大不超过 3%,水泥浆稠度宜控制在14~18s 之间,天气温度高时取上限,反之取下限。
(2)对需要封锚的锚具,压浆后应先将其周围冲洗干净,并对梁端混凝土凿毛,然后按设计布设钢筋网浇注封锚混凝土,但要严格控制封锚后的梁体长度。对于外露的锚具,应用高标号砂浆抹上,防止锈蚀。
3 结束语
总之,预应力混凝土箱梁施工难度大,技术要求高,必须认真控制好每道工序,要特别注意梁底强度,防止由于梁底开裂引起的梁体裂逢,预应力管道和锚具安装应严格控制,保证混凝土和易性和浇注质量,张拉工艺得当,操作准确,才能保证箱梁整体质量。
参考文献:
[1]殷海龙,李晓颖.预制T梁模板施工方法[J].水科学与工程技术,2005.
[2]肖建平.桥梁工程施工[M].北京:机械工业出版社,2007.
[3]张玉鹏.50m预制T梁施工技术[J].路基工程.2007.
关键词:后张法;预应力箱梁;工艺流程;施工要点
1 工程概况
梅大高速公路第六合同段位于梅县丙村镇、雁洋镇范围内,全长6.27Km,起讫桩号为K26+330~K32+600。路基土石方挖方:227万m3、填方75万m3,大中桥、高架桥、跨线桥、分离立交2868m/12座,隧道(双洞)1700m/座,涵洞及通道8座,互通工程1处。其结构形式为:上部构造采用6孔25m预应力混凝土连续箱梁,全桥共计C50混凝土预应力箱梁48块,其中中梁 24 块,边梁24块,该桥所属冲积平原,地势平坦,相对高差较小,本区地下水位较高,水质良好,对混凝土无侵蚀,水源充足。
2施工工艺及相关要点分析
2.1箱梁的施工工艺流程
底模修整→底板、腹板钢筋的焊接绑扎→埋设波纹管→外模板、内模板安装→顶板钢筋绑扎→安装负弯矩波纹管→浇注底板混凝土→浇注腹板、顶板混凝土→拆模养生穿束→钢绞线张拉→孔道压浆→封锚。
2.2底模修整
本大桥梁底是用砂浆砌砖,然后在砖垫层上铺3cm厚的水磨石,用磨石机抛光,底座边嵌3×3cm角铁,以利于支模。做底模台座时,注意留好反拱度(一般按设计或计算做)。在台座端头2m长度范围内下设扩大基础,用以承担梁体在张拉后梁对台座端头的集中应力,在梁底座每隔1.2m 设拉筋孔一道,便于支模。
2.3钢筋加工及绑扎
(1)箱梁钢筋的特点是钢筋密,弯曲多,预埋件多,施工要求高。
钢筋加工的尺寸、规格严格按照图纸及规范要求进行。
(2)钢筋安装工艺流程:绑扎底板和腹板钢筋→布设正弯矩波纹管→安装侧模、内模→绑扎顶板钢筋→布设负弯矩波纹管
对于泄水孔、伸缩缝及防撞护栏等预埋钢筋必须保证其位置准确、不要遗漏。
2.4预应力孔道及锚垫板设置
预应力孔道采用钢波纹管,波纹管可根据需要在工地按设计实际尺寸加工、下料,波纹管安装要严格按照图纸设计坐标布设,利用定位钢筋点焊在钢筋骨架上。为了保证孔道畅通及防止混凝土浆堵管,采用措施如下:
(1)孔道接头处用胶带缠绕,加强接头严密性。
(2)在波纹管附近电焊钢筋時应对波纹管加以保护,焊接完备后再仔细检查。
(3)浇注混凝土时,振捣人员应熟悉孔道位置,严禁振动棒直接触碰波纹管,以免波纹管受振变形、变位,造成孔道尺寸偏差过大或波纹管漏浆。
(4)浇注混凝土前用寸半厚壁塑料管穿入波纹管中,并在浇注过程中来回抽动,防止混凝土或振捣棒将波纹管挤压变形。
2.5模板的制作与安装
(1)外模。外模板采用5mm厚的钢板,面板加劲肋及支架均采用5×5角铁焊接。各块模板之间用螺丝联结。外模与底座之间嵌有橡胶条,以防底部漏浆。底部拉杆每1.2m一根,为了保证模板就位后支撑稳固满足受力要求,模板支架每隔5m设两根可调丝杆作为就位后的支撑,立模时用汽车吊逐块吊到待用处,上紧拉杆及可调螺杆。
(2)内模。内模可以采用木模,也可以采用钢模,每单件尺寸以 1m 为宜,支架每隔60cm 一道。石头口门大桥采用的木模,从外观上看效果不好,但经济。
内模先在拼装场地按 4~6m拼装成节,待底板、腹板钢筋及波纹管道安装完毕后,将内模分节吊入箱梁内组拼。为了保证箱梁内模位置,内模与钢筋间设置混凝土垫块作为支撐。为了防止内模上浮,每隔 1~1.2m 在外模设一道横梁,以模板横梁作为支撑用可调螺杆向下顶紧。为了固定内模使其不偏移轴线位置,采用木方及三角楔将内模与外模顶牢,在浇注混凝土时将木撑逐步拆除。
(3)封头模板。封头模板采用定型钢模,表面倾角与设计锚垫板倾斜角度一致,端头模板在波纹管位留有口,将波纹管伸出端模之外,防止混凝土浆灌入波纹管中。
2.6混凝土的浇注
根据箱梁钢筋密度,有波纹管振捣困难等特点,混凝土拌和应严格按重量法施工,采用电子计量强制式拌和,严格控制水灰比在 0.35~0.4 之间,以减少表面的气泡、砂线等缺陷。坍落度宜控制在7~9cm。
箱梁混凝土的浇注采用一次成型工艺,由一端开始浇注底板混凝土,浇注长度约8~10m,用木板封底后开始浇注腹板及顶板混凝土。当腹板混凝土的分层坡脚达到底板8~10m位置后,再向前浇注8~10位置,以此类推,浇注到距另一端8~10m位置时,及时封底后变换方向,从端头向中部方面浇注腹板及顶板混凝土。
箱梁混凝土的振捣方式采用插入式振动器,底板混凝土浇注从端头及顶板预留工作孔下料,用振捣棒振捣,插点均匀、严密,不得漏振。底板浇注完成一段后,将内模部分的活动模板压紧固定,立即浇注腹板混凝土。腹板混凝土浇注采用对称、分层下料的方式进行,分层厚度不大于50cm。振捣时,振捣棒移动间距不大于30cm,每次插入下层混凝土的深度宜为5~10cm,两侧腹板混凝土的下料和振捣须对称,同步进行以避免内模偏位。
2.7预应力施工
(1)穿束。箱梁混凝土强度达到设计强度 90%时,就可进行钢绞线穿束,穿束前清理好波纹管中的杂物和污物。用塑料布包住线头便于穿束。穿束时两侧工人用力要均匀一致,保证钢绞线顺直。钢绞线穿好后,上好锚具以备张拉。
(2)张拉。张拉时一般按设计文件要求双向对称张拉,张拉程序为0~0.1fK~0.2fK~1.03fK(持荷 2min)~锚固,其中:fK为设计张拉控制应力。 张拉过程中先张拉到0.1fK,然后开始张拉量测伸长值到0.2fK,最后张拉到要求的张拉控制应力持荷后锚固。
张拉时采用张拉力和伸长值双控,理论伸长值和实际伸长值误差不应超过6%,如超出须停止张拉,查找原因。实际伸长值等于从0.2fk到1.03fk伸长值加上2倍0.1fk到0.2fk 的伸长值,理论伸长值可从《桥规》公式中计算求得。但计算中所需弹性模量要从试验中算出。
张拉时注意事顶:
预应力钢绞线张拉时,现场要有明显的标志,严禁闲杂人员进入,张拉过程中,千斤顶后不得站人,防止锚具夹片弹出伤人。
预应力钢绞线张拉过程中要严格按程序施工,均匀施加压力。油泵操作人员给油和回油要慢,不得骤然间回油和给油。张拉要从最上面的孔道开始左右双向对称张拉,张拉完最上两孔后再张拉下面。张拉时要有专人量测伸长值,并做好原始记录。
2.8箱梁孔道压浆和封锚
(1)钢绞线张拉完毕后应当将锚塞周围预应力钢绞线间隙用水泥浆封锚,待强度够时就可以注浆。
压浆机采用活塞式压浆泵,压浆泵要同水泥浆搅拌机相连接并不停搅拌,防止水泥浆凝固。压浆泵最大壓力宜为0.5~0.7MPa,当采用一次压浆或孔道较长时最大压力宜为 1.0MPa。
压浆应从下至上,每一个孔道应达到另一端饱满和出浆,并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。为保证管道中充满灰浆,将出浆口塞住,应保持不小于0.5MPa/2min。如采用二次压浆,间隔时间
宜为30~40min。
水泥浆水灰比宜为0.4~0.45,并掺入减水剂和膨胀剂,水泥浆的泌水率最大不超过 3%,水泥浆稠度宜控制在14~18s 之间,天气温度高时取上限,反之取下限。
(2)对需要封锚的锚具,压浆后应先将其周围冲洗干净,并对梁端混凝土凿毛,然后按设计布设钢筋网浇注封锚混凝土,但要严格控制封锚后的梁体长度。对于外露的锚具,应用高标号砂浆抹上,防止锈蚀。
3 结束语
总之,预应力混凝土箱梁施工难度大,技术要求高,必须认真控制好每道工序,要特别注意梁底强度,防止由于梁底开裂引起的梁体裂逢,预应力管道和锚具安装应严格控制,保证混凝土和易性和浇注质量,张拉工艺得当,操作准确,才能保证箱梁整体质量。
参考文献:
[1]殷海龙,李晓颖.预制T梁模板施工方法[J].水科学与工程技术,2005.
[2]肖建平.桥梁工程施工[M].北京:机械工业出版社,2007.
[3]张玉鹏.50m预制T梁施工技术[J].路基工程.2007.