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摘要: 目前，预应力箱梁施工法是近几年在铁路与公路的桥梁上最为常见的桥梁上部结构方式之一。下文针对本人工程实践经验并结合某大桥上部结构采用预应力混凝土连续箱梁为例,且介绍了箱梁制作、预应力张拉、安装及简支到连续的转换施工,并指出控制施工质量的关键工序。为箱梁施工提供参考。
关键词:连续箱梁；体系转换；双控；施工技术；压浆
1工程概况
现有某大桥全长1800m、宽24m,共62跨,跨径为30m,每跨分左右两幅,每幅为4片组合箱梁,每跨8片,全桥共496片。一联为6～7孔的装配式预应力混凝土连续箱梁,采用多箱单独预制、简支安装、现浇连续接头的先简支、后连续的组合箱梁结构体系。
2预制场建设
2.1预制场总体布置
因场地狭窄,预制场只能放在0#桥台附近的高填方路基上,台座顺桥向布置,每排3～4个台座,共32个。场地中设置一条运混凝土和出梁车道。
2.2台座制作
台座基础用C20混凝土浇筑,长32m,宽1.2m,深40cm。在台座两端头修建扩大基础,尺寸为3m×3m×1.2m,防止箱梁张拉后台座下沉开裂。浇筑条形台座时先测量放样,再立模浇筑C20混凝土,顶面设2cm反拱。在条型台座混凝土浇筑时预埋角钢,与铺设在台座上的厚10mm底模钢板点焊,以防钢板位移。在两根角钢的外侧设置安装密封条的凹槽。
2.3龙门吊安装及轨道铺设
龙门吊采用单轨,起吊重量为50t,轨道轴线间距为18m。在夯实后的路基上浇筑40cm厚的混凝土,浇筑混凝土时预埋轨道固定螺杆。在混凝土强度达到后铺设铁轨。轨道铺好后可拼装龙门吊,龙门吊用贝雷片拼装而成,一门需贝雷桁架片60片,龙门吊跨径18m。龙门吊上另安装5t电动葫芦一台,供模板吊装及混凝土浇筑时使用。
3箱梁預制
3.1模板的制作、拼装及拆卸
3.1.1模板的制作
模板为定型钢模,由底模、侧模、端模及芯模四部分组成。侧模设置可调节横坡,芯模为加工成活动模板,便于搬运拆装。加工成型后模板允许误差:面板平整度≤1.0mm,断面尺寸误差≤2.0mm。
3.1.2模板的拼装、拆卸
模板的拼装、拆卸利用龙门吊的电动葫芦进行作业。先安装钢筋骨架和端模板,再安装波纹管及两侧模板,最后安装芯模;当混凝土抗压强度达2.5MPa后拆除侧模及端模,当混凝土构件达到一定强度,芯模拆除后能保持不变形,芯模方可拆除。模板安装应严格按放样进行,确保安装时位置准确,安装牢固。
为了保证模板的接缝光顺、不漏浆,模板接缝处采用硬质泡沫衬垫并用打磨机打磨平整;每次拆模后均将模板表面清理干净,确保在下次使用时不生锈;每次立模前先将模板表面清理干净,去除污垢、不洁物,涂上适量脱模剂后方可立模。
3.2钢筋骨架的制作与安装
骨架钢筋在钢筋棚集中预制加工,现场台座上绑扎成型。
钢筋骨架现场装配时,先在底模上准确标出竖向钢筋的定位线,摆放钢筋,再定出侧向水平钢筋的位置,摆放钢筋并与竖向钢筋绑扎在一起。
为确保钢筋保护层的厚度,采取先在钢筋上设置接触保护块。侧模及芯模支立好后再绑扎面层钢筋。
3.3波纹管及钢铰线制作及安装
波纹管按设计要求的规格进行制作,对制作好的波纹管应检查是否有破损、锈蚀及污渍。骨架钢筋安装完毕后,将波纹管沿梁长方向按顺序穿入各定位钢筋的“井”字网眼中,在波纹管各接头处安装接头管,防止漏浆。波纹管与锚垫板接口用封箱带包扎以防水泥浆渗入钢绞线下料采用切割机切割,严禁使用电焊和气割切断。钢绞线成束时应确保顺直、不扭转。在端头模板安装好后,将编好的钢绞线束穿入孔道内。
3.4张拉、压浆及封端
3.4.1张拉
箱梁强度达到90％后,经对箱梁锚垫板和孔道检查无问题后,安装锚环,即可进行张拉。
张拉程序:0→初始应力(10％σk)→20％σk应力→103％σk持荷5分钟→直接锚固。将初始应力张拉到20％σk应力时钢绞线实测伸长值代替初始应力伸长值加上10％σk至103％σk应力时钢绞线实测伸长值与设计伸长值进行比较，若偏差大于6%时，应暂停张拉，待查明原因,并采取措施调正后方可继续张拉。
根据设计箱梁张拉顺序为:1→3→2→4,左右对称张拉。
3.4.2压浆
压浆前应全面检查孔道及进浆孔用水孔是否畅通,封锚是否完好,并且要调制好性能好的水泥浆。
压浆工艺:
(1)张拉结束后,应在14h内压浆。
(2)孔道压浆顺序为先下后上,要将集中一处的孔道一次压完,以免孔道窜浆。发现窜浆现象时,应及时将窜浆孔道冲洗畅通。
(3)使用活塞式压浆泵(BWl60型),压浆的最大压力控制在0.5～0.7MPa,每个孔道压浆至最大压力后,应有一定的稳压时间,压浆应达到孔道另一端饱满和出浆,并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。
4箱梁安装
4.1架桥机拼装及配套机具
4.1.1架桥机配套机具
(1)100 t/30 m架桥机1台(用贝雷片架拼装);(2)50 t运梁平车4台(配移动柴油机组30 kw 2台,作运梁平车动力);(3)5 t手动葫芦8台。
4.1.2架桥机拼装
用贝雷片架拼装双导梁架桥机,先拼装好两片导梁,用吊车起吊置于0台、1#墩盖梁(台帽)上,导梁前端及中部安装支腿,支腿下部固定在盖梁(台帽)上。导梁下平车铁轨铺设在3#梁上,运梁车铁轨铺设在2#梁上。
4.2支座垫石放样
根据设计图纸对已完成的支座垫石、临时支座位置及标高进行复测。用全站仪放出盖梁中心线及桥中心线,并以此在垫石上引出支座边线,梁端及梁侧边线,以及临时支座中心位置,并检查支座的水平平整度。
4.3箱梁运输
利用50 t双门机吊起箱梁放在运梁车上,运梁车沿轨道将其运至架桥机下。
5湿接缝施工
工艺流程:钢筋安置→模板安装→混凝土浇筑→混凝土养护
湿接缝钢筋先进行预制加工,然后进行绑扎安装。要求湿接缝N5钢筋与箱梁顶板上相对应钢筋进行焊接,焊接长度达到10d。经检查合格后,进行湿接缝混凝土施工。模板采用竹胶板或钢板制成,用螺杆吊于支架上固定,螺杆外套塑料管,塑料管直径为2～3cm。混凝土配合比按设计要求进行,由提升吊篮将混凝土运至湿接缝处,采用平板振动器振捣混凝土,抹平收浆后及时覆盖,终凝后开始养护,当混凝土强度达到拆模强度方可拆模。当湿接缝浇筑混凝土正好在运梁轨道邻近时,混凝土强度必须达到设计强度80％以上时方可运送大梁。
6体系转换
工艺流程:箱梁安装→安装负弯距钢铰线→墩顶连续钢筋安置→安装梁端模板→混凝土浇筑→混凝土养护→湿接缝浇筑→负弯距张拉→压浆→张拉槽浇筑→拆除临时支座箱梁为6～7跨一联,安装好一联即进行由简支到连续的体系转换。首先连接面板钢筋及端横梁钢筋,立模浇筑端横梁。再绑扎连续墩项连续接头处的钢筋,安装预应力管道,安装好支座,然后支立接头侧、底模板,浇筑C50混凝土并养护。混凝土达到设计强度后,张拉墩顶连续钢束。
墩顶连续钢束张拉并压浆后，撤掉临时支座，使箱梁落于永久支座。
7结语
随着我国经济的发展，车流量日剧增加，桥梁施工质量的好坏直接影响着桥梁的使用年限，因此，为了避免因施工质量引起的返工或通车后的事故，给交通运输带来困扰，造成经济等诸多损失，应当根据施工现场的条件，合理地选择施工方法和施工工艺，进而确保桥梁的施工质量，确保更好地为经济发展服务。
关键词:连续箱梁；体系转换；双控；施工技术；压浆
1工程概况
现有某大桥全长1800m、宽24m,共62跨,跨径为30m,每跨分左右两幅,每幅为4片组合箱梁,每跨8片,全桥共496片。一联为6～7孔的装配式预应力混凝土连续箱梁,采用多箱单独预制、简支安装、现浇连续接头的先简支、后连续的组合箱梁结构体系。
2预制场建设
2.1预制场总体布置
因场地狭窄,预制场只能放在0#桥台附近的高填方路基上,台座顺桥向布置,每排3～4个台座,共32个。场地中设置一条运混凝土和出梁车道。
2.2台座制作
台座基础用C20混凝土浇筑,长32m,宽1.2m,深40cm。在台座两端头修建扩大基础,尺寸为3m×3m×1.2m,防止箱梁张拉后台座下沉开裂。浇筑条形台座时先测量放样,再立模浇筑C20混凝土,顶面设2cm反拱。在条型台座混凝土浇筑时预埋角钢,与铺设在台座上的厚10mm底模钢板点焊,以防钢板位移。在两根角钢的外侧设置安装密封条的凹槽。
2.3龙门吊安装及轨道铺设
龙门吊采用单轨,起吊重量为50t,轨道轴线间距为18m。在夯实后的路基上浇筑40cm厚的混凝土,浇筑混凝土时预埋轨道固定螺杆。在混凝土强度达到后铺设铁轨。轨道铺好后可拼装龙门吊,龙门吊用贝雷片拼装而成,一门需贝雷桁架片60片,龙门吊跨径18m。龙门吊上另安装5t电动葫芦一台,供模板吊装及混凝土浇筑时使用。
3箱梁預制
3.1模板的制作、拼装及拆卸
3.1.1模板的制作
模板为定型钢模,由底模、侧模、端模及芯模四部分组成。侧模设置可调节横坡,芯模为加工成活动模板,便于搬运拆装。加工成型后模板允许误差:面板平整度≤1.0mm,断面尺寸误差≤2.0mm。
3.1.2模板的拼装、拆卸
模板的拼装、拆卸利用龙门吊的电动葫芦进行作业。先安装钢筋骨架和端模板,再安装波纹管及两侧模板,最后安装芯模;当混凝土抗压强度达2.5MPa后拆除侧模及端模,当混凝土构件达到一定强度,芯模拆除后能保持不变形,芯模方可拆除。模板安装应严格按放样进行,确保安装时位置准确,安装牢固。
为了保证模板的接缝光顺、不漏浆,模板接缝处采用硬质泡沫衬垫并用打磨机打磨平整;每次拆模后均将模板表面清理干净,确保在下次使用时不生锈;每次立模前先将模板表面清理干净,去除污垢、不洁物,涂上适量脱模剂后方可立模。
3.2钢筋骨架的制作与安装
骨架钢筋在钢筋棚集中预制加工,现场台座上绑扎成型。
钢筋骨架现场装配时,先在底模上准确标出竖向钢筋的定位线,摆放钢筋,再定出侧向水平钢筋的位置,摆放钢筋并与竖向钢筋绑扎在一起。
为确保钢筋保护层的厚度,采取先在钢筋上设置接触保护块。侧模及芯模支立好后再绑扎面层钢筋。
3.3波纹管及钢铰线制作及安装
波纹管按设计要求的规格进行制作,对制作好的波纹管应检查是否有破损、锈蚀及污渍。骨架钢筋安装完毕后,将波纹管沿梁长方向按顺序穿入各定位钢筋的“井”字网眼中,在波纹管各接头处安装接头管,防止漏浆。波纹管与锚垫板接口用封箱带包扎以防水泥浆渗入钢绞线下料采用切割机切割,严禁使用电焊和气割切断。钢绞线成束时应确保顺直、不扭转。在端头模板安装好后,将编好的钢绞线束穿入孔道内。
3.4张拉、压浆及封端
3.4.1张拉
箱梁强度达到90％后,经对箱梁锚垫板和孔道检查无问题后,安装锚环,即可进行张拉。
张拉程序:0→初始应力(10％σk)→20％σk应力→103％σk持荷5分钟→直接锚固。将初始应力张拉到20％σk应力时钢绞线实测伸长值代替初始应力伸长值加上10％σk至103％σk应力时钢绞线实测伸长值与设计伸长值进行比较，若偏差大于6%时，应暂停张拉，待查明原因,并采取措施调正后方可继续张拉。
根据设计箱梁张拉顺序为:1→3→2→4,左右对称张拉。
3.4.2压浆
压浆前应全面检查孔道及进浆孔用水孔是否畅通,封锚是否完好,并且要调制好性能好的水泥浆。
压浆工艺:
(1)张拉结束后,应在14h内压浆。
(2)孔道压浆顺序为先下后上,要将集中一处的孔道一次压完,以免孔道窜浆。发现窜浆现象时,应及时将窜浆孔道冲洗畅通。
(3)使用活塞式压浆泵(BWl60型),压浆的最大压力控制在0.5～0.7MPa,每个孔道压浆至最大压力后,应有一定的稳压时间,压浆应达到孔道另一端饱满和出浆,并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。
4箱梁安装
4.1架桥机拼装及配套机具
4.1.1架桥机配套机具
(1)100 t/30 m架桥机1台(用贝雷片架拼装);(2)50 t运梁平车4台(配移动柴油机组30 kw 2台,作运梁平车动力);(3)5 t手动葫芦8台。
4.1.2架桥机拼装
用贝雷片架拼装双导梁架桥机,先拼装好两片导梁,用吊车起吊置于0台、1#墩盖梁(台帽)上,导梁前端及中部安装支腿,支腿下部固定在盖梁(台帽)上。导梁下平车铁轨铺设在3#梁上,运梁车铁轨铺设在2#梁上。
4.2支座垫石放样
根据设计图纸对已完成的支座垫石、临时支座位置及标高进行复测。用全站仪放出盖梁中心线及桥中心线,并以此在垫石上引出支座边线,梁端及梁侧边线,以及临时支座中心位置,并检查支座的水平平整度。
4.3箱梁运输
利用50 t双门机吊起箱梁放在运梁车上,运梁车沿轨道将其运至架桥机下。
5湿接缝施工
工艺流程:钢筋安置→模板安装→混凝土浇筑→混凝土养护
湿接缝钢筋先进行预制加工,然后进行绑扎安装。要求湿接缝N5钢筋与箱梁顶板上相对应钢筋进行焊接,焊接长度达到10d。经检查合格后,进行湿接缝混凝土施工。模板采用竹胶板或钢板制成,用螺杆吊于支架上固定,螺杆外套塑料管,塑料管直径为2～3cm。混凝土配合比按设计要求进行,由提升吊篮将混凝土运至湿接缝处,采用平板振动器振捣混凝土,抹平收浆后及时覆盖,终凝后开始养护,当混凝土强度达到拆模强度方可拆模。当湿接缝浇筑混凝土正好在运梁轨道邻近时,混凝土强度必须达到设计强度80％以上时方可运送大梁。
6体系转换
工艺流程:箱梁安装→安装负弯距钢铰线→墩顶连续钢筋安置→安装梁端模板→混凝土浇筑→混凝土养护→湿接缝浇筑→负弯距张拉→压浆→张拉槽浇筑→拆除临时支座箱梁为6～7跨一联,安装好一联即进行由简支到连续的体系转换。首先连接面板钢筋及端横梁钢筋,立模浇筑端横梁。再绑扎连续墩项连续接头处的钢筋,安装预应力管道,安装好支座,然后支立接头侧、底模板,浇筑C50混凝土并养护。混凝土达到设计强度后,张拉墩顶连续钢束。
墩顶连续钢束张拉并压浆后，撤掉临时支座，使箱梁落于永久支座。
7结语
随着我国经济的发展，车流量日剧增加，桥梁施工质量的好坏直接影响着桥梁的使用年限，因此，为了避免因施工质量引起的返工或通车后的事故，给交通运输带来困扰，造成经济等诸多损失，应当根据施工现场的条件，合理地选择施工方法和施工工艺，进而确保桥梁的施工质量，确保更好地为经济发展服务。