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[摘 要]本文结合工程实例,对现浇预应力混凝土连续箱梁施工技术作一些介绍,为今后类似工程提供了借鉴。
[关键词]现浇 预应力 连续箱梁 施工技术
中图分类号:U445.57 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)23-0105-01
一、工程概况
某高速公路桥长426.35m。主桥上构为35m+2×50m+35m单箱单室预应力砼变截面连续箱梁,设纵、横、竖三向预应力体系。主要工程量为钢筋制作安装536.5t,钢绞线制作安装103.2t,浇筑C50混凝土2377m3。箱梁混凝土采用满堂支架分段现浇的施工方法,现浇箱梁满堂支架采用钢管桩架工字钢搭设碗扣支架的方案。箱梁底、侧模板采用胶合木模板,内模采用组合钢模板及木模板拼装,现场集中制作、安装钢筋及预应力筋,砼在搅拌站集中拌制,采用砼输送泵泵送浇筑箱梁砼。
二、施工技术要点
1、满堂支架施工
本工程满堂支架采用钢管桩架工字钢搭设碗扣支架的方案,10~11#墩35m边跨部分位于河堤上,采用直接硬化地面搭设满堂支架。钢管桩的布置要充分考虑承台宽度、墩与墩之间的净距以及钢管桩顶上的纵横梁的受力,尽量满足纵横梁等弯矩布置,减少跨中弯矩和支点处负弯矩。钢管桩采用Ф529mm×8mm形式的钢管,横桥向一排5根,间距均为3.3m,50m主跨纵向间距为为7.0m、3.6m、4.8m、4.8m、4.8m、4.8m、4.8m、4.8m、3.6m、7.0m。边跨35m纵向间距为3.3m、4.8m、4.8m、4.8m、4.8m、3.6m、7.0m。利用承台每边设两道横梁,用短钢管桩支撑,短钢管桩与承台预留钢筋焊接确保稳定。横桥向单排钢管桩顶部焊接1根长15m的I40a的工字钢作为横梁,横梁顶部纵桥向布置15根I36a工字钢,横向间距为120cm、120cm、60cm、60cm、90cm、120cm、120cm、120cm、120cm、90cm、60cm、60cm、120cm、120cm。顺桥向在墩顶两侧10.8m范围内为间距为0.6m,其余范围为0.9m。纵桥向在中间桩及两边边桩各设一道剪刀撑及横撑,纵桥向总计设3道剪刀撑,横桥向采用16#槽钢作为钢管桩单桩之间的横向连接。碗扣架横桥向间距与I36a工字钢间距相同,竖向每层高0.6m,碗扣架上部每个承托内纵向放置3根并排钢管作为纵撑,其上面横向放置6.5cm×11cm方木用于支撑范本,腹板下2方方木间距0.15m。
2、载荷试验
载荷试验的目的:检验支架及地基的强度及稳定性,消除整个支架的塑性变形,消除地基的沉降变形,测量出支架的弹性变形。预压范围为9#~10#跨中30m范围,事先计算出此范围内上部梁体自重,按照梁体自重的120%对支架施加荷载,材料选用编织袋装碎石或成捆钢筋作配重对支架进行预压。按照支架方案搭设碗扣式支架,支架顶利用顶托按设计梁体标高调平,铺设纵向钢管和横向方木,钢管为三根并排放在顶托上,方木采用6.5cm×11cm规格立放在钢管上,在方木上拼装竹胶板,用吊车吊放材料对支架进行预压,要求砂袋对称堆放整齐,注意留出标高观测点位置,标高观测点布置见下图。在预压前对底模的标高观测一次,在预压的过程中平均每天观测两次,观测至沉降稳定为止,将预压荷载卸载后再对底模标高观测一次,从以上的观测数据中计算出支架的弹性变形及地基的下沉。預压完成后,可得出梁段荷载作用下支架产生的弹性变形值及地基下沉值,将此弹性变形值、地基下沉值与设计的预拱度相叠加,算出施工时应当采用的预拱度,按算出的预拱度,调整立杆高度,以调整底模标高。
3、模板施工
(1)底模:底、侧模采用桥梁专用胶合木模板,规格为1.22m×2.44m,厚度15mm,满堂支架搭设并调好高度后,在支架上按15cm的间距搭设纵向6.5×11cm的方木,在方木上钉牢大块胶合板,在底模两侧部分用木模板支出侧模及翼缘模板,通过调整支架顶托准确设置梁底纵坡及高度,模板必须标高正确、表面平整、支撑牢固。模板拼缝使用双面胶带黏结,对局部接缝不严处用原子灰填实抹平,模板相邻板面高低差调至1mm范围以内,侧模上需按图纸要求准确设置横向预应力张拉槽口模板。
(2)箱梁内模:使用木模板及钢模板组合拼装,模板拼缝严密,确保浇筑混凝土过程中不跑模、不漏浆。经过现场技术人员及质检人员检查钢筋骨架、定位网、波纹管及垫块确认无误后方可进行内模的吊装。内模安装时,采用定位箍筋与主筋连接,并对模板进行负重,以加强模板本身的自重力,混凝土浇筑时先浇筑底板混凝土,然后再浇筑肋板混凝土,并且两边同时浇筑,内模两侧也不可强力过振,防止内模上浮。
4、钢筋制作及绑扎
(1)钢筋绑扎前,应先在模板上弹线标出钢筋骨架位置,为使预应力筋位置和端部构造满足设计要求,非预应力筋应避让波纹管及埋件,部分钢筋间距需调整。波纹管定位钢筋预先按设计图加工,跨中向两端随非预应力钢筋同时绑扎。在绑扎钢筋的同时按照图纸所示管道坐标布设波纹管,采用双波连续塑料波纹管,波纹管连接采用长为250mm内径大一号同型号的波纹管套接,接头应错开并用胶带封裹,以防水泥浆漏入孔内。波纹管应自然弯曲,无局部硬弯,最后用铁丝将波纹管固定在定位钢筋支架筋上,以免浇筑砼时波纹管上浮。
(2)穿预应力钢绞线。纵、横向钢绞线采用1×7-15.2-1860-GB/T5224-2003技术标准,在箱梁混凝土浇筑前预先穿入波纹管,竖向预应力材料为精轧螺纹钢,在浇筑底、腹板时预埋。预应力筋下料长度分两部分,孔道内曲线长度可放大样及计算确定,两端的工作长度需根据千斤顶及锚固体系的尺寸确定。
5、箱梁混凝土施工
(1)箱梁纵向分为4个节段自南向北逐段施工,首先浇筑7#墩梁端节段,节段工作面设于恒载零弯距截面附近,梁端节段、跨中节段由节段中部对称向节段工作面浇筑,墩顶节段由墩顶对称向两侧浇筑。 (2)浇筑的混凝土龄期达7天且其强度大于80%后,可以进行下一节段的施工。浇筑下一节段混凝土前应将旧混凝土的工作面凿毛洁净,以保证新旧混凝土的整体性。上一浇筑段钢筋绑扎时预留下一浇筑段焊接钢筋,预留长度满足规范规定钢筋搭接长度要求,接头模板采用木模板,按照纵向钢筋位置在模板上预留穿钢筋孔,接头处模板使用钢管顶撑,模板须接缝严密、支撑牢固,防止混凝土浇筑时造成露浆、跑模。每段混凝土浇筑前接头处模板按0.6m间距布置肋木及采用拉筋加固,所有钢筋接头先作清污,除锈和调直处理,后续钢筋与之焊接即可。浇筑混凝土前,对支架、模板、钢筋和预埋件进行检查,模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢清理干净。
6、预应力施工
(1)张拉机具张拉机具应与锚具配套使用,均由专业人员校验,经校验合格方可使用。张拉用的油泵性能必须良好,经标定后方可使用,供油足,压力稳定,运行平稳,无渗漏现象。
(2)砼强度达到设计强度的90%且龄期不少于14天时开始张拉钢束,竖向预应力钢束采取两边同时对称张拉,横向预应力钢束采用一端张拉,张拉时按先长束后短束的顺序张拉以策安全,张拉完成后,将管道压浆封锚。纵向预应力束均采用两端对称张拉,使用2台标定合格的300t千斤顶整体张拉;横向预应力束采用一端张拉,使用2台标定合格的26t千斤顶逐根张拉;竖向预应力钢筋均在箱梁顶面张拉。采用双控张拉,以应力控制为主。张拉时应对应设標志,以便测定各钢束的伸长量。每根钢束张拉到设计吨位后,实测伸长量,实际伸长量与理论误差值不得大于±6%。若发现伸长量异常,应查明原因,并采取措施后才能再张拉。
(3)孔道压浆。压浆前应清除管道内杂质,水泥砂浆的水灰比不宜超过0.3~0.35,抗压强度R28=45MPa。压浆采用砂浆搅拌机与压浆机配合进行压浆,压浆需在张拉完毕48小时内完成。
(4)封堵端头。孔道灌浆后应先将锚具周围冲洗干净并将砼结合面凿毛,梁端将非预应力钢筋整理复位后浇筑同标号的砼,将锚具封裹;对于横向预应力钢筋封锚时还必须注意其颜色,必须和周围砼颜色一致,保持砼表面的美观。
三、结束语
现浇预应力连续箱梁是我国广泛采用的一种桥梁结构形式。现浇预应力箱梁的施工控制重点有必须保证地基、支架的承载力和支架的稳定性要保证钢绞线的连接、张拉质量保证混凝土的外观质量。
参考文献
1、杨正元,预应力混凝土连续箱梁现浇技术探讨,《山西建筑》 2012年08期
[关键词]现浇 预应力 连续箱梁 施工技术
中图分类号:U445.57 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)23-0105-01
一、工程概况
某高速公路桥长426.35m。主桥上构为35m+2×50m+35m单箱单室预应力砼变截面连续箱梁,设纵、横、竖三向预应力体系。主要工程量为钢筋制作安装536.5t,钢绞线制作安装103.2t,浇筑C50混凝土2377m3。箱梁混凝土采用满堂支架分段现浇的施工方法,现浇箱梁满堂支架采用钢管桩架工字钢搭设碗扣支架的方案。箱梁底、侧模板采用胶合木模板,内模采用组合钢模板及木模板拼装,现场集中制作、安装钢筋及预应力筋,砼在搅拌站集中拌制,采用砼输送泵泵送浇筑箱梁砼。
二、施工技术要点
1、满堂支架施工
本工程满堂支架采用钢管桩架工字钢搭设碗扣支架的方案,10~11#墩35m边跨部分位于河堤上,采用直接硬化地面搭设满堂支架。钢管桩的布置要充分考虑承台宽度、墩与墩之间的净距以及钢管桩顶上的纵横梁的受力,尽量满足纵横梁等弯矩布置,减少跨中弯矩和支点处负弯矩。钢管桩采用Ф529mm×8mm形式的钢管,横桥向一排5根,间距均为3.3m,50m主跨纵向间距为为7.0m、3.6m、4.8m、4.8m、4.8m、4.8m、4.8m、4.8m、3.6m、7.0m。边跨35m纵向间距为3.3m、4.8m、4.8m、4.8m、4.8m、3.6m、7.0m。利用承台每边设两道横梁,用短钢管桩支撑,短钢管桩与承台预留钢筋焊接确保稳定。横桥向单排钢管桩顶部焊接1根长15m的I40a的工字钢作为横梁,横梁顶部纵桥向布置15根I36a工字钢,横向间距为120cm、120cm、60cm、60cm、90cm、120cm、120cm、120cm、120cm、90cm、60cm、60cm、120cm、120cm。顺桥向在墩顶两侧10.8m范围内为间距为0.6m,其余范围为0.9m。纵桥向在中间桩及两边边桩各设一道剪刀撑及横撑,纵桥向总计设3道剪刀撑,横桥向采用16#槽钢作为钢管桩单桩之间的横向连接。碗扣架横桥向间距与I36a工字钢间距相同,竖向每层高0.6m,碗扣架上部每个承托内纵向放置3根并排钢管作为纵撑,其上面横向放置6.5cm×11cm方木用于支撑范本,腹板下2方方木间距0.15m。
2、载荷试验
载荷试验的目的:检验支架及地基的强度及稳定性,消除整个支架的塑性变形,消除地基的沉降变形,测量出支架的弹性变形。预压范围为9#~10#跨中30m范围,事先计算出此范围内上部梁体自重,按照梁体自重的120%对支架施加荷载,材料选用编织袋装碎石或成捆钢筋作配重对支架进行预压。按照支架方案搭设碗扣式支架,支架顶利用顶托按设计梁体标高调平,铺设纵向钢管和横向方木,钢管为三根并排放在顶托上,方木采用6.5cm×11cm规格立放在钢管上,在方木上拼装竹胶板,用吊车吊放材料对支架进行预压,要求砂袋对称堆放整齐,注意留出标高观测点位置,标高观测点布置见下图。在预压前对底模的标高观测一次,在预压的过程中平均每天观测两次,观测至沉降稳定为止,将预压荷载卸载后再对底模标高观测一次,从以上的观测数据中计算出支架的弹性变形及地基的下沉。預压完成后,可得出梁段荷载作用下支架产生的弹性变形值及地基下沉值,将此弹性变形值、地基下沉值与设计的预拱度相叠加,算出施工时应当采用的预拱度,按算出的预拱度,调整立杆高度,以调整底模标高。
3、模板施工
(1)底模:底、侧模采用桥梁专用胶合木模板,规格为1.22m×2.44m,厚度15mm,满堂支架搭设并调好高度后,在支架上按15cm的间距搭设纵向6.5×11cm的方木,在方木上钉牢大块胶合板,在底模两侧部分用木模板支出侧模及翼缘模板,通过调整支架顶托准确设置梁底纵坡及高度,模板必须标高正确、表面平整、支撑牢固。模板拼缝使用双面胶带黏结,对局部接缝不严处用原子灰填实抹平,模板相邻板面高低差调至1mm范围以内,侧模上需按图纸要求准确设置横向预应力张拉槽口模板。
(2)箱梁内模:使用木模板及钢模板组合拼装,模板拼缝严密,确保浇筑混凝土过程中不跑模、不漏浆。经过现场技术人员及质检人员检查钢筋骨架、定位网、波纹管及垫块确认无误后方可进行内模的吊装。内模安装时,采用定位箍筋与主筋连接,并对模板进行负重,以加强模板本身的自重力,混凝土浇筑时先浇筑底板混凝土,然后再浇筑肋板混凝土,并且两边同时浇筑,内模两侧也不可强力过振,防止内模上浮。
4、钢筋制作及绑扎
(1)钢筋绑扎前,应先在模板上弹线标出钢筋骨架位置,为使预应力筋位置和端部构造满足设计要求,非预应力筋应避让波纹管及埋件,部分钢筋间距需调整。波纹管定位钢筋预先按设计图加工,跨中向两端随非预应力钢筋同时绑扎。在绑扎钢筋的同时按照图纸所示管道坐标布设波纹管,采用双波连续塑料波纹管,波纹管连接采用长为250mm内径大一号同型号的波纹管套接,接头应错开并用胶带封裹,以防水泥浆漏入孔内。波纹管应自然弯曲,无局部硬弯,最后用铁丝将波纹管固定在定位钢筋支架筋上,以免浇筑砼时波纹管上浮。
(2)穿预应力钢绞线。纵、横向钢绞线采用1×7-15.2-1860-GB/T5224-2003技术标准,在箱梁混凝土浇筑前预先穿入波纹管,竖向预应力材料为精轧螺纹钢,在浇筑底、腹板时预埋。预应力筋下料长度分两部分,孔道内曲线长度可放大样及计算确定,两端的工作长度需根据千斤顶及锚固体系的尺寸确定。
5、箱梁混凝土施工
(1)箱梁纵向分为4个节段自南向北逐段施工,首先浇筑7#墩梁端节段,节段工作面设于恒载零弯距截面附近,梁端节段、跨中节段由节段中部对称向节段工作面浇筑,墩顶节段由墩顶对称向两侧浇筑。 (2)浇筑的混凝土龄期达7天且其强度大于80%后,可以进行下一节段的施工。浇筑下一节段混凝土前应将旧混凝土的工作面凿毛洁净,以保证新旧混凝土的整体性。上一浇筑段钢筋绑扎时预留下一浇筑段焊接钢筋,预留长度满足规范规定钢筋搭接长度要求,接头模板采用木模板,按照纵向钢筋位置在模板上预留穿钢筋孔,接头处模板使用钢管顶撑,模板须接缝严密、支撑牢固,防止混凝土浇筑时造成露浆、跑模。每段混凝土浇筑前接头处模板按0.6m间距布置肋木及采用拉筋加固,所有钢筋接头先作清污,除锈和调直处理,后续钢筋与之焊接即可。浇筑混凝土前,对支架、模板、钢筋和预埋件进行检查,模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢清理干净。
6、预应力施工
(1)张拉机具张拉机具应与锚具配套使用,均由专业人员校验,经校验合格方可使用。张拉用的油泵性能必须良好,经标定后方可使用,供油足,压力稳定,运行平稳,无渗漏现象。
(2)砼强度达到设计强度的90%且龄期不少于14天时开始张拉钢束,竖向预应力钢束采取两边同时对称张拉,横向预应力钢束采用一端张拉,张拉时按先长束后短束的顺序张拉以策安全,张拉完成后,将管道压浆封锚。纵向预应力束均采用两端对称张拉,使用2台标定合格的300t千斤顶整体张拉;横向预应力束采用一端张拉,使用2台标定合格的26t千斤顶逐根张拉;竖向预应力钢筋均在箱梁顶面张拉。采用双控张拉,以应力控制为主。张拉时应对应设標志,以便测定各钢束的伸长量。每根钢束张拉到设计吨位后,实测伸长量,实际伸长量与理论误差值不得大于±6%。若发现伸长量异常,应查明原因,并采取措施后才能再张拉。
(3)孔道压浆。压浆前应清除管道内杂质,水泥砂浆的水灰比不宜超过0.3~0.35,抗压强度R28=45MPa。压浆采用砂浆搅拌机与压浆机配合进行压浆,压浆需在张拉完毕48小时内完成。
(4)封堵端头。孔道灌浆后应先将锚具周围冲洗干净并将砼结合面凿毛,梁端将非预应力钢筋整理复位后浇筑同标号的砼,将锚具封裹;对于横向预应力钢筋封锚时还必须注意其颜色,必须和周围砼颜色一致,保持砼表面的美观。
三、结束语
现浇预应力连续箱梁是我国广泛采用的一种桥梁结构形式。现浇预应力箱梁的施工控制重点有必须保证地基、支架的承载力和支架的稳定性要保证钢绞线的连接、张拉质量保证混凝土的外观质量。
参考文献
1、杨正元,预应力混凝土连续箱梁现浇技术探讨,《山西建筑》 2012年08期