大跨度３５ｍ先張法組合箱梁施工技術(shù)研究與應(yīng)用

白洪州

摘要：本文簡要介紹設(shè)計(jì)為35m×11m跨先簡支后連續(xù)折線先張法箱梁的施工方案和主要施工方法。

關(guān)鍵詞：折線；先張法；箱梁

先張與后張的工藝對比可知先張預(yù)應(yīng)力混凝土便于工廠化預(yù)制，具有施工周期短、工序簡潔、節(jié)省材料、維修養(yǎng)護(hù)工程量少、耐久性好等特點(diǎn)，更為重要的是，它完全避免了后張法中可能出現(xiàn)的堵孔、壓漿不密實(shí)、預(yù)應(yīng)力失控等影響結(jié)構(gòu)質(zhì)量與耐久性問題。2002年根據(jù)我國高速公路建設(shè)質(zhì)量檢查情況，交通部將后張預(yù)應(yīng)力鋼筋管道壓漿不實(shí)列為高速公路工程建設(shè)質(zhì)量的八大病害之一，可見其情況嚴(yán)重性。很明顯，如果采用先張法則可以很好地避免這些問題的出現(xiàn)?；春哟髽蛏喜拷Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為35m×11跨先簡支后連續(xù)折線配筋先張法箱梁，在這個(gè)領(lǐng)域里的開創(chuàng)了更可靠的技術(shù)途徑。

一、場地及底胎模施工工藝

梁場預(yù)制設(shè)在淮河大橋0#臺沿路線樁號減小方向段路基主線上。根據(jù)總體工期、總體施工計(jì)劃安排和圖紙?jiān)O(shè)計(jì)預(yù)制工程量，建造2槽底座共計(jì)4個(gè)預(yù)制箱梁底模板。擬投入箱梁通用內(nèi)模2套；邊跨中梁和中跨中梁通用側(cè)模1套、邊跨邊梁和中跨邊梁通用側(cè)模1套。65噸跨墩門架一套，小型5噸電動葫蘆門架一臺，150墩40跨徑架橋機(jī)一臺。

預(yù)制區(qū)場地為路基計(jì)劃使用4640m2(路基長度160m×路基頂寬度29m)。開山石渣填筑，經(jīng)過壓路機(jī)碾壓，壓實(shí)后能夠滿足設(shè)計(jì)要求，場地在底胎模施工時(shí)進(jìn)行澆筑10cm厚C25混凝土硬化處理。

場地硬化處理完成后，根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況，于2006年5月20日，嚴(yán)格按照施工圖紙，開始對底胎模進(jìn)行施工。整個(gè)底座施工計(jì)劃投入專業(yè)技術(shù)人員4名和專業(yè)技工人員50名，進(jìn)行全程施工和質(zhì)量監(jiān)督，確保施工過程能夠按照計(jì)劃順利實(shí)施。2槽平面尺寸為160m×23.5m，采用全站儀進(jìn)行放樣確保地基梁、反力梁等各預(yù)埋件的位置符合設(shè)計(jì)偏差要求，保證結(jié)構(gòu)受力型式。鋼筋由加工廠集中配料，混凝土由拌和站集中拌制管理。反力梁和地基梁擬采用組合鋼模板拼制，立模要保證線型順直，每道通長72.54m反力梁和地基梁等鋼筋混凝土受力構(gòu)件必須一次性澆筑成功，保證抵抗張拉時(shí)在兩端產(chǎn)生的集中荷載滿足設(shè)計(jì)要求。擴(kuò)大基礎(chǔ)在底胎模施工前，必須鋪設(shè)10cm碎石層，在墊層上澆筑混凝土；鉆孔樁施工時(shí)必須嚴(yán)格控制位置、預(yù)埋導(dǎo)向器下拉裝置預(yù)埋件和樁基混凝土質(zhì)量。整個(gè)場地根據(jù)施工季節(jié)合理配置排水設(shè)施和養(yǎng)護(hù)設(shè)施等附屬施工設(shè)備。

二、鋼筋及波紋管施工工藝

鋼筋加工在車間內(nèi)進(jìn)行，運(yùn)至施工現(xiàn)場后綁扎，腹板箍筋尺寸在規(guī)范允許范圍內(nèi)以負(fù)偏差進(jìn)行控制，以利于混凝土下灰。

用于連續(xù)的波紋管鋼帶厚度不得小于0.35mm；波紋管最好為一整段。如條件不具備則分為兩段，中間以接頭管連接。接頭管長度為30cm。接頭位置采取措施防止漏漿。波紋管在鋼筋綁扎時(shí)一起安裝，安裝時(shí)在鋼筋網(wǎng)片上設(shè)置定位鋼筋，定位鋼筋間距在直線段為100cm。波紋管安裝固定后，應(yīng)小心防護(hù)，特別應(yīng)注意防止電焊火星及火花對波紋管壁的損壞。澆筑混凝土?xí)r，注意不使振搗棒直接振搗波紋管，防止波紋管被搗破。施工時(shí)在波紋管內(nèi)穿入軟塑料管，并在澆筑時(shí)經(jīng)常抽動，防止漏漿導(dǎo)致阻塞。

三、模板工藝

模板采用大型鋼模板，模板要求具有足夠的強(qiáng)度和適中的剛度，拼縫處輪廓線平順，以利于采取止?jié){措施，板面要求平整、光潔，不得有銹點(diǎn)、銹坑，防止影響構(gòu)件的外觀質(zhì)量。

模板分為內(nèi)模和外模，施工時(shí)先靠外模，后靠內(nèi)模，一起固定。為防止內(nèi)模具上浮，須在內(nèi)模頂設(shè)置鋼壓件。模板起吊時(shí)均需2臺葫蘆吊同時(shí)進(jìn)行，防止吊運(yùn)過程導(dǎo)致模板變形。內(nèi)模底口設(shè)置活動壓漿板，底板澆筑完畢后及時(shí)覆蓋、加固。

拆模時(shí)，先拆除內(nèi)模底壓漿板，拆除時(shí)間為混凝土頂板初凝后，其余部分待混凝土達(dá)到足夠強(qiáng)度并能抵搞拆模時(shí)可能的荷載后方可進(jìn)行。拆模時(shí)輕吊輕放，注意構(gòu)件的防護(hù)。

四、混凝土工藝

混凝土采用C50普通干硬性混凝土，由拌和站(兩臺JS－500強(qiáng)制式攪拌機(jī)同時(shí)供料)集中拌和混凝土運(yùn)輸車運(yùn)送到現(xiàn)場。用5T電動葫蘆吊吊運(yùn)灰斗至箱梁上方下灰澆筑?；炷撂涠炔捎?0－70mm，粗骨料采用雙級配，最大粒徑為31.5mm，黃砂采用中粗砂，且全部過篩使用。

混凝土的澆筑順序?yàn)橄鹊装?。然后腹板，最后澆筑頂板?；炷翝仓M織應(yīng)保持連續(xù)性和嚴(yán)密性，防止各層之間出現(xiàn)“冷縫”?；炷翝仓捎谩胺謱酉禄?、分層振搗”的工藝，分層厚度為30cm，以階梯狀由一則向另一側(cè)推進(jìn)。

混凝土下灰時(shí)采用人工插扦下灰。用50插入式振搗棒振搗，配以平板附著式振搗器輛振。振搗及下灰時(shí)應(yīng)在兩側(cè)腹板同時(shí)進(jìn)行，防止內(nèi)模具偏向一側(cè)。振搗時(shí)除應(yīng)遵循混凝土撮搗的一般規(guī)定外，尚應(yīng)注意不得觸及底胎模、鋼模板面及頂板波紋管道。

夏季施工時(shí)需避開每天高溫時(shí)刻，嚴(yán)格注意梁體養(yǎng)護(hù)，購買土工布全部覆蓋噴濕養(yǎng)護(hù)，要做好梁體隨梁養(yǎng)護(hù)試塊有利于控制梁體松張強(qiáng)度。

五、預(yù)應(yīng)力施工及放張

按照設(shè)計(jì)張拉順序進(jìn)行施工，并進(jìn)行專項(xiàng)檢查和復(fù)檢，確保預(yù)應(yīng)力施工的第一步質(zhì)量。預(yù)應(yīng)力鋼絞線的布設(shè)和三維定位防護(hù)要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙的布置坐標(biāo)和規(guī)范要求，因?yàn)殇摻g線的坐標(biāo)位置和定位是關(guān)系到整個(gè)預(yù)應(yīng)力施工的關(guān)鍵工序。

鋼絞線張拉前須對千斤頂和油泵進(jìn)行校定，并編號配套使用。在以下情況時(shí)，須對千斤頂進(jìn)行重新率定：1，張拉過程中出現(xiàn)持續(xù)伸長值超出土6％的標(biāo)準(zhǔn)。

2，一次率定后使用六個(gè)月；c、張拉次數(shù)超過200次。

3，業(yè)主或監(jiān)理對千斤頂性能有所懷疑并要求重新率定時(shí)。

預(yù)應(yīng)力施工過程中會嚴(yán)格按照操作步驟，做好安全防護(hù)各項(xiàng)工作，認(rèn)真執(zhí)行設(shè)計(jì)圖紙和規(guī)范要求。張拉時(shí)采用單頂逐根分步張拉，質(zhì)量控制上采取以張拉力進(jìn)行實(shí)施，伸長量進(jìn)行校核的雙控模式，確保張拉質(zhì)t。

張拉時(shí)采用兩端兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行。第一次逐根分步張拉至錨下控制應(yīng)力為50％設(shè)計(jì)拉應(yīng)力，第二次拉至設(shè)計(jì)張拉力。注意做好施工張拉記錄，計(jì)算好張拉伸長量，伸長量允許偏差為±6％。張拉完成后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行立模和梁體混凝土澆筑作業(yè)，并且做好各項(xiàng)適合的梁體養(yǎng)護(hù)。當(dāng)隨梁養(yǎng)護(hù)試塊達(dá)到設(shè)計(jì)松張強(qiáng)度和彈性模量達(dá)到相應(yīng)值時(shí)便可進(jìn)行梁體預(yù)應(yīng)力松張。計(jì)劃采用大噸位千斤頂先整體超張拉松張，然后進(jìn)行剪絲。剪絲的順序?yàn)椋合确潘烧劬€筋；再放松轉(zhuǎn)向器拉桿及臺座底板固定拉桿；放松直線筋；剪直線束，然后再剪彎起束。放松過程中易均勻緩慢、橫向?qū)ΨQ放松錨固裝置，防止應(yīng)放松過快造成梁體頂面裂縫。

梁體松張后由起重門架將梁移坑存放到存梁區(qū)或送至運(yùn)梁小車進(jìn)行安裝。六、預(yù)應(yīng)力箱梁安裝施工工藝1，施工場地整平由于在下部構(gòu)造施工時(shí)使現(xiàn)場凹凸不平，在進(jìn)行上部安裝時(shí)應(yīng)用推土機(jī)整平場地，必要時(shí)用振動壓路機(jī)壓實(shí)以便現(xiàn)場架橋機(jī)架設(shè)，保證施工安全及安裝質(zhì)量。

2，測量放樣

用全站儀施放全橋墩帽、臺帽上各支座中心點(diǎn)位置，然后用鋼尺及垂線校核其相對位置，符合規(guī)范要求后用大圓規(guī)精確定出支座墊石邊線。

3，鑿毛支座處臺帽、墩帽混凝土

為了保證施工質(zhì)量，方便操作，支座墊石施工前均應(yīng)將墩帽、臺帽混凝土沿支座墊石邊線下鑿l一1，5cm，且底部鑿毛。4，支座墊石頂標(biāo)高控制由于墩帽、臺帽頂面設(shè)置成平坡，縱坡及橫坡由支座墊石頂面調(diào)整，為保證坡度。在支座墊石模板支立后，應(yīng)沿模板四周抄出支座墊石的頂標(biāo)高。

5，施工放樣(_支座中心點(diǎn))

在支座墊石完工后，應(yīng)重新施放支座中心，復(fù)核無誤后放支座邊線。并以此校核支座墊石位置的準(zhǔn)確性。箱梁端頭擱置線根據(jù)支座中心，施放其相對位置。臨時(shí)支座、橡膠支座安裝橡膠支座安裝要求位置準(zhǔn)確，支座底面與墊石密合，對于滑動支座，應(yīng)注意附件的安裝準(zhǔn)確。臨時(shí)支座采用砂簡制成，采用卸落砂筒解除臨時(shí)支座。臨時(shí)支座的安放位置應(yīng)確保和梁底對稱。

箱梁安裝

箱梁安裝前應(yīng)向起重班組認(rèn)真交底，使每一個(gè)操作工人都心中有數(shù)。安裝時(shí)應(yīng)有專人指揮，要求梁端與擱置線盡量吻合，對于設(shè)有伸縮縫的位置應(yīng)在伸縮縫端保證梁端齊平直順。安裝時(shí)注意梁的型號、外型尺寸等是否與設(shè)計(jì)一致，外觀質(zhì)量是否符合要求，支座安裝是否正確穩(wěn)定等。安裝箱梁時(shí)，先在預(yù)制場用龍門吊將堆存區(qū)的梁起吊并運(yùn)送安放在運(yùn)梁車上，由運(yùn)梁車將梁運(yùn)到架橋機(jī)的喂梁區(qū)開始安裝。在開始第1孔由架橋機(jī)在路基存梁區(qū)進(jìn)行過墩然后安裝。安裝時(shí)逐孔安裝箱梁，置于臨時(shí)支座上，成為簡支狀態(tài)，并及時(shí)進(jìn)行橫向連接。

一聯(lián)箱梁安裝完畢，澆筑連續(xù)接頭及橋面板下橫梁混凝土，橫梁施工采用懸掛吊模法施工，模板采用鋼模板，插入式振搗棒振搗；橋墩處連續(xù)接頭混凝土施工采用微膨脹性混凝土，永久支座頂面直接與接頭混凝土底部接在一起。然后進(jìn)行負(fù)彎矩區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉，張拉順序?yàn)椋合葟埨淌：髲埨L束，并且要對稱進(jìn)行，張拉后及時(shí)進(jìn)行孔道壓漿，并施工箱梁濕接縫混凝土，最后拆除一聯(lián)內(nèi)臨時(shí)支座，完成體系轉(zhuǎn)換。