先簡(jiǎn)支后連續(xù)剛構(gòu) T梁橋負(fù)彎矩段質(zhì)量控制措施

鄭占茶

(福建省三明市公路局)

1 概 述

連續(xù)剛架橋無(wú)斷點(diǎn),行車舒適,且由于墩頂負(fù)彎矩的卸載作用,使跨中正彎矩值明顯減少,從而減少材料用量和結(jié)構(gòu)自重;而傳統(tǒng)連續(xù)剛構(gòu)橋,需分段施工,不僅工藝繁瑣且工期較長(zhǎng)。為解決這個(gè)矛盾,一種綜合簡(jiǎn)支梁橋和連續(xù)剛構(gòu)梁橋優(yōu)點(diǎn)的橋型——先簡(jiǎn)支后連續(xù)剛構(gòu)T梁橋應(yīng)運(yùn)而生。先簡(jiǎn)支后連續(xù)剛構(gòu) T梁橋有明顯的優(yōu)點(diǎn):(1)減少了支座、伸縮縫的數(shù)量,不僅行車更為順暢而且減少了后期的維護(hù)工作;(2)可以工廠化大規(guī)模生產(chǎn),有利于質(zhì)量保證和質(zhì)量控制,且可以上、下部同時(shí)施工,大大縮短工期。

福建省重點(diǎn)工程街面電站大田縣庫(kù)區(qū)高才、坑里大橋由于電站蓄水高程的控制,橋墩高度較大(最大達(dá) 50m),因墩高抗推剛度小,先簡(jiǎn)支后連續(xù)剛構(gòu)T梁橋可采用墩梁固結(jié),下部結(jié)構(gòu)尺寸也可以減小,相應(yīng)的造價(jià)也會(huì)減少,因此,兩座橋均采用該橋型結(jié)構(gòu),高才大橋?yàn)?4×35m,坑里大橋?yàn)?5×35m。

2 負(fù)彎矩區(qū)段易出現(xiàn)的問(wèn)題

2.1 負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力束道安裝

該橋 35mT梁主梁的正彎矩預(yù)應(yīng)力鋼束按全預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計(jì),現(xiàn)澆連續(xù)區(qū)負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力鋼束按部分預(yù)應(yīng)力 A類構(gòu)件設(shè)計(jì)。為防止預(yù)應(yīng)力筋與管道之間摩擦引起的應(yīng)力損失增加及改變預(yù)應(yīng)力筋的受力,應(yīng)嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力束道的位置。

在預(yù)制T梁時(shí),T梁頂面預(yù)埋的矩形波紋管和錨具底座安裝時(shí)定位不準(zhǔn),安裝不到位,有扭曲、不平順的現(xiàn)象,墊石和梁靴高度控制不準(zhǔn)確。T梁安裝后,相互對(duì)接的T梁上預(yù)埋的波紋管在水平面和豎直方向上不在一條直線上,錯(cuò)開較大,影響鋼絞線穿束和鋼絞線張拉后的效果,對(duì) T梁受力有一定的影響。

預(yù)埋的波紋管在鋼筋安裝和波紋管定位的時(shí)候容易被電焊灼傷,從而使矩形波紋管和錨頭在澆筑混凝土過(guò)程中被堵塞。在振搗混凝土?xí)r容易把波紋管軸線振偏,或在混凝土養(yǎng)生過(guò)程中,使雜物流入和污染或銹蝕波紋管和錨頭,造成波紋管和錨頭堵塞,難于保證正常穿鋼絞線,到時(shí)只有在堵塞位置鑿開混凝土,清除堵塞物再穿鋼絞線,然后用與 T梁同標(biāo)號(hào)的混凝土重新澆筑鑿開位置。這樣的話,會(huì)影響T梁的整體性和鋼絞線張拉后的實(shí)際有效預(yù)應(yīng)力,達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

2.2 負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力張拉

相對(duì)于正彎矩預(yù)應(yīng)力而言,負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力在T梁橋上的普遍推廣應(yīng)用還是近幾年才出現(xiàn),因此,施工中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和推廣也相對(duì)較少。有些施工人員甚至技術(shù)人員對(duì)負(fù)彎矩區(qū)預(yù)應(yīng)力的作用還不是很清楚,認(rèn)識(shí)不足,認(rèn)為其僅僅只是起到聯(lián)結(jié)作用,張拉操作者主要為民工,對(duì)負(fù)彎矩的作用更是不清楚,因而在負(fù)彎矩張拉過(guò)程中相對(duì)較為隨意,導(dǎo)致負(fù)彎矩鋼束在張拉后難于達(dá)到設(shè)計(jì)要求,最終影響整個(gè)橋梁的整體受力。

再者,在進(jìn)行負(fù)彎矩區(qū)段鋼絞線張拉時(shí),因千斤頂張拉噸位小,現(xiàn)場(chǎng)條件較差,操作時(shí)不如預(yù)制場(chǎng)張拉控制規(guī)范,比如存在對(duì)壓力表的標(biāo)定不嚴(yán)格、張拉操作不規(guī)范、張拉實(shí)際控制應(yīng)力不準(zhǔn)確等。這些都會(huì)對(duì)最后的張拉效果和整體的應(yīng)力轉(zhuǎn)換造成很大的影響。

2.3 負(fù)彎矩區(qū)孔道壓漿不實(shí)

由于施工操作人員對(duì)負(fù)彎矩認(rèn)識(shí)不到位,從主觀意識(shí)上放松了負(fù)彎矩孔道壓漿的要求;壓漿工藝問(wèn)題,出漿口沒(méi)有止?jié){開關(guān),在壓漿過(guò)程中沒(méi)有持壓階段,導(dǎo)致了不密實(shí)現(xiàn)象的存在;預(yù)制梁段尺寸不準(zhǔn)確,預(yù)制段和現(xiàn)澆段的扁波紋管連接成折線狀(水平或豎直方向),容易使壓漿堵塞;波紋管在混凝土澆筑和外露波紋管在梁體安裝過(guò)程中發(fā)生變形,濕接頭澆注前沒(méi)有對(duì)變形的波紋管進(jìn)行有效的調(diào)整,使壓漿管道有效空間減小;在壓漿過(guò)程中,水泥漿的配制沒(méi)有按設(shè)計(jì)準(zhǔn)確地?fù)脚渑蛎泟?/p>

先簡(jiǎn)支后連續(xù)剛構(gòu)T梁橋在體系轉(zhuǎn)換后,現(xiàn)澆濕接頭處承受著最大的負(fù)彎矩和最大的剪力,是橋體結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位。負(fù)彎矩區(qū)的預(yù)應(yīng)力直接關(guān)系到橋梁的安全和使用壽命,橋面鋪裝的開裂也與其有很大的關(guān)系?？椎缐簼{是保證預(yù)應(yīng)力實(shí)施有效作用的措施之一(起著防止鋼絞線銹蝕、傳遞應(yīng)力、約束鋼絞線滑動(dòng)、減少預(yù)應(yīng)力松弛等作用),所以應(yīng)予以高度重視。

3 主要的控制措施

3.1 準(zhǔn)確束道的安裝

預(yù)埋的波紋管和錨頭的定位必須牢固準(zhǔn)確,嚴(yán)格按設(shè)計(jì)中的鋼絞線中心坐標(biāo)和錨頭位置布設(shè)和牢固定位,確保管道軸線順直,錨具墊板和軸線垂直,并且埋設(shè)周正,管道不扭曲。

要認(rèn)真控制預(yù)制 T梁翼板混凝土的厚度,對(duì)于梁底面模板設(shè)有向下凹的反向預(yù)拱度曲線的,預(yù)制梁體時(shí),其頂面翼板混凝土面也應(yīng)形成對(duì)應(yīng)的向下凹曲線,達(dá)到梁頂面和底面縱向線性一致。

嚴(yán)格控制相鄰各孔安裝梁的支座墊石標(biāo)高和梁體的梁靴尺寸,嚴(yán)格控制同一橋墩相鄰兩梁端的安裝高差,確保梁體安裝后相鄰對(duì)接兩梁端預(yù)留管道對(duì)接順直,束道在兩預(yù)制梁端與現(xiàn)澆段相接處的位置偏差應(yīng)控制在 2mm以內(nèi)。連續(xù)端的梁端接頭預(yù)留連接鋼筋定位必須準(zhǔn)確,連接鋼筋軸線盡量保持在一條直線上,鋼筋焊接必須滿足規(guī)范要求。

扁平波紋管由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和負(fù)彎矩束的布設(shè)位置決定了其更容易偏位或受損造成堵塞,因此在施工中應(yīng)保證扁平波紋管的壁厚滿足要求,安裝過(guò)程中應(yīng)盡量避免反復(fù)彎折,安裝就位后應(yīng)檢查其位置是否符合設(shè)計(jì)要求,固定是否牢靠,管壁有無(wú)破損,在澆筑混凝土前可以在波紋管中預(yù)穿直徑大于或等于鋼絞線直徑并且等根數(shù)的PVC管或舊的鋼絞線,并在澆筑混凝土過(guò)程中間歇地抽動(dòng)以疏通管道,確保能夠正常穿束和張拉。

3.2 精確的負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力張拉

鋼絞線的張拉過(guò)程控制質(zhì)量特別重要,張拉鋼絞線的千斤頂(采用YDC240Q)按規(guī)范要求進(jìn)行標(biāo)定,標(biāo)定好后再?gòu)埨?整個(gè)張拉過(guò)程必須按照設(shè)計(jì)文件要求和規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行,確保張拉質(zhì)量。

負(fù)彎矩張拉的程序與 T梁主梁的正彎矩預(yù)應(yīng)力張拉基本相同:0→10%δK→105%δK持荷 5m in→δK錨固(δK為張拉控制應(yīng)力)。

張拉時(shí)各跨按縱向由邊跨向中間合攏,同跨橫向由兩邊向中間張拉,逐梁按鋼束編號(hào)對(duì)稱進(jìn)行,梁端接頭合攏溫度宜在日照溫度最低時(shí)進(jìn)行。

同跨同片梁體負(fù)彎矩鋼束張拉順序?yàn)橄萅 1后N 2,即待固結(jié)墩現(xiàn)澆混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 90%時(shí),方可張拉支點(diǎn)N 1鋼束,張拉后對(duì)預(yù)留槽A澆筑封槽混凝土,待預(yù)留槽A的封槽混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 80%時(shí),再?gòu)埨c(diǎn)N 2的鋼束。同一鋼束采用單根對(duì)稱均勻張拉,即錨墊板水平放置的由中心向兩側(cè)左右對(duì)稱進(jìn)行張拉,采用 BM 15扁平錨錨固。

負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉也采用張拉力和伸長(zhǎng)量雙控,每根鋼束張拉到設(shè)計(jì)應(yīng)力后的實(shí)測(cè)鋼束伸長(zhǎng)量與計(jì)算伸長(zhǎng)量的差值應(yīng)控制在±6%以內(nèi),否則應(yīng)檢查分析原因,重新進(jìn)行張拉。

3.3 密實(shí)的孔道壓漿

摒棄較為落后的原始?jí)簼{法,采用真空吸漿法。真空吸漿法采用真空泵抽吸孔道中的空氣,再在另一端以壓力將水泥漿壓入孔道,提高了壓漿飽滿度,減少了氣泡的影響。

因條件限制只能使用原始?jí)簼{法時(shí),壓漿前應(yīng)對(duì)孔道進(jìn)行沖洗,因?yàn)橥ㄟ^(guò)沖洗可以發(fā)現(xiàn)某些孔道的堵塞,從而進(jìn)行開窗疏通。

出漿口應(yīng)設(shè)有止?jié){開關(guān),保證出漿端壓漿密實(shí)。在壓漿過(guò)程中應(yīng)有持壓階段,在止?jié){開關(guān)關(guān)閉后才能關(guān)閉壓漿泵。

保證預(yù)制梁段尺寸的準(zhǔn)確,使預(yù)制段和現(xiàn)澆段的波紋管連接順暢,避免因波紋管連接成折線狀而增加壓漿困難。如確已發(fā)生了較大的尺寸誤差,在安裝時(shí)也要優(yōu)先保證波紋管連接順暢。確保接頭處連接緊密,各連接處應(yīng)用防水膠帶封閉,避免混凝土進(jìn)入波紋管堵塞孔道。

對(duì)于懷疑有孔道壓漿不密實(shí)的鋼束,應(yīng)進(jìn)行排查,并根據(jù)排查的結(jié)果決定是否進(jìn)行二次補(bǔ)漿處理。

加大波紋管和扁錨的尺寸、保證預(yù)制段結(jié)構(gòu)尺寸的準(zhǔn)確、采取真空壓漿法,是確保負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力孔道壓漿密實(shí)的有效途徑。

4 結(jié) 語(yǔ)

先簡(jiǎn)支后連續(xù)剛構(gòu)T梁橋施工控制的重點(diǎn)是墩頂濕接縫負(fù)彎矩區(qū),而難點(diǎn)是負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力的施工。因此,在先簡(jiǎn)支后連續(xù)剛構(gòu) T梁橋負(fù)彎矩區(qū)段特別是負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力的施工中,應(yīng)嚴(yán)格控制各過(guò)程的施工工藝和質(zhì)量,以保證負(fù)彎矩區(qū)段的施工質(zhì)量和滿足設(shè)計(jì)要求,才能保證車輛行駛順適、安全和橋梁的使用年限。

通過(guò)對(duì)負(fù)彎矩段的質(zhì)量控制措施,高才、坑里兩座大橋負(fù)彎矩段的施工質(zhì)量均滿足質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),在交工驗(yàn)收時(shí)經(jīng)靜、動(dòng)載的檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求,運(yùn)營(yíng)幾年時(shí)間以來(lái)未發(fā)現(xiàn)不良情況。

[1] 范立礎(chǔ),徐光輝 .橋梁工程[M].北京:人民交通出版社,2001.17-72.

[2] 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[M].北京:人民交通出版社,2000.

[3] 公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[M].北京:人民交通出版社,2004.