50 m大跨度T梁預制施工工法

胡瑞華

大跨度T梁設計時,一般腹板部較薄,梁較高,橫向剛度差,混凝土澆筑、張拉控制難度較大,因此,預制T梁澆筑及預應力張拉為施工控制重點。

另外,由于預制T梁自重較大,張拉后臺座兩端壓力大,臺座設計也需要嚴格控制。

1 適用范圍

本方法適用于場地有縱坡,縱坡小于3%,臺座也順坡而建的大跨度預制T梁。

2 工法特點

1)施工方便,可操作性強。2)能確保T梁預制質量。3)節(jié)約梁場平整場地費用。

3 工藝原理

1)配制優(yōu)質混凝土,減少混凝土在模內的流動。2)控制張拉梁體側彎。

4 操作要點

4.1 臺座基礎

本工程梁場設置在挖石方段路基上,地基承載力滿足要求。若梁場地基承載力不滿足要求,需考慮在臺座兩端做擴大基礎,并對擴大基礎進行了受力及沉降檢算,并根據混凝土剛性角設計擴大基礎厚度。

4.2 臺座和底模

制梁臺座設置在有3%縱坡的路床上,用C20混凝土澆筑成型,標準段厚40 cm,兩端加厚段為100 cm,內設鋼筋網以保證有足夠的承載力,臺座寬度為T梁底面寬度,兩側粘海綿條,防止鋼模板與臺座結合處漏漿。為保證T梁外觀質量,臺座表面鋪設4 cm水磨石并用40號角鋼包邊。水磨石表面光潔、平整,并按二次拋物線(Y=2PX2)設置反拱度,即按設計要求跨中向下設2 cm反拱值。為便于吊裝和固定模板,在距臺座兩端185 cm的位置各設一吊裝槽(20 cm×20 cm);整個臺座5 cm以下順長度方向每隔100 cm設側模對拉螺栓穿孔,孔徑為50 mm,材料為PVC管。

4.3 腹板鋼筋綁扎及波紋管安裝

為解決底模隨坡就勢縱坡大給鋼筋骨架成型綁扎造成的困難,為保證豎向鋼筋與底座的角度保持在90°,同時為提高生產效率,在場內設50 m長的水平鋼筋骨架拼裝臺。對于50 m骨架為吊運方便分成3段在拼裝臺上綁扎成型,然后吊運到底模組拼成整體骨架。整個鋼筋骨架綁扎、布設按馬蹄和梁肋組拼骨架吊運到位穿扎主筋、次波紋管,在頂板、槽口鋼筋順序作業(yè)。

綁扎中注意鋼筋和波紋管的定位筋位置準確、牢固,錨墊板應與孔道垂直,預埋件特別是支座鋼墊板位置應準確無誤。

因大跨度T梁橫向剛度較小,波紋管安裝位置必須確保正確,特別是橫向彎曲更應嚴格控制。管道安裝前,根據圖紙?zhí)峁┑目v坐標數值計算出實際施工時管道下緣距底模板的尺寸(縱坐標數值減去管道半徑所得尺寸),進行坐標定位。為減小摩阻力,布置管道時,沿縱向曲線每隔40 cm,直線每隔60 cm用12鋼筋設置一組定位筋進行加固,以避免在澆筑混凝土時管道移位。管道接口對齊,套管采用大一號同型波紋管,長40 cm。

4.4 側模施工

側模采用立面整體大型鋼模板,側模面板采用5 mm厚鋼板。為增加模板剛度,面板背面采用8號槽鋼為橫肋,肋間距30 cm;豎肋采用17號槽鋼,并在頂端打開放式孔便于傳拉桿,肋間距為100 cm;連接板采用厚 10 mm,寬8 cm鋼板制成,每隔30 cm打孔,采用φ 16螺栓緊固連接。每套模板配置基本長4 m～5 m。另在側模背面1/2高度順梁長方向每2 m設置一塊掛板用于安裝附著式振動器。

4.5 端模

端模亦采用10 mm鋼板加工制成。端模預留錨墊板孔(位置要保證準確無誤),支立模板時,用螺絲將錨墊板固定在端模上。由于底模隨坡就勢,為保證梁端垂直度,端模配置L形垂直架,使端模與底模保持垂直。

4.6 混凝土的澆筑及養(yǎng)護

50 m T梁澆筑采用水平分段、斜向分層自一端向另一端推進的施工工藝。振搗采用附著式振動器與插入式振搗器相結合的方法。在有波紋管處,為防止波紋管偏位或搗破波紋管,全部采用附著式振搗器進行振搗,其他部位采用插入式振搗器振搗。

為了保證混凝土的澆筑質量,采用一氣呵成的連續(xù)澆筑法：即采用縱向分段斜層澆筑。澆筑方向從梁的一端循序進展至另一端(由于臺座右縱坡,應從較低一端開始澆筑),逐段澆筑混凝土,每段6 m左右。澆筑完一段梁體后,適時開動附著式高頻振動器,使整體混凝土振搗密實,梁體表面均勻。澆筑后待混凝土強度達到2.5 MPa時拆除端頭模和側模。

混凝土的振搗范圍應滯后布料長度1.5 m～2.0 m,可有效減少混凝土的水平流動。

附著式振動器振搗時兩側以同時對稱啟動6臺～7臺為宜。

混凝土澆筑完成后,注意混凝土表面收漿,并對T梁頂板表面做拉毛處理,以保證橋面整體化層與T梁頂板混凝土的緊密結合?；炷脸跄?立即進行灑水濕潤養(yǎng)護?；炷聊Y硬化后,使用無紡布覆蓋濕潤養(yǎng)護,養(yǎng)生時間不少于7 d,且養(yǎng)生期直到施加預應力完成為止。

4.7 鋼絞線穿束

1)50 m預應力T梁采用低松弛φJ15.2鋼絞線,公稱面積140 mm2,標準強度fpk=1 860 MPa,彈性模量Ep=1.95×105MPa。錨下控制應力σcon=0.73fpk=1 357.8 MPa;負彎矩錨下控制應力 σcon=0.72fpk=1 339.2 MPa。

2)鋼絞線下料采用砂輪切割機斷料,加工場地經混凝土硬化,且平整、清潔,以防鋼束受污染。切割前首先在切口兩側各3 cm～5 cm處用18號～22號鐵絲綁扎,若發(fā)現鋼絞線有銹跡,則首先進行除銹。

3)鋼絞線下料完成后,在加工場地進行綁扎編束。將每束鋼絞線進行編號并按順序擺放,每隔1 m用18號～22號鐵絲編織,合龍捆扎。綁扎鐵絲扣彎向鋼束內側,以免影響穿束。

4)制束時保持應力筋一段平齊,另一端有一根應力筋較其他應力筋長出20 cm,并彎成勾形,以便于穿束時與牽引鋼束連接。編號鋼束經檢驗合格后,妥善保管,防止在堆放、運輸和安裝過程中損傷、變形或者產生銹跡。

5)穿束前用高壓水沖洗孔道,清除孔內雜質,保證穿束通順。

4.8 預應力張拉

1)張拉。

a.混凝土強度達到設計強度的100%且齡期必須為7 d以上時方可進行張拉。為防止主梁側彎,張拉順序為先中心束后兩邊束對稱張拉,且每根鋼束分3次～4次張拉。采用張拉力和伸長值雙控制,以應力控制為主,測量伸長量校核。伸長值允許偏差控制在±6%以內,同一斷面斷絲率不大于1%。

b.張拉過程為：0→初應力 10%σcon(測千斤頂出缸長度A及工具夾片出露長度a)→初應力20%σcon(測千斤頂出缸長度B及工具夾片出露長度b)→初應力100%σcon(測千斤頂出缸長度C及工具夾片出露長度c),持荷2 min后錨固(以消除夾片錨固回縮時的預應力損失)。

c.張拉前,將每束設計張拉力計算分級張拉中各級的壓力表讀數標在壓力表上,以免出錯。

d.張拉操作及機具保養(yǎng)應有專業(yè)技術人員進行,準確量測和記錄油表讀數及張拉伸長值,并計算實際伸長值與設計伸長值進行比較。

e.鋼束實際伸長值N=(B+b)+(C+c)-2(A+a)-D,其中,D為千斤頂工作長度內鋼絞線伸長值。

f.張拉過程中發(fā)生斷絲或伸長量不足或者過大等問題,立即停止張拉,檢查分析原因,并做好張拉記錄,采取相應措施后方可進行下一步施工。

2)錨固。

a.松開送油路截止閥,張拉活塞預應力筋回縮下回程若干毫米(記錄此時千斤頂出缸長度H及工具夾片的出漏量h),工作錨片錨固好預應力筋。測量錨固回縮量并記錄,錨固回縮量應在6 mm以內,否則應查明原因,采取相應措施后方可進行下一步施工?；乜s量計算如下：L=(C+c)-(H+h)-D。

b.關閉回油路截止閥,向回程油缸送油,活塞慢慢回程到底。

c.按順序取下工具夾片、工具錨板、張拉千斤頂、限位板。

3)封錨。

a.在距工作夾片3 cm～5 cm處,切除多余的預應力筋,用混凝土封住錨頭。

b.用砂輪切割機切除多余鋼絞線。

4.9 壓漿

1)預制梁終拉完成后,在24 h內進行管道壓漿。

2)壓漿用水泥采用低堿硅酸鹽或低堿普通硅酸鹽水泥,水灰比不超過0.35,且不得泌水。水泥漿稠度控制在14 s～18 s,強度與梁體相同。水泥漿中摻加無腐蝕作用高效減水劑和微膨脹劑。

3)壓漿采用活塞式壓漿泵一次壓漿完成,因故中途停壓不能連續(xù)一次壓滿時,立即用壓力水沖干凈,處理后再壓漿。

4)壓漿壓力控制在0.6 MPa～0.8 MPa之間,緩慢均勻進行,不得中斷,并應排氣通順;壓漿孔道另一端飽滿出純漿,并達到排氣孔排出與規(guī)定稠度相同的水泥漿時封閉另一端排氣孔,為保證管道中灰漿飽滿,應保持2 min 0.8 MPa的穩(wěn)壓期,然后再封閉注漿孔。

5)為保證壓漿飽滿,進漿口需予封閉。直到水泥漿凝固前,所有塞子、蓋子或氣門均不得移動或打開。壓漿時,要做好每個孔道壓漿記錄,且每個工作班留取3組70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm試件,標養(yǎng)28 d,檢查抗壓強度。

5 質量要求

1)健全質量保證體系,制定并落實好質量控制措施。

2)逐級做好技術交底,制定了《T梁預制施工工藝細則》。

3)原材料嚴格按照有關技術標準檢驗,合格后方準使用。

4)嚴格控制工序質量,上道工序合格后方可進入下道工序。

5)鋼筋綁扎中注意鋼筋和波紋管的定位筋位置準確、牢固。

6)錨墊板應與孔道垂直,預埋件特別是支座鋼墊板位置應準確無誤。

7)施工過程注意成品保護。

8)認真填寫各項記錄。

6 效益分析

利用石方路基就坡設置制梁臺座,避免了由于梁場整平壓實資金投入,而且節(jié)省了時間加快了施工進度。

7 應用實例

韓家莊1號大橋共60片50 m后張法預應力鋼筋混凝土簡支T梁,T梁采用C55混凝土帶馬蹄的 T形截面,梁高 2.8 m,梁肋厚0.22 m～0.70 m,梁肋下部馬蹄形加寬至0.62 m～0.70 m,在梁端均采用大值;翼板寬1.85 m、厚0.20 m。

T梁預制質量混凝土內實外光,經驗收每片T梁評為優(yōu)良。

[1]徐 健.淺析預應力混凝土箱梁施工控制[J].山西建筑,2009,35(11)：155-156.