跨徑30 m箱梁的預(yù)制

王增先

(太原市政工程總公司，山西太原 030002)

1 概述

郭家溝1號(hào)大橋是呂梁環(huán)城高速公路上的一座大橋，橋長(zhǎng)450 m，分左、右幅橋。上部為裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土先簡(jiǎn)支后連續(xù)箱梁，橋孔布置為(5×30+5×30+5×30)m。每片梁在預(yù)制廠生產(chǎn)，利用門吊提梁，運(yùn)梁車運(yùn)輸，架橋機(jī)架梁就位的方式。全橋共計(jì)120片箱梁，單片箱梁的尺寸為:梁長(zhǎng)29.64 m，底寬1 m，頂寬2.4 m，梁中心線處高度 1.6 m。

2 主要材料

1)混凝土。

預(yù)制主梁、橫隔梁、封錨混凝土均采用C50。

2)鋼材。

預(yù)應(yīng)力鋼絞線極限抗拉強(qiáng)度1 860 MPa，每束鋼絞線外徑1.52 cm。普通鋼筋采用HPB235和HRB335鋼筋。

3)其他。

預(yù)應(yīng)力錨具及管道成孔:預(yù)制箱梁采用夾片式錨具，金屬波紋管由3 mm厚鋼材卷制而成。

3 預(yù)制場(chǎng)

1)場(chǎng)地建設(shè)。

箱梁預(yù)制和存放場(chǎng)地采用延伸式預(yù)制場(chǎng)，布置在郭家溝1號(hào)大橋0號(hào)橋臺(tái)小樁號(hào)側(cè)開挖成型后的路基上，面積為9 000 m2。梁場(chǎng)布置有制梁區(qū)、存梁區(qū)、鋼筋加工區(qū)、宿舍區(qū)。制梁區(qū)有16座長(zhǎng)度30 m的制梁臺(tái)座。存梁區(qū)設(shè)計(jì)可存28片箱梁。預(yù)制場(chǎng)內(nèi)鋪筑10 cm厚C15混凝土進(jìn)行場(chǎng)地硬化，路基兩側(cè)設(shè)置臨時(shí)排水設(shè)施，排除地表水。

制梁臺(tái)座澆筑C25混凝土底座，底座上鋪設(shè)5 mm厚鋼板，兩側(cè)加焊角鋼補(bǔ)強(qiáng)。并按設(shè)計(jì)要求在箱梁跨中向下設(shè)2 cm的預(yù)拱度，預(yù)拱度值按二次拋物線進(jìn)行布設(shè)。

箱梁采用兜底吊裝，吊點(diǎn)位置距梁端控制在70 cm～90 cm范圍內(nèi)。為吊裝方便，在制作底模時(shí)，在吊點(diǎn)位置預(yù)留20 cm活動(dòng)底模，并在梁端部底座處、底板下部用混凝土補(bǔ)強(qiáng)，以保證預(yù)應(yīng)力張拉后承載整個(gè)梁體的荷載。

2)安裝龍門吊。

龍門吊采用桁片組拼，兩臺(tái)起重力80 t龍門吊負(fù)責(zé)箱梁移梁、存放等工作。一臺(tái)8 t門吊負(fù)責(zé)箱梁制作時(shí)的模板安拆倒運(yùn)，混凝土澆筑時(shí)的短距離混凝土運(yùn)輸。門吊軌道規(guī)格14號(hào)導(dǎo)軌，固定在混凝土條形基座上。

4 箱梁模板

1)訂購(gòu)鋼模板。鋼模具有尺寸準(zhǔn)確，周轉(zhuǎn)次數(shù)多等優(yōu)點(diǎn)。為保證箱梁的外觀質(zhì)量，側(cè)模采用專業(yè)廠家制作的定型鋼模，分節(jié)制作，接縫嚴(yán)密，尺寸精確。訂購(gòu)兩套中梁、一套內(nèi)邊梁、一套外邊梁，共計(jì)四套鋼模板。按圖紙標(biāo)準(zhǔn)在工廠制作，確保構(gòu)件尺寸準(zhǔn)確。

外模板整體分為高邊、低邊模板，每邊模板分為7節(jié);面板為5 mm鋼板，活拼縫處四面銑邊，邊框及所用筋板為8 mm鋼板，橫肋為［8號(hào)，背楞為雙［10號(hào)，背扣，支架［10號(hào);內(nèi)模板斷面分為7塊，在長(zhǎng)度方向上分為21節(jié)，主體部分為1 500 mm/節(jié);內(nèi)模面板為4 mm鋼板，橫肋為∠50號(hào)，橫擋為［6.3號(hào)。

2)模板拼接。先在空地內(nèi)將模板預(yù)拼好，然后分節(jié)拆卸，再將分塊模板用安裝模板專用門吊吊到制梁臺(tái)座上，模板安裝順序?yàn)?先拼中間的3節(jié)模板，逐次向端頭拼裝，拼完后對(duì)模板的各部位進(jìn)行調(diào)整和緊固，內(nèi)模預(yù)先分四節(jié)在空?qǐng)龅靥幤春?，并打磨刷油，然后用小門吊提運(yùn)到已安裝底、腹板鋼筋的箱梁內(nèi)，進(jìn)行拼接調(diào)整。為防止內(nèi)模在澆筑混凝土?xí)r出現(xiàn)偏位上浮的現(xiàn)象，在兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的外模頂安上限位槽鋼，反壓內(nèi)模。預(yù)制梁外露混凝土，對(duì)外觀質(zhì)量要求較高，模板的各種接縫要緊密不漏漿，必要時(shí)在接縫間加密封條。

模板的拆除采用小型龍門吊，人工配合用撬棍拆卸。拆下的模板按順序擺放，及時(shí)清理灰漿進(jìn)行維護(hù)重新涂刷脫模劑，以備下一片梁的使用。

5 箱梁普通鋼筋

按規(guī)范要求做好各種試驗(yàn)，根據(jù)施工進(jìn)度按每片箱梁制作的次序做好鋼筋的進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃，每片箱梁的鋼筋應(yīng)提前制作完成，儲(chǔ)存在鋼筋加工區(qū)內(nèi)，每種規(guī)格型號(hào)的鋼筋均設(shè)有標(biāo)識(shí)牌，鋼筋下料、制作在鋼筋加工棚進(jìn)行，運(yùn)至預(yù)制場(chǎng)裝配成型。綁扎鋼筋的順序先底板再腹板及隔板。在底模臺(tái)座上綁扎鋼筋，將鋼筋焊接成骨架，每片骨架設(shè)置鍥形卡。按設(shè)計(jì)位置進(jìn)行固定，鋼筋綁扎完畢后撤掉鍥形卡再安裝模板。綁扎安裝采用標(biāo)準(zhǔn)化施工，流水作業(yè)，按設(shè)計(jì)圖紙放樣，放樣時(shí)考慮了焊接變形和預(yù)留拱度。鋼筋連接采用搭接焊，鋼筋下料時(shí)要適當(dāng)配料，使之在成型焊接時(shí)接頭能按要求錯(cuò)開設(shè)置。

把制孔管按坐標(biāo)位置固定，綁扎橫隔板鋼筋，埋設(shè)預(yù)埋件，在孔道兩端和最低處設(shè)置壓漿孔，在最高處設(shè)置排氣孔。安裝錨墊板后，安裝涂有脫模劑的鋼模。

6 箱梁混凝土澆筑

1)箱梁施工前，應(yīng)對(duì)混凝土組成材料進(jìn)行取樣試驗(yàn)，包括水泥、石子、砂、水以及外加劑，均應(yīng)符合設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求，由試驗(yàn)室做混凝土配合比設(shè)計(jì)，對(duì)混凝土施工班組進(jìn)行箱梁澆筑的技術(shù)交底。

2)混凝土澆筑順序，先澆筑底板及腹板根部，其次腹板，最后澆頂板及翼板?；炷劣蓴嚢枵景韬?，罐車運(yùn)輸至梁場(chǎng)，卸入容積為1 m3的吊斗內(nèi)，用小型龍門吊移運(yùn)吊斗從梁的一端向另一端澆筑，澆筑速度要確保下層混凝土初凝前覆蓋上層混凝土。

3)混凝土的振搗:箱梁底板及腹板根部采用插入式振搗器振搗，振搗器的振點(diǎn)移動(dòng)間距在0.4 m～0.5 m之間，對(duì)于每個(gè)振動(dòng)部位，必須振動(dòng)到該部位密實(shí)為止。

箱梁腹板的振搗，以附著式振搗器為主，插入式振搗器為輔，附著式振搗器緊固安裝在梁高的1/3位置處的側(cè)模上，間距3 m安裝一個(gè)，每片箱梁共計(jì)安裝20個(gè)，每個(gè)振搗器的振搗時(shí)間應(yīng)控制在3 min以內(nèi)，如振搗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)造成混凝土離析和泌水現(xiàn)象的發(fā)生。箱梁頂板混凝土的振搗采用插入式振搗器斜向插入振搗。澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)避免振動(dòng)棒碰撞波紋管，鋼筋及預(yù)埋件。在梁端因鋼筋，波紋管密集，應(yīng)采用30振動(dòng)棒加強(qiáng)振搗時(shí)間，對(duì)錨墊板后面的混凝土和預(yù)應(yīng)力管道下的混凝土要仔細(xì)振搗保證密實(shí)。頂板混凝土振搗完畢后，要用木抹將表面抹平拉毛，收漿，用養(yǎng)生布及時(shí)覆蓋，灑水養(yǎng)生7 d，方可進(jìn)行下道工序。

7 預(yù)應(yīng)力鋼絞線

1)預(yù)應(yīng)力束的制備。

對(duì)進(jìn)場(chǎng)的鋼絞線按要求進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后才能投入使用。施加預(yù)應(yīng)力所用的機(jī)具設(shè)備及儀表應(yīng)由專人使用和管理，并應(yīng)定期維護(hù)和校驗(yàn)。千斤頂與壓力表應(yīng)配套校驗(yàn)，以確定張拉力與壓力表之間的關(guān)系曲線。千斤頂使用超過(guò)6個(gè)月或200次應(yīng)重新校驗(yàn)。

2)張拉應(yīng)力控制。

a.預(yù)應(yīng)力筋采用應(yīng)力控制方法張拉，以伸長(zhǎng)值進(jìn)行校核，實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值的差值控制在6%以內(nèi)。

b.預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長(zhǎng)值ΔL(mm)計(jì)算:

其中，PP為預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力，N;L為預(yù)應(yīng)力筋的長(zhǎng)度，mm;AP為預(yù)應(yīng)力筋的截面面積，mm2;EP為預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量，N/mm2。

c.預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)，應(yīng)先調(diào)整到初應(yīng)力，該初應(yīng)力宜為張拉控制應(yīng)力的10%～15%，伸長(zhǎng)值從初應(yīng)力開始時(shí)開始量測(cè)，實(shí)際伸長(zhǎng)值ΔL=ΔL1+ΔL2，其中，ΔL1為從初應(yīng)力至最大張拉應(yīng)力間的實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值，mm;ΔL2為初應(yīng)力以下的推算伸長(zhǎng)值，mm。

預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)采用兩端對(duì)稱張拉，為保持梁體的受力平衡，先開始腹板上的N2，N3鋼絞線的張拉，錨固后再開始底板上的N1鋼絞線的張拉錨固，最后是頂板上的N4鋼絞線的張拉錨固。

每束鋼絞線施加預(yù)應(yīng)力的過(guò)程為:從0開始→控制應(yīng)力的15%→控制應(yīng)力的100%(持荷2 min，錨固)。

8 孔道壓漿

壓漿使用活塞式壓漿泵，壓漿的壓力0.5 MPa～0.7 MPa;壓漿材料為50號(hào)素水泥漿，由42.5號(hào)普通硅酸鹽水泥拌制而成，水∶灰=0.3～0.5。壓漿過(guò)程中認(rèn)真填寫施工記錄。制作標(biāo)準(zhǔn)試塊。

壓漿操作:打開兩端壓漿嘴閥門，由一端壓入水泥漿，壓力達(dá)到0.3 MPa時(shí)穩(wěn)壓2 min左右，至另一端流出的水泥漿稠度與拌制的水泥漿稠度相同，關(guān)閉壓漿閥門，待水泥漿終凝后，方可拆除壓漿嘴。

9 移梁、存梁

梁體經(jīng)張拉(壓漿)達(dá)到一定的強(qiáng)度后，就可移送存放，吊裝采用門式吊裝設(shè)備將梁體按兜托梁底起吊法移送到存梁區(qū)，采取可靠的措施不使梁體產(chǎn)生負(fù)彎矩。預(yù)制時(shí)在梁底預(yù)留穿索兜底所需的活動(dòng)段底模，同時(shí)在主梁翼板的對(duì)應(yīng)位置預(yù)留穿索孔洞，吊點(diǎn)位置距梁端不大于1.0 m。吊運(yùn)過(guò)程中平行勻速移動(dòng)大梁，傾斜角小于5°，防止出現(xiàn)扭偏。

10 結(jié)語(yǔ)

箱梁的預(yù)制是一個(gè)較為復(fù)雜而艱巨的任務(wù)，需要投入大量的人力、物力和財(cái)力，我們秉承高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求的精神做好施工的每一個(gè)環(huán)節(jié)。圓滿地完成了制梁的任務(wù)，向預(yù)制箱梁的標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化施工邁進(jìn)了堅(jiān)實(shí)的一步。