邛名高速南河特大橋“T”型梁后張法預(yù)制施工技術(shù)

蔣　冬

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，四川 成都　610081)

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邛名高速南河特大橋“T”型梁后張法預(yù)制施工技術(shù)

蔣冬

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司，四川 成都610081)

摘要：南河特大橋整座橋梁位于半徑為5 000 m的平曲線上，造成同跨梁體長(zhǎng)度不一致；同時(shí)，設(shè)計(jì)單位對(duì)T梁端頭采用了二期混凝土進(jìn)行封錨處理，該設(shè)計(jì)方式使T梁端頭極易形成錯(cuò)臺(tái)等質(zhì)量缺陷；另外，T梁端頭處理不好極易出現(xiàn)剪切裂縫等質(zhì)量缺陷。為此，解決上述設(shè)計(jì)缺陷及施工中的常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題就顯得非常必要。針對(duì)上述問(wèn)題提出了切合實(shí)際的解決方案并予以實(shí)施，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：南河特大橋；“T”型梁；預(yù)制技術(shù)

1工程概述

S8邛崍至名山高速公路南河特大橋位于邛崍市白鶴鄉(xiāng)。南河特大橋是邛名高速公路的控制性工程之一，起止樁號(hào)為：K10+478.75～K11+745.81，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為1 267.06m。上部由42孔30m結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)支橋面連續(xù)T梁組成，全橋共預(yù)制T梁425片。

南河特大橋T梁長(zhǎng)度為30m，高2m，梁與梁之間間距為2.5m，中梁和邊梁翼板寬度分別為1.8m及2.02m，翼板及橫隔梁間留有0.7m的橫向濕接縫。預(yù)制T梁頂面設(shè)計(jì)有2%的橫坡，路面橫坡通過(guò)支座墊石高差形成。

2施工準(zhǔn)備工作

2.1預(yù)制梁場(chǎng)的布置

圖1　預(yù)制梁場(chǎng)布置圖

預(yù)制梁場(chǎng)是T梁加工生產(chǎn)的地方，根據(jù)橋梁施工特點(diǎn)和南河特大橋的地形條件，我們將南河左岸K10+070～K10+480路基段(即0#橋臺(tái)后側(cè))布置為預(yù)制梁場(chǎng)。為確保預(yù)制場(chǎng)的場(chǎng)地寬度、便于運(yùn)梁炮車方便運(yùn)梁上橋，將該路基段填筑至路基頂面并做統(tǒng)一平整處理。后場(chǎng)主要布置拌和系統(tǒng)、砂石料倉(cāng)、鋼筋及鋼絞線加工車間等，前場(chǎng)主要布置預(yù)制臺(tái)座、運(yùn)梁通道及兩臺(tái)凈跨徑為20m、載重能力為75t的龍門吊車。具體布置情況見(jiàn)圖1。

2.2梁體臺(tái)座布置要點(diǎn)

梁場(chǎng)共設(shè)置28個(gè)T梁臺(tái)座，供梁體預(yù)制和存梁用，不單獨(dú)設(shè)置存梁區(qū)。T梁臺(tái)座沿路基中線分左右兩側(cè)布置，每側(cè)兩行，臺(tái)座間橫向間距為4m，縱向間距為40m，第一排臺(tái)座距離南河橋0#橋臺(tái)10m。

為確保梁體在張拉后臺(tái)座兩端不出現(xiàn)沉降變形甚至裂縫，在臺(tái)座兩端頭位置澆筑3.3m(長(zhǎng))×1.5m(寬)×0.5m(厚)的鋼筋混凝土墩進(jìn)行結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，臺(tái)座設(shè)計(jì)為40cm(寬)×30cm(高)的C25鋼筋混凝土，布置4根30m長(zhǎng)的φ12鋼筋，箍筋為φ8@20cm。臺(tái)座頂面和兩側(cè)必須平整光滑，以保證側(cè)模的安裝就位和T梁底的平整度。

根據(jù)技術(shù)規(guī)范要求，T梁臺(tái)座在跨中必須設(shè)置預(yù)拱度，邊梁預(yù)拱度為-35mm,中梁預(yù)拱度為-30mm,由梁體中部向兩端漸變并按二次拋物線布置。假設(shè)梁體跨中預(yù)拱度為A(mm)的話，則預(yù)拱度的方程式為：Y=A/225×X2-A (式中X以m計(jì)，Y以mm計(jì)，見(jiàn)圖2)。

計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

圖2　梁體預(yù)拱度簡(jiǎn)圖

3T梁后張法預(yù)制施工

表1　中、邊梁臺(tái)座反拱度設(shè)置表

T梁預(yù)制工藝流程為：梁肋及隔板鋼筋綁扎→穿波紋管、鋼絞線、埋設(shè)埋件→立模板、模板加固→翼板鋼筋綁扎→驗(yàn)收→混凝土澆筑→拆模養(yǎng)護(hù)→張拉→灌漿→封錨→驗(yàn)收后移運(yùn)。

3.1定型鋼模板加工及安裝

T梁定型鋼模采用由專業(yè)鋼模生產(chǎn)廠定制加工而成，其中鋼模面板采用5mm厚A3鋼板，加勁肋采用槽鋼焊制，同時(shí)對(duì)每一塊定型鋼模進(jìn)行編號(hào)以確定其拼裝位置，以免拼裝時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

模板拼裝前須經(jīng)過(guò)檢查驗(yàn)收合格后才能使用，模板拼裝時(shí)在節(jié)間夾一層1cm厚的橡膠海綿，并用螺栓擰緊防止漏漿。在安裝吊運(yùn)時(shí)，人工配合龍門吊進(jìn)行，用φ20的對(duì)拉螺桿進(jìn)行模板固定，保持模板的空間寬度。安裝端頭模板時(shí)，必須保證錨墊板垂直于管道軸線。

3.2鋼筋制安及波紋管安裝

每批次鋼筋到場(chǎng)后均按設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行抽檢，合格后才能使用。鋼筋在加工車間按設(shè)計(jì)尺寸下料、彎制、加工成型運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。

波紋管從專業(yè)生產(chǎn)廠家購(gòu)買，尺寸必須符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。安裝波紋管前用φ8的鋼筋制作成“井”字架按設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確地定出波紋管的位置。安裝連接波紋管時(shí)，用接頭管連接并用膠帶密封，防止?jié)仓炷習(xí)r漏漿堵塞預(yù)應(yīng)力孔道，相鄰波紋管接頭相互錯(cuò)開至少30cm。

3.3混凝土施工應(yīng)注意的問(wèn)題

南河特大橋預(yù)制“T”梁混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C50，其屬于高標(biāo)號(hào)混凝土，為確保混凝土施工質(zhì)量，應(yīng)重點(diǎn)注意以下幾方面工作。

(1)原材料及配合比選取：在進(jìn)行水泥、砂石等原材料選料時(shí)，嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行，做到不符合要求的材料不許進(jìn)場(chǎng)；在進(jìn)行混凝土配合比選取時(shí)，在多組配合比試驗(yàn)中擇優(yōu)選取，并取得設(shè)計(jì)及監(jiān)理工程師的確認(rèn)。

(2)混凝土的拌制：為確保混凝土拌制質(zhì)量，拌和站采用自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行砂石料配料，采用帶計(jì)量器的螺旋輸送泵輸送水泥，采用時(shí)間繼電器進(jìn)行水量控制。

(3)混凝土澆筑順序：混凝土的澆筑由梁體一端向另一端分臺(tái)階進(jìn)行澆筑，每個(gè)臺(tái)階長(zhǎng)度宜控制在2～3m左右?；炷恋臐仓炙膶舆M(jìn)行，分層厚度為50cm。澆筑混凝土的順序?yàn)橄葷仓豪叩撞?、再澆筑端橫隔板和肋板、最后澆筑翼板。

(4)混凝土振搗：采用在定型鋼模肋板兩側(cè)安裝附著式振搗器結(jié)合軟軸振動(dòng)棒的方式進(jìn)行振搗。在澆筑過(guò)程中，軟軸振動(dòng)棒的移動(dòng)間距不超過(guò)其作用半徑的1.5倍，與模板保持5～10cm的距離，并插入下層混凝土5～10cm。每一處振搗完畢后邊振邊緩慢提出振搗棒，避免振動(dòng)棒碰撞模板、波紋管、鋼筋及其他預(yù)埋件。對(duì)于邊角處等振動(dòng)棒難以到達(dá)的部位，采用附著式振搗器進(jìn)行振搗。

(5)混凝土的養(yǎng)護(hù)：在混凝土澆筑完畢1h后，表面用濕麻袋覆蓋，避免陽(yáng)光直射。混凝土初凝后開始灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)灑水的間隔時(shí)間以保持混凝土表面潮濕為宜。根據(jù)相對(duì)濕度，連續(xù)灑水養(yǎng)護(hù)7～14d。

(6)模板的拆除：當(dāng)混凝土澆筑完14h后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)氣溫決定拆除模板的最佳時(shí)間。模板的拆除由梁的一端向另一端進(jìn)行，先拆除模板上的對(duì)拉螺桿，然后逐塊拆除模板上的螺栓。模板拆除后，將每塊模板吊至安裝地點(diǎn)。

3.4預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)及T梁張拉

梁體預(yù)應(yīng)力所用的材料如鋼絞線、錨具、夾片、錨墊板等必須先通過(guò)有關(guān)試驗(yàn)檢測(cè)，合格后才能使用。

3.4.1鋼絞線的制作與切除

鋼絞線在下料前先準(zhǔn)確計(jì)算并實(shí)測(cè)每個(gè)孔道的長(zhǎng)度，然后兩端各加上千斤頂?shù)墓ぷ鏖L(zhǎng)度(70cm)作為鋼絞線的下料長(zhǎng)度，以免造成浪費(fèi)。

鋼絞線的加工切斷采用φ300砂輪切割機(jī)，不能使用電弧焊和氧焊切割，防止因溫度過(guò)高而使鋼絞線脫錨。切除時(shí)，用濕毛巾蓋住錨具和鋼絞線，使切割時(shí)產(chǎn)生的熱量不傳到鋼絞線的受力部分。一般切口至錨具端部控制在50mm。

3.4.2施加預(yù)應(yīng)力前的準(zhǔn)備工作

(1)壓梁體混凝土試塊，檢查梁體混凝土是否達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%。

(2)千斤頂校正系數(shù)應(yīng)不大于1.05級(jí)，其校正有效期不超過(guò)一個(gè)月。油壓表精度不低于1級(jí)，其校正有效期不超過(guò)一周。

(3)先用高壓水沖洗預(yù)應(yīng)力孔道，再用高壓風(fēng)清除孔道內(nèi)的積水和污物，然后穿鋼絞線。

(4)對(duì)所用的鋼絞線、錨具、夾片在使用前先進(jìn)行外觀檢查，確保無(wú)損傷、無(wú)扭結(jié)或未粘有污物。

3.4.3T梁張拉順序

為保證梁體預(yù)應(yīng)力鋼束張拉質(zhì)量，采用張拉應(yīng)力和伸長(zhǎng)值雙控制，即采用應(yīng)力控制方法張拉，以伸長(zhǎng)值進(jìn)行校核。張拉控制應(yīng)力σcom=0.75；fpk=1 395MPa。當(dāng)預(yù)制T梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到85%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可張拉，且需兩端同時(shí)張拉，張拉順序?yàn)椋篘1→N2→N3。張拉程序：0→初應(yīng)力(10%σcom)→20%σcom→量伸長(zhǎng)值→σcom(持荷2min錨固)，在張拉力達(dá)到σcom時(shí)測(cè)定伸長(zhǎng)量，實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值的差值應(yīng)控制在6%以內(nèi)，否則應(yīng)暫停張拉，待查明原因并采取措施予以調(diào)整后，方可繼續(xù)張拉。

注：σcom=0.75，fpk=1 395MPa(fpk為標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度，fpk=1 860MPa)。

3.4.4T梁張拉

張拉前，首先檢查鋼絞線束的外露長(zhǎng)度，并對(duì)其進(jìn)行調(diào)整；對(duì)錨墊板進(jìn)行清理，重點(diǎn)是波紋管及注漿孔的清理并按下列程序進(jìn)行施工。

(1)理論伸長(zhǎng)值計(jì)算，后張法預(yù)應(yīng)力束張拉時(shí)理論伸長(zhǎng)值△L(cm)計(jì)算公式如下(參見(jiàn)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTJ041-2000)：

△L=PPL/APEP

(2)除去錨墊板、喇叭口內(nèi)、波紋管內(nèi)的殘余混凝土，裝上工作錨圈、夾片，錨圈錐孔、夾片必須清潔，鋼絞線、錨圈及夾片上不允許有浮繡、油污及混凝土等雜物。

(3)安裝限位墊板，吊裝千斤頂，安裝錨具。

(4)開動(dòng)高壓油泵，使千斤頂張拉油缸進(jìn)油——張拉。分級(jí)張拉時(shí)記錄每級(jí)張拉的油壓和鋼絞線伸長(zhǎng)值。

(5)達(dá)到設(shè)計(jì)應(yīng)力后持荷2 min，緩慢釋放油缸壓力至零，鋼絞線則自行整齊地錨固在錨具內(nèi)。

(6)移走張拉設(shè)備，切除多余的鋼絞線，24 h內(nèi)完成管道壓漿工作。

3.5壓漿與封錨

(1)張拉完畢后要盡快壓漿，壓漿前應(yīng)清除孔道內(nèi)的積水。

(2)水泥漿水灰比不能大于0.45，漿體最大自由膨脹量不能大于10%。

(3)灰漿中宜摻用起緩凝、減水作用的外加劑，但不得摻加氯鹽或其它對(duì)鋼筋有腐蝕作用的外加劑。

(4)溫度低于0 ℃時(shí)，孔道內(nèi)不得有積水，溫度低于+5 ℃時(shí)或高于+32 ℃時(shí)，不得進(jìn)行孔道壓漿。

(5)水泥漿應(yīng)攪拌均勻，先加水后加水泥，機(jī)械拌和時(shí)間不能少于2 min。水泥漿放入壓漿罐時(shí)應(yīng)進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾網(wǎng)孔格不得大于2.5 mm×2.5 mm。

(6)壓漿順序?yàn)橄认潞笊?，如有串孔現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，所有串孔應(yīng)同時(shí)壓漿。

(7)由一端進(jìn)行壓漿，將壓力控制在0.5～0.7 MPa之間，當(dāng)水泥漿從另一端流出且與規(guī)定的稠度相同時(shí)，立即封堵排氣孔并關(guān)閉遠(yuǎn)端的閥門，繼續(xù)持壓10 s，再繼續(xù)持壓不少于2 min，關(guān)閉注漿端閥門，停止注漿。

壓漿完畢，將錨具周圍沖洗干凈，按設(shè)計(jì)要求澆筑封錨混凝土，隨后對(duì)封錨混凝土進(jìn)行良好的養(yǎng)護(hù)以減少收縮，防止其與梁體間出現(xiàn)裂縫。

4施工中存在的問(wèn)題及采取的處理措施

(1)同跨梁長(zhǎng)度不等的處理。

原因分析：由于南河特大橋位于半徑為5 000 m的平曲線上，從而造成同跨梁體長(zhǎng)度不一致，其中梁體最短為29.87 m, 最長(zhǎng)為30 m。

處理措施：采用調(diào)整端頭模板位置來(lái)調(diào)整梁體長(zhǎng)度，并對(duì)同跨T梁進(jìn)行編號(hào)，以確定其安裝位置。

(2)T梁二期封錨處理。

原因分析：T梁端頭原設(shè)計(jì)采用二期混凝土封錨，但根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，如果采用二期混凝土封錨，梁端易出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)等質(zhì)量缺陷而造成外觀質(zhì)量差。

處理措施：將梁端二期封錨改進(jìn)為梁端一次澆筑成型，即只在梁端面預(yù)留錨圈槽口，待孔道壓漿完成后用細(xì)石混凝土將錨圈槽口封堵即可。

(3)梁體端頭剪切裂縫的處理。

原因分析：梁體張拉前重量是均勻的作用于臺(tái)座上，張拉后梁體由反拱變?yōu)檎?，即跨中脫離臺(tái)座變?yōu)榱憾藘芍c(diǎn)受力，在剪力作用下梁體端部會(huì)出現(xiàn)剪切裂縫。

處理措施：在安裝端頭模板前，在梁端預(yù)埋鋼板與端頭模板間鋪一層厚度為1 cm的珍珠泡沫板或油毛氈，這樣，梁體在張拉后將由梁端預(yù)埋鋼板受力而不會(huì)出現(xiàn)剪切裂縫。

5結(jié)語(yǔ)

邛名高速南河特大橋梁體從2009年1月開始施工，同年12月底完成全部施工任務(wù)。無(wú)論是施工自檢，還是監(jiān)理或中心實(shí)驗(yàn)室抽檢，425片T梁全部評(píng)定為優(yōu)良。不僅如此，通過(guò)上述看似簡(jiǎn)單的技術(shù)方案的改進(jìn)，使南河特大橋預(yù)制T梁真正做到了“內(nèi)實(shí)外美”。截止目前，邛名高速通車已接近5 a，南河特大橋工程沒(méi)有出現(xiàn)任何質(zhì)量問(wèn)題。

蔣冬(1974-)，男，四川資中人，工程師，從事水電工程施工技術(shù)及管理工作.

(責(zé)任編輯：李燕輝)

第二十次中國(guó)水電設(shè)備學(xué)術(shù)討論會(huì)召開

10月15～16日，第二十次中國(guó)水電設(shè)備學(xué)術(shù)討論會(huì)在成都召開。會(huì)議圍繞大型水電機(jī)組的設(shè)計(jì)、研制和運(yùn)行等相關(guān)技術(shù)問(wèn)題開展了交流和探討。來(lái)自中國(guó)水力發(fā)電學(xué)會(huì)、水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院、三峽集團(tuán)、中國(guó)水科院、水利部機(jī)電研究所，中國(guó)電建集團(tuán)、長(zhǎng)江設(shè)計(jì)院、東方電機(jī)公司、哈爾濱電機(jī)公司和清華大學(xué)、武漢大學(xué)、河海大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等相關(guān)科研院所、高校和水電企業(yè)的近150名專家和代表參加了討論會(huì)。本次討論會(huì)分別安排了專題報(bào)告、主題發(fā)言、論文交流和分專業(yè)討論等技術(shù)交流活動(dòng)。為期兩天的會(huì)議里，與會(huì)專家和代表圍繞水電機(jī)組的設(shè)計(jì)、研制、安裝和運(yùn)行這一主題，從水力設(shè)計(jì)與選型、水機(jī)設(shè)計(jì)與制造，電機(jī)設(shè)計(jì)與制造、試驗(yàn)研究、穩(wěn)定運(yùn)行，水電機(jī)組安裝與運(yùn)行等多個(gè)方面開展了廣泛深入的交流和探討，學(xué)術(shù)氛圍非常濃厚。本次討論會(huì)對(duì)于加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，促進(jìn)我國(guó)水電設(shè)備設(shè)計(jì)與研制技術(shù)的進(jìn)步與創(chuàng)新，推動(dòng)我國(guó)水電事業(yè)的建設(shè)與發(fā)展具有重要的作用和意義。本次討論會(huì)由中國(guó)水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)、電機(jī)工程學(xué)會(huì)、動(dòng)力工程學(xué)會(huì)相關(guān)專業(yè)委員會(huì)和三峽集團(tuán)共同主辦。

收稿日期:2015-10-20

文章編號(hào):1001-2184(2015)06-0036-04

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

中圖分類號(hào):TV52;TU7；[TU997]

作者簡(jiǎn)介: