大鹽池橋預(yù)應(yīng)力T型梁施工

彭 剛，佟 雷

(1.四川小金川水電開發(fā)有限公司，四川 小金，624200；2.四川松林河流域水電開發(fā)有限公司，四川 石棉，625400)

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大鹽池橋預(yù)應(yīng)力T型梁施工

彭 剛1，佟 雷2

(1.四川小金川水電開發(fā)有限公司，四川 小金，624200；2.四川松林河流域水電開發(fā)有限公司，四川 石棉，625400)

官地水電站對外交通公路大鹽池橋為3-30m的預(yù)應(yīng)力T型梁橋，本文介紹了預(yù)應(yīng)力T型梁施工過程，可供同類型預(yù)應(yīng)力T型梁施工參考。

大鹽池橋 T型梁 混凝土澆筑 鋼絞線張拉 注漿 吊裝

1 工程概況

大鹽池橋(地理位置)為雅礱江官地水電站對外交通專用公路金河～打倮段k3+170.00m～k3+269.00m處的一座橋梁，受區(qū)域地物、地形、地質(zhì)及公路布線制約，為盡量減少工程量，節(jié)約投資，設(shè)計為3跨30m的預(yù)應(yīng)力T型梁橋，既可滿足電站對外物資運輸和地方交通運輸?shù)男枰?，也可滿足電站施工期工程物資、設(shè)備運輸?shù)男枰?/p>

本橋為3-30m橋跨結(jié)構(gòu)，橋長99m，橋面凈寬：凈-7.5m+2×0.5m(防撞護欄)；設(shè)計荷載：汽-40級；校核荷載：掛-300；人群荷載：3kN/m2。

T型梁為30m跨預(yù)應(yīng)力T型梁，理論長度為30m，實際長度為29.96m，梁高2.3m，分4片對稱布置，共計12片梁。預(yù)應(yīng)力梁混凝土為C50混凝土，預(yù)應(yīng)力筋為φ15.24mm預(yù)應(yīng)力鋼絞線，每片梁有7束鋼絞線。共計C50混凝土426m3，鋼筋(φ8mm、φ10mm、φ12mm、φ14mm、φ16mm、φ20mm、φ22mm)及鋼絞線(φ15.24mm)共計90t，HVM15-6型錨具168套，φ70mm金屬波紋管2500m，單片梁重88t。設(shè)計為后張法兩端張拉工藝，預(yù)應(yīng)力梁張拉程序為0～1.03σk，張拉控制應(yīng)力σk為1320MPa，一束鋼絞線張拉力為1121.2kN，混凝土強度達到100%時張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線束。

大鹽池橋預(yù)應(yīng)力T型梁施工內(nèi)容，包括T型梁預(yù)制、鋼絞線張拉、T型梁注漿、T型梁吊裝。

2 T型梁預(yù)制施工

施工工序：平整場地、鋪設(shè)碎石墊層→測量放樣→澆筑底座混凝土→綁扎鋼筋→測放波紋管→鋼絞線下料、穿入波紋管并編束固定→立側(cè)模、封頭模板→安裝錨墊板→清理、驗收→澆筑混凝土→養(yǎng)護。

2.1 模板制安

圖1 T型梁加固示意

在鋼筋安裝、金屬波紋管、鋼絞線及錨墊板安裝情況驗收合格后，即可安設(shè)模板。模板采用鋼模，強度、剛度滿足規(guī)范要求，根據(jù)T型梁梁體結(jié)構(gòu)尺寸進行專門設(shè)計，在加工廠加工而成，安裝前先進行預(yù)拼，在預(yù)制現(xiàn)場分片組裝、加固。模板加固形式見圖1。

2.2 混凝土澆筑

2.2.1 混凝土配合比

T型梁C50混凝土粗骨料采用機械生產(chǎn)的碎石(粒徑5mm～25mm)，細骨料采用距離現(xiàn)場約150km處的天然河砂，其細度模數(shù)為2.72；水泥采用四川金頂(集團)股份公司峨眉水泥廠PO42.5R水泥；外加劑采用昆明市生威混凝土外加劑有限公司生產(chǎn)的SW緩凝高效減水劑。混凝土配合比見表1。

表1 混凝土配合比

2.2.2 混凝土澆筑

混凝土澆筑由一端向另一端自下而上一次澆筑而成，每次澆筑厚度不大于30cm，采用φ30mm振搗器和附著式振搗器振搗。振搗時遵循快插慢拔的原則，嚴禁過振漏振現(xiàn)象發(fā)生，在預(yù)埋鋼絞線和波紋管區(qū)域采用附著式振搗器振搗，避免損傷波紋管。T梁混凝土澆筑順序見圖2。

說明：1)T型梁澆筑縱向錯臺澆筑，先澆筑Ⅰ區(qū)，再澆筑Ⅱ區(qū)，然后澆筑Ⅲ區(qū)； 2)同一區(qū)內(nèi)按Ⅰ至Ⅴ層的順序進行澆筑。

圖2 T型梁混凝土澆筑示意(單位：cm)

2.3 混凝土的養(yǎng)護

在混凝土終凝后及時進行灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不小于28d。

所有T型梁拆模后應(yīng)標(biāo)以不易擦掉的記號，記錄澆筑混凝土的日期、張拉的日期，且將記號標(biāo)在構(gòu)件置于最終位置以后不致暴露于外的位置。

3 T型梁張拉施工

張拉施工工序：清理錨座基面→安錨具、夾片→安千斤頂→安百分表、讀取初讀數(shù)→張拉→錨固。

3.1 張拉準(zhǔn)備

張拉開始前，檢查所有的預(yù)應(yīng)力鋼絞線是否能自由滑動，構(gòu)件是否能自由適應(yīng)施加預(yù)應(yīng)力時產(chǎn)生的水平、垂直位移，檢測千斤頂、油泵、油表是否能正常工作，張拉遵循對稱張拉的原則，并標(biāo)明鋼絞線張拉順序。

3.2 錨具安裝

錨具安裝時，錨板應(yīng)對正、片位均勻，然后安裝錨具，再安裝千斤頂。

3.3 張拉

張拉采用兩套穿心式千斤頂同步張拉，張拉程序：0→初應(yīng)力→1.03σk，兩端操作手同時勻速加油加力到鋼絞線初應(yīng)力(0.1σk，打緊錨具夾片、消除錨具變形、使預(yù)應(yīng)力筋受力均勻)，記下百分表讀數(shù)σ1，用游標(biāo)卡尺讀出并記下千斤頂伸長值ΔL1；兩端再同時勻速加油至設(shè)計張拉值，記下百分表讀數(shù)σ2，用游標(biāo)卡尺記下千斤頂伸長值ΔL2；再加油加力到超張拉值，記下百分表讀數(shù)σ3，持荷2min，固定好鋼絞線，回油松荷。計算出鋼絞線實測伸長值ΔL=ΔL2-ΔL1。

預(yù)應(yīng)力鋼絞線理論伸長值：

L——鋼絞線長度(cm)；

Ay——預(yù)應(yīng)力筋的截面面積(mm2)；

Ey——預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量(MPa)。

張拉完成后，測得的伸長量與計算伸長量之差應(yīng)在±6%以內(nèi)，否則應(yīng)按規(guī)范進行補張拉，直到滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

安裝在跨中的百分表在張拉前后的讀數(shù)差值為梁張拉起拱度。在張拉過程中，如起拱度異常，則暫停張拉，待查明原因并處理后再進行張拉。

3.4 張拉理論值計算

3.4.1 計算參數(shù)選定

3.4.1.1 材料彈性模量。鋼絞線的標(biāo)準(zhǔn)強度：σy=1860MPa；鋼絞線彈性模量：Ey=195GMPa。

3.4.1.2 計算所需相關(guān)參數(shù)。從《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ041-2000)附表查找有關(guān)參數(shù)：預(yù)應(yīng)力鋼絞線與管道壁的摩擦系數(shù)μ=0.25；孔道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)k=0.0015；鋼絞線在錨固時的回縮值按6mm計算。

本工程預(yù)應(yīng)力鋼絞線為7φ5mm(公稱直徑15.24mm)鋼絞線，每束6根。

3.4.1.3 鋼絞線張拉控制應(yīng)力。按《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ041-2000)計算：σk=0.75×σy=0.75×1860=1395MPa；施工圖紙實際給定的張拉控制應(yīng)力：σk=1320MPa；施工圖紙實際給定的一根鋼絞線張拉力為：σy=1121.2kN。

3.4.2 理論伸長值計算

3.4.2.1 預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉伸長值△L計算公式

式中： △L——預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉伸長值(cm)；

L——預(yù)應(yīng)力鋼絞線長度(cm)；

Ey——預(yù)應(yīng)力鋼絞線的彈性模量(MPa)；

Ay——預(yù)應(yīng)力鋼絞線截面面積(mm2)，本項目標(biāo)準(zhǔn)截面面積為140mm2；

Pmax——預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉端的最大張拉力(kN)；

x——從張拉端至計算截面的孔道長度(m)；

θ——從張拉端至計算截面孔道切線的夾角(rad)；

k——孔道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)；

μ——預(yù)應(yīng)力鋼絞線與管道壁的摩擦系數(shù)。

3.4.2.2 張拉伸長值計算。一端張拉以梁中截面計算，以1#鋼絞線為例：從張拉端至計算截面孔道切線的夾角θ=3.03×π/180=0.052883(rad)；從張拉端至計算截面的孔道長度x=L/2=2996/2/100=14.98m；預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉端的最大張拉力Pmax=1.03×1121.2kN=1154.836kN

預(yù)應(yīng)力鋼絞線平均張拉力：

1#～7#鋼絞線計算參數(shù)及理論伸長值見表2。

表2 鋼絞線計算參數(shù)及理論伸長值

3.4.2.3 千斤頂壓力計算。根據(jù)西南交通大學(xué)結(jié)構(gòu)工程試驗中心試驗結(jié)果，千斤頂油表讀數(shù)與油頂壓力回歸方程如下：

編號為645#的油表：y=0.0342x+0.1018

R2=0.9997；

編號為665#的油表：y=0.0338x+0.813

R2=0.9992。

y——油表讀數(shù)(MPa)；x——油頂壓力(kN)；R——線性相關(guān)系數(shù)。

編號為645#的油表達到最大張拉力1154.836kN時油表讀數(shù)為：

y=0.0342×1154.836+0.1018=39.5(MPa)；

編號為665#的油表達到最大張拉力1154.836kN時油表讀數(shù)為：

y=0.0338×1154.836+0.813=39.8(MPa)。

T型梁張拉施工時按油表讀數(shù)為40.0MPa進行張拉控制。

3.4.2.4 張拉伸長值復(fù)核。在張拉完成后，測得的伸長量與計算伸長量之差應(yīng)在±6%以內(nèi)，否則，應(yīng)按規(guī)范進行補張拉，直到滿足設(shè)計及規(guī)范要求。根據(jù)實測值計算，所有12片梁測得的伸長量與計算伸長量之差均在±6%以內(nèi)，并且沒有發(fā)生過斷絲和滑絲現(xiàn)象。1#梁實測伸長值記錄見表3。

表3 1#梁實測伸長值記錄

4 T型梁壓漿施工

壓漿程序：壓縮空氣清洗管道→沖洗管道→壓縮空氣吹干管道→制備漿液→壓漿→閉漿→清洗機具。

4.1 壓漿前應(yīng)將錨具周圍的鋼絲間隙和孔洞填封，以防冒漿。漿液嚴格按配比拌制，水灰比控制在0.4～0.45之間，水泥漿的強度應(yīng)不低于30MPa，拌和時間不小于2min。

4.2 預(yù)應(yīng)力張拉完成并經(jīng)監(jiān)理人同意后進行壓漿。漿液從T型梁錨座預(yù)留孔從下而上壓入，另一端留孔為排氣、出漿孔。壓漿壓力對縱向預(yù)應(yīng)力管道為0.7MPa，對豎向管道為0.4MPa。壓水清理波紋管到確定波紋管通暢后開始壓漿，在另一端出現(xiàn)濃漿后暫停壓漿，堵塞好波紋管后繼續(xù)壓漿，在壓漿壓力達設(shè)計值時，保持最大壓漿力2min。

壓滿漿的管道應(yīng)進行保護，使其在一天之內(nèi)不受振動。壓漿完成3天后，檢查進、出漿口、排氣口是否有空洞，發(fā)現(xiàn)有空洞采取補漿措施，沒有空洞就進行封端，封端采用與梁體同標(biāo)號混凝土。

5 T型梁吊裝施工

該橋T型梁的吊裝采用雙導(dǎo)梁吊裝方案。該橋單片梁重88t，在設(shè)計吊裝方案時充分考慮起重系數(shù)，根據(jù)規(guī)范吊裝按1.3倍起重系數(shù)和1.03倍不均勻系數(shù)進行驗算，計算值為117.8t，實際施工時按120t的吊重進行設(shè)計吊裝方案。

5.1 梁體橫移

梁體在構(gòu)件混凝土強度達到設(shè)計強度，張拉、孔道注漿、封端完成即達到移位、吊裝要求。梁體橫移時先用兩臺梁體提升架配合4臺50t千斤頂將梁體頂升15cm高，然后在距梁端1.5m處的梁底加入行走設(shè)備并用鋼絲繩固定，采用滑車牽引橫移，橫移至縱移所需要的位置。

5.2 梁體縱移

當(dāng)梁體橫移至設(shè)計位置時，在梁體的下面加入縱移行走設(shè)備，采用5t卷揚機牽引滑車組施加牽引力從而使梁體縱移前行。

5.3 梁體吊裝

梁體縱移至吊裝設(shè)備雙導(dǎo)梁的底端后，采用吊帶將梁體整體提高并離開地面，通過導(dǎo)梁將梁體運至設(shè)計位置。

5.4 梁體的落位和就位

梁體通過導(dǎo)梁運至設(shè)計位置，下降吊點，將梁體穩(wěn)當(dāng)?shù)姆胖迷谏w梁上，再用就位設(shè)施將梁體準(zhǔn)確穩(wěn)當(dāng)?shù)陌惭b至設(shè)計位置。

5.5 移梁的先后順序

同一跨橋先移兩邊的兩片邊主梁進行架設(shè)，然后再架設(shè)兩片中主梁。

6 結(jié)語

雅礱江官地水電站于2012年3月份首臺機組并網(wǎng)發(fā)電，大鹽池橋經(jīng)受住了工程建設(shè)期大宗物資及設(shè)備運輸?shù)目简?，說明預(yù)應(yīng)力T型梁施工質(zhì)量滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

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U448.212∶U445.469

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2095-1809(2015)04-0010-04