橋梁工程中現(xiàn)澆連續(xù)梁曲線(xiàn)段預(yù)應(yīng)力的施工技術(shù)

■張 帆 ■攀枝花公路橋梁工程有限公司，四川 成都 610000

隨著工程建筑的發(fā)展，曲線(xiàn)橋梁慢慢成為橋梁建筑的主導(dǎo)類(lèi)型。在工程實(shí)施過(guò)程中，彎扭耦合效應(yīng)令曲線(xiàn)橋梁受力與變形比直線(xiàn)橋梁復(fù)雜，而實(shí)施人員應(yīng)該對(duì)曲線(xiàn)橋梁特性有所了解，從而保障工程實(shí)施質(zhì)量。

1 案件分析

橋梁橫斷面的結(jié)構(gòu)設(shè)置對(duì)工程質(zhì)量有很大的影響，某個(gè)橋梁長(zhǎng)度為113.1m，橋梁面寬度為7.0m，橋梁高度為3.25m，橋梁頂板的厚度為0.3m，跨中腹板的厚是0.4m，而在支點(diǎn)旁邊的腹板厚度是0.6m，橋梁的底板厚由跨中位置到支點(diǎn)位置慢慢從0.3m 變化到0.5m。該橋梁位于的圓曲線(xiàn)的半徑為:550m，橋梁橫向則配置2%的人字坡，縱向則位于縱坡上，傾斜度為-5.2%。這項(xiàng)工程實(shí)施中，聯(lián)箱梁通過(guò)滿(mǎn)堂支架進(jìn)行分段施工，混凝土進(jìn)行一次灌注，聯(lián)箱梁過(guò)程中只需要配置縱向預(yù)應(yīng)力體系。橫斷面的結(jié)構(gòu)圖如下:

圖1 橫斷面的結(jié)構(gòu)圖

2 預(yù)應(yīng)力工程中對(duì)工藝施工的管控

2.1 計(jì)算預(yù)應(yīng)力鋼束的伸長(zhǎng)值

橋梁設(shè)計(jì)需要對(duì)張拉力和預(yù)應(yīng)力鋼束伸長(zhǎng)值進(jìn)行設(shè)計(jì)，該橋梁設(shè)計(jì)的伸長(zhǎng)量數(shù)據(jù)是各個(gè)預(yù)應(yīng)力鋼束的平均值。由于平彎半徑有所差異，則預(yù)應(yīng)力鋼束理論上的伸長(zhǎng)量和設(shè)計(jì)給出的存在著很大的差異。因?yàn)闃蛄旱念A(yù)應(yīng)力有著平面與豎向的特點(diǎn)，因此會(huì)產(chǎn)生巨大摩阻力，在張拉端應(yīng)力抵達(dá)設(shè)計(jì)應(yīng)力的時(shí)候，橋梁中部復(fù)合曲線(xiàn)段的鋼束應(yīng)力可能由于曲率半徑的影響，無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)應(yīng)力值，實(shí)施過(guò)程中應(yīng)該對(duì)各個(gè)部分的鋼束由于各種原因產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析，減少對(duì)工程實(shí)施的損害。

在工程實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)工程設(shè)計(jì)圖明確鋼束線(xiàn)形的模型，根據(jù)工程實(shí)施規(guī)范的公式核實(shí)每段的伸長(zhǎng)量以及應(yīng)力值等。張拉端與計(jì)算截面曲線(xiàn)管道部分之間的切線(xiàn)夾角為θ，則本橋的計(jì)算則為，橋梁彎曲段的平面與豎向雙曲率的矢量和，公式如下:

θh 是鋼束與平面的切角

θy 是鋼束與豎直面的切角。

μ 對(duì)預(yù)應(yīng)力的伸長(zhǎng)量和損失也有很大的影響，而μ 由施工的精度與波紋管的性能決定的。對(duì)第一批鋼束進(jìn)行張拉時(shí)，實(shí)際測(cè)量值和理論值存在很大差異，F(xiàn)1 兩旁的鋼束應(yīng)力在50%和100%時(shí)，都比理論值大10%，沒(méi)有達(dá)到工程規(guī)定的±6%范圍［1］。由于本橋的彎道實(shí)施程序較為繁雜，需要立即跟設(shè)計(jì)人員反映，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示分析，征得設(shè)計(jì)人員同意后，將管道偏差系數(shù)和摩擦系數(shù)都做了調(diào)整，偏差系數(shù)K 達(dá)到0.004，而摩擦系數(shù)μ 達(dá)到0.5，并對(duì)鋼束的控制應(yīng)力做了調(diào)整。將調(diào)整后數(shù)值與理論值比較，誤差較小，與工程實(shí)施的規(guī)范符合。

2.2 對(duì)鋼束的測(cè)量

預(yù)應(yīng)力鋼束的位置對(duì)于工程實(shí)施質(zhì)量起著重要的作用，在曲線(xiàn)連續(xù)梁中，鋼束的和形狀對(duì)連續(xù)梁內(nèi)應(yīng)力分布影響較為明顯，預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的二次力由于彎扭耦合效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生更大的影響。為保障鋼束的傳力和受力一致，本聯(lián)橋?qū)︿撌臏y(cè)量定位采取了三種措施，即定位鋼筋，箍筋和防崩鋼筋，這三種鋼筋都有限位的作用，從而保證了工程實(shí)施的質(zhì)量。通過(guò)明確預(yù)應(yīng)力管道的三維坐標(biāo)，通過(guò)三維坐標(biāo)對(duì)波紋管進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量定位，確保波紋管的安裝位置。在波紋管的測(cè)量定位過(guò)程中，為了預(yù)防管道產(chǎn)生移位，通常100cm 配置一個(gè)鋼筋網(wǎng)片，并且以間隔30cm 在預(yù)應(yīng)力束彎處嚴(yán)密分布。通過(guò)套接連接方法將波紋管連接，套接波紋管的長(zhǎng)度是30cm，在每旁套入15cm，并且套管規(guī)格相對(duì)制孔用波紋管大，利用膠布將套接兩頭進(jìn)行密封。為了防止混凝土在澆筑過(guò)程中產(chǎn)生漏漿等質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)該在描墊板跟波紋管的接口，把波紋管放入描墊板內(nèi)，使用膠布將其裹住，使墊板上的注漿孔不受到損害。在波紋管安裝，運(yùn)輸以及混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)該時(shí)常檢查波紋管，避免波紋管受到損壞。在混凝土澆筑過(guò)程中，要經(jīng)常對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行抽動(dòng)操作，以便出現(xiàn)問(wèn)題能及時(shí)解決，有漏漿情況馬上用水清洗，預(yù)防堵孔現(xiàn)象的發(fā)生，對(duì)工程實(shí)施造成影響。

2.3 預(yù)應(yīng)力張拉

計(jì)算預(yù)應(yīng)力的張拉力，在預(yù)應(yīng)力張拉前，通過(guò)油表標(biāo)對(duì)回歸方程進(jìn)行確認(rèn)，并出各時(shí)段的油壓表數(shù)據(jù)。同時(shí)，為有效的控制應(yīng)力和伸長(zhǎng)量，將多組預(yù)應(yīng)力鋼束進(jìn)行張拉時(shí)，應(yīng)該對(duì)鋼束的實(shí)際伸長(zhǎng)量做好測(cè)量，通過(guò)對(duì)測(cè)量值和理論值測(cè)試檢驗(yàn)并校正。

為保障鋼束線(xiàn)形的平整，在鋼束試?yán)^(guò)程中，應(yīng)該使用10%的錨下控制力對(duì)鋼束進(jìn)行試?yán)?，避免鋼束安置產(chǎn)生形狀扭曲。鋼束波紋管內(nèi)的內(nèi)部狀態(tài)與鋼束的伸長(zhǎng)舒暢度有關(guān)，根據(jù)這項(xiàng)工作的工程實(shí)施實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，在鋼束試?yán)A段中實(shí)際測(cè)量的伸長(zhǎng)量及其不穩(wěn)定，對(duì)工程也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。這項(xiàng)工程施工主要是采取ZB2 ×1.5/63 型號(hào)的油泵，和千斤頂YDC 型有效結(jié)合，油泵油箱的容量較大，是張拉千斤頂總輸油量的1.5 倍，額定油壓數(shù)比油壓數(shù)的高，是油壓數(shù)的1.4 倍。壓力表類(lèi)型應(yīng)該采取防震型的，壓力表的精度應(yīng)該高于1.0 級(jí)，最大讀數(shù)應(yīng)該是張拉力的1.5 -2.0 倍，并且壓力表的有效校正期為一個(gè)星期［2］。配置了千斤頂和卸載錨頭，以便實(shí)施過(guò)程中產(chǎn)生斷絲問(wèn)題能及時(shí)卸載。聯(lián)橋鋼束按照設(shè)計(jì)順序進(jìn)行張拉，首先進(jìn)行腹板張拉，然后進(jìn)行頂板張拉，最終對(duì)底板進(jìn)行張拉，通過(guò)兩端同步張拉，保持兩邊相等進(jìn)行張拉。

本聯(lián)箱梁的跨中，箱梁頂面兩端，四分點(diǎn)以及支點(diǎn)都進(jìn)行了變形觀(guān)測(cè)和測(cè)量，從而能及時(shí)反饋箱梁的變形狀況，保障工程實(shí)施質(zhì)量和安全。在鋼束張拉結(jié)束后，避免箱梁產(chǎn)生嚴(yán)重變形，都應(yīng)該對(duì)鋼束變形結(jié)果進(jìn)行測(cè)驗(yàn)檢查校對(duì)。

2.4 橋梁孔道壓漿

孔道壓漿在橋梁工程中有著重要地位，孔道壓漿能防止鋼束產(chǎn)生銹蝕，增強(qiáng)了混凝土和鋼束的粘合度，并且對(duì)鋼束和混凝土共同受力有很大的影響［3］。波紋管內(nèi)的水泥漿硬化后，具備良好的飽和性以及嚴(yán)密性，從而起保護(hù)預(yù)應(yīng)力筋的功能，并且具有剪切強(qiáng)度以及粘度，將預(yù)應(yīng)力傳送給混凝土。工程主要是通過(guò)真空輔助壓漿的管道壓漿發(fā)放，壓漿實(shí)施過(guò)程如下:

(1)將管道內(nèi)的雜物進(jìn)行清洗，使用密封罩或者水泥砂漿將錨具進(jìn)行嚴(yán)密封閉，對(duì)錨墊板上的灌漿孔雜物進(jìn)行處理，明確灌漿端口以及抽真空端口，從而對(duì)引出管，接頭和堵閥進(jìn)行安裝;(2)將水泥漿進(jìn)行攪拌，對(duì)管道進(jìn)行抽真空操作，之后對(duì)灌漿泵進(jìn)行灌漿，接著當(dāng)灌漿和出漿稠度一直時(shí)，將抽真空端所有閥門(mén)關(guān)閉，接著對(duì)灌漿泵進(jìn)行保壓;(3)閉合灌漿端閥門(mén)和灌漿泵，然后將灌漿泵和外接管路卸下;(4)漿體凝固后將其卸下，并對(duì)漿端堵閥進(jìn)行清洗清理。

3 結(jié)束語(yǔ)

工程實(shí)施人員在工程實(shí)施過(guò)程中嚴(yán)格監(jiān)督監(jiān)控，從而保障了曲線(xiàn)梁建筑的安全以及質(zhì)量。文章主要通過(guò)聯(lián)箱梁橋梁工程特征，對(duì)橋梁鋼束的主要特點(diǎn)進(jìn)行介紹，同時(shí)也為往后曲線(xiàn)梁建筑積累了經(jīng)驗(yàn)。

［1］向中富.橋梁施工控制技術(shù)［M］.北京:人民交通出版社，2001;39 -40.

［2］楊文淵.徐犇.橋梁施工工程師手冊(cè)［M］.北京:人民交通出版社，2009:28 -29.

［3］邵鳳書(shū).支架整體現(xiàn)澆曲線(xiàn)連續(xù)箱梁的設(shè)計(jì)與施工［J］.鐵道建筑，2005，(05):17 -18.