王 昆
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4×32.7m等高變寬預應(yīng)力混凝土道岔L3型連續(xù)梁預應(yīng)力施工要點
王昆
摘要:為減少鋼絞線預應(yīng)力損失,多設(shè)計為逐孔澆注張拉,施工段間采用連接器連接,以盡量縮短鋼絞線一次張拉長度。本文針對石武鐵路客運專線李家河2#大橋L3型道岔連續(xù)梁為例,重點介紹連接器擠壓錨具、波紋管定位、預應(yīng)力連接等施工要點。
關(guān)鍵詞:道岔;預應(yīng)力;連接器;要點
1.1鐵路客運專線2#大橋孔跨布置為2×24簡支箱梁+6×32m道岔連續(xù)梁+4×32m道岔連續(xù)梁,其中6×32m道岔連續(xù)梁為兩條正線一條到發(fā)線,4×32m道岔連續(xù)梁為兩條正線兩條到發(fā)線。
1.2主梁采用等高度斜腹板截面,梁高3.05m,第一、二孔為單箱雙室截面,第三、四孔為單箱三室截面。頂板寬度由12m增加到21.69m,底板寬度由5.5m增加到15.189m。全橋為縱向預應(yīng)力體系,采用15-7Φ5及17-7Φ5高強度低松弛鋼絞線。
2.1鐵路等級:客運專線(兩條正線、兩條發(fā)線)正線無砟軌道,到發(fā)線有砟軌道。
2.2設(shè)計時速:正線350km/h;到發(fā)線80km/h。
3.1施工順序說明
全橋共分為A、B、C、D四個節(jié)段,按照A→B→C→D順序施工,如圖1所示。
3.1.1搭設(shè)支架,并按120%梁體重量進行支架預壓,觀測,提交數(shù)據(jù)分析;
3.1.2澆注A段梁體砼;
3.1.3按腹板束→頂板束→底板束的順序張拉縱向預應(yīng)力,拆除部分支架;
3.1.4按以上步驟施工B、C、D段梁體;
3.1.5張拉頂板通長束、頂板短束;
3.1.6張拉底板通長束;
3.1.7拆除剩余支架,完成主梁施工;
因L3型道岔連續(xù)梁預應(yīng)力體系結(jié)構(gòu)新穎,技術(shù)復雜,施工難度大,故本文對預應(yīng)力施工中的要點和注意事項進行講解及說明。
本梁為連續(xù)梁體系,鋼絞線縱向采用連接器連接。縱向預應(yīng)力張拉為六個階段,第一孔為第一階段,第一、二孔為一個整體是第二階段,第二、三孔為一個整體為第三階段,第三、四孔為一個整體為第四階段,第四孔為第五階段,頂板底板預應(yīng)力鋸齒塊為第六個階段。全橋預應(yīng)力為141束,其中15-7Φ5 為53束、17-7Φ5為88束。單根最長為71.82m,最短為27.12m。
圖1
5.1施工原理
擠壓錨具由多個擠壓錨具部份及螺紋牙套組成。擠壓千斤頂?shù)捻敆U將擠壓錨具和鋼絞線一起推入模錐孔中,由于模孔小端直徑小于擠壓元件外徑尺寸,使擠壓元件牢牢地擠壓在穿束完成的鋼絞線上,不規(guī)則型小鋼刀咬死預應(yīng)力筋,外側(cè)金屬嵌入擠壓部件制成擠壓式錨具。
5.2施工注意事項
5.2.1施工前檢查鋼絞線、錨具是否配套,不同廠家產(chǎn)品不得混用。
5.2.2油表讀數(shù)小于32MPa的錨具為不合格,必須切除錨固。
5.2.3擠壓后的擠壓套,鋼絞線的外漏長度應(yīng)在2mm~5mm之間,螺紋牙套在其兩端都可見到但末端不得超過8mm,及時清理末端螺紋牙套。
5.2.4為了確保擠壓頭質(zhì)量,每500件為一批做抗拉試驗,應(yīng)在鋼絞線的最大應(yīng)力的95%時不滑脫、不破壞為合格。
由于本梁為2室變3室,結(jié)構(gòu)逐漸加寬,預應(yīng)力定位不僅要考慮縱彎的同時還要注意其平彎變化,這就給現(xiàn)場定位帶來了難度,為了確保預應(yīng)力定位的準確性,要在穿波紋管之前用12的圓鋼焊好定位架。根據(jù)圖紙給出的各種預應(yīng)力筋的位置計算出其在梁上X、Y、Z的三維坐標圖,X為半米一道在梁上的縱向位置,Y為高度,Z為橫橋向位置。由于連續(xù)梁圖紙給出的預應(yīng)力位置較少,只給出了最高點和最底點及彎曲半徑,給計算帶來了難度,最好根據(jù)圖紙的數(shù)據(jù)在CAD上畫出相應(yīng)的位置,再通過標注里的線性,標注其相應(yīng)的距離即可。焊定位架前要找塊平整場地在場地抹上砂漿,等砂漿強度上來后在上邊彈出箱梁結(jié)構(gòu)外形尺寸,再根據(jù)計算出的坐標位置焊出相應(yīng)的預應(yīng)力定位架(用鋼板做胎模也可)。制作加工完成的預應(yīng)力鋼筋網(wǎng)片采取編號標識,編號順序由跨中向梁體兩端依次順序0#~65#,每孔梁體定位網(wǎng)片65個,必須按照編號順序從一頭向另一頭擺放安裝。預應(yīng)力定位時要注意防崩鋼筋的設(shè)置,所有采用鋸齒塊錨固的鋼絞線及有平彎的鋼絞線均應(yīng)布置防崩鋼筋,采用Φ12鋼筋,間距10cm,布置在曲線段及兩側(cè)各不少于50cm的直線段范圍內(nèi)。梁體混凝土振搗時,應(yīng)注意振搗棒不要直接放在波紋管上,以免堵孔或發(fā)生管道移位。
7.1本梁預應(yīng)力為重疊結(jié)構(gòu)。簡單來說,梁要分4段澆注,每一節(jié)段預應(yīng)力都用連接器連接。之前說到預應(yīng)力分6個階段,在第三階段(二、三孔)和第四階段(三、四孔)的預應(yīng)力要與上一階段連接。在這里預應(yīng)力連接和混凝土澆注就互相影響,如果先澆注混凝土的話預應(yīng)力就無法連接,如果先進行預應(yīng)力施工的話就必須要同時綁扎好兩孔梁,鋼絞線完成后再澆注一孔的混凝土。剩下的另一空梁要等到下一孔梁綁扎完畢,預應(yīng)力穿束完畢后才能澆注。這樣就給施工和組織帶來了極大的難度。
7.2我們在施工中考慮了3種方案:一種是預留連接器孔,等澆注完混凝土及連接完鋼絞線后進行封端。二是先穿束第二孔鋼絞線,第三孔鋼絞線預留出來,不過這樣給第三孔梁施工帶來了很大的難度。三是兩孔梁一起綁扎穿束,再澆注混凝土。此方法的缺點是鋼筋及鋼絞線暴漏時間過長。
7.3我們根據(jù)現(xiàn)場的實際情況選擇了第三種方案。
7.3.1當?shù)谝豢琢簼沧⑼瓿珊蟀瓷线B接器張拉第一階段預應(yīng)力鋼筋,綁扎第二孔節(jié)段鋼筋,穿束第一、二孔梁通長鋼絞線,同時綁扎第三節(jié)段鋼筋。當?shù)谌?jié)段鋼筋和預應(yīng)力定位完成后,穿束第二、三節(jié)段通長鋼絞線與第一孔連接器連接。施工中注意在一、二節(jié)段連接處預留5m的工作空間用來張拉第一孔梁和掛帶擠壓頭的鋼絞線。連接及張拉完成后處理預留的5m段鋼筋模板,澆注第二孔梁。
7.3.2同樣的方法綁扎第四孔梁,穿束第三、四節(jié)段通長鋼絞線,澆注第三節(jié)段混凝土,張拉、處理工作空間,最后澆注第四節(jié)段混凝土。
7.3.3在施工中困難在于第二、三、四節(jié)段綁完鋼筋后暴漏時間較長,要注意對鋼筋和鋼絞線的防銹處理。在施工前對鋼筋進行防銹處理,可以涂抹一些防銹劑。有一種鋼筋防銹處理液,即每1L磷酸中,含有50~100g的氫氧化鋁,3~5g的氧化鋅,3~5g的氧化鎳或/和氧化鉻或/和氧化錳,經(jīng)升溫加熱至250~300℃,使固定原料溶混于磷酸中,冷卻至室溫后按1∶10~20的體積比,加水稀釋得無毒無味、沒有失效期限的鋼筋防銹處理液。不僅使用方便、防銹效果好,而且經(jīng)濟,噸鋼處理成本只在10元以下,處理后較大程度地延緩了熱軋帶肋鋼筋在大氣環(huán)境下表面銹蝕的現(xiàn)象,即在大氣環(huán)境下,經(jīng)2個月以上的風吹、雨淋、日曬都不會產(chǎn)生銹蝕,且不影響鋼筋的力學機械性能和焊接性能。
8.1預應(yīng)力應(yīng)在混凝土強度達到其設(shè)計強度的100%且混凝土齡期不小于7天方可張拉。預應(yīng)力張拉時應(yīng)按照圖中張拉順序進行,兩端張拉時需保持同步張拉,橫向注意對稱張拉。
8.2所有預應(yīng)力張拉均要求伸長量與張拉力雙控,以油壓表讀數(shù)為準,通過試驗測定E值,校正設(shè)計伸長量,要求實測伸長量與設(shè)計伸長量兩者誤差在±6%以內(nèi)。測定伸長量要扣除非彈性變形引起的全部伸長量。
8.3預應(yīng)力張拉前應(yīng)先用初應(yīng)力(0.1~0.2σcon)張拉一次,再開始測伸長值。張拉順序為0→初應(yīng)力→設(shè)計噸位→持荷5min→錨固。
8.4預應(yīng)力鋼束張拉完畢,嚴禁用硬物撞擊錨頭及鋼束,鋼絞線多余的長度應(yīng)用切割機切割。
9.1預應(yīng)力管道定位:預應(yīng)力管道安裝時必須嚴格按照規(guī)定位置固定就位,并保持管道順暢。要求鋼索定位網(wǎng)孔徑大于波紋管外徑不超過2mm,方孔本身誤差為±1mm。
9.2摩阻系數(shù)調(diào)整:施工時須對孔道摩阻及偏差系數(shù)作校核,以確定張拉力及伸長量是否需要調(diào)整。
大型火車站內(nèi)設(shè)計道岔連續(xù)梁的方式不是較普遍。但其特點鮮明,層次感強,能有效地加大車站內(nèi)的空間利用面積,安全穩(wěn)定性強,耐久性高等優(yōu)點勢必會在高速鐵路建設(shè)中得到廣泛的利用。
參考文獻
[1]彭國軍.淺談道岔預應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工技術(shù)控制要點[J].科技創(chuàng)新導報,2013(13):123-123.
中圖分類號:U416
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