淺談體外預(yù)應(yīng)力臨時(shí)固結(jié)在連續(xù)梁橋施工中的應(yīng)用

宋祖廣

摘? ? 要：體外預(yù)應(yīng)力臨時(shí)固結(jié)具有施工簡便、受力模型明確等優(yōu)點(diǎn)，可以作為常規(guī)墩柱固結(jié)的補(bǔ)充方案，本文以體外預(yù)應(yīng)力臨時(shí)固結(jié)方案在某連續(xù)梁橋施工中的成功應(yīng)用為例，闡述其在實(shí)際運(yùn)用中的施工控制方法，以作為類似項(xiàng)目施工的參考。

關(guān)健詞：體外預(yù)應(yīng)力;臨時(shí)固結(jié);連續(xù)梁橋;施工

1? 引言

某連續(xù)梁橋主橋主墩基礎(chǔ)采用Φ900mm鋼管樁，邊墩基礎(chǔ)采用Φ600mmPHC管樁，墩身采用矩形雙柱式薄壁墩，高度為10m左右。主橋上部結(jié)構(gòu)為雙幅四跨單箱單室三向預(yù)應(yīng)力砼變截面連續(xù)箱梁，四跨布置為69m+120m+120m+69m，單幅箱頂寬16m，箱底寬7.5m，箱梁根部高7m。

2? 臨時(shí)固結(jié)荷載設(shè)計(jì)

臨時(shí)固結(jié)的設(shè)計(jì)計(jì)算是根據(jù)有關(guān)資料和設(shè)計(jì)規(guī)范，并參考類似工程的施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工驗(yàn)算，主要荷載組合包括：（1）懸澆梁段結(jié)構(gòu)自重偏差，一側(cè)懸壁靜載增加3%，另一側(cè)懸臂靜載減少3%。（2）施工期臨時(shí)荷載，一側(cè)堆載的材料、機(jī)具按10kN/m計(jì)，另一側(cè)空載。（3）掛籃和施工機(jī)具的動力系數(shù)，一側(cè)采用1.2，另一側(cè)采用0.8。（4）最后一段懸臂梁段不同步施工，另一側(cè)空載。（5）最大懸臂時(shí)，一端有向上的風(fēng)載，另一端無風(fēng)載。

3? 臨時(shí)固結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

臨時(shí)固結(jié)由三部分組成：第一部分是在墩身兩側(cè)分別設(shè)兩根140×100cm鋼筋混凝土立柱，混凝土為C40，兩根立柱橫向用系梁連接，立柱與承臺以及箱梁均用[Φ]25錨筋連接;第二部分是在墩頂與箱梁之間設(shè)8個(gè)抗剪構(gòu)件，以抵抗合龍時(shí)溫度內(nèi)力使主梁與墩身不發(fā)生位移，同時(shí)使梁與墩身不固結(jié)，抗剪構(gòu)件由上下兩塊鋼板以及100×200mm剪力銷組成，下鋼板開槽口，剪力銷與上鋼板焊接，插入在槽口中，抗剪構(gòu)件在廠內(nèi)加工并裝配好，抗剪構(gòu)件與墩身和箱梁均通過錨筋連接;第三部分是為了使臨時(shí)支墩抵抗最不利狀態(tài)下的不平衡荷載，每個(gè)臨時(shí)支墩采取施加體外預(yù)應(yīng)力的措施增補(bǔ)400T預(yù)壓荷載。

4? 體外預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)

體外預(yù)應(yīng)力采用[Φ]32 JL785級高強(qiáng)精軋螺紋鋼實(shí)現(xiàn)，單根精軋螺紋鋼設(shè)計(jì)張拉力為500kN。預(yù)應(yīng)力筋采用植筋技術(shù)植入承臺內(nèi)，植入深度為1.5m。植入筋采用保力特錨固劑與承臺錨固，錨孔直徑為[Φ]65mm，錨孔深度為1.5m。

保力特MG系列工程錨固劑的性能如下：

（1）錨固劑與母體間的粘結(jié)強(qiáng)度為3.0MPa。

（2）錨固劑與桿件間的粘結(jié)強(qiáng)度為4.9MPa。

（3）錨固劑粘結(jié)強(qiáng)度的安全系數(shù)為2.2。

按錨固劑與母體間的粘結(jié)強(qiáng)度計(jì)算：

鉆孔孔徑[Φ]65mm，深度為l =1500mm，粘結(jié)強(qiáng)度τn=3.0MPa。

則：

N=π·D·l·τn=π×65×1500×3.0=918.9kN>500kN

按錨固劑與桿件粘結(jié)強(qiáng)度計(jì)算：

錨固劑與桿件間粘結(jié)強(qiáng)度τn為4.9MPa，錨固長度為l =1500mm。

則：

N=π·D·l·τn =π×32×1500×4.9=738.9kN>500kN

從以上計(jì)算可知：錨固劑與母體間的粘結(jié)強(qiáng)度大于錨固劑與桿件之間的粘結(jié)力，是安全的。

5? 臨時(shí)固結(jié)施工

在承臺和墩身施工時(shí)按照設(shè)計(jì)位置預(yù)埋臨時(shí)錨固鋼筋。墩身施工完畢后在墩頂施工砼臨時(shí)墊塊，臨時(shí)墊塊采用普通C50混凝土，施工時(shí)安裝抗剪構(gòu)件。

臨時(shí)支撐立柱及系梁是在承臺施工時(shí)預(yù)埋錨筋（[Φ]25），0#塊支架搭設(shè)前立模澆筑，立柱頂與箱梁用2mm鋼板隔離，減小立柱鑿除后的梁底修補(bǔ)面，以保證箱梁混凝土的外觀質(zhì)量。

體外預(yù)應(yīng)力錨固采用鉆孔灌漿錨固工藝，施工流程主要為：

測量定位→鉆孔→清孔→灌漿、植筋→張拉（達(dá)到強(qiáng)度后，張拉至設(shè)計(jì)噸位）。

首先按照設(shè)計(jì)位置在承臺上定出孔位。根據(jù)計(jì)算錨孔直徑為[Φ]65mm，施工時(shí)采用[Φ]65mm的鉆頭用電錘鉆進(jìn)行鉆孔，鉆孔深度為1.5m。鉆進(jìn)過程中，嚴(yán)格控制孔的傾斜度。成孔后用鋼尺量深，確保實(shí)際錨固深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

鉆孔完畢后，用專用清孔器清孔，確保孔內(nèi)清潔干燥。清孔須徹底，并派專人檢查。

清孔完畢后，用專用注射器，將粘結(jié)劑灌入孔中。灌孔時(shí)，從孔的底部開始灌注，填充量約為填滿孔的2/3，然后插入精軋螺紋鋼。在插入鋼筋時(shí)，需將鋼筋對直，并使有一些膠漿溢出，確保完全填滿整個(gè)孔道。

在植入筋施工前，在承臺內(nèi)的其他部位做植入筋試驗(yàn)和抗拔試驗(yàn)，以充分掌握植入筋的施工工藝和檢驗(yàn)植入筋的各種力學(xué)性能。

在箱梁頂面設(shè)置C50鋼筋砼墊石，墊石內(nèi)設(shè)局部承壓鋼筋網(wǎng)片，墊石頂鋪δ=20mm承壓鋼板。主梁采用雙拼HM450[×]300型鋼。為了增強(qiáng)梁體的抗剪性能，在梁體每個(gè)腹板內(nèi)增設(shè)[Φ]25Ⅱ級鋼筋做為腹板補(bǔ)強(qiáng)鋼筋。

待粘結(jié)劑固化后，再施加預(yù)應(yīng)力。固化時(shí)間可參考表1。

施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，采用2臺YG70型千斤頂在箱梁兩端對稱張拉，單根精軋螺紋鋼的張拉噸位為500kN，并且在8#塊和13#塊施工前，進(jìn)行復(fù)拉。

6? 臨時(shí)固結(jié)解除

中墩臨時(shí)固結(jié)在兩邊跨合龍并張拉連續(xù)束后解除。

結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換是主梁施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換時(shí)要均勻、對稱進(jìn)行，具體施工要點(diǎn)如下。

（1）體系轉(zhuǎn)換前需對全橋測量控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測，對應(yīng)力測試元件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，在體系轉(zhuǎn)換過程中進(jìn)行高程跟蹤觀測（包括支座沉降觀測）。

（2）臨時(shí)固結(jié)分墩頂抗剪構(gòu)件、支撐立柱兩部分，解除時(shí)先解除支撐立柱混凝土及錨固鋼筋，后解除墩頂臨時(shí)支座墊塊及錨固鋼筋。

（3）抗剪構(gòu)件解除是采用氣割削除剪力銷與墊板連接焊縫，使剪力銷落下，支撐立柱解除方法是采用鑿巖機(jī)鉆排孔與風(fēng)鎬破除的方法施工。

7? 施工注意事項(xiàng)

（1）錨孔需精確定位。

（2）清孔須徹底，以防清孔不干凈而導(dǎo)致錨固力不夠。

（3）施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，應(yīng)對稱進(jìn)行。

8? 結(jié)語

與通常選用的圍堰方案如鋼板樁圍堰相比，鋼管樁圍堰具有剛度大，止水效果好，有效的保證了施工安全，且鎖口鋼管樁可反復(fù)使用，部分項(xiàng)目中拆除后可作為后續(xù)施工支架等材料，綜合經(jīng)濟(jì)成本較低，本橋施工監(jiān)測結(jié)果表明，采用該方案有效的保證了施工需要，并且經(jīng)濟(jì)合理，對以后的施工具有借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] JTJF 50-2011.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2] 向中富，鄒毅松，楊壽忠.橋梁施工工程師手冊[M].北京：人民交通出版社，2011.

[3] 田克平.《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》實(shí)施手冊[M].北京：人民交通出版社，2002.