摘要:本文簡要介紹了30米后張法預(yù)應(yīng)力箱梁現(xiàn)場預(yù)制施工工藝、方法,施工、模板準備及機械設(shè)備與人力配套等技術(shù)要求。同時提出了施工過程中注意事項。
延安至安塞高速公路位于陜西省延安市境內(nèi),K166+700—K174+000段,大橋五座,分布比較分散,橋梁共計996.22延米,上部結(jié)構(gòu)型式為30米先簡支后連續(xù)后張法預(yù)應(yīng)力裝配式箱梁,共256片。全橋分上、下行雙幅,橋面寬2×(凈11.5+2×0.5)米,采用分離式斷面,橋面橫坡2%,箱梁下寬1.0m,上寬2.4m,預(yù)制箱梁錨具采用HVM15-3、HVM15-4錨具。利用鋼皮波紋圓管成孔,負彎矩鋼束采用HVMB15-5錨具,成孔采用鋼皮波紋管成孔。制梁場地分散,采用龍門吊滑移梁,機械設(shè)備投入多,工程成本高,效益低,據(jù)此,經(jīng)過仔細研究決定采用簡易移儲梁,減少設(shè)備投入,近而提高效益,降低工程成本。
1.0 主要施工技術(shù)
1.1 預(yù)制臺座
1.1.1 平整場地
在選定的預(yù)制場內(nèi)規(guī)劃制梁臺座、存儲梁臺座后,利用推土機平整場地,振動壓路機碾壓,人工開挖制梁臺座及存梁臺座基坑,利用電動沖擊夯夯實,進行基底承載力試驗,確;壮休d力不低于140Kpa。
1.1.2預(yù)制臺座
預(yù)制梁臺座采用C25混凝土,長31米,底寬呈臺階狀,底層寬200cm,厚30cm,上層寬99.7cm,厚26cm。為滿足預(yù)應(yīng)力張拉需要,在臺座兩端300cm范圍內(nèi)加深45cm,配置Φ20鋼筋籠,在距臺座兩端各1.2m處,考慮移梁需要,預(yù)留40×48cm千斤頂支槽。
1.1.3存儲梁臺座
存儲梁臺座根據(jù)存儲梁片和架梁順序需要布設(shè),利用5.0#漿砌片石做基礎(chǔ),松鋪道碴、安放枕木、鋼軌。
1.2. 模板施工
1.2.1 底模施工
在制梁臺座鑲嵌∠65×5角鋼,焊接Φ10圓鋼,形成圓鋼框架后滿鋪砂漿,安裝δ6mm底模鋼板,將鋼板縱向焊聯(lián),并與角鋼上Φ10圓鋼焊接,橫向、縱向焊接采用點焊,接縫采用107膠水泥砂漿抹平,底座鋼板鋪裝完成后,利用抹光機進行刨光打磨,在千斤頂支槽部位安裝δ10mm鋼板,作為千斤頂起移梁著力點。
1.2.2 側(cè)模、芯模
側(cè)模、芯模采用定型大模板,側(cè)模長250cm,芯模采用長2.50m進行分塊由廠家加工制作。進入現(xiàn)場后,試拼,利用刨光機進行板面刨光。
1.2.3立模
制梁底模檢查完成后,安裝底模特制丁字型密封橡膠條,拼立側(cè)模,安裝側(cè)模豎向橡膠條,先安裝底部橫向拉桿及側(cè)模上端橫向拉桿,安裝附著式振動器,附著式振動器呈梅花狀布置,間距1.5m。調(diào)整固定側(cè)模立面幾何尺寸、側(cè)模上端、底部拉桿、加固支撐,立面幾何尺寸檢查無誤后,緊撐。復(fù)核幾何尺寸的同時刷脫模劑,進入灌注砼施工準備。
1.3鋼筋、鋼絞線加工及安裝:
側(cè)模安裝完成后在臺座上綁扎鋼筋,先綁扎側(cè)板及底板鋼筋,待內(nèi)模吊入后再綁扎頂板鋼筋。鋼筋籠底面和側(cè)面安放U型C50標號砼墊塊,以確保鋼筋保護層厚度,鋼絞線下料長度嚴格按設(shè)計控制。鋼絞線采用切割機或砂輪鋸切斷磨圓,切割前在距切口30-50mm處用鐵絲綁扎。鋼絞線編束時,每隔1-1.5m綁扎一道鐵絲,絲扣向里,綁扎好的鋼絞線編號堆放掛牌。
1.4預(yù)應(yīng)力管道及錨墊板布置:
待鋼筋籠扎焊完成后,將正彎矩波紋管穿入,波紋管內(nèi)穿入一外徑40mm塑料管。按照圖紙所示坐標位置,用雙U型鋼筋卡將波紋管固定,并保證波紋管圓順、幾何位置正確,波紋管聯(lián)接采用波紋管套接,并用膠帶紙粘貼密封,以防止?jié)沧r水泥漿進入。然后將螺旋筋錨墊板套于波紋管上,并采用加焊ф16鋼筋,使其與骨架筋結(jié)為一體,以增強抗壓力。最后上端頭模板,利用8號螺桿將錨墊板固定于端頭模板上。以防止灌注過程中錨墊板位置移動及漏漿進入錨墊板內(nèi)。并將波紋管露出端頭板約20cm,塑膠管露出波紋管端頭40cm。負彎矩錨板先與波紋管連接好,接頭采用膠帶粘貼密封,再穿入頂板齒板中,用U型鋼筋卡將波紋管固定,錨墊板處用δ12mm鋼板制作齒板模塊,利用8號螺桿將錨墊板固定于齒板模板上。
1.5混凝土澆注施工
C50混凝土灌注采取一次性澆注,澆注順序:先底板、后腹板、再頂板、一次性完成。
1.5.1 C50混凝土生產(chǎn)
預(yù)制箱梁砼標號為C50砼,砼集料采用灞橋臥虎山5~25mm石子、灞橋中粗砂,秦嶺525R水泥、 UFN-5高效減水劑外加劑(摻量0.8%)。施工配合比為1:1.15:2.53:0.33。,粗集料和細集料上料均采用自自動計量拌合站拌制,人工輔助、ZL50裝載機上料,ZLC50C裝載機運輸混凝土入倉,人工利用250型插入式振動棒輔助附著式振動器振搗。
1.5.2混凝土澆注
砼混合料采用一次性澆注,坍落度控制7-9cm之間,底板砼混合料通過芯模、串料斗進入底板,采用插入式振動器和平板式振動器搗固;腹板、頂板砼混合料通過集料平臺人工分料入倉,插入式與附著式振動器相輔助振搗。砼澆注、振搗要隨時注意內(nèi)模及波紋管位置,避免因振搗不當,引起內(nèi)模、波紋管偏位。頂板砼面利用木抹抹平,并按規(guī)范要求進行拉毛處理。
1.5 拆模養(yǎng)生
混凝土施工完成4小時后,抽出Φ40輔助成孔塑料管;24小時后,拆除端模及內(nèi)模,同時拆除側(cè)模,采取灑水覆蓋塑料薄膜養(yǎng)生。
2.0 預(yù)應(yīng)力施工
2.1 預(yù)應(yīng)力鋼絞下料長度
預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用Φj15.24低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線,預(yù)應(yīng)力鋼絞線下料長度:
L = L1 + L0 + L2
其中 L—預(yù)應(yīng)力鋼絞線下料長度;米
L1 L2—預(yù)應(yīng)力張拉時工作長度;米
L0—預(yù)應(yīng)力管道長度
2.2 清孔
抽出Φ40輔助塑料成孔管后,利用高壓風(fēng)清孔。
2.3 預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束
清孔完成后,人工輔助機械穿束,為方便鋼絞線在絞管內(nèi)走行,鋼絞線兩端利用 2mm 厚夾片固定。
2.4 張拉
箱梁砼達到設(shè)計強度后,進行正彎矩鋼絞線張拉。張拉設(shè)備在使用前進行檢校,以確定張拉力與油壓表讀數(shù)之間的關(guān)系。
2.4.1預(yù)制箱梁張拉鋼絞線伸長值計算:
①預(yù)應(yīng)力鋼絞線平均張拉力按下式計算:
Pp =P〔1—e-(kx+μθ)〕/(kx+μθ)
式中:
Pp——預(yù)應(yīng)力鋼絞線平均張拉力(N)
P——預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉的張拉力(N)
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曲線孔道部分切線的夾角之和(rad)
k——孔道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)
μ—預(yù)應(yīng)力鋼絞線與孔道壁的摩擦系數(shù)
②預(yù)應(yīng)力鋼絞線伸長值按下式計算:
ΔL= PP L/ E A
式中:
ΔL——預(yù)應(yīng)力鋼絞線值(m)
PP——預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉端的平均張拉力(N)
L——預(yù)應(yīng)力鋼絞線伸長段有效長度(m)
E——預(yù)應(yīng)力鋼絞線的彈性模量(mpa)
A——預(yù)應(yīng)力鋼絞線的面積(mm2)
2.4.2張拉設(shè)備及校驗
預(yù)應(yīng)力錨具采用開封宏橋預(yù)應(yīng)力生產(chǎn)的XQM15-3、15-4、15-5型錨具,張拉油泵采用大連產(chǎn)ZB2×2-500型高壓電動油泵,張拉千斤頂采用北京產(chǎn)YCND-100型液壓頂壓千斤頂。當箱梁砼強度達到設(shè)計強度的90%后,進行正彎矩鋼束張拉。按設(shè)計規(guī)定的錨具選擇配套的張拉千斤頂型號。張拉設(shè)備使用前進行校驗,以確定張拉力與油壓表讀數(shù)之間的關(guān)系。校頂時,千斤頂、油壓表及配套油泵一起配套校驗,校驗有效期為六個月或使用超過200次,在使用過程中出現(xiàn)不正,F(xiàn)象也應(yīng)重新校驗。
2.4.3張拉程序
預(yù)應(yīng)力張拉程序按設(shè)計要求進行,其張拉程序為:0 初應(yīng)力 σcon (持荷2min)
σcon (錨固)。
初張拉一一按設(shè)計的箱梁預(yù)應(yīng)力鋼束編號和張拉程序進行張拉。調(diào)整錨具及千斤定位置,使孔道、錨具和千斤頂三者之軸線相吻合,進行初張拉,采用兩端對稱張拉,張拉時同時對千斤頂主缸充油,使鋼絞線略微拉緊,當初應(yīng)力達到控制應(yīng)力的10%時開使作標記,并觀查有無滑絲情況發(fā)生。
張拉、錨固——采用兩端同時逐級加壓的方法,兩端千斤頂?shù)纳龎核俣葢?yīng)接近相等,當兩端達到最大超張拉噸位時鳴號,并持續(xù)供油維持張拉力不變,持荷2分鐘,同時測量鋼束的實際伸長量。維持張拉油壓不變,打開頂壓回程控制閥,當頂壓油壓上升至20mpa時,頂壓錨固完成,關(guān)閉張拉控制閥,張拉缸油壓緩慢降到零完成千斤頂回程。錨具外多余鋼絞線可用砂輪切割機切割,不準用電、氣焊切割。
2.4.4預(yù)應(yīng)力張拉采用雙控法,即以控制應(yīng)力進行張拉,以伸長值校核,兩端鋼絞線的實際伸長值與理論伸長值對比,誤差在±6%以內(nèi)。
2.5壓漿
壓漿采用C30水泥漿,壓漿一般在鋼束張拉后24小時內(nèi)進行,水泥漿的水灰比控制在0.4~0.45,并摻入適量減水劑。壓漿順序為先下后上,分兩次進行.每個孔先從一端壓漿一次,再從另一端壓漿一次,兩次壓漿時間間隔,以先壓注的水泥漿充分泌水又未初凝為宜,一般為30-40min,壓漿均勻地緩慢進行,不得中斷,以另一端流出濃漿為止。
3.0移梁:
預(yù)制梁體按生產(chǎn)日期及安裝部位進行編號,壓漿及封端完成后,達到規(guī)定強度,采用千斤頂起梁,滾杠配合導(dǎo)鏈滑移梁至儲梁場。滾杠采用φ45圓鋼,兩側(cè)車床加工成2cm鋼板框架。
4.0勞力安排
石窯溝延河大橋預(yù)制場勞力安排如下:
砼 工: 24人
鋼筋工: 20人
振搗工: 8 人
模板工: 26人
起重工: 8 人
雜 工: 10人
5.0主要施工機械設(shè)備
主要施工機械設(shè)備詳見下表。
6.0預(yù)制箱梁施工注意事項
①安裝預(yù)應(yīng)力管道嚴格按照設(shè)計圖紙中給出的坐標安放,并綁扎焊接牢固。
②安裝內(nèi)模時,采用短鋼筋將內(nèi)、外模間支頂,保持內(nèi)、外模間距,以保證腹板保護層厚度。
③澆注混凝土?xí)r注意腹板振搗,防止因波紋管和鋼筋過密引起的漏振現(xiàn)象。同時注意負彎矩齒板的振搗,防止負彎矩齒板振搗不實,架梁后負彎矩鋼絞線張拉齒板開裂現(xiàn)象發(fā)生。
④澆注混凝土?xí)r應(yīng)經(jīng)常活動預(yù)埋Φ40塑料管,混凝土初凝后及時拔出預(yù)埋塑料管。
⑤張拉時采取伸長值與張拉力雙控辦法,出現(xiàn)異常情況,查明原因,及時調(diào)整。
⑥移梁時在梁下墊2cm厚木板,防止移梁不當破壞梁體。導(dǎo)鏈拉梁時,雙軌道同步,防止?jié)L杠掉下軌道。
現(xiàn)場預(yù)制30米預(yù)應(yīng)力箱梁簡易施工技術(shù),避免使用大型起重移梁設(shè)備,操作簡單,投入少,效果好,質(zhì)量有保證,通過現(xiàn)場施工,總結(jié)出一套比較成功、行之有效的經(jīng)驗,具有一定的推廣應(yīng)用價值。