摘要:預(yù)應(yīng)力混凝土T梁在國(guó)內(nèi)、外公路橋梁中得到廣泛的應(yīng)用,在國(guó)內(nèi)有比較完善的設(shè)計(jì)、施工技術(shù),但在海外項(xiàng)目施工中,會(huì)受工程所在國(guó)氣候、施工技術(shù)水平、原材料、施工設(shè)備等因素影響,給項(xiàng)目的施工組織帶來(lái)很大困繞。文章從文萊高速公路預(yù)制T梁的預(yù)制場(chǎng)、混凝土施工以及T梁的運(yùn)輸、吊裝等方面施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析和總結(jié)。
關(guān)鍵詞:預(yù)制T梁;高速公路;混凝土;裂縫;配合比;文萊
1項(xiàng)目介紹
文萊TELISAI-LUMUT高速公路工程全長(zhǎng)18.635km,穿越原始森林,沿線共有600m橋梁1座,360m橋梁1座,30m長(zhǎng)橋梁4座。其中600m和360m長(zhǎng)的橋梁均設(shè)計(jì)40m長(zhǎng)的T梁,共計(jì)326根,結(jié)構(gòu)截面尺寸為梁高2.085m,梁的翼緣寬度為1.95m,翼緣板的邊緣厚度為65mm,梁的馬蹄腳寬度為660mm,馬蹄腳的高度為460mm,腹板的厚度為220mm,腹板高度為1428mm。30m長(zhǎng)T梁為64榀,結(jié)構(gòu)截面尺寸為梁高1.623m,梁的翼緣寬度為1.51m,翼緣板的邊緣厚度為65mm,梁的馬蹄腳寬度為610mm,馬蹄腳的高度為460mm,腹板的厚度為200mm,腹板高度為1044mm。
2預(yù)制T梁施工的難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施
預(yù)制40m長(zhǎng)T梁為文萊國(guó)當(dāng)前設(shè)計(jì)長(zhǎng)度最長(zhǎng)的T梁,在工程所在國(guó)無(wú)歷史施工經(jīng)驗(yàn)可以借鑒,項(xiàng)目部對(duì)預(yù)制T梁制作、安裝等環(huán)節(jié)及可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析,針對(duì)本項(xiàng)目T梁施工特點(diǎn)和難點(diǎn),采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施.
2.1T梁預(yù)制廠選址
該工程600m長(zhǎng)橋梁位于沼澤區(qū)內(nèi),淤泥深度為12~15m,360m長(zhǎng)橋梁跨越山谷,其余4座30m長(zhǎng)T梁均跨越河道,但因公路沿線比較長(zhǎng),線路穿低山丘陵區(qū),地形起伏大,預(yù)制梁場(chǎng)位置的選擇對(duì)項(xiàng)目的施工組織影響較大。應(yīng)對(duì)措施:通過(guò)方案分析、經(jīng)濟(jì)比較,將600m和360m長(zhǎng)的橋梁將梁場(chǎng)選擇在橋頭進(jìn)行預(yù)制,4座30m長(zhǎng)橋梁的梁場(chǎng)選擇在所跨越的河道上搭設(shè)鋼平臺(tái),在鋼平臺(tái)上原位制梁。
2.2預(yù)制T梁制作原料材料選擇
該項(xiàng)目混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C60,市場(chǎng)上供應(yīng)水泥絕大部分為文萊國(guó)當(dāng)?shù)厣a(chǎn)地波特蘭62.5級(jí)水泥,其他進(jìn)口復(fù)合水泥市場(chǎng)數(shù)量很少,且當(dāng)?shù)貨](méi)有粉煤灰供應(yīng),砂的粒徑也非常小,細(xì)度模數(shù)約為1.3,石子采用英標(biāo)單級(jí)配20mm碎石,骨料的含泥量也偏高。如按照中國(guó)相關(guān)混凝土施工技術(shù)規(guī)程,文萊當(dāng)?shù)氐幕炷猎牧细緹o(wú)法滿足技術(shù)規(guī)范要求,原材料的缺陷會(huì)給預(yù)制T梁制作質(zhì)量帶來(lái)很大隱患,如T梁的開(kāi)裂、外觀質(zhì)量通病等。應(yīng)對(duì)措施:通過(guò)對(duì)周邊國(guó)家的材料質(zhì)量進(jìn)行調(diào)查,在鄰近馬拉西亞、印尼等國(guó)家有滿足中國(guó)規(guī)范要求的材料供應(yīng),如全部采用進(jìn)口混凝土原材料制作T梁,工程成本將會(huì)大幅度的提升。項(xiàng)目部技術(shù)人員同時(shí)鉆研國(guó)內(nèi)、外混凝土技術(shù)規(guī)程,按照英標(biāo)混凝土配合比理論,利用文萊當(dāng)?shù)卦牧线M(jìn)行多次配合比試驗(yàn),通過(guò)控制水灰比、水泥用量、降低砂率、控制骨料級(jí)配和含泥量等技術(shù)手段,混凝土技術(shù)性能能夠滿足設(shè)計(jì)和施工要求。配合比如表1所示。
2.3當(dāng)?shù)貧夂蛞蛩?/p>
根據(jù)汶萊氣象部門(mén)提供的歷年雨水統(tǒng)計(jì)資料顯示,年平均下雨天數(shù)超過(guò)200d,炎熱多雨的氣候給預(yù)制T梁混凝土施工帶來(lái)困難,主要表現(xiàn)在混凝土入模溫度過(guò)高、塌落度損失過(guò)快、溫差引起薄壁結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂。應(yīng)對(duì)措施:關(guān)注氣象變化情況,避開(kāi)雨期澆筑混凝土;選擇在每天15點(diǎn)后澆筑混凝土,合理避開(kāi)每天最高溫時(shí)間澆筑混凝土;對(duì)攪拌站的原材料堆場(chǎng)搭設(shè)防曬棚、混凝土攪拌用水中加入冰塊等手段,降低混凝土的入模溫度;澆筑完混凝土及時(shí)覆蓋和澆水養(yǎng)護(hù)。
2.4大型施工設(shè)備資源緊缺
40mT梁?jiǎn)伍亓繛?00t,30mT梁的單榀重量為70t,根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研和詢價(jià),在文萊國(guó)僅有一臺(tái)30m梁長(zhǎng)架橋機(jī),在當(dāng)?shù)?00t以上吊車僅有少量幾臺(tái),均在在油田上使用,臺(tái)班價(jià)格達(dá)到2~5萬(wàn)人民幣/臺(tái)班。應(yīng)對(duì)措施:結(jié)合成本和工期進(jìn)行分析,對(duì)360m和600m長(zhǎng)的40mT梁選擇從國(guó)內(nèi)進(jìn)口架橋機(jī)進(jìn)行架設(shè),對(duì)30m長(zhǎng)的預(yù)制T梁直接在河道上搭設(shè)平臺(tái)支架上進(jìn)行預(yù)制,通過(guò)千斤頂進(jìn)行落梁安裝。
2.5施工作業(yè)人員技術(shù)水平不足
文萊國(guó)對(duì)中國(guó)勞工配額管控非常嚴(yán)格,該項(xiàng)目所獲批中國(guó)籍勞工配額遠(yuǎn)不能滿足施工勞動(dòng)力的需求,需大量引進(jìn)外勞,外國(guó)勞工的技術(shù)水平普遍偏低,很多作業(yè)人員均無(wú)工地現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)經(jīng)驗(yàn)。應(yīng)對(duì)措施:大力開(kāi)展外勞專業(yè)技能培訓(xùn)教育工作,提升外勞的安全和質(zhì)量意識(shí),對(duì)外勞進(jìn)行薪資進(jìn)行定期考核;根據(jù)不同工種,合理控制外勞的配比,關(guān)鍵工種必須為中國(guó)籍有經(jīng)驗(yàn)師傅負(fù)責(zé),如混凝土振搗工、看模工、張拉作業(yè)人員;加強(qiáng)技術(shù)交底和全過(guò)程監(jiān)控工作。
2.6預(yù)制T梁設(shè)計(jì)圖紙
本項(xiàng)目預(yù)制T梁設(shè)計(jì)圖紙與國(guó)內(nèi)目前的T梁設(shè)計(jì)有較大差異,主要體現(xiàn)在T梁的鋼筋配筋率也比國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)低,梁端底部鋼筋設(shè)計(jì)也比較單薄,且未設(shè)計(jì)預(yù)埋鋼板,容易造成張拉過(guò)程中T梁端部開(kāi)裂。應(yīng)對(duì)措施:通過(guò)與咨詢當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)公司,弄清設(shè)計(jì)意圖,并聘請(qǐng)國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)院對(duì)本項(xiàng)目的預(yù)制T梁設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力及抗裂縫復(fù)核計(jì)算,國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)院回復(fù)意見(jiàn)本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)圖紙能夠滿足英標(biāo)標(biāo)準(zhǔn),項(xiàng)目部嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工。
3施工過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題及解決方案
3.1600m長(zhǎng)橋梁預(yù)制T梁
600m長(zhǎng)橋梁為本項(xiàng)目施工的第一座橋梁,預(yù)制T梁橋梁在施工初期生產(chǎn)了9榀梁,有4根T梁腹部產(chǎn)生了裂縫現(xiàn)象。裂縫位于預(yù)制梁中部,每榀梁的裂縫數(shù)量1~3根,裂縫間距4~8m,裂縫長(zhǎng)度約1.5m,上部至翼緣根部,下部至馬蹄腳頂部,且裂縫貫穿腹板,有個(gè)別梁在拆模時(shí)未發(fā)現(xiàn)裂縫,拆模后6~8h后出現(xiàn)裂縫。另外預(yù)制T梁在張拉過(guò)程中,梁端底部出現(xiàn)了開(kāi)裂。項(xiàng)目部多次召開(kāi)預(yù)制T梁裂縫成因分析會(huì),主要從以下幾方面進(jìn)行分析和尋找解決對(duì)策:(1)臺(tái)座沉降。600m長(zhǎng)橋梁的梁場(chǎng)位于挖方路基上,預(yù)制場(chǎng)地施工時(shí)未破壞到原狀土,臺(tái)座砼及配筋設(shè)計(jì)也很保守,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)臺(tái)面及察看臺(tái)座周邊無(wú)沉陷跡象。每根梁拆模后測(cè)量胎膜沉降均在3mm之內(nèi),認(rèn)為臺(tái)座沉降不是產(chǎn)生裂縫的原因。(2)施工原材料、配合比;炷猎牧线x用波特蘭水泥,且未加入粉煤灰等材料,水化熱較大,骨料的級(jí)配和砂的細(xì)度模數(shù)的影響,混凝土在初期抗拉能力薄弱,材料的缺陷可能是裂縫成因的因素之一。針對(duì)文萊當(dāng)?shù)卦牧系那闆r,項(xiàng)目部采購(gòu)了高效減水劑,通過(guò)降低水灰比的方式,減少水泥用量,降低水化熱,但高效減少劑對(duì)原材料的非常敏感,多次試驗(yàn)未能解決混凝土的泌水問(wèn)題,通過(guò)分析,如需優(yōu)化配合比,需要采用進(jìn)口原材料,考慮到初期其他5榀梁均未出現(xiàn)裂縫,大家認(rèn)為配合比不是造成裂縫的主要因素。(3)施工工藝。在混凝土澆筑過(guò)程嚴(yán)格控制下料順序,振搗質(zhì)量,拆模后預(yù)制T梁的外觀質(zhì)量較好,沒(méi)有出現(xiàn)麻面、爛根、露筋等外觀質(zhì)量通病。期初在澆筑完T梁混凝土后,立即在鋼膜外側(cè)澆水養(yǎng)護(hù),同時(shí)T梁的拆模時(shí)間安排在次日上午,拆模后立即進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)。經(jīng)過(guò)測(cè)溫試驗(yàn)分析,T梁的腹部中心的最高溫度在澆筑后20~24h,T梁澆筑完后立即澆水、晝夜的溫差、拆模時(shí)間過(guò)早會(huì)造成T梁混凝土表面散熱過(guò)快,都加劇了混凝土產(chǎn)生的內(nèi)外溫差,造成預(yù)制T梁產(chǎn)生裂縫。為有效控制T梁長(zhǎng)度方向的溫度應(yīng)力,澆筑完混凝土后,利用土工布對(duì)T梁進(jìn)行全覆蓋,拆模時(shí)間調(diào)整到第3天的上午,采取上述措施后,所有生產(chǎn)的T梁未出現(xiàn)裂縫。(4)梁端裂縫。期初T梁在張拉過(guò)程中,梁的自重將全部轉(zhuǎn)移到端部,T梁端頭底部混凝土產(chǎn)生了開(kāi)裂。項(xiàng)目部認(rèn)為T(mén)梁設(shè)計(jì)端部鋼筋過(guò)于薄弱,提出在預(yù)制梁端頭增加配筋和預(yù)埋鋼板,但當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)人員認(rèn)為本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)完全滿足規(guī)范和施工要求,通過(guò)了解當(dāng)?shù)仄渌⌒土簣?chǎng)的施工情況,當(dāng)?shù)仡A(yù)制T梁臺(tái)座全部選擇木模板制作,在張拉過(guò)程中,梁端臺(tái)座可以產(chǎn)生一定的變形,則不會(huì)造成T梁在端部產(chǎn)生開(kāi)裂現(xiàn)象,項(xiàng)目部采取將臺(tái)座兩端的混凝土臺(tái)座鑿除,選用50mm×100mm木方作為底胎膜,在后續(xù)的張拉過(guò)程中,未出現(xiàn)梁端裂縫現(xiàn)象。
3.2360m長(zhǎng)橋梁預(yù)制T梁施工
在360m長(zhǎng)橋梁施工時(shí),充分吸取之前的施工經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),在養(yǎng)護(hù)工藝和拆模時(shí)間上嚴(yán)格控制,但在制梁初期同樣出現(xiàn)了4根裂縫,裂縫出現(xiàn)位置和產(chǎn)生時(shí)間與600m長(zhǎng)橋梁類似。通過(guò)分析,360m長(zhǎng)的梁場(chǎng)位于填方路基上,路基施工在雨季進(jìn)行,填方高度約6m,路基的沉降是造成T梁混凝土開(kāi)裂的主因,通過(guò)在混凝土中加入適量纖維的方式,增加混凝土的抗裂性能,采取該措施后,該橋梁再未出現(xiàn)T梁開(kāi)裂現(xiàn)象。3.34座30m長(zhǎng)橋梁預(yù)制T梁施工4座30m橋梁同時(shí)施工,施工過(guò)程中T梁未出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象,采取在河道上搭設(shè)平臺(tái)上進(jìn)行預(yù)制,T梁安裝未使用大型設(shè)備,較好地控制了成本。
4預(yù)制T梁施工技術(shù)總結(jié)
(1)預(yù)制梁場(chǎng)的選擇要充分考慮橋梁所在位置、地形分布情況、施工機(jī)械設(shè)備能力、施工順序等。本項(xiàng)目選擇各座橋梁分別設(shè)置梁場(chǎng)雖增加了預(yù)制梁場(chǎng)的資金投入,但該項(xiàng)目所處地形起伏較大,可以大幅度減少對(duì)運(yùn)梁便道的投入和運(yùn)梁風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)30m橋梁采用在原位預(yù)制T梁,解決當(dāng)?shù)卮笮褪┕ぴO(shè)備緊缺問(wèn)題,并節(jié)省了吊裝費(fèi)用。(2)預(yù)制混凝土T梁的裂縫防治是一個(gè)普遍存在的問(wèn)題,主要由原材料、混凝土配合比、施工工藝等因素引起的。該項(xiàng)目根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和實(shí)際施工條件,系統(tǒng)分析T梁裂縫的成因,采取切實(shí)有效措施,預(yù)制梁的裂縫得到有效控制。(3)海外項(xiàng)目技術(shù)質(zhì)量管理過(guò)程中,需深入學(xué)習(xí)國(guó)外技術(shù)規(guī)范,并有效地和國(guó)內(nèi)技術(shù)規(guī)范相結(jié)合。按照英標(biāo)要求,該項(xiàng)目利用文萊當(dāng)?shù)鼗炷猎牧线M(jìn)行設(shè)計(jì)混凝土配合比取得成功,節(jié)約預(yù)制T梁的制作成本。(4)有效地開(kāi)展境外屬地項(xiàng)目管理,降低經(jīng)營(yíng)管理成本,有利于工程正常運(yùn)轉(zhuǎn)和實(shí)現(xiàn)企業(yè)與當(dāng)?shù)貒?guó)社會(huì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。該項(xiàng)目在預(yù)制T梁施工過(guò)程中,積極探索中國(guó)工人帶班為主,合理分配中國(guó)工人和外勞的比例,開(kāi)展屬地化的員工培訓(xùn)和教育,預(yù)制T梁的施工質(zhì)量得到有效保障。
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