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    • 小半徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁施工技術(shù)

         2006-09-22 中國(guó)路橋網(wǎng) 佚名 8400

      小半徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁365JT施工365JT技術(shù)

      摘要:本文詳細(xì)地介紹了青銀高速公路齊河北互通立交C匝道橋第四聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的施工方法,主要針對(duì)小半徑現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力橋梁的施工技術(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)說(shuō)明,為類(lèi)似工程施工提供參考。
      關(guān)鍵詞:小半徑   預(yù)應(yīng)力   混凝土   連續(xù)梁   施工
      1. 工程概況
      齊河北互通立交是青銀高速公路與京福高速公路相聯(lián)通的立交工程,該互通立交包括主線橋一座、匝道橋3座、匝道6條。C匝道橋曲線半徑僅為280米,其中第四聯(lián)上跨E匝道,為便于E匝道路基填筑,本聯(lián)必須迅速完成,因此施工工期十分緊張。第四聯(lián)跨徑布置為20+25+20米,梁高為1.35米,梁底到地面高度為9.6米。
      2. 存在的問(wèn)題
      C匝道橋平曲線半徑只有280米,屬于小半徑曲線橋,若張拉時(shí)控制不當(dāng),則連續(xù)梁可能會(huì)因受力不均而出現(xiàn)較大的裂縫,甚至發(fā)生破壞,影響橋梁整體結(jié)構(gòu)的安全,因此如何有效、安全地進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的施工是本工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
      3. 各主要工序的實(shí)施
      各主要工序的施工順序見(jiàn)下圖。







      圖1預(yù)應(yīng)力箱梁施工順序示意圖
      3.1 地基處理
      箱梁是一種薄壁結(jié)構(gòu),各部尺寸要求較嚴(yán)。因箱梁在未施加預(yù)應(yīng)力以前,其自重完全由支架承擔(dān),如地基處理不當(dāng),支架產(chǎn)生不均勻沉降,會(huì)導(dǎo)致梁體出現(xiàn)裂縫。橋址處地基為粘砂土,壓縮性較大,而且施工正處于雨季,基底處理十分重要。施工中首先將基底表面20厘米的上層土翻松,摻灰5%后壓實(shí);然后在灰土上鋪10厘米級(jí)配碎石,壓實(shí)后在上面鋪設(shè)枕木作為支架的基礎(chǔ),保證支架基礎(chǔ)有一定的連續(xù)性,防止地基的不均勻沉降。同時(shí)在地基周?chē)愫门潘O(shè)施。
      3.2 支架的搭設(shè)
      支架全部采用WDJ碗扣式滿(mǎn)樘支架,支架下墊枕木,頂?shù)撞烤每烧{(diào)節(jié)桿調(diào)整標(biāo)高。經(jīng)計(jì)算在橫梁和腹板位置支架橫向布置為間距60厘米,翼板及梁底空心部支架橫向布置間距為90厘米,縱向排距均為90厘米;立桿高度為120厘米、180厘米兩種,接頭位置根據(jù)高度交錯(cuò)布設(shè),因梁體位于小半徑曲線上,梁體橫坡較大,混凝土澆筑時(shí)支架橫向受力變化較大,因此橫向每隔一排設(shè)一道剪刀撐,以增強(qiáng)支架的橫向穩(wěn)定性;縱向剪刀撐只在外側(cè)兩邊布設(shè)。
      3.3 外部模板和內(nèi)側(cè)模板的安裝
      模板的安裝包括兩部分:(1)外側(cè)模板的安裝:為保證外觀質(zhì)量,底模采用18㎜厚優(yōu)質(zhì)腹膜竹膠板,模板鋪設(shè)時(shí)要設(shè)置一定的預(yù)拱度,預(yù)拱度計(jì)算時(shí)考慮地基變形、支架變形及梁體的撓度等幾方面的影響。經(jīng)計(jì)算預(yù)拱度取12㎜,在跨中按最大的預(yù)拱度設(shè)置,向兩端按拋物形式分配,通過(guò)支架頂部可調(diào)頂桿調(diào)節(jié)梁模板標(biāo)高。(2)內(nèi)模的安裝:為降低造價(jià),內(nèi)模采用10㎜厚普通竹膠板,內(nèi)部用8×5㎝方木支撐,為便于拆卸、重復(fù)使用,縱橫木都不能太長(zhǎng),在綁扎完底板筋和腹板筋后將內(nèi)模放入梁體并固定。在梁的1/4跨徑外部預(yù)留了天窗,以利于底板的振搗、整平和拆除模板。
      3.4 支架的預(yù)壓
      為消除支架和地基的塑性變形,驗(yàn)證支架的可靠性,并控制好梁體的線型,支架全部經(jīng)過(guò)預(yù)壓,預(yù)壓重量為梁體重量的1.15倍。經(jīng)預(yù)壓觀測(cè),跨中部位最大沉降量為15mm,與原先計(jì)算的預(yù)拱度與觀測(cè)結(jié)果基本相符,預(yù)壓48小時(shí)做好觀測(cè)記錄后卸載并重新調(diào)整梁體底部模板標(biāo)高。
      3.5 鋼筋綁扎和波紋管的固定
      主筋焊接完成后吊裝到工作面上。波紋管連接時(shí)接口必須平齊,接頭施工時(shí)波紋管承插的方向與鋼絞線的穿束方向必須一致,以防止穿束時(shí)波紋管接頭翻卷,造成穿束困難。為防止?jié)仓r(shí)波紋管漏漿造成穿束困難,采用預(yù)先穿束法施工。每孔鋼絞線采用整體穿束,穿束時(shí)先將一根Φ14鋼筋端部彎成圓形并栓一根鋼絲繩穿過(guò)波紋管,鋼絲繩另一端固定在集束鋼絞線端部的鐵環(huán)上,用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引鋼絲繩,同時(shí)另一端人工配合將鋼絞線編束,推動(dòng)鋼絞線完成穿束,穿束時(shí)不能將鋼絞線放在地上,以防治污染和銹蝕。
      3.6 混凝土的澆筑
      為便于泵送,混凝土坍落度為14~16㎝,為延長(zhǎng)混凝土的凝固時(shí)間,防止早期收縮過(guò)大,混凝土中摻加緩凝減水劑。混凝土澆筑順序從低處向高處分層澆筑,施工時(shí)特別注意錨墊板下、橫梁及腹板位置的振搗。為減少混凝土的收縮產(chǎn)生的裂縫,橋面混凝土采用兩次收漿、一次拉毛處理。混凝土施工中要派專(zhuān)人用卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)鋼絞線作小幅度雙向抽動(dòng),萬(wàn)一漏漿,能防止鋼絞線被卡住。
      4. 預(yù)應(yīng)力的施工
      4.1 預(yù)應(yīng)力張拉力的計(jì)算
      為使張拉力控制準(zhǔn)確,采用油壓表讀數(shù)與伸長(zhǎng)量雙控法。預(yù)應(yīng)力以張拉力控制為主,張拉伸長(zhǎng)值校核。伸長(zhǎng)量ΔL按下式計(jì)算:
      ΔL=ΔL1                                          (1)                                          ΔL1=P ∙L ∙[1-e-(KL+μθ)]/[Ag∙Es∙( KL+μθ)]           (2)
      ΔL0=P0 ∙ΔL1/P                                    (3)
      式中: P-鋼絞線張拉力;P0-控制初張拉力;L-鋼絞線從張拉端至計(jì)算斷面的長(zhǎng)度;Ag-鋼絞線束的計(jì)算面積;Es-鋼絞線彈性模量;μ-鋼絞線與孔壁間的摩擦系數(shù);K-孔道偏差系數(shù);θ-鋼絞線從張拉端到計(jì)算截面轉(zhuǎn)角之和;ΔL0-初始應(yīng)力伸長(zhǎng)量;ΔL1-張拉控制應(yīng)力伸長(zhǎng)量。
      4.2鋼絞線的張拉工藝
      鋼絞線進(jìn)場(chǎng)后及時(shí)進(jìn)行試驗(yàn),檢查其抗拉松弛率、斷截面積等是否符合要求。錨具和夾片要做硬度和錨固性能試驗(yàn),油表和千斤頂也要重新進(jìn)行校驗(yàn),以確定油表讀數(shù)和張拉力之間的關(guān)系。在混凝土強(qiáng)度達(dá)365JT設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%后,即可對(duì)縱向束進(jìn)行張拉。由于C匝道橋第四聯(lián)位于小半徑曲線上,鋼絞線采用四臺(tái)YDCW4000型千斤頂同時(shí)對(duì)稱(chēng)張拉,以防止受力不均勻,梁體出現(xiàn)大的變形和腹板處開(kāi)裂。張拉前先將錨環(huán)孔眼和夾片外側(cè)涂上二硫化鉬鋰基潤(rùn)滑油,以減少夾片和錨環(huán)之間的摩擦,避免夾片回縮不足,夾不住鋼絞線造成滑絲,工具錨環(huán)和夾片之間另外墊上一層塑料布,以利退錨。
      鋼絞線的張拉順序?yàn)?N1 、N1///     N1/、N1//     N2、N2///&

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      nbsp   N2 /、N2//。 
      C匝道橋第四聯(lián)連續(xù)箱梁端部鋼絞線布置見(jiàn)下圖。
         
        



          


      鋼絞線張拉程序?yàn)椋喊惭b錨具、千斤頂     10%σcon     20%σcon    σcon(持荷2分鐘錨固)。
      (1) 初張拉:先對(duì)千斤頂主缸充油,使孔道、錨具、千斤頂三者軸線相吻合,注意使每根鋼絞線受力均勻,當(dāng)鋼絞線達(dá)到初應(yīng)力0.1σcon時(shí),做伸長(zhǎng)量標(biāo)記,此時(shí)記錄伸長(zhǎng)量L1并觀察有無(wú)滑絲情況發(fā)生。
      (2) 張拉鋼絞線束至20%σcon時(shí)記錄伸長(zhǎng)量L2,計(jì)算10%σcon至20%σcon之間的伸長(zhǎng)值L2-L1,以此作為10%σcon伸長(zhǎng)值并與L1進(jìn)行對(duì)比。
      (3) 張拉采用兩端同時(shí)逐級(jí)加壓的方法進(jìn)行,兩端千斤頂?shù)募訅核俣葢?yīng)接近相等,當(dāng)兩端達(dá)到控制張拉力σcon時(shí),繼續(xù)維持張拉力不變,持荷2分鐘,然后兩端回油,同時(shí)測(cè)量實(shí)際伸長(zhǎng)量L3與設(shè)計(jì)值是否相符。實(shí)際伸長(zhǎng)值(L2+L3)與理論伸長(zhǎng)值之差應(yīng)控制在6%以?xún)?nèi)。
      (4) 錨固:打開(kāi)高壓油泵截止閥,將一端千斤頂油缸油壓緩緩降至零,活塞回程,錨具夾片即跟進(jìn)錨固。錨固時(shí)先將一端錨固,然后將另一端再?gòu)埨a(bǔ)足應(yīng)力后錨固,兩端交叉進(jìn)行先錨固,即一束在梁的一端先錨固,另一束在梁的另一端先錨固。
      4.3 張拉時(shí)易出現(xiàn)問(wèn)題的原因分析和處理方法
      4.3 鋼絞線出現(xiàn)滑絲現(xiàn)象,可能由于以下原因:
      4.3.1 錨環(huán)錐孔、夾片生銹或有雜質(zhì)造成夾片回縮不到位。
      4.3.2 夾片或錨環(huán)硬度不足,發(fā)生變形造成夾片夾不牢。
      4.3.3 穿束時(shí)鋼絞線混亂,造成鋼束中鋼絞線受力不均勻,個(gè)別鋼絞線受力大于設(shè)計(jì)張拉應(yīng)力。
      4.3.4 錨具和夾片的錨固性能不符合要求。
      4.3.5 鋼絞線彈性模量較大,夾片夾不牢固。
      4.4  張拉中發(fā)生斷絲現(xiàn)象一般有以下原因
      4.4 1 穿束時(shí)鋼絞線絞在一起,在波紋管中順序較亂,張拉后個(gè)別鋼絞線受力較大,超過(guò)鋼絞線極限抗拉強(qiáng)度。
      4.4.2 夾片硬度太大,對(duì)鋼絞線線產(chǎn)生損傷。
      4.4.3  鋼絞線穿束前受到損傷。
      4.4.4 孔道阻塞,鋼絞線受力不均勻。
      4.4.5鋼絞線存在質(zhì)量問(wèn)題。
      4.5 發(fā)生夾片回縮不均勻、端部不齊可能由于以下原因
      4.5.1 錨具和夾片之間摩阻太大,卸載時(shí)回縮不均勻。
      4.5.2 錨具和夾片的錨固效率系數(shù)不符合要求。
      4.5.3夾片質(zhì)量不一致、硬度不同。
      4.5.4 限位板和錨具之間空隙不適當(dāng),夾片滑出太多或者不能自由滑出,錨固時(shí)回縮不一致。
      5. 壓漿、封錨
      鋼絞線張拉穩(wěn)定后即開(kāi)始?jí)簼{。壓漿的作用在于保護(hù)鋼絞線,隔離鋼絞線和空氣的接觸,避免鋼絞線生銹。壓漿前先用高壓清水沖洗管道,將鐵銹等雜質(zhì)沖刷干凈。張拉24小時(shí)后,將鋼絞線用砂輪切割機(jī)割斷,錨具外留5㎝鋼絞線并用環(huán)氧樹(shù)脂砂漿將兩端封死,只留注漿孔和排氣孔。為保證壓進(jìn)的水泥漿充分填塞波紋管,水泥漿中摻入膨脹劑,管道沖刷完成后開(kāi)始?jí)簼{,在排氣孔排出純水泥漿后將壓力控制在0.7MPa并持荷5min后封閉注漿孔和排氣孔。壓漿24小時(shí)后,綁扎封錨端鋼筋,立模澆筑封錨混凝土。
      6. 結(jié)束語(yǔ)
      齊河北互通立交C匝道橋采用以上方法施工,施工時(shí)間比原計(jì)劃提前了11天。做為小半徑曲線橋梁,施工中特別注意了預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉控制,張拉過(guò)程中梁體受力均勻,沒(méi)有出現(xiàn)裂縫和其它異常情況,為以后小半徑曲線連續(xù)梁的施工提供了參考。

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