雞訥公路牡丹江大橋 50m T型梁預制施工技術

張自平,金太學,王 勝

(1.黑龍江省公路工程監理咨詢公司;2.黑龍江省呼蘭養路總段)

1 工程概況

雞西至訥河公路,是中國東北區域骨架公路網的橫二線,是黑龍江省中部橫貫東西的經濟干線。牡丹江大橋位于蓮花電站下游,受蓮花電站不定時放水影響,冬季凍與水互層且較厚,考慮流冰影響,加大孔徑,上部采用 50m簡支 T梁。橋跨布置 10×50m,橋面寬 12m,橋梁全長 508.92m,橋面連續。50m預應力混凝土簡支 T梁按全預應力混凝土構件設計。下部構造為實體式橋墩,肋板埋置式橋臺,基礎為鋼筋混凝土嵌巖樁基礎和剛性擴大基礎。

2 工程特點

本橋上部構造為 50m預應力混凝土簡支T梁,梁中距2.4m,預制梁高 2.6m,梁間剛接,梁間設置 0.6m寬濕接縫,橋橫向設置端隔板和中隔板。腹板厚度 0.2 m,底寬0.5m。預應力剛束采用低松馳預應力鋼絞線,每片梁 5束,鋼束規格為 10￠s15.2和 11￠s15.2,孔道采用金屬波紋管,張拉采用雙控一次兩端張拉工藝。張拉控制應力 1 395MPa(不包括錨口應力損失)。邊梁、中梁正彎矩預應力鋼束配束相同,跨中預拱度值-3.5 cm,其他各處預拱度值由跨中向梁端按圓曲線變化分配。預制采用固定臺座,預制完成后由龍門吊移至運梁平車,由平車送入架橋機進行架設。

3 施工要點

(1)預應力控制。

預應力剛束張拉后,預制 T梁上緣、端部及其他部位有無裂縫發生。T梁的上拱度及其發展速度。預應力鋼束張拉后有無滑絲跡象,錨下混凝土有無局部壓碎,預應力孔道漿是否飽滿。T梁起吊、運輸、安裝時主梁有無扭曲,是否對主梁結構安全產生危害。

(2)預制主梁的底模、底座應平整、堅固,錨具墊板的位置、斜度要準確穩固。普通鋼筋、預埋鋼筋一般采用點焊方式連接,以免振搗混凝土時移位。

(3)錨下局部鋼筋較密,宜用小石子混凝土澆筑。主梁混凝土應采用較小的水灰比,并嚴格控制水泥用量,不宜過多,以減少混凝土的收縮和徐變。為改善混凝土的和易性,可摻入高效減水劑。

(4)預應力孔道的波紋管位置用定位鋼筋固定在箍筋上,其位置應仔細核對。預應力工藝完成后用 C55水泥漿進行預應力孔道壓漿。為防止預應力鋼束銹蝕及松弛,壓漿工作應在張拉工作結束后盡早進行,最長不超過 48 h。

(5)張拉正彎矩鋼束:梁體混凝土強度必須達到設計強度的 90%后才能張拉正彎矩應力鋼束,張拉結束后防止的時間不宜過長,以使梁堤的最終上拱值減小。

(6)壓漿:壓漿應在鋼束張拉后 24 h內進行,水泥漿的水灰比宜為 0.4～0.45,管道壓漿的順序宜先下層后上層,壓漿時注意方式相鄰的串漿而阻塞為壓漿孔道。壓漿后要繼續進行養生。

(7)封錨:端跨主梁伸縮縫端要封錨,封錨的端面要豎直,端面至支座支承線的距離允許偏差-1 cm,不允許增長。

(8)當采用架橋機架梁時,要求在一孔 T梁就位后,應立即將橫隔板鋼筋及橋面板鋼筋焊接起來,并澆筑濕接縫混凝土,等到濕接縫混凝土強度達到設計強度的 85%時方允許架橋機行走。同時,應考慮壓力擴散措施和對T梁以及下部結構的施工荷載驗算。

4 施工工藝

50m預應力混凝土簡支 T梁施工時,施工場地狹小,根據本合同段工程特點和分布情況,考慮混凝土和成梁運輸的經濟性,在路基上設置 1個預制場,8個永久性臺座用于預制 T梁,二套模板進行 T梁預制,場內布置一臺 150 t跨徑12m的龍門吊,用于 T梁垂直提升,另設 2臺 10 t門吊進行鋼筋、模板等吊裝。模板采用分片拼裝式鋼模板,鋼筋采用加工場彎制,現場綁扎輔以點焊成形。預應力孔道采用波紋管成孔,波紋管采用卷制機現場卷制,隨卷隨用。混凝土采用拌合站集中拌制,混凝土澆筑順序為底板→腹板→翼板,振搗方式以插入式振搗棒為主,側振為輔。管道壓漿順序嚴格按圖紙施工,壓漿采用壓漿機壓漿,孔道壓漿強度達到25MPa以上時移梁,混凝土由 HZ50拌合站拌和,由混凝土攪拌運輸車運輸,采用吊機吊料斗上梁。

(1)鋼筋加工。

進場鋼筋經過檢測合格投入使用。鋼筋制作均在鋼筋加工蓬內進行,鋼筋焊接采用雙面或單面搭接焊,需焊接的鋼筋進行預彎處理,保證焊接鋼筋軸線在同一條直線上。鋼筋綁扎在專門制作的 T梁鋼筋綁扎臺座上進行,臺座上預設型鋼支撐,保證鋼筋綁扎的外觀尺寸。鋼筋綁扎過程注意波紋管定位鋼筋的安放,要求安放位置準確、牢穩,仔細考慮鋼筋的綁扎順序和波紋管的安裝時間,避免相互妨礙。鋼筋綁扎完畢經檢驗合格后采用專制的扁擔梁將綁扎成型的鋼筋吊裝入模,翼板鋼筋骨架鋼筋入模后綁扎,骨架鋼筋入模前按規范要求設置保護層墊塊。

(2)模板支立。

T梁模板采用定型鋼模板,側模支立在調節絲杠上,側向穩定由方木或支撐。模板支立加固完畢后綁扎梁翼緣板鋼筋。模板支立前要求模板打磨光潔,表面不得存在銹漬及毛刺等,特別是邊角地方,一定要處理光滑,脫模劑涂刷均勻。

(3)澆筑混凝土。

T梁連續段一次澆筑成型,模板安裝就位后,吹洗模板內污物,底部不準有積水,控制入模坍落度在 16.5～18 cm,澆筑混凝土時采用插入式振搗器振搗,分層振搗。分層厚度控制在 30 cm左右,棒頭距模板間距不大于 10 cm,棒間距30 cm,插入下層混凝土 5 cm,使上下密切接合。嚴禁振動鋼筋。振動棒應垂直快插慢拔徐徐提出,準確掌握振搗時間,做到既不弱振,又不過振,更不可漏振,確保混凝土振搗密實。橫隔板澆筑完畢、到達拆模強度后即可拆模澆筑翼緣板,翼緣板澆筑完畢后應注意多次抹壓防止裂紋產生,按規范要求的強度進行拉毛處理。澆筑混凝土期間對模板等進行檢查,發現問題及時處理。混凝土采用HZ50型拌合站拌和,用混凝土攪拌運輸車運至施工現場。根據現場條件,混凝土采用吊小龍門架料斗輸送入模。澆筑前應加強對混凝土質量的檢測,不合格的予以退回,不得強行使用。澆筑過程中對模板實行監測,防止出現變形漏漿的情況。混凝土澆筑應保證澆筑質量及外觀要求,即達到外光內實。

(4)混凝土的養生。

混凝土澆筑完成后,應注意養生,防止出現收縮裂紋。收漿后根據天氣情況采用保溫保濕養生或灑水養生,養生時間 7 d。當氣溫底于 5℃時應覆蓋保溫,不得向覆蓋物上灑水。

(5)梁體預應力施工。

等混凝土強度達到 2.5MPa以上后拆除側模板,并對構件進行檢驗、檢查,符合標準后,然后穿預應力鋼絞線。當混凝土強度達到設計規定強度后,進行預應力張拉工作。T梁張拉采用兩端同時對稱張拉,并按要求采用應力應變雙控制。

張拉現場設置明顯的安全警示標志,禁止無關人員進入現場,施加預應力時,千斤頂后禁止站人。

專人負責,專人操作,操作人員要經過業務培訓,操作時和張拉完畢后嚴禁踩踏、碰撞鋼絞線。

工作錨夾片和工具錨夾片使用時分別存放,不可混用。

千斤頂與梁體錨墊板接觸良好,嚴禁多加層墊,以防支承不穩。

拆除油管時,先松除油壓,以防油噴出傷人。

預應力施工完成后要及時封錨,以備壓漿。

(6)預應力束孔道壓漿。

根據設計及規范要求,由中心實驗室試配確定水泥漿配合比。

灰漿稠度、泌水率等指標均應符合規范要求。

管道壓漿前,需將管道沖洗干凈,如有積水應用吹風機排除。

孔道壓漿:預應力束張拉完畢 24 h內及時壓漿。為保證質量,預應力壓漿在張拉之后 24 h內開始,要求水灰比不大于 0.4,經過試配摻加適量的減水劑及膨脹劑,壓漿用的水泥漿標號不小于 50#。打開兩端壓漿(出漿)嘴閥門,由一端壓入水泥漿,壓力可在 0.5～0.7MPa,壓注速度為 6～8m/min。為保證預應力束孔道全部沖漿,出漿口冒漿后(現場控制以出漿口流出不含氣體水沫且稠度與壓注漿液相同的水泥漿為準),關閉出漿嘴閥門并加壓,然后關閉壓漿嘴。待水泥漿凝固后,拆除壓漿孔閥門。

(7)封端。

①在T梁壓漿完畢后,在端頭進行封端。為確保T梁連續端縱向連接鋼筋定位準確,便于連接處縱向連接筋對齊焊接,梁端模采用鋼模。

②預制梁出坑前,用墨線標出梁中線及臨時支座定位線,以利安裝就位。

5 結 語

牡丹江大橋 T梁預制,采用定型鋼模板,門吊配合安拆模及澆筑混凝土,經檢測,鋼筋定位準確,模板中心位置與垂直度、預埋件位置等各項誤差均能滿足設計要求,做到外美內實,未發現有害裂縫。全部預制工作,作為全線重點控制工程,歷時 89 d,全部完成,受到業主、監理單位一致好評。

工程實踐表明,該 T梁施工方法合理,操作方便,施工進度快,對同類型工程施工具有參考和借鑒作用。