淺談預應力混凝土連續剛構橋的施工要點

周明升

目前國內高速公路建設正在向省際邊界及地形復雜的山嶺重丘區延伸,常常遇到深而寬的溝壑,峽谷,湍急河流等,需要高墩、大跨、不受洪水和通航影響及養護工作量小的橋梁設計,預應力混凝土連續剛構橋梁就是滿足此類選型條件的橋型之一。

以福建省龍長高速公路船嶺崠特大橋施工為例,從施工現場方面進行論述,對在預應力混凝土連續剛構橋梁施工中,如何能既保證工程質量,又方便施工、經濟高效的施工要點做一簡要論述,同大家進行交流,為以后同類型橋梁施工提供一些有益的參考借鑒。

1 工程實例概況

船嶺崠特大橋橋址位于福建省長汀縣境內,是龍巖—長汀高速公路的控制工程,地貌屬于丘陵山地間谷地,地形中間低,兩邊高,呈Ⅴ形,天然邊坡穩定。此橋分左右線布孔。左線橋橋長341 m,橋型布置為20 m空心板+(85+155+85)m預應力混凝土連續剛構,右線橋型布置為(85+155+85)m預應力混凝土連續剛構。

2 按梁體部位分別進行探討

2.1 0號段

1)施工托架。施工托架是保證0號段施工的重要環節(見圖1)。0號段或墩頂附近的梁段在托架上澆筑,施工掛籃也在已澆筑的梁段上拼裝。為了消除托架在澆筑梁段混凝土時產生變形,必須對托架預壓。使用施工現場的鋼材進行堆載預壓。

2)0號段施工要點。0號段是箱梁混凝土澆筑方量最多的部位,國內已建多座橋梁中出現收縮裂縫,嚴重影響橋梁外觀。施工時應注意:a.0號段宜一次澆筑完成,所以要求0號段的施工托架剛度必須滿足一次澆筑的要求,如確因某些條件不能滿足,亦可采用兩次澆筑,施工縫應設置于腹板中部。b.澆筑應采取可靠的散熱措施,特別是倒角處混凝土較厚,應加強散熱措施。在混凝土養生時限內,應確保混凝土任何表面長期處于濕潤狀態。c.0號段強度達到設計強度的85%以上后可進行縱、橫、豎向的預應力張拉,張拉完畢后即可安裝掛籃。

2.2 掛籃預壓及安裝

1)在滿足掛籃剛度和承載力的前提下掛籃重量應嚴格控制,在懸臂澆筑施工之前,需要對掛籃進行壓載試驗,測定出掛籃的抗彎剛度,以便推算出所有梁段施工時的掛籃彈性撓度值,在澆筑過程中對立模標高進行修正。

2)采用在地面上預壓的方法,與傳統方法相比,既方便操作,又節約工期,實踐證明完全可以滿足施工技術要求,如圖2所示。a.兩掛籃水平放置,離開地面,用方木墊高30 cm。b.中部用兩條長4 m的軌道并排支撐。c.A端:用4根精軋螺紋鋼連接。d.D端:用吊帶作為傳力桿,千斤頂張拉,分級記錄壓力表讀數和量測對應的變形量。根據所得數據進行分析,得出結論。

2.3 懸臂澆筑施工

2.3.1 鋼筋及混凝土

1)箱梁所有普通鋼筋應按設計要求準確加工安裝定位,嚴格保證各類鋼筋的凈保護層厚度,特別是頂底板橫筋應嚴格定位,不得上浮或下沉。2)箱梁內齒板鋼筋應與箱梁鋼筋綁扎為整體,齒板混凝土與箱梁混凝土應同時澆筑。3)懸臂澆筑梁段可以一次澆筑完成,也可以先澆筑梁底板和腹板,再安裝頂板鋼筋及預應力管道,最后澆筑頂板混凝土,但需要注意由混凝土齡期差而產生的收縮、徐變次內力。4)保持橋墩兩端的平衡非常重要,橋墩兩端的工作面應對稱施工,而且任何一邊的施工進度都不能快過一車混凝土(另一種說法是不能超過該節段的一個底板重量),否則施工橋面就會因失去平衡而發生危險。

2.3.2 預應力施工

1)預應力管道。所有縱向預應力管道必須設置有塑料內襯管才允許澆筑混凝土,內襯管外徑可比波紋管內徑小3 mm～4 mm,內襯管應插過梁段接縫。預應力管道設計采用鍍鋅雙波紋管對施工不利,應優選塑料波紋管。2)預應力鋼絞線。鋼絞線運抵工地后應放置在室內并防止銹蝕:鋼絞線的下料及封錨截斷時均不得使用電或氧弧切割,只允許采用圓盤鋸進行切割。3)錨具和墊板施工要點。預應力錨具是預應力結構中的核心元件,永久設置于混凝土中,承受著長期的荷載,是預應力是否存在的關鍵,所以對錨具的質量及施工的要求很高,施工時錨座平面必須與鋼束管道垂直,錨孔中心要對準管道中心。錨墊板下混凝土局部應力較大,空間小,鋼筋密集,應特別注意對錨下混凝土的振搗,確保密實,穿索前應清除喇叭管內的漏漿和雜物。

2.4 直線段施工

1)首先進行直線段支架地基的處理,根據現場情況進行臺階處理或硬化,采取有效措施確保地基承載力符合要求。2)保證地基表面排水暢通很重要,許多地基下沉的工程事故都是因為水造成的,所以在場地周圍設排水溝,保證無積水或無滲水。3)主墩單T即將完成時,安裝落地支架,支架搭設好后,進行預壓。消除結構非彈性變形,重量為箱梁自重加施工荷載,壓重時監測托架變形情況,作為立模時預抬高量的依據,預壓可采用堆載砂袋或片石的方法進行,也可采用水壓法進行。直線段內的鋼筋較為密集,預應力管道集中,界面變化多,所以施工時精心組織,在混凝土澆筑前應認真檢查。

2.5 合龍段施工

1)邊跨合龍段。拆除邊跨掛籃,安裝邊跨合龍段吊籃模架,對稱支撐在懸臂端及邊跨直線段上。先在兩端分別安裝平衡重(每端重量為1/2的合龍段自重)。然后安裝合龍段鋼支撐,先按張拉力的35%張拉部分合龍束。之后進行立模,綁扎鋼筋和預應力管道等工作。根據施工控制要求,選擇溫度不大于20℃±2℃,開始澆筑邊跨合龍段混凝土,同步逐漸卸除等量平衡重。

2)中跨合龍段。首先拆除兩端掛籃。在兩懸臂端安裝平衡重。安裝合龍段鋼支撐(必要時安裝剪刀撐),并安裝吊籃模架,對稱支撐于懸臂端,先按張拉力的35%張拉部分合龍束,之后工藝與邊跨施工相同。中跨施工中的防崩鋼筋很重要。在通常的設計中,主跨中部底板縱向預應力鋼絞線未設防崩鋼筋,由于鋼絞線在張拉后產生的向曲線內側的徑向拉力使合龍段底板開裂,脫落。造成嚴重的工程質量事故。所以在合龍段前2段～4段就應開始在底板縱向預應力鋼筋處設置防崩鋼筋。

3 結語

連續剛構由于梁部連續,墩梁固結。這樣既保持了連續梁無伸縮縫、行車平順的優點,又保持了不設支座的優點,避免了連續梁的缺點,外形美觀大方,因而連續剛構橋在我國發展很快。近年來,對稱平衡懸臂法施工的大跨度預應力混凝土箱形截面連續梁得到了迅速的發展。

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