摘要:本文主要就預應力混凝土連續箱粱的重點部0#塊施工技術予以詳細介紹,并著重就臨時支墩、托架法施工、混凝土澆筑及裂紋防治等方面進行詳細闡述。
關鍵詞:連續梁 0#塊 臨時支墩 混凝土澆筑
1 工程概況
廣西梧州桂江特大橋位于梧州西北方向6公里處,是洛陽至湛江鐵路跨越桂江段的一座特大型橋梁,設計等級Ⅰ級。主橋為(53+3×88+53)m,預應力混凝土連續剛構,上部箱梁結構采用單箱單室變高度變截面箱梁,梁體全長371.3m,中跨中部10m梁段和邊跨端部14.65m梁段為等高梁段,粱高為3.8m,中支點處(0#塊)梁高為6.5m,其余梁段梁底下緣按二次拋物線Y=3.8+X2/466.759m變化。0#塊頂板寬6.5m,箱寬4.4m,頂板厚32cm,底板厚34~80cm,腹板厚34~70cm。梁體在支座處設橫隔板,橫隔板中部設有孔洞,以利人員通過。連續梁支座采用TZP-1型盆式橡膠支座。0#塊梁體按雙向預應力設計,縱向:頂板、腹板鋼束采用7-7φ5高強度低松弛鋼絞線,底板鋼束采用9-7φ5高強度低松弛鋼絞線;豎向:采用φ32精軋螺紋粗鋼筋。墩梁結合部橫向預應力束采用2—7φ5無粘結預應力鋼絞線。下部結構采用鋼筋混凝土圓端形實體墩構成,墩頸處縱向寬3.6m,橫向寬5.2m,墩身坡度40:1,墩址均在桂江河床內。
桂江水道屬國家級航道,通航孔凈高不小于8.5m,施工過程中必須保證橋下通航。
本橋在施工的前期,我們針對一些特殊的部位進行分析研究和探討,根據以往的經驗和本橋的實際特點制定了一些切實可行的施工方法,在施工中取得了預期的目的和效果。
2 連續梁0#塊施工技術特點及難點
主橋連續梁0#塊高6.5m,采用直式腹板。頂板厚32cm,底板厚34~80cm,腹板厚34~70cm,頂板兩邊各懸臂1.05m歸納起來主要有以下幾個難點,在施工中需認真進行控制。①臨時支墩。②0#塊現澆支架所有栓接點,焊接點的穩固程度。③所有預應力管道、錨具、位置、數量及掛籃的預埋件位置、數量。④直式腹板垂直度。⑤所有變截面點的位置和標高。⑥預留孔洞位置和大小(0#塊內預留孔洞、隔墻)。⑦所有預留孔道波紋管有無破損、氣密性情況。⑧0#塊C50混凝土配比的報批、審查。⑨安全防護。
3 施工方案
0#塊的施工相對復雜,在施工過程中考慮到實際施工的難度,但不影響設計最終目的的情況下,經多個方案比選后采用托架法的施工工藝。以下分別從臨時支墩、托架拼裝、模板、鋼筋、預埋件安裝、混凝土澆筑、張拉幾個方面進行介紹。
3.1 臨時支墩 在托架施工前先進行臨時支墩的施工,臨時支墩采用100cm×100cm的C30混凝土方柱,高度6.2m左右,其中配φ32鋼筋34根,為確保沿橋縱向不平衡力矩對支墩的壓力要求,對橋縱向特意設置雙排鋼筋,并按設計院要求(伸入梁體鋼筋不小于24φ25)進行設計,且箍筋每層間距0.15m,連環筋開口方向按每相臨層轉向90°設置。每墩對應橋跨方向共設置臨時墩4個。
在每個臨時支墩靠跨中側承臺預埋450mm×300mm×20mm鋼板一塊,在墩中部預埋300mm×200mm×20mm鋼板一塊。距墩位30cm處預埋450mm×300mm×20mm鋼板3塊。臨時支墩灌注前,根據設計監控部門要求,在每個支墩距承臺頂2m左右處預埋鋼板一個,并將連接引出墩頂加以固定,以備分期臨時使用。
3.2 托架拼裝 托架法施工首先在墩身及頂帽兩側各預埋兩對型鋼,此預埋件為雙Ⅰ32a+鋼板制作,斜撐為雙Ⅰ30a型鋼。縱梁[]36+鋼板,一端焊接在頂帽預埋型鋼上,另一端與斜撐焊接牢固。斜撐與預埋在墩身上的型鋼及頂帽預埋件上焊接的縱梁焊接,焊縫連續、飽滿、寬度不小于1cm。縱梁在施工過程中要用汽車吊配合,在0#塊兩端對稱進行施工,縱梁安裝完畢后及時用Ⅳ級精扎Φ32螺紋鋼對拉(一端兩根)以克服在澆注0#塊混凝土時產生的水平抗拔力。對拉完成后在縱梁上橫擔I36型鋼作為分配梁,梁與梁之間用[10交叉焊接使其聯接成為一整體。然后在型鋼上鋪設3cm厚的木板,木板上澆注C15混凝土,抹面收平,在面層上再鋪一層竹膠板以此作為0#塊底起坡段的底板。在安裝焊接分配梁的同時,永久墊石上的橡膠支座也同時施工,墊石上的橡膠支座安完畢后,將0#塊底邊線放樣出來,在邊線四周用C20混凝土澆注一圈混凝土帶,中間填干沙,浸水密實,干砂頂面澆注一層20cm厚C20混凝土,收面再鋪一層寶麗板,作為頂帽正上方0#塊底面模板。解除臨時支座約束時,將周圍砂漿帶鑿除,高壓水龍頭沖水,水流帶動干砂的流動,以此達到解除臨時支座約束的目的。澆筑臨時支座混凝土時每20cm鋪設二層油毛氈,為今后鑿除臨時支座做準備。
3.3 側模的安裝 側模采用大塊鋼模,待托架及底模安裝好后,進行側模安裝,由于0#塊高度較大,側模安裝好后,要用[10做橫聯連接;下口用導鏈絞緊,四角用攬風繩固定,避免模板側翻、跑位。側模板利用掛籃側模,掛籃側模板為大塊定型鋼模板,后肋為桁架式結構,側模板安裝到位后,下腳要與0#塊支架型鋼牢固焊接,上口用∠10角鋼對拉,以保證模型的整體穩定性。
3.4 鋼筋的安裝 鋼筋綁扎順序:底板→腹板→頂板。鋼筋用平板車運送到位后,安裝前先在0#塊內側模上分別劃鋼筋位置,然后用吊車將鋼筋吊至墩頂進行綁扎。綁扎時,在模板和鋼筋網之間支墊同標號混凝土墊塊,鋼筋的交叉點用鐵絲綁扎結實,關鍵點可用點焊焊牢,上、下兩層鋼筋網片要用架立鋼筋支撐并點焊牢固。在鋼筋綁扎過程中,鋼筋與預應力管道發生沖突時,按圖紙要求對鋼筋位置進行適當的調整,以保證預應力管道的位置。由于0#塊內豎向預應力筋均為φ32的精軋螺紋鋼,要求在鋼筋的綁扎和連接過程中,除了保證預應力筋的位置正確外,堅決避免電焊的地線碰到精軋螺紋鋼。
3.5 預埋件的安裝 由于0#塊預應力管道縱橫交錯,在預埋過程中應確保各項預埋件位置正確,及彎起位置的準確性;并用定位網鋼筋固定牢固,定位網鋼筋片最大間距不得大于1m,并同主鋼筋焊牢;預應力束變曲線定位網鋼筋片間距適當加密,預應力管道接頭處封嚴,不得漏漿;澆注混凝土時,為防止管道變形,管道內內襯塑料管芯待澆注后拔出。所有預埋件在安裝過程中,實行嚴格的三檢制(自檢、專檢、監檢),技術人員嚴格監控,確保預埋件的位置和數量準確無誤,尤其作好預應力管道的定位,保證在澆注的過程中預埋管道沒有漏漿現象,預埋管道坐標準確、線形順暢,尤其是在混凝土的重力作用下能保持應有的線形,且能按要求傳遞粘接力。
3.6 內膜的安裝 內模系統采用鋼模+木模。面板采用δ=5mm的鋼板,背面采用10cm×10cm的方木,然后用φ55的鋼管橫撐豎頂進行加固,并用φ20的拉條對拉,頂模采用頂托配合木行架支撐。并嚴格控制和檢查成型模板的幾何尺寸和各預埋件的位置,以及模板的中線位置和標高,如有不符合要求的地方要進行及時調整。
3.7 混凝土的澆筑及裂紋防治
3.7.1 主橋0#塊混凝土澆注 采用泵送一次性澆注的方式進行,兩端對稱澆注,連續施工。
C50混凝土單位水泥用量450kg左右,坍落度控制在12~16cm,考慮到施工的連續性和澆注時的氣溫情況,將底板、腹板和頂板混凝土設置成從小到大的不同坍落度,增加可操作性,并保證混凝土和易性,對不滿足使用要求的混凝土堅決不能使用。
混凝土澆注時,按照先底板,再腹板最后頂板的順序進行,同時考慮兩箱施工的均衡。澆注分層以30~50cm為宜,振搗采用插入式、附著式和搗固鏟并舉的辦法,插入式振動器的振搗深度一般不超過棒長的2/3~3/4并上下移動,確保振搗密實;附著式振動器作為插入式振搗的輔助形式,根據澆注部位采取短振勤振,每次連續開啟時間不超過10s,以免漏振或過振;搗固鏟主要是針對0#塊中橫梁鋼筋密集位置的輔助振搗。
3.7.2 0#塊大體積混凝土澆注后裂紋防治 0#塊混凝土方量大又為高標號,為避免施工過程中出現有害裂紋,對箱梁的結構受力產生不利影響,根據連續梁施工特點,主要從以下幾個方面進行加強:①加強原材料管理和優化配合比的設計。②降低混凝土的拌和溫度。③加強混凝土的早期養護,養生時間以混凝土初凝時間為準。④控制拆模時間,做好溫度監測,且養生時間不短于7天。⑤橋位較高,風較大,加速水分蒸發,須對混凝土表面進行覆蓋。
3.8 張拉 混凝土強度必須達到80%設計強度后,才能施加預應力,所有預應力鋼束嚴格按設計規定的張拉順序對稱張拉和整體錨具張拉的原則進行張拉。
4 結束語
桂江特大橋主橋0#塊施工的方法,在實際施工過程中是比較可行的,既保證了承臺、0#塊施工的安全性,又提高了施工總工期,實踐證明此套施工方案是比較成功的,今后可以為同類型橋梁施工提供一些借鑒。
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