預壓應力是用來減小或抵消荷載所引起的混凝土拉應力,從而將結構構件的拉應力控制在較小范圍,以推遲混凝土裂縫的出現和開展,從而提高構件的抗裂性能和剛度。本文以常見橋梁工程為例,具體說明包括地基處理、支架以及模板等的預應力現澆箱梁施工工藝和荷載組合分析,希望能為橋梁設計人員帶來一些幫助。
預應力箱梁具有完整型號承載力大的優點,在橋梁建筑中被廣泛使用,為保證工程質量,所包含的模板安裝以及混凝土澆筑等都有非常高的要求,施工工藝主要包括先張法和后張法,其中后張法多用于大型的橋梁施工中,本文先從預應力現澆箱梁的一些知識說起,進而說明預應力現澆箱梁施工工藝。
預應力現澆箱梁相關知識
預應力現澆箱梁施工工藝主要包括地基處理、支架、模板、普通鋼筋、砼的澆注、張拉和壓漿封錨,現澆箱梁常采用支架法,具體施工流程(部分)包括:地基處理→支架位置放線→支架搭設→支架校驗調整→鋪設縱橫方木→ 安裝支座→安裝底模板、側模板→底模板調平→支架預壓→支架及底模調整→綁扎底板、側板鋼筋→安裝波紋管→安裝內模板→安裝端模板→綁扎頂板鋼筋→自檢、報檢→混凝土灌筑→混凝土養護→拆除邊模和內模板→預應力張拉→壓漿、封堵端頭→養護→拆除底模板和支架→橋面鋪裝防水層及保護層→橋面系安裝。
預應力現澆箱梁施工工藝
本文根據施工工藝流程來講述具體的施工工藝,首先便是地基的處理,地基處理主要是為了保證箱梁支架搭設基礎堅固密實,一般地基的處理方式是根據箱梁的斷面尺寸及支架的型式要求而決定的,只要求能滿足設計要求,本身沒有特別固定的要求,處理形式主要包括地基換填壓實、砼條形基礎、樁基礎加砼橫梁等,在地基的處理時,要特別注意的是防水工作,一般采用換填碎石層或石屑層處理。
在支架搭設中比較常用的支架主要是門式支架、碗扣式支架,這兩類支架搭設比較靈活方便,穩定性意識比較強,但是具體使用哪種類型的支架并不是固定的,而是要根據具體情況如強度、剛度以及穩定性要求而定,如對于跨度比較大的地形,就經常采用貝雷桁架支撐、大型型鋼加臨時墩等方式。為了收集支架、地基的變形數據,支架一般要進行預壓,很多設計單位都要求在支架搭設中要進行100%預壓來防止向量出現裂縫,雖然有著明確的要求,但是在具體施工過程中,很多的施工單位并不重視支架的預壓,經常發生澆筑好的箱梁出現縱向裂縫,甚至會出現支架倒塌等重大事故,在這一方面施工單位一定要重視起來。預拱度是設置預拱度的依據,因此在設置預拱度時一定要考慮到張拉上拱的影響,一般情況下,預拱度按二次拋物線來進行設置。關于預壓重量,各地都有不同的標準,但是都要求重量要大于所澆梁段箱梁的結構白重,也就是說要大于1.0,預壓方式可參考軟基路段沉降預壓方式來進行控制,滿足設計要求就可以,在進行支架卸落時,可根據支架形式來選取比較適合的如木楔、U型頂托等設備,在選取時要注意到卸落設備的強度需要買足支架的需要。
通常模板由底模、側模及內模組成,再模板制作中一般先制作成組件,在使用時再進行組件拼裝,模板的不同部位通常采取的材料有所不同,如齒板或棱角處通常采用的是木材料模板,而模板的欏木則是由方鋼組成,布置間距一般控制在75cm左右最佳,但是具體的布置需根據設計的箱梁截面尺寸要求而設定。模板的支撐最重要的就是牢固性,一般才去的支撐材料是翼板或頂板。為方便拉桿取出通常并不采用氣割二是采用塑料套管來作為對拉性桿,在施工時箱梁砼屬于外露砼,所以格外注意砼的外觀,各種接縫要保證緊密不漏漿,砼的脫掛劑不得使用廢機油,可以應采用清潔的機油或是其它質量可靠的脫模劑。
在模板安裝好以后就是鋼筋的預設,一般砼要進行好幾次的澆筑,在砼一次澆注時,通常是在鋼筋及預應力管道完成之后,在進行內模的安裝,在第二次澆筑砼時,是在第一次砼的基礎上澆注第一次砼,第二次的砼終凝之后,進行砼的第二次澆注。通常預應力管道采用的材料是鍍鋅鋼帶,在鋪設預應力管道的位置時需要按照設計要求而進行,通常在鋪設后每一道還要采用50 cm左右長度的定位筋進行固定,在固定時要保證接頭要平順,在管道的高點設置排氣孔,在確定預應力筋的下料長度時,要綜合考慮到孔道曲線長度、千斤頂長度等因素。在鋼筋以及模板的及公眾對于外漏的部分都需要保證外觀質量,在模板拼接式要仔細處理,不要造成漏漿、錯臺,鋼筋加工過程中要保證同一斷面接頭數量滿足規范要求。
拉賬作業時箱梁制作的一個比較重要的步驟,制作工期并不十分固定,對于24m以及32m的箱梁,工期一般不會超過4天,設計強度一般在70%~90%之間。在進行張拉作業時,要先對千斤頂、油泵進行配套標定,并且并每隔一段時間就需要進行一次校驗。若是在施工時有幾套張拉設備時,就需要進行編組,以免混合使用,在進行絞線張拉時,要進行張拉控制力及伸長量雙控,以張拉力控制為主,在拉張過程中需要注意到實測伸長值的誤差不得超過設計標準,否則應停止張拉,張拉順序無明確規定時按分段、分批、對稱的原則進行張拉,一般是按圖紙要求進行。
結束語
綜上所述,本文先講述了預應力現澆箱梁施工的一些相關知識,具體講述了包括地基處理、支架、模板、普通鋼筋、拉賬作業等的相關要求與常用的技術方法,隨著時代的發展,預應力現澆箱梁施工工藝也會遇見一些問題,這些問題仍然需要更多的橋梁設計人員以及技術人員來解決。
(作者單位:萬全縣順通公路養護工程有限責任公司)
作者簡介:李佳,(1986.9-)女,籍貫:河北萬全,學歷:大專,職稱:初級,研究方向:道路橋梁工程技術。