■李愛林 ■江西中捷工程建設有限公司,江西 南昌 330000
某大橋28~31 號墩擬采用預應力混凝土連續梁,施工跨度為40m+56m+40m,總長137.2m,結構為變高度變截面單線箱梁。其中29#~30#墩間跨度為56m,線夾角約為60°,梁體混凝土體積為1058.8m3,主梁混凝土強度等級為C50,擋碴墻混凝土強度等級為C40。
基于上述工程概況,大橋全聯采用滿堂支架法現澆施工,其施工工藝流程為地基處理——支架搭設及預壓——支座安裝——模板安裝——鋼筋綁扎及安裝——預應力管道埋設——混凝土澆筑——預應力施工——拆除模板支架。
經靜力試驗測得地基承載力大于0.2Mpa,為減小地基變形,使地基承載力增強,在支架施工前需要對地基進行換填加固處理,同時確保支架兩側的排水系統的良好運行,做到防堵防漏。
(1)支架搭設。支架搭設采用碗扣式方法,搭設時沿橋梁縱向60cm 一根,橫向腹板及底板60cm 一根,翼緣板下90cm 一根,水平橫桿120cm 一層進行支架立桿,使之形成空間網狀結構。除此之外,還需在橫向每5m 加設一道剪刀撐,縱向支架外圍設一道剪刀撐,腹板下設一道;支架底部全部設置掃地桿,以此增強支架的整體穩固性,確保施工安全。
(2)支架預壓。待底模安裝好后,則進入下一施工環節——支架預壓。支架預壓加載順序是沿支座向跨中進行,預壓重量是設計荷載的1.2 倍,滿載持荷時間要維持在1 天以上。加載時采用三級加載方式,分別以設計荷載的50%、100%、120%進行,以測定支架承載強度;卸載按加載逆序進行。
(1)施工準備。①對墊石標高及平整度進行檢驗,確保其符合設計要求。②為保證支座安裝精度,需設計制作支座安裝調平卡具。③為便于支座的定位調整及移動,在施工現場設置小型起吊移動工具。④對各支座規格型號進行核對,按使用噸位對號入座。
(2)制作預偏量設置。在支座預埋板安裝完成且模板拼裝前,應對各支座預偏量進行設置,包括除固定支座外的各墩橫向支座、縱向支座、多向支座等,以保證施工運行期的支座位移。
鋼筋綁扎及安裝,要嚴格按照施工規范及流程進行。鋼筋綁扎順序,先底板與腹板鋼筋,后頂板與翼緣板鋼筋的綁扎,期間還要進行內模安裝。鋼筋綁扎完成后,應及時進行預應力管道的安裝固定。為確保施工穩定性與可靠性,還需要在鋼筋上設保護層,該保護層主要由混凝土墊塊組成,墊塊數量最好是4 個/m2,在局部轉角及突變位置增設。預埋件的安裝要嚴格按設計和規范要求放置并加固,其中預埋件主要包括通氣管、泄水管、預留孔、接觸網支柱、下錨拉線基礎、錨墊板等。
作為預應力箱梁施工的關鍵工序,波紋管鋪設及錨墊板安裝質量好壞,很大程度上影響著預應力拉張及箱梁的內在質量。布設管道支座時,采用設計曲線形式,以坐標法加以控制,為防止管道發生位移,一般在鋼筋骨架上沿箱梁縱向每50cm 設一道定位網片,若是管道轉彎處時網片鋪設應加密至每30cm 一道。定位網片的制作是采用φ12 鋼筋,呈“井”字形,中間以波紋管穿過加固定位,并將定位網片與箱梁鋼筋進行焊接,以保證預應力管道位置的正確性和牢固性。
(1)澆筑順序。一般來說,混凝土澆筑是由中間向兩端、水平分層、兩側腹板對稱、連續澆筑。對于同一斷面的混凝土施工而言,其澆筑順序為先腹板根部后底版,然后再腹板上部,最后是頂板,以分層澆筑形式進行,澆筑混凝土的每層厚度要控制在30cm 以內。
(2)混凝土入模前的指標控制。混凝土入模前需要對混凝土坍落度、含氣量、入模溫度等加以控制,確保符合設計規范。如含氣量應控制在2%~4%,坍落度控制在180mm ±20mm,混凝土坍落度要根據澆筑部位的不同進行相應調整。在進行混凝土澆筑時,混凝土入模溫度控制在5~30℃。
(3)混凝土澆筑前的注意事項。為了便于施工機具的擺放與移動,一般在混凝土澆筑前,要在頂板鋼筋上用竹膠板搭建一個平臺,用于機具的擺放和灑落混凝土渣的收集。在澆筑底板及腹板時,注意不要讓混凝土飛濺到翼板上,否則會影響到箱梁外觀。
(4)混凝土振搗。為保證混凝土振搗的均勻與夯實,一般采用φ50mm 插入式振搗棒,其振搗范圍一般為6m 左右,因此在鋼筋密集處可適當增加φ30mm 插入式振搗棒。同時為避免漏振的出現,振搗棒相鄰兩側交叉0.5m,并做好分界標記;對插入深度進行控制,防止直搗底模。在振搗棒操作過程中,不得碰觸抽拔,不得倚靠在鋼筋上。為防止混凝土欠振、過振等問題的出現,梁體混凝土振搗時要把握好“度”的原則,混凝土持續振動直至出現這些現象特征時方停止,即表面泛漿、混凝土不再下沉、無氣泡溢出等,以確保混凝土良好的密實度。
(5)混凝土養護。對于澆筑后混凝土進行養護是道路施工的重要環節。一般來說不同季節混凝土養護也略有不同,冬季進行保溫養護,夏季要進行保水養護,一般用土工布覆蓋養護,養護時間為28 天。
預應力拉張,需待混凝土強度達90%,彈性模量滿足設計要求且齡期不低于7 天時,方可進行。
(1)張拉施工方法。根據合GB/T5224 -2003《預應力混凝土用鋼絞線》及GB/T14370《預應力筋用錨具、夾具和連接器》的規定,鋼絞線性能、錨具、夾片等要符合規范要求,并對鋼絞線進行定期彈性模量測定。當梁體混凝土強度達到張拉要求后,采用人工穿束對預應力鋼絞線進行安裝。根據混凝土強度的不同,預應力施加也分三個階段進行,即預張拉、初張拉和終張拉。當箱梁模板拆除后,為防止混凝土出現開裂,則對其施加早期應力,對梁體進行預張拉;當內模、側模拆除后且混凝土強度達設計強度的80%時,其彈性模量滿足設計要求,則可進行初拉張;當混凝土強度與彈性模量均達到100%時,則可進行終拉張,張拉前進行孔道摩阻試驗。
(2)張拉時出現問題及處理。在鋼絞線張拉過程中,滑絲、斷絲等現象很少出現,若一旦發生,則必須及時查找原因并采取有效措施進行處理,以避免情況的再次發生,減少不必要的損失。
該大橋(40 +56 +40)m 采用碗扣式滿堂支架法現澆連續梁。通過對地基處理、支架搭設預壓、模板安裝、鋼筋及預埋件安裝、混凝土澆筑及養護、張拉壓漿等關鍵環節的控制管理,通過架梁檢測,梁體各項檢測數據均正常,外觀質量及內在結構符合設計及驗標要求。由此可見,該大橋支架法現澆連續梁施工應用的可行性,且關鍵工序控制到位。
[1]鐵道部經濟規劃院.客貨共線鐵路橋涵工程施工技術指南.TZ203-2008,2008.10.20.