隋玉鋒
(樺南縣公路事業發展中心,黑龍江 樺南 154400)
先簡支后連續梁集合了簡支梁和連續梁的優點,其施工原理是在箱梁頂端的負彎矩區增加一個負彎矩預應力束,實現簡支體系與連續體系的結構轉換,從而保證整個橋梁結構的質量安全。橋梁工程施工中,保證結構體系轉換的穩定是施工必須要關注的技術要點,施工人員除了要提前做好工程現場地質勘察、選擇合理設計方案外,還要采取嚴格的施工技術控制和現場質量管理措施,以充分發揮先簡支后連續橋梁的技術優勢,切實提升施工企業經濟效益,確保橋梁工程使用安全。
施工前,技術人員要結合施工圖紙,明確各個主體部分的詳細參數、施工工藝。先簡支后連續橋的主體結構包括3部分,即簡支梁體、墩頂結構、橋面結構。結合施工方案,提前準備好施工所需物料和設備,對質量進行檢查,確保符合施工標準,如混凝土、預應力筋、模板等需要大批量使用的物料。應安排專人進行抽樣檢測,確保規格、型號等符合使用要求。除此之外,工程施工所需的機具、設備等也需要根據施工方案提前配備,保證現場施工高效進行。
預制臺座穩定性好,頂面光滑,易于脫模。應嚴格按照設計圖紙,制作強度、剛度、穩定性均滿足精品預制梁需要的模板系統,同時,模板必須能根據預制梁頂橫坡、錨固齒板等需要具有可調整功能。采取行之有效的措施,確保預制梁預拱度符合設計要求。臨時支座必須滿足強度、剛度、穩定性要求,建議采用砂筒等方便拆除的結構形式。此外,要注意保持事先設置的永久支座的安裝精度和穩定性。
墩頂濕接頭混凝土澆筑前,梁端面、梁端橫隔板應按要求鑿毛。對于一些大跨度橋梁工程,應選擇專用的黏結劑,涂刷在混凝土表面,進一步增強新、老混凝土黏結效果,防止后期出現結構性裂縫問題。另外,墩頂濕接頭澆筑時間也有特殊要求,通常來說選擇凌晨4-6時施工。該時間段溫度較低,且溫差較小,混凝土不易出現裂縫。相反,如果選擇中午及午后澆筑,氣溫較高,光照劇烈,混凝土澆筑后表面水分快速蒸發、干燥,容易產生不同程度裂縫。完成澆筑后,實施養護,保證混凝土強度、剛度達標。
按照設計要求,嚴格控制預制梁中預應力管道、錨固齒板的幾何精度。采用專門的塑料波紋管,確保預應力管道暢通。二次預應力施工前,必須對預應力管道,特別是管口襯管等實施特別保護。二次預應力張拉時,混凝土強度必須滿足設計要求,張拉時間、順序應符合設計規定。
養護工作結束后,施工人員要采用抽檢檢測方法,對混凝土強度、剛度等進行測量,檢測結果達到預期結果的90%以上后,可以進行結構體系轉換。轉換步驟為:按照從外向內的順序,將臨時支座拆掉。將下砂筒底部的封蓋打開,初期可以利用砂的重力,讓砂緩緩流出,后期采用人工掏挖的方式,將筒內剩余的砂全部清理出來。此時,砂筒與箱梁底部完全脫離,再逐漸將其轉換為單支座受力連續梁。利用永久支座代替臨時支座,繼續發揮對上部結構的支撐作用。觀察一段時間,如果永久支座未出現變形等問題,則說明支撐效果良好,完成體系轉換。
在橋梁墩頂濕接頭處,新、老混凝土相接,很容易因為連接效果不好,產生嚴重的結構性裂縫,對后期橋梁使用安全也會產生負面影響。施工過程要對該部分做特殊處理,澆筑新的混凝土前,要對現澆接頭部位的老混凝土進行去皮處理。使用工具將表面5 cm左右的混凝土進行鑿毛,使用高壓水槍進行沖洗,保證現澆接頭表面混凝土干凈、整齊,同時涂刷專用黏結劑,為混凝土的澆筑創設良好的環境。需要注意的是,該部分分布著較為密集的波紋管、預應力筋,應避免對其造成損傷。將準備好的混凝土通過泵管完成澆筑,當澆筑混凝土的高度超過50 cm后,需要插入振搗棒,每次振搗20 s,再移動至另一區域繼續振搗。振搗完畢后,按照快插慢拔的原則將振搗棒拔出,對新老混凝土連接部位做重點養護。
臨時支座在結構體系轉換中發揮了關鍵作用,因此臨時支座的選擇及質量控制是施工管理中的關鍵。根據施工方案,確定臨時支座的強度、剛度,根據這些參數選擇相應材料的支座。考慮到后期臨時支座需要隨著結構體系轉換進行拆除,因此選擇時要保證結構簡單、拆裝方便。安裝臨時支座時,要遵循“逐孔對稱、同步平穩”的原則,支撐過程及結構體系轉換時,要密切觀察臨時支座的情況,如果有明顯變形或出現位置移動,需要進行處理。完成結構體系轉換后,要將臨時支座拆除。拆除后,使用泥漿將墩頂、梁底等位置進行封堵,既可以起到密封效果,又能發揮承重作用,在一定程度上降低安全隱患。
混凝土澆筑是簡支連續梁施工要點之一。理論上來說,新澆筑混凝土在基礎材料規格、類型、配合比例上,應與墩頂濕接頭的老混凝土保持一致,這樣才能最大程度保證新老混凝土的結合效果。但在實際施工中,還需考慮橋梁整體的受力情況,制備混凝土時,可以摻加一定量的膨脹劑。通過進一步增加混凝土的密實度,提高其抗壓、抗裂性能。另外,簡支連續梁施工中,大體積混凝土澆筑施工還必須考慮水化熱帶來的影響。安裝波紋管時,可以同時安裝冷水管。混凝土養護環節,應通過冷水循環帶走熱量,避免大體積混凝土出現溫度裂縫。如果條件允許,應合理安排工期,使墩頂濕接頭施工盡量在春、秋季的凌晨進行,低溫環境下施工,這對提高混凝土結構整體穩定性有積極幫助。
先簡支后連續梁作為現代橋梁工程的主要形式,在大量的工程實踐中形成了比較完善的施工技術體系。運用此技術時,除了要充分考慮橋梁施工現場的地質條件、水文特點外,還要明確施工流程,熟悉每個環節需要重點把控的技術要點。結合工程實踐可知,安裝臨時支座、澆筑墩頂濕接頭、結構體系轉換等是先簡支后連續梁工藝中需要重點關注的內容,只有提高施工技術水平,嚴格加強現場質量監管,才能最大程度上保障橋梁工程質量安全。