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20m预应力T梁施工技术控制
杨继升
摘要:
山岭重丘区标准二级公路在跨越河流、沟箐等障碍时,由于受地形、地质、生态环境等因素限制,不可避免的采用了多跨连续的桥型结构。在腾陇二级公路施工中就有50座单位跨径为20米的预应力T型梁桥。为此,本文就20m预应力T型梁在施工中的质量控制、技术措施等作一些阐述,并为今后同类型桥梁的施工中提供一些有益的借鉴。
一、预制场地的建设
按是否设置伸缩缝及伸缩缝型号的不同,20m预制T梁设计为三种形式:A型、B型、C型。根据T型梁板的尺寸、需预制数量,在平整路段设定预制场地。预制场建设主要分为以下三部分进行:
1.场地硬化
预制场地范围内采用20cm碎石土垫层加20cm加筋砼进行场地硬化处理,这样保证了台座的稳定。为保证T型梁质量,在预制场中间设运输轨道,并利用该轨道运送砼和T梁。
2.制梁台座
制梁台座采用钢筋砼台座,长度为设计梁长L+2x0.5m为宜,宽小于设计宽度45cm为宜,台座每隔60cm预留螺栓孔,用来固定模板底部。台座两侧预埋角钢,在角钢上焊接3mm厚钢板形成T梁底模,20mT梁台座按设计要求设置向下最大有1cm的二次抛物线预拱度。台座数量根据T梁数量和工期进行设置,采用三套模板,设置12个台座,可进行流水循环作业。
3、门架设置
为方便梁板出槽移运及砼浇筑,设置两架台腿高6m,跨径为12m的龙门吊,龙门吊经验算,采用二排单层贝雷架组拼;上下加强弦杆,行走轮设置双轨,平车及起重设备必须满足T梁吊装的要求。
二、模板加工
根据现场施工进度要求,采用两套以上或多套钢模板,进行循环流水作业因梁板高达140cm两端头加强钢筋密集,波纹管、钢绞线等重叠,振捣器不能振捣至80cm以下的位置,故要求在模板加工时,必须在模板下部80~140cm范围内安装附着式振捣器,间距100×100cm,呈梅花型布置。
三、钢筋制作及安装
1.普通钢筋的制作
T梁内的普通钢筋大部分为构造钢筋,钢筋直径较小,在安装过程中要求采取附加支撑,使其定位准确,不变形。骨架的主筋在焊接时应适当配料,使接头能按规范要求错开设置。钢筋安装顺序是:安装支座上钢板→在底模上准确的标示出各段钢筋网片的定位线→安装各横隔板钢筋并用临时支架撑稳→分段安装马蹄部分及梁肋钢筋→安装绑扎顶板钢筋。
2.波纹管及预应力钢筋的安装
(1)为防止波纹管变形,波纹管采用塑料波纹管,安装时,在波纹管接头处一定要将波纹管接口整平,并用胶带缠紧,以防止在穿束时引起波纹管翻卷,严重时会导致管道堵塞,同时要检查波纹管是否因焊接等原因产生破损,要确保其密封性,一旦发现破损,要及时修补。
(2)所有预应力管道定位必须准确牢固,应严格按设计图纸要求每50cm设置波纹管定位钢筋,曲线段波纹管定位钢筋应予以加密,各钢束坐标应严格按照钢束布置图中的中心坐标设置。
(3)管道轴线必须与锚垫板垂直,当预应力管道与普通钢筋位置产生矛盾时,应适当挪动普通钢筋。
四、砼浇筑
(1)、钢筋、管道、模板、钢绞线等安装必须符合设计与规范要求,并经监理工程师检验合格后,即开始砼的浇筑,砼坍落度宜控制在7~9cm为宜,浇筑时采取纵向分段,水平分层的浇筑方法,先浇马蹄,再浇腹板和横隔梁,最后浇筑翼板的原则进行砼施工,从梁的一端向另一端推进。分段长度4~6m,分层下料厚度30cm ,上层砼必须在下层砼初凝之前完成,以保证接缝砼的良好结合,浇筑完顶板后,及时整平,抹面收浆。
(2)浇筑时要严格按配合比拌制砼,拌合站配备自动配料机和电子计量器,在浇灌过程中还要根据砂、碎石的含水量作出适当调整。
(3)混凝土在拌合站集中拌制,水平运输采用轨道平车或混凝土罐车运输,垂直运输采用龙门吊起吊入模。
(4)砼采用干硬性砼,经实验确定掺加上海马贝高效减水剂,水泥采用大理红塔水泥厂生产的PO52.5R水泥,每方水泥用量约500kg。砼振捣以附着式振捣为主,插入式振捣为辅,考虑到该T形梁腹板尺寸小,部分部位采用小石子砼浇筑,碎石粒径应控制在20毫米以内。
(5)浇筑时,下料应均匀、连续,不要集中猛投而产生砼阻塞,在钢筋密集处,可短时开动附着式振捣器或插入式振捣器辅助下料。现场对振捣时间要随时监控,防止因振捣时间过长,产生跑浆、离析等现象,对于波纹管要安排专人负责清孔,保证管道通畅。
(6)试验员应按规范要求做好取件工作,作为检验砼强度、张拉、拆模、移梁等工序的强度控制依据,同时要认真填写砼浇筑的各项原始记录和影像资料。
五、拆模与养生
1.模板的安装和拆除均采用龙门吊,安拆时应注意以下事项:
(1)在整个施工过程中要始终保持模板的完好状态,认真进行维护保养工作。
(2)模板在吊运过程中应注意防止碰撞,严禁悬空抛落。
(3)模板在首次使用时,要对模板表面认真进行除锈工作,然后均匀涂刷脱模剂。
(4)安装时,应严格检查纵横向、端头尺寸,使之符合梁长及梁身断面的要求,要严密检查止浆垫的完好情况,以保证接缝紧密、不漏浆
2.砼养生
实践证明,混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成,寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发,保温应达到下述要求:
(1)防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝。
(2)防止混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。
(3)防止老混凝土过冷,以减少新老混凝土间的约束。
混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到两个方面的效果,一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。从理论上分析,新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失,从而推迟或防碍水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,在施工中应切实重视起来。
(4)混凝土的养生规定
砼浇筑成型后,由于其中水泥的水化作用,逐渐开始凝结硬化,砼拌合物中所含水分足够水化作用的需要,但由于硬化的不断进行,当空气中相对湿度较小时,砼中水分就会不断被蒸发掉,造成砼由表面到里逐渐脱水,极易产生干燥收缩裂纹。同时,失水过多会阻滞砼的继续硬化甚至停止硬化,为使砼有适宜的硬化条件,使砼强度不断增长,并避免发生干燥收缩裂纹。当混凝土施工完24小时后,开始保湿养生,必须每天养生3至4次。养生期不得少于7d。若在冬季施工,当气温低于5℃时,砼的水泥水化凝结速度大为降低,其中的水分不易蒸发出来,砼不会发生脱水现象,按规定不得向砼表面洒水,而应当在混凝土表面用塑料薄膜或湿麻袋覆盖保温养生,以加快砼中水泥水化凝结速度,保证混凝土强度增长,防止裂缝的产生。
六、T梁预应力施工
1.张拉步骤
初张拉力P0(P0=0.15P) 持荷3分钟 测引伸量δ1 张拉到总吨位P 持荷3分钟 测引伸量δ2 锚固。
2.张拉工艺
在整束钢绞线张拉之前,先用YDC240Q小千斤顶初张单根钢绞线的初应力,目的是使每个钢绞线的长度、张紧一致,以保证整束钢绞线张拉之后各根钢绞线应力一致。严格按设计规定的张拉顺序施加预应力。
3. 20m T梁正弯矩钢束张拉顺序为:
N1(一次张拉到控制力的100%)→左侧N2(首次张拉到控制力的60%)→右侧N2(一次张拉到控制力的100%)→左侧N2(二次张拉到控制力的100%)
4.桥面板负弯矩钢束张拉顺序为:
N6(一次张拉到控制力的100%)→N7(一次张拉到控制力的100%)→N4(一次张拉到控制力的100%)→N5(一次张拉到控制力的100%)
5.结构连续T梁施工步骤:
3孔一联结构连续T形梁施工步骤
施工阶段 说 明
CS1 预制T梁、张拉正弯矩钢束。
CS2 预制场存梁≤60天。
CS3 安装T梁、现浇全联T梁横隔板和翼板湿接头;浇筑1号墩顶连续湿接头,张拉1号墩顶负弯矩钢束。
CS4 浇筑2号墩顶连续湿接头,张拉2号墩顶负弯矩钢束。
CS5 拆除各墩临时支座。
CS6 浇筑桥面铺装和墙式护栏
4孔一联结构连续T形梁施工步骤
施工阶段 说 明
CS1 预制T梁、张拉正弯矩钢束。
CS2 预制场存梁≤60天。
CS3 安装T梁、现浇全联T梁横隔板和翼板湿接头;浇筑1号墩顶连续湿接头,张拉1号墩顶负弯矩钢束。
CS4 浇筑3号墩顶连续湿接头,张拉3号墩顶负弯矩钢束。
CS5 浇筑2号墩顶连续湿接头,张拉2号墩顶负弯矩钢束。
CS6 拆除各墩临时支座。
CS7 浇筑桥面铺装和墙式护栏
6.张拉施工除按上述工艺施工外,还应遵守以下事项:
(1)施加预应力须待砼强度达到85%后方可进行。
(2)施加预应力前,张拉机具设备须进行标定,并根据标定结果计算张拉油表读数。
(3)张拉设备在下列情况下应进行重新标定:
a.张拉设备严重漏油,张拉数值异常。
b.张拉设备使用次数超过200次或使用6个月以上。
(4)预应力采用张拉力与伸长量双控,若伸长量超过±6%的范围,须查明原因后方可张拉。
(5)预应力张拉须在两端同时张拉,其两端千斤顶升降压、画线、量伸长等工作应同步。必须在张拉控制应力达到稳定后方可锚固。
(6)钢绞线张拉完毕后,应使用砂轮切割机切除多余的钢绞线,切割后钢绞线的外露长度不得小于3cm。
七、管道压浆
1、预应力张拉后,孔道应在30小时内完成压浆。
2、压浆水灰比不得大于0.4,水泥浆标高不低于40号,压浆水泥采用PO52.5R水泥拌制的水泥净浆或掺有细砂的水泥砂浆。
3、压浆采取两端两次压浆工艺,两次压浆的间隔时间为30-40分钟。
4、压浆要求饱满密实,应达到孔道另一端饱满和出浆,并应达到排气孔排出与规定稠度相同和水泥浆为止。
5、梁板移动需待压浆强度达到设计标准后方可移动和吊装。
八、其他
1.在预制T梁行车道板时,应将墙式护栏的锚固钢筋、伸缩缝有关部件等预先埋入,注意预留好泄水管孔洞。
2.预制T梁安装完毕,墩顶连续段湿接头施工前,务请注意校核墩顶临时支座和永久支座标高,确保其准确。同时对T梁采取可靠的支撑措施。
九、结束语
以上主要针对腾陇二级公路20m T型梁预制施工现场的质量、技术控制等作一些说明,如有不足之处,请各位专家给予指正。