王 榮
(山西省公路工程質(zhì)量檢測中心,山西 太原 030006)
忻州—保德段高速公路第十一合同段,為靜樂杜家村鎮(zhèn)到寧武石家莊鎮(zhèn)之間的路段,本標(biāo)段有汾河特大橋1座。該橋中心樁號為K70+050,全橋共十聯(lián),全長1336m。上部結(jié)構(gòu)為38×35m先簡支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁,共計304片,其中,邊跨邊梁68片,邊跨中梁68片,中跨邊梁84片,中跨中梁84片。
由于設(shè)計追求較大的挖空率,箱梁各部分厚度很薄,除端頭變截面部分外,底板及腹板厚度均只有18 cm,稍有不慎極易出現(xiàn)施工缺陷,因而抓好箱梁預(yù)制施工工藝非常重要。
2.1.1 外模
為保證箱梁的外觀質(zhì)量,外模采用專業(yè)廠家制作的大型定型鋼模,分節(jié)制作,每節(jié)長5m,要求接縫嚴(yán)密,尺寸精確。模板具有足夠的剛度和表面平整度,所有模板經(jīng)驗算變形值不得大于外模板撓度,為模板構(gòu)件跨度的1/400,內(nèi)模板撓度為模板構(gòu)件撓度的1/250,鋼模板的面積變形為1.5mm。安裝時,先將模板清理干凈,涂刷隔離劑,保持模板正確的線形,每節(jié)模板接縫間,粘貼雙面膠帶以防止漏漿。每次拆模后,要對模板重新打磨,再次安裝前,要重新粘貼雙面膠帶。
2.1.2 底模
底座采用鋼筋砼澆筑。澆筑砼時,低于地面部分均寬出箱梁底座幾何尺寸四周各30 cm,便于以后支立模板。底座為C30砼澆筑,為防止粘連,在底座表面鋪設(shè)一層鋼板并用磨光機(jī)打光,與底座連接緊密。鋼板兩邊下緣預(yù)留槽口,放置橡膠管作為封條,防止漏漿。順臺面縱向在鋼板下預(yù)留間隔為1m、直徑為10 cm的對拉螺栓孔。為確保箱梁底幾何尺寸準(zhǔn)確,精確抄平,需預(yù)留預(yù)拱度(箱梁跨中設(shè)2 cm按二次拋物線變化的反拱)。
2.1.3 內(nèi)模
內(nèi)模采用組合式鋼模板,鋼模雖價格較高,但不易變形,砼成型外觀質(zhì)量好,并具有尺寸準(zhǔn)確、周轉(zhuǎn)次數(shù)多等優(yōu)點。安裝時,內(nèi)模尤其要注意支撐緊固,在砼澆筑中防止出現(xiàn)上浮和變形。
2.2.1 鋼絞線與張拉
預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用標(biāo)準(zhǔn)φs15.2mm高強(qiáng)度低松馳預(yù)應(yīng)力鋼絞線,其彈性模量Ey=1.95×105MPa,標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度fpk=1 860MPa,鋼絞線面積A=139mm2,控制應(yīng)力σcon=1 395MPa。
鋼絞線應(yīng)做抗拉強(qiáng)度、延伸率、松弛率和彈性模量試驗。試驗結(jié)果符合設(shè)計要求,方可使用。千斤頂、油泵和油表配套校驗,所用壓力表的精度不低于1.5級。使用6個月或200次以及在千斤頂使用過程中出現(xiàn)不正?,F(xiàn)象時,應(yīng)重新校驗。
采用兩端同時張拉的方案進(jìn)行張拉。張拉前,所選用的油壓千斤頂、高壓油泵和油壓表,編號配套進(jìn)行校驗,鋼鉸線、錨具夾片均按規(guī)范設(shè)計要求進(jìn)行校驗。張拉時,應(yīng)在橫橋向?qū)ΨQ均勻張拉,張拉采用雙控,在控制應(yīng)力值的同時,要檢測其伸長量,實測值與理論計算值的誤差要控制在6%范圍內(nèi),如不符合規(guī)定,則應(yīng)查明原因,并及時處理,張拉滿足要求后錨固預(yù)應(yīng)力筋,千斤頂回油至零。
2.2.2 鋼筋
(1)所用鋼筋表面應(yīng)潔凈,其上應(yīng)無油漬、漆皮、鱗銹等,且平直,無局部彎曲。
(2)鋼筋的彎制和末端的彎鉤應(yīng)符合設(shè)計要求,用Ⅰ級鋼筋制作的箍筋,其末端應(yīng)做成彎鉤,彎鉤的彎曲直徑應(yīng)大于受力主筋的直徑,且不小于箍筋直徑的2.5倍,彎鉤平直部分的長度,一般結(jié)構(gòu)不宜小于箍筋直徑的5倍。
(3)施工時,直徑小于(或等于)12mm的鋼筋連接采用綁扎,直徑大于12mm的鋼筋連接采用雙面搭接焊,其焊縫長度不小于5 d。鋼筋焊接前,必須根據(jù)施工條件進(jìn)行焊接工藝試驗,合格后方可正式焊接,鋼筋接頭采用搭接電弧焊時,兩鋼筋搭接端部應(yīng)預(yù)先折向一側(cè),使兩接合鋼筋軸線一致。
(4)精確按照圖紙要求下料加工鋼筋。為保證橫向鋼筋定位準(zhǔn)確,先確定兩梁端各3根橫向鋼筋位置,用短鋼筋點焊固定并用兩根直徑20mm鋼筋支撐住,綁扎兩側(cè)腹板縱向鋼筋各兩根,在縱向鋼筋上劃線確定其他橫向鋼筋的位置,按劃線位置將其他橫向鋼筋綁扎在腹板縱向鋼筋位置上,然后再綁扎底板鋼筋。
(5)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),見表 1。
表1 鋼筋安裝允許偏差
(6)在綁扎腹板鋼筋時,應(yīng)先用準(zhǔn)8的鋼筋按波紋管坐標(biāo)準(zhǔn)確點焊定位鋼筋(U形)。直線段每隔100 cm設(shè)1個,曲線段每隔50 cm設(shè)1個。然后將波紋管穿入鋼筋骨架,同時將錨墊板及配套的螺旋筋套在波紋管上。由于波紋管線形為曲線,為準(zhǔn)確控制每一根定位筋的位置,施工中采用尺桿刻度定位法,即按照設(shè)計圖給出的鋼絞線坐標(biāo),算出波紋管底部定位筋的坐標(biāo),刻于木方尺桿上,用尺桿在腹板上劃出定位筋的位置,再焊接定位筋,這樣可以有效地保證定位筋的準(zhǔn)確性。
(7)在綁扎頂板鋼筋時,先按照圖紙上設(shè)計的間距將鋼波紋扁管穿入頂板鋼筋骨架內(nèi)擺放好,并用扎絲固定。最后套上錨墊板和螺旋筋,在澆筑箱梁頂板時,先要用雙面膠將錨墊板封好,防止水泥漿流進(jìn),堵塞壓漿孔。
(8)在鋼筋的綁扎中,要注意錨墊板的就位,錨后螺旋筋的定位和錨后加強(qiáng)筋的綁扎,這是直接關(guān)系到箱梁張拉質(zhì)量的關(guān)鍵因素,應(yīng)特別注意。
(9)為保證鋼筋保護(hù)層厚度,除在鋼筋骨架成型時用架立鋼筋控制好間距外,再用墊塊加以控制,將符合設(shè)計要求厚度的墊塊呈梅花狀綁在鋼筋的交叉點上。
設(shè)計砼為C50,保證砼強(qiáng)度是保證箱梁內(nèi)在質(zhì)量的一個重要方面,因此要嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量。施工工藝方面:
(1)嚴(yán)格按照砼配合比集中攪拌,隨時測定砂、碎石的含水量,調(diào)整施工配合比,并考慮砼在運輸過程中的坍落度損失,采取相應(yīng)措施。坍落度控制在7~9 cm為宜,坍落度太大,強(qiáng)度不易保證,并且很難消除表面的氣泡、水線等缺陷;因鋼筋密集,坍落度太小,很難保證振搗密實。
(2)在砼澆筑之前,應(yīng)對穿鋼絞線的管道進(jìn)行全面檢查,以查出可能破損的管道。在澆筑前必須將管道上一切非有意留的孔、開口或損壞之處修復(fù),并在孔道中穿入適合的塑料管以防砼將管道擠壓變形。
(3)由砼運輸車將砼運至澆筑現(xiàn)場,通過龍門吊運至澆筑位置保證砼及時澆筑,并在施工現(xiàn)場及時、規(guī)范地制作砼試塊,作為測試其強(qiáng)度的依據(jù)。并應(yīng)制作兩組同條件養(yǎng)生的試塊,作為箱梁張拉、吊裝的依據(jù)。砼從拌和至澆筑的時間限制在1 h以內(nèi)。
(4)澆筑砼時應(yīng)注意的事項:①砼澆筑時,下料應(yīng)均勻連續(xù),不宜集中猛投而發(fā)生擠塞。在鋼筋密集處,可短時開動插入式振搗棒以輔助下料。②隨時注意內(nèi)模、錨固鋼筋及其他預(yù)埋件的位置,避免在強(qiáng)烈振動下移位。③澆筑過程中,隨時檢查砼的坍落度,嚴(yán)格控制水灰比,不得隨意增加用水量,以保證砼的質(zhì)量。④為防止預(yù)留孔道變形,不允許振搗器觸及預(yù)埋的波紋管。⑤為防止內(nèi)模上浮,在頂板上每隔2m設(shè)置壓杠一道,用工字鋼制作,下面焊接圓鋼管,直接壓于內(nèi)模之上,不得壓住鋼筋。⑥端頭錨墊板后應(yīng)加強(qiáng)振搗,保證砼密實,確保預(yù)應(yīng)力體系質(zhì)量。⑦在混凝土接近初凝時,進(jìn)行二次收漿并拉毛,防止出現(xiàn)裂縫。
混凝土澆筑采用一次成型工藝,由一端向另一端推進(jìn)。同斷面澆筑順序為底板、腹板、頂板,分段分層循環(huán)推進(jìn),每段長約2~3m,澆筑過程中,采用插入式振搗器配合附著式振搗器對腹板砼進(jìn)行振搗。注意附著式振搗器與箱梁外模板要結(jié)合牢固,要控制好高頻振動的時間,防止因過振而出現(xiàn)混凝土分層離析等現(xiàn)象。附著式振搗器為V型上下兩列分部,間隔為80~100 cm。
振搗過程中,振搗棒不得觸及鋼筋、模板、波紋管及預(yù)埋件。插入式振搗器在振搗時,要垂直等距離插入到前層中5~10 cm。尤其要注意支點附近即錨墊板后鋼筋、波紋管密集部位的振搗。施工過程中隨時觀察砼的變化,嚴(yán)格控制振搗時間,模板由專職模型工和木工隨時檢查,以防止出現(xiàn)漏漿、脹模、上浮等問題的發(fā)生。梁頂部混凝土則采用插入式振動器振實,振搗時,以振搗區(qū)混凝土停止下沉,表面呈現(xiàn)平坦、泛漿、不冒氣泡為準(zhǔn)。
預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁使用定型鋼模板,采用附著式振動器與插入式振動器相結(jié)合的振搗工藝,有效地保證了腹板和底板部分混凝土的振搗密實,箱梁混凝土外觀質(zhì)量有了明顯提高。
在預(yù)制臺座底上預(yù)設(shè)拱值,成功解決了箱梁反拱值偏大、影響橋面混凝土鋪裝的問題,張拉后起拱明顯,符合規(guī)范要求。
通過以上控制手段,忻保十一標(biāo)預(yù)制完成的箱梁均達(dá)到設(shè)計質(zhì)量要求,線條流暢,外觀美觀。可見,施工工藝對工程質(zhì)量有直接而重大的影響,要提高箱梁的施工質(zhì)量就必須有好的施工工藝,并使其不斷完善。