王 勇
(中鐵十二局集團有限公司 第二工程有限公司 山西 太原030032)
某高速鐵路特大橋(40+64+40)m 跨度連續(xù)梁施工工程中,梁體為單箱室、變高度、變截面結構。 箱梁頂寬12m,底寬6.7m。 頂板厚度40cm,隔墻處加厚,按折線變化,底板厚40~80cm,按直線變化,腹板厚48~80cm,隔墻處加厚,按折線變化。 全聯在端支點、中跨中及中支點處共設5 個隔板,隔板設有孔洞,供檢查人員通過。
該連續(xù)梁位于直線段,全長145.5m,采用三跨布置,計算跨度40+64+40m, 中支點處梁截面高6.05m, 端支座處及中跨跨中截面梁高為3.05m,梁底按二次拋物線變化;邊支座中心至梁端0.75m。
該連續(xù)梁采用三向預應力體系,采取分段張拉。 橫向預應力束4-7?5有348 束;豎向預應力?25 精軋螺紋鋼980 根;縱向預應力束:12-7?5有68 束,15-7?5 有4 束,18-7?5 有36 束, 共108 束 (其中底板38束,全部為12-7?5;腹板34 束, 15-7?5 有4 束,12-7?5 有30 束;頂板36 束,全部為18-7?5)。
2.1.1 縱向和橫向預應力管道安裝
縱橫向預應力波紋管預埋時應定位準確,每隔50cm 以Φ10 定位鋼筋焊于梁體鋼筋骨架上,接頭處套管搭接長度不小于30cm,并以防水膠帶嚴密纏繞。 縱向預應力頂板束管道在0# 塊縱向中間最高點處設置透氣管。 縱向波紋管應穿出端模板不少于5cm,以便于下一節(jié)段連接。 橫向波紋管P 錨端待鋼絞線穿入后,在約束環(huán)處以海綿和M15水泥砂漿堵塞,并以膠帶纏裹,接一塑料管至梁面以作壓漿透氣孔,塑料管中穿Φ10 圓鋼以防透氣孔堵塞;張拉端制作木模作為端模,端模與喇叭口之間用螺絲擰緊, 喇叭口上壓漿孔用海綿堵塞以防漏漿,喇叭管的中心線要與錨具墊板嚴格垂直, 喇叭管和波紋管的銜接要平順,不得漏漿,并堵絕堵孔道。橫向預應力束張拉端按設計位置進行布置。
2.1.2 豎向預應力安裝
(1)豎向管道、精扎螺紋鋼筋、螺母整體安裝就位,并用定位鋼筋固定。 擰緊錨具螺母使管道與錨具墊板凹槽貼緊,作好管道上下兩端密封工作以防漏漿,同時預留豎向管道壓漿管至箱梁內腔,中間穿Φ8鋼筋以防在混凝土澆注、 振搗過程中使透氣管脫落而堵塞透氣孔;豎向管道張拉端螺母及墊板之間加墊海綿,并用膠帶嚴密纏繞外露精軋螺紋鋼筋和螺母。
(2) 豎向預應力的上下錨墊板上各焊接一根長12cm 的普通Φ48×3.5 鋼管,以便于與內徑Φ50 的波紋管連接。 在下錨墊板鋼管端部位置焊接一根細鋼管,與壓漿管連接,長度取為6cm,直徑與壓漿管內徑相匹配。
(3)豎向預應力錨固端加固時,錨墊板與鋼筋骨架焊接牢固,螺母與錨墊板之間不得有空隙,在加固錨墊板后,在螺母下部用鋼筋(或鋼板)托起螺母,與鋼筋骨架焊接牢固。 豎向預應力張拉端加固時,錨墊板與鋼筋骨架焊接牢固,嚴格控制錨墊板的高度、豎向預應力束的平面位置、垂直度。
2.2.1 張拉控制參數的選定
縱橫向錨口及喇叭口損失按錨外控制應力的6%計算, 管道摩阻系數取0.23,管道偏差系數取0.0025;豎向預應力損失管道摩阻系數取0.35,管道偏差系數取0.003。 松弛損失、收縮徐變及其它各項損失均按預應力混凝土結構設計規(guī)范計算。
2.2.2 張拉施工
(1)同一節(jié)段預應力筋張拉按縱-橫-豎的順序進行,預施應力采用雙控措施,終張拉時以油表讀數控制,以張拉控制應力為主,伸長量作為校核,實測伸長量與理論值之差不得大于±5%。 預施應力過程中應保持兩端的伸長量基本與計算值一致。
(2)縱向預應力張拉采用兩端兩邊同步對稱張拉,終補拉時以油表讀數控制,但必須按實記錄伸長量。張拉順序嚴格按照設計順序,不得私自改變,張拉分三步加載到位,0→0.1σk(伸長量記錄)→σk(伸長量記錄)→1.0σk(持續(xù)5min 作伸長量記錄),回油之后再作一次伸長量記錄(在張拉之前和張拉之后要分別測量夾片外露的長度,以確定鋼絞線回縮長度)。
(3)橫向預應力張拉采用逐根張拉工藝,張拉端與錨固端在箱梁兩端交錯設置。張拉分三步加載到位,0→0.1σk(伸長量記錄)→σk(伸長量記錄)→1.0σk(持續(xù)5min 作伸長量記錄),回油之后再作一次伸長量記錄(在張拉之前和張拉之后要分別測量夾片外露的長度,以確定鋼絞線回縮長度),張拉采用應力應變雙控制,以應力值算出的油壓表讀數控制張拉數值,以鋼絞線伸長量校核。 終補拉時以油表讀數控制,但必須按實記錄伸長量。 每一節(jié)段伸臂端側最后1 根橫向預應力在下一節(jié)段橫向預應力張拉時進行張拉,防止由于節(jié)段接縫兩側橫向壓縮不同引起開裂。
(4)豎向預應力鋼筋為也采用逐根張拉工藝,為了減少豎向預應力損失,豎向預應力筋采用兩次重復張拉的方法,即在第一次張拉完成7 天后進行第二次張拉,彌補由于操作和設備等原因造成的預應力損失,錨固回縮量不得大于1mm。 張拉豎向預應力筋時,千斤頂的張拉頭應擰入鋼筋螺紋的長度不得小于40mm, 一次張拉至控制噸位,持續(xù)1~2min,并實測伸長量作為校核,然后擰緊螺帽錨固。
(5)張拉結束之后,在錨具附近鋼絞線上環(huán)周作出明顯標記,12 小時后復查,確認沒有斷絲和滑絲。然后開始用水泥加堵漏王漿體封錨。
2.2.3 壓漿施工
(1)壓漿應在張拉結束2 天內進行,連續(xù)梁壓漿全部采用真空輔助灌漿工藝,水泥漿強度等級不低于M55,在壓漿機械和原材料全部就位后,開始清除孔道,安裝兩端錨墊板上的壓漿孔、連接管、連接閥,并開始抽真空。
(2)壓漿時及壓漿后3d 內,梁體及環(huán)境溫度不得低于5℃。壓漿用水泥應為強度等級不低于42.5 級低堿硅酸鹽或低堿普通硅酸鹽水泥, 摻入的粉煤灰應符合客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南的規(guī)定;水膠比不超過0.34,且不得泌水,流動度不應大于25s,30min 后不應大于35s,抗壓強度不小于35MPa;壓入管道的水泥漿應飽滿密實,體積收縮率應小于1.5%。 初凝時間應大于3h,終凝時間應小于24h,壓漿時漿體溫度應不超過35℃。
(3)啟動砂漿攪拌機,按施工配合比加入水泥、外加劑、水開始拌和,拌和時間不少于1min,漿體必須攪拌均勻,將攪拌好的水泥漿放入壓漿灌,壓漿灌水泥漿進口處設置過濾網,以防雜物堵管,壓漿按先下后上的順序,由一端向另一端壓送水泥漿,當另一端溢出的稀漿變濃之后, 達到進漿口的稠度后, 壓漿前管道真空應穩(wěn)定在-0.06~0.1MPa 之間;漿體注滿管道后,應在0.5~0.6 MPa 下保持壓力2min 以上,封閉出漿口,壓漿最大壓力不宜超過0.6MPa,若無漏漿則關閉進漿閥門卸下輸漿膠管,如果壓漿用的膠管過長,則應相應增加進漿壓力。 壓完漿后保壓1~2h,如無水泥漿反溢現象,則拆卸壓漿連接管和連接閥門。 為了保證壓漿質量,水泥漿攪拌結束至壓入管道的時間間隔不應超過40min,當氣溫或箱體溫度低于5℃時,停止施工,壓漿后3天內,要保持箱體溫度在5℃以上,確保漿體不被凍壞。
隨著高速鐵路橋梁工程中混凝土箱梁的廣泛采用,使得現場施工中箱梁的預制越來越趨于工業(yè)化、系統(tǒng)化的規(guī)模。 如何科學合理的采用新技術進行箱梁的預應力施工,對箱梁的施工質量、施工進度,以及提高整體施工效率等方面,都有著重要的作用。 為此,本文結合相關的施工案例,對橋梁的混凝土箱梁的預應力施工技術部分做了簡短的介紹, 期望能對讀者有一定的參考作用。
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