程會峰
(中鐵七局集團鄭州工程有限公司,河南 鄭州 450000)
該橋采用13跨35m組合箱梁橋,共分三聯(lián),為 4×35+5×35+4×35,共計 104片。箱梁橋中心高度為1.824~1.776m,邊梁頂板寬為2.85m、中梁頂板寬為2.40m;底板寬均為1.0m,預應力鋼束采用φj15.24mm低松馳高強度預應力鋼絞線。錨具采用OVM系列錨具,梁體為C50級混凝土。
底模高出地面50cm,地面以下用石灰土加固處理。底模設計為20cm厚C40鋼筋混凝土,并設一層φ16mm縱橫間距為20cm的鋼筋網(wǎng),底模兩側用槽鋼固定,便于控制箱梁橋底板的幾何尺寸。底模面層鋪設8mm鋼板,以保證箱梁橋底部外觀質量。梁端留20cm寬的槽口,澆筑時插上鋼板,起吊后抽出,便于穿鋼絲繩起吊。為防止張拉預應力后及存梁期內引起大的拱度,保持梁頂平整,經計算,需在35m底??缰邢略O2.0cm預拱度,在30m底??缰邢略O1.7cm預拱度,在21m底??缰邢略O1.2m預拱度,在16m底??缰邢略O0.9cm預拱度,預拱度按拋物線設置。
缺陷防治措施:(1)底臺面層鋼板接縫嚴密、平整、無凹陷、嚴格除銹、擦油均勻、無積油現(xiàn)象。(2)底座尺寸準確,底座兩側槽鋼由放橡膠軟管,以便底座與側模之間擠壓嚴密,防止漏漿。(3)底座長時間不用,應磨光涂油履蓋保護,防止銹蝕和灰塵污染。(4)所布置的箱梁橋底座嚴格按設計要求進行布置。(5)底模預拱度設置準確,防止箱梁橋安裝后梁底出現(xiàn)高差。
模板有足夠強度、剛度和穩(wěn)定性,能可靠的承擔施工過程中各種作用,且保證箱梁橋幾何尺寸符合設計要求。箱梁橋外側模采用5mm定型薄鋼模板,模板骨架1m設一道,用角鋼制成斜撐和橫撐,用角鋼連接各個骨架,橡膠芯模采用3mm定型薄鋼模板,骨架50cm用角鐵設置一道,橡膠芯模頂板為2~4m設置活動推拉下料口,橡膠芯模腹板用鉸鏈鏈接,可拆成多個小片。
缺陷防治措施:(1)模板要有足夠剛度和強度和穩(wěn)定性,防止模板變形,防止箱梁橋幾何尺寸改變。(2)接縫嚴密、防止漏漿,形成蜂窩以及錯臺,影響外觀質量。(3)外模除銹、除油、除塵徹底,防止影響外觀質量。(4)橡膠芯模上浮是箱梁橋施工中常遇到的問題,它嚴重影響構件的截面尺寸和橋面鋪裝層的厚度,采用在橡膠芯模頂部施加一組垂直壓力的方法,防止橡膠芯模上浮。即:在橫向槽鋼上栓接φ25鋼筋,鋼筋抵在橡膠芯模頂板上,槽鋼兩端用緊固螺栓拉結在兩側外模鋼支撐上,兩側外模鋼支撐與底模固定,養(yǎng)護完成后將鋼筋割除。(5)為了固定橡膠芯模使其不偏移軸線位置,采用高強混凝土塊和鋼筋將橡膠芯模與外側模頂牢,下部采用與相應腹板等厚長度鋼筋焊接在腹板鋼筋骨架,鋼筋兩端頂住外模和橡膠芯模。
由于箱梁橋鋼筋直徑較小,頂板的鋼筋為φ12mm、底板的鋼筋為φ16mm、腹板的鋼筋為φ12mm,底板鋼筋在底模上綁扎,頂板、腹板鋼筋在加工廠綁扎成片,然后再現(xiàn)場安裝與底板鋼筋相連,以提高鋼筋綁扎的精度和效率。
缺陷防治措施:(1)鋼筋下料準確。(2)鋼筋綁扎和焊接符合圖紙和規(guī)范要求。(3)預應力管道定位準確。(4)管道內穿PPR管,混凝土澆筑施工結束立即抽出,防止水泥漿堵住管道,無法穿鋼鉸線。
混凝土澆筑施工采用一次成型工藝,由一端向另一端全斷面推進,同斷面澆筑順序為底板、腹板、頂板,分段分層循環(huán)推進,每段約3~5m長,在前一段混凝土初凝前澆筑下一段混凝土,段與段之間不產生冷縫。澆筑底板混凝土:底板澆筑從端頭及頂板預留工作孔下混凝土,用50插入式振搗棒振搗,插點均勻、嚴密、不得漏振。底板澆筑完成一段后,將橡膠芯模部分的活動模板壓緊、固定,立即澆筑腹板混凝土。腹板混凝土澆筑施工:腹板混凝土澆筑施工采用對稱分層澆筑的方式進行,分層厚度不得大于30cm,腹板混凝土的振搗采用復合振搗的方法,先用30型插入振搗棒振搗波紋管底部,再用50型插入振搗棒振搗腹部,腹板混凝土澆筑施工務必注意:混凝土的下料和振搗,兩腹板必須同步對稱進行振搗,間距相差2m,以防止橡膠芯模偏位和上浮。
防治措施:(1)箱梁橋混凝土坍落度不宜過大,但由于鋼筋密、間距小并有波紋管,所以有又不宜太小、太大容易形成外表面氣泡、水斑、沙紋等缺陷。坍落度太大,混凝土的密實很難保證,所以通過驗證和現(xiàn)場實際操作總結,選用坍落度70~90mm。(2)粗集料顆料較大,針片狀含量超標,易產生云斑,且容易形成粗料集中波紋管上緣,形成一層水紋,根據(jù)現(xiàn)場情況和實際操作總結,粗集料最大粒徑26.5mm連續(xù)粒級,針片狀含量小于10%,壓碎值小于20%。(3)混凝土彈性模量一定要滿足設計要求,設計值為3.75×104MPa,如果偏小容易使張拉后拱度超過設計要求。(4)混凝土的密度性直接影響到混凝土強度,我們參照混凝土滲水試驗來檢查混凝土密實性,其做法是箱梁橋澆筑成型3天后。在箱梁橋箱體內注入50cm水,連續(xù)4小時水泵澆筑箱梁橋內腹板,檢查外腹板是否滲水現(xiàn)象,重點檢查水紋處無滲水現(xiàn)象。經現(xiàn)場檢查:無滲水現(xiàn)象,回彈值良好且穩(wěn)定,同時對頂板用同樣方法檢查滲水。
6預應力的張拉
箱梁橋設計預應力鋼材均采用φj15.24mm低松馳高強度預應力鋼絞線,其截面積 A=140m2,標準強度 Ryb=1860MPa,彈性模量 Ey=1.95×105MPa、松馳率≤3.5%,(試驗≤1.8%)選用OVM15-3,OVM15-4,OVM15-5 三種型號錨具及其配套張拉設備。
張拉順序:張拉順序與張拉方法有關,本工程箱梁橋的特點是腹板不厚,為避免側向彎曲,根據(jù)圖紙設計采取在兩端對稱張拉,以張拉應力和伸長值進行雙控。張拉應力和伸長量數(shù)據(jù)通過計算獲得。張拉伸長值的控制范圍:現(xiàn)場實際張拉從0-10%σ k-20%σ k-100%σ k,持荷2min來控制,根據(jù)施工規(guī)范的要求,實際張拉伸長值與理論計算伸長值的誤差應控制在±6%。
防治措施:(1)張拉人員要相對固定,經過培訓張拉時采用應力和伸長量"雙控"。(2)千斤頂、油表要定期校驗,張拉時發(fā)現(xiàn)異常情況要及時停下來找原因,必要時重新校驗千斤頂、油表。(3)千斤頂、油表校驗時盡量采用率定值,即按實際初應力、控制應力校驗對應的油表讀數(shù)。(4)加大鋼絞線檢測頻率,每批鋼絞線都要取樣做彈模試驗,及時調整鋼絞線理論延伸量。(5)張拉嚴格按照張拉程序,嚴禁以0-100%σ k進行錨固。(6)施加預應力大小控制準確,實測伸長量與理論計算伸長量控制在規(guī)范要求的±6%范圍內。
孔道灌漿在預應力張拉后盡快進行,水泥采用52.5普通硅酸鹽水泥。在水漿內摻JM-HF減水和微膨脹作用的外加劑,水灰比宜為0.20~0.45,由于摻入減水劑,水灰比可減小到0.35,本項目控制在0.37。保證水泥漿強度符合設計要求,為防止預應力筋銹蝕,張拉后應及時壓漿封錨。
防治措施:(1)箱梁橋壓漿之前用高壓空氣將管道內浮塵吹清,再用清水沖洗干凈。(2)水泥漿的稠度控制在14~18S之間。(3)水泥漿拌制至壓入孔道時間,不宜超過45min。(4)當孔道較長或采用一次性壓漿時,應適當加大壓力。(5)為保證管道內灰漿飽滿,穩(wěn)壓時間不低于2min,壓力不低于0.5MPa。
8養(yǎng)護
混凝土澆筑施工完成后,應在收漿后盡快予以覆蓋和灑水養(yǎng)護,保持混凝土表面潮濕,養(yǎng)護時間根據(jù)氣溫、濕度和混凝土強度決定。箱室內宜采取筑壩注水養(yǎng)生,亦可檢測腹板混凝土的嚴密性,特別是腹板與頂板交接處。
缺陷防治措施:(1)當氣溫低于5℃,用覆蓋保溫進行蒸汽養(yǎng)護。(2)當氣溫太高,應避開中午,選擇早晚澆筑。(3)用滲水土工布履蓋養(yǎng)生。
結語
通過工程實踐,作者認為組合箱梁橋結構如能在設計方面進一步完善,例如底板、腹板適當加厚,施工方面合理選擇粗骨料粒徑,優(yōu)化施工工藝,同時嚴格按施工規(guī)范要求進行預應力張拉壓漿,就能消除預應力混凝土組合箱梁橋的施工質量通病,保證預應力混凝土組合箱梁橋的內在質量和外在質量,使得組合箱梁橋這種結構形式得到更大的推廣應用。預制箱梁橋為薄壁結構,對施工要求高,內外模板要求采用有較大剛度和平整度的定型鋼模,才能保證外觀質量;澆筑混凝土時,水泥、砂、石子、水配合比(質量比)建議采用1:1.383:1.862:0.362。水泥用量 470kg/m3,碎石粒徑 5~25mm,坍落度 8~10cm,并加入復合型外加劑,充分保證混凝土的流動性和初凝時間。澆筑順序為先底板,然后接著澆筑腹板、頂板、能夠保證預制箱梁橋連續(xù)澆筑的整體質量。
[1]翁尚彬.淺談橋梁建模時邊界條件對某大跨橋梁有限元模型修正的影響[J].瀘州職業(yè)技術學院學報,2012.
[2]王月華,丁漢飛.五跨連續(xù)剛構橋承載力評定[J].泰州職業(yè)技術學院學報,2012(6).
[3]大連.建成東北最大最先進橋隧結構實驗室[J].上海城市管理,2013(1).
[4]楊歡歡,魏茂林.某混合梁斜拉橋鋼混接合段整體有限元分析研究[J].北京工業(yè)職業(yè)技術學院學報,2009(3).