崔 博
(山西省交通建設(shè)工程監(jiān)理總公司,山西 太原 030012)
本項(xiàng)目位于山西省偏關(guān)縣東南部,西接內(nèi)蒙準(zhǔn)格爾旗至鄂爾多斯高速公路,東接大運(yùn)高速公路,進(jìn)而連接二廣高速,橫跨忻州地區(qū),是忻州地區(qū)又一條重要的出省通道。筆者在山西靈河高速公路神河段LJ6標(biāo)從事監(jiān)理工作,本標(biāo)段技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)采用四車道山嶺重丘區(qū)高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),起點(diǎn)樁號(hào)K62+900—K72+210,總長(zhǎng)9.31 km,其中大橋7座。
本文介紹了高峁梁2號(hào)大橋懸臂預(yù)應(yīng)力箱梁施工工藝及質(zhì)量控制。高峁梁2號(hào)大橋主橋上部結(jié)構(gòu)為(66.66+120+66.66)m預(yù)應(yīng)力混凝土變截面箱型連續(xù)剛構(gòu),邊主跨比為0.555 5。箱梁支點(diǎn)梁高7.5 m,為最大跨徑的1/16,箱梁跨中梁高2.5 m,為最大跨徑的1/48,箱梁底板曲線方程為y=f-〔(3.482fx1.8)/L1.8〕,矢高 f=5 m,L=110 m,采用 1.8 次方拋物線。坐標(biāo)起點(diǎn)在跨中,曲線以主墩中心對(duì)稱,邊跨現(xiàn)澆段采用直線段,長(zhǎng)5.5 m。上部箱梁為單箱單室,頂寬12 m,底寬6.5 m,懸臂寬2.75 m。箱梁頂板厚30 cm,底板厚32~130 cm,按1.8次拋物線由跨中向中墩逐漸加厚。邊跨腹板15~6號(hào)節(jié)厚50 cm,6~4號(hào)節(jié)段厚50~70 cm,4~1號(hào)節(jié)段厚70 cm,腹板變厚按線性變化。腹板每節(jié)段距頂面1 m處設(shè)有直徑10 cm的通氣孔。0號(hào)塊長(zhǎng)11 m,頂板厚40 cm,腹板厚70 cm,底板厚130 cm。由于上部箱梁本身的抗扭剛度較大,因此主橋箱梁只在支點(diǎn)處設(shè)有橫隔板,邊墩支點(diǎn)橫隔板厚150 cm,墩支點(diǎn)設(shè)置4道厚60 cm的橫隔板。
本橋連續(xù)剛構(gòu)施工的總體施工方案為:0號(hào)及1號(hào)段采用托架施工,2~15號(hào)懸臂澆筑采用菱形掛籃施工,現(xiàn)澆段采用托架施工。
a)使用菱形桁架掛籃。掛籃總重量不應(yīng)大于最重梁段重量的0.5倍,最大總變形小于2 cm,掛籃在澆筑混凝土狀態(tài)和行走時(shí)的抗傾覆系數(shù)、自錨固系統(tǒng)的安全系數(shù)、斜拉水平限位系統(tǒng)的安全系數(shù)及上水平限位的安全系數(shù)均不應(yīng)小于2。
b)掛籃后錨固利用豎向預(yù)應(yīng)力筋時(shí)應(yīng)不少于4根,并在連接處設(shè)置十字鉸。掛籃后錨固嚴(yán)禁連接在豎向筋上。
c)掛籃外模應(yīng)采用大塊新模板,內(nèi)??梢杂媒M合鋼模板或成色較好的舊模板,內(nèi)模必須與框架連接成整體結(jié)構(gòu),不允許采用拆拼方法施工。底板與腹板拐角處用特制木模,確保不跑漿。內(nèi)外模板應(yīng)插入前一梁段30 cm為宜,并在前一段預(yù)留孔洞穿拉桿固定模板,確保澆筑過(guò)程梁體的穩(wěn)定性。
d)掛籃底模后端和兩邊側(cè)模后端必須設(shè)置梁體質(zhì)量檢查維修通道,以便檢查梁體的混凝土質(zhì)量。
e)掛籃使用前要做預(yù)壓試驗(yàn)。預(yù)壓的目的是檢驗(yàn)掛籃的安裝質(zhì)量、安全性能,消除掛籃的彈性變形,為每節(jié)梁段確定立模標(biāo)高提供依據(jù)。
f)掛籃前移用千斤頂緩慢平穩(wěn)推進(jìn),推移時(shí)應(yīng)在后端設(shè)保險(xiǎn)繩,到位后應(yīng)立即安裝主桁架后錨固系統(tǒng)。五級(jí)以上大風(fēng)時(shí),應(yīng)停止掛籃行走。施工單位應(yīng)制定詳細(xì)的掛籃安全操作規(guī)程,對(duì)掛籃上的人員數(shù)量和堆放的機(jī)具、材料要有明確規(guī)定,防止意外發(fā)生。
a)根據(jù)該橋梁結(jié)構(gòu)尺寸特點(diǎn),0號(hào)、1號(hào)塊應(yīng)采用在墩頂設(shè)置托架的方法進(jìn)行施工。
b)托架的圖紙和計(jì)算資料要報(bào)監(jiān)理審批,托架在施工前要進(jìn)行預(yù)壓,預(yù)壓重量為現(xiàn)澆梁段重量的1.2倍,預(yù)壓滿載時(shí)間不短于24 h。托架安裝完成后,應(yīng)報(bào)監(jiān)理工程師進(jìn)行檢查,前端底板橫向布設(shè)3個(gè)測(cè)點(diǎn)量測(cè),合格后進(jìn)行預(yù)壓,預(yù)壓應(yīng)分級(jí)加載,預(yù)壓采用堆載預(yù)壓或托架與承臺(tái)預(yù)埋錨固端鋼絞線張拉的方式進(jìn)行,重量或千斤頂拉力加載分為0%、20%、50%、120%。卸載分為100%、50%、0%。以上數(shù)據(jù)都需測(cè)量監(jiān)控,有數(shù)據(jù)資料,觀測(cè)應(yīng)認(rèn)真、準(zhǔn)時(shí),確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。砂袋擺放按照先底板后腹板最后翼板的原則進(jìn)行。數(shù)據(jù)在下一級(jí)荷載前必須計(jì)算出結(jié)果,引用于現(xiàn)場(chǎng),保證支架預(yù)壓安全進(jìn)行。通過(guò)預(yù)壓,消除非彈性變形,測(cè)出彈性變形,根據(jù)測(cè)得的變形數(shù)據(jù)在支立底模時(shí)設(shè)相應(yīng)的預(yù)拱度。
c)墩頂段用于托架的預(yù)埋鋼板厚度大于等于2 cm為宜,預(yù)埋件要進(jìn)行專門的設(shè)計(jì),預(yù)埋件位置準(zhǔn)確、牢靠,應(yīng)由有焊接證的工人進(jìn)行認(rèn)真施焊,確保焊縫質(zhì)量和托架施工過(guò)程的安全。
d)0號(hào)、1號(hào)塊外模必須用大塊新鋼模板,內(nèi)模可用組合鋼模板或成色比較好的舊模板,但板面要平整無(wú)空洞。箱內(nèi)底板與豎墻拐角處可用木模,但要保證形狀和尺寸的要求,不能漏漿。
e)0號(hào)塊混凝土必須采用一次混凝土澆筑方式,0號(hào)塊構(gòu)造復(fù)雜,施工過(guò)程容易出現(xiàn)裂縫,施工單位應(yīng)確?;炷翝沧⒚軐?shí),養(yǎng)生到位,減少裂縫的產(chǎn)生。
a)波紋管定位要準(zhǔn)確,定位鋼筋焊接要牢靠,監(jiān)理要逐根檢查。在澆注段波紋管內(nèi)穿直徑稍小的硬芯管,防止?jié)沧⒒炷吝^(guò)程波紋管變形或損壞漏入混凝土,待混凝土凝固后拔出芯管。
b)混凝土達(dá)到5.0 MPa方可拆除堵頭模板,并及時(shí)鑿毛,用水沖洗干凈?;炷吝_(dá)到約20 MPa可脫外模板,達(dá)到30 MPa可脫內(nèi)模??v向預(yù)應(yīng)力張拉完成后才能松動(dòng)底模。
c)掛籃脫模實(shí)行簽字認(rèn)可工作制,由監(jiān)理和施工技術(shù)員在現(xiàn)場(chǎng)共同檢查混凝土澆筑質(zhì)量,無(wú)質(zhì)量問(wèn)題簽字認(rèn)可,若出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞、露筋等質(zhì)量缺陷,應(yīng)及時(shí)報(bào)業(yè)主,提出處理辦法,審批同意后方可進(jìn)行處理。
d)懸澆混凝土應(yīng)用泵送施工,配合比設(shè)計(jì)除滿足強(qiáng)度外,還應(yīng)達(dá)到緩凝、早強(qiáng)、流動(dòng)性大、和易性好等性能?;炷翝沧?yīng)按底板、腹板、頂板的順序,由前向后,由兩側(cè)向中間的方向連續(xù)進(jìn)行澆注?;炷恋恼駥?shí)以插入式振搗器為主,高度大于3.5 m的梁段可在腹板內(nèi)側(cè)1/2高度處開(kāi)觀察窗,確保混凝土振搗密實(shí),特別是縱向預(yù)應(yīng)力以下混凝土的振搗密實(shí)避免出現(xiàn)空洞、蜂窩、麻面。
e)懸澆施工應(yīng)始終掌握T構(gòu)兩端對(duì)稱加載、平衡施工的原則。包括橋面堆放的機(jī)具、材料,兩端不平衡重量絕不能超出設(shè)計(jì)的規(guī)定。
f)澆筑段波紋管內(nèi)應(yīng)穿入直徑稍小的塑料芯管。
g)預(yù)應(yīng)力筋,錨墊板及波紋管位置要準(zhǔn)確,安裝要牢靠。
h)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)張拉規(guī)定的強(qiáng)度,齡期超過(guò)7 d,方可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。在懸澆施工過(guò)程中,要經(jīng)常做混凝土的彈模測(cè)試,以確保與強(qiáng)度的同步性。
i)預(yù)應(yīng)力張拉一般按縱向、豎向和橫向的次序進(jìn)行。預(yù)應(yīng)力筋張拉以應(yīng)力值控制、伸長(zhǎng)值校核;張拉完畢應(yīng)盡快壓漿,間隔時(shí)間不應(yīng)超過(guò)48 h。
j)預(yù)應(yīng)力施工是連續(xù)剛構(gòu)橋質(zhì)量控制的重點(diǎn),國(guó)內(nèi)很多剛構(gòu)橋運(yùn)營(yíng)后出現(xiàn)裂縫,跨中下?lián)系炔『Χ寂c預(yù)應(yīng)力不足或松弛損失過(guò)大有關(guān)。預(yù)應(yīng)力張拉全過(guò)程要有監(jiān)理在場(chǎng)。
a)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%,且齡期不少于7 d,方可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。在懸澆施工過(guò)程中,施工單位和監(jiān)控單位要定期做混凝土的彈模測(cè)試,以保證彈模與強(qiáng)度的同步性。若彈模降低幅度較大,要查找原因,或延長(zhǎng)張拉齡期。
b)錨墊板要與預(yù)應(yīng)力索軸線保持垂直,錨墊板下混凝土保證密實(shí)。
c)嚴(yán)格按編束工藝編索,整束穿索,不允許單根穿索,確保不絞索。
d)張拉以張拉力控制,伸長(zhǎng)值校核。實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論值誤差小于6%,若大于6%要停止張拉,查找原因。每束鋼絞線斷絲或滑絲不多于1根,每個(gè)斷面滑絲或斷絲之和不能超過(guò)該斷面鋼絲總數(shù)的1%。
e)張拉千斤頂、油泵要按規(guī)范定期配套校驗(yàn),配套使用,當(dāng)千斤頂使用超過(guò)6個(gè)月或300次,或在使用過(guò)程出現(xiàn)不正?,F(xiàn)象,或經(jīng)過(guò)檢修,應(yīng)重新校驗(yàn)。
f)預(yù)應(yīng)力鋼材、錨具進(jìn)場(chǎng)前要按規(guī)范要求進(jìn)行試驗(yàn)。同等條件下應(yīng)優(yōu)先選擇安全系數(shù)大的正規(guī)大廠的產(chǎn)品。
g)預(yù)應(yīng)力張拉完成后24 h內(nèi)必須壓漿。水泥漿使用C55相同的水泥配制,水灰比不宜大于0.45,由試驗(yàn)確定外摻劑,不得使用含氯鹽的外加劑。壓漿氣溫不應(yīng)低于5℃。每孔道應(yīng)一次壓漿完成,不得中斷,如遇意外情況特別是串孔等現(xiàn)象中斷時(shí),應(yīng)立即用高壓水沖洗干凈,采取措施,重新壓漿。
h)壓漿要從一端壓入,另一端冒出,待另一端冒出濃漿后,方可關(guān)閉排漿閥,觀察壓力上升到0.3~0.5 MPa,并穩(wěn)壓2 min,各部位均無(wú)漏漿、冒漿時(shí),關(guān)閉壓漿閥。
a)在澆筑混凝土?xí)r要注意豎向預(yù)應(yīng)力筋上下墊板處混凝土的密實(shí),并用塑料紙包裹精軋螺紋鋼端頭,避免混凝土漿污染,造成張拉困難。
b)豎向預(yù)應(yīng)力筋上端伸出錨頭長(zhǎng)度大于3 cm,且距橋面混凝土鋪裝頂面距離大于等于6 cm。
c)豎向預(yù)應(yīng)力筋以張拉力控制,采用二次張拉工藝,即第一次按設(shè)計(jì)噸位張拉完成后,再進(jìn)行一次張拉。嚴(yán)禁超張拉。第二次張拉完成24 h內(nèi)必須壓漿。
d)近年來(lái)連續(xù)剛構(gòu)橋運(yùn)營(yíng)后腹板出現(xiàn)大量裂縫,均與豎向預(yù)應(yīng)力不足有關(guān)。要求對(duì)第一、二次張拉和壓漿3道工序在管理上做3種不同的明顯標(biāo)記,監(jiān)理工程師每道工序逐根檢查,確保不漏拉和漏壓,真正發(fā)揮豎向預(yù)應(yīng)力的效應(yīng)。
2.6 邊跨現(xiàn)澆段及合攏段的質(zhì)量控制要點(diǎn)
a)邊跨現(xiàn)澆段采用托架法施工,施工單位應(yīng)提前設(shè)計(jì)托架,設(shè)計(jì)圖紙和計(jì)算資料應(yīng)報(bào)監(jiān)理審批,且托架施工前要進(jìn)行預(yù)壓,預(yù)壓重量為梁段重量的1.2倍,預(yù)壓滿載時(shí)間不短于24 h。
b)按照設(shè)計(jì)文件要求的順序進(jìn)行合攏施工,一般先邊跨后中跨。
c)合攏段施工必須滿足受力狀態(tài)的設(shè)計(jì)要求和保持梁體設(shè)計(jì)線形,施工時(shí)必須嚴(yán)格控制合攏段的施工誤差。
d)盡量在當(dāng)天的最低溫度下進(jìn)行合攏,溫度控制在10℃比較適宜。澆筑混凝土過(guò)程中應(yīng)逐步等量撤除兩端荷載,使合攏段標(biāo)高保持穩(wěn)定。
e)合攏段混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%,進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。
f)合攏段兩端對(duì)稱、等重加載,加載完成,檢查合格后,在規(guī)定的溫度時(shí)段內(nèi)進(jìn)行合龍口的剛性聯(lián)結(jié)。臨時(shí)預(yù)應(yīng)力確保降溫時(shí)勁性骨架中既不出現(xiàn)拉應(yīng)力,又要滿足升溫時(shí)骨架不致受壓過(guò)大而失穩(wěn),具體張拉噸位應(yīng)根據(jù)合攏期間可能出現(xiàn)的溫度范圍計(jì)算并報(bào)監(jiān)理工程師審核。
g)合攏段及合攏段兩側(cè)段底板鉤筋的施工,要有專門的防崩設(shè)計(jì),數(shù)量達(dá)到縱橫30 cm間距一道,下面鉤住底層鋼筋,上面與頂層鋼筋點(diǎn)焊,一定要可靠,監(jiān)理要逐根檢查,這是控制的重點(diǎn),也是連續(xù)剛構(gòu)橋最容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的一道工序。
本文以山西靈河高速公路神河段LJ6標(biāo)段高峁梁2號(hào)大橋施工監(jiān)理控制工作為背景,闡述了現(xiàn)代施工監(jiān)理控制理論在連續(xù)梁橋懸臂施工的施工控制中的應(yīng)用。