王名揚(yáng),黃 盛
(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司)
貴州仁赤高速公路為貴州省赤水至望謨高速公路仁懷至赤水段。馬巖溝特大橋為左右幅分離式路基橋梁,左右幅中心里程樁號分部為ZK81+446.328和YK81+449.863,左幅橋起訖樁號為 ZK81+112.92~ZK81+779.696,全長664.12 m,設(shè)計為(96+180+96)+3×40+4×40預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土T梁;右幅橋起訖樁號YK81+138.92~YK81+760.766,全長 624.12 m,設(shè)計為(96+180+96)+3×40+3×40預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁。
箱梁各節(jié)段立模標(biāo)高=設(shè)計標(biāo)高+預(yù)拱度+掛籃滿載后自身變形,其中撓度的控制與預(yù)拱度設(shè)置是懸臂施工中最關(guān)鍵的技術(shù),懸臂施工過程中掛籃的自身變形以及處理方法如式(1)、(2)。
根據(jù)經(jīng)驗可知在澆筑i段的梁使掛籃前端的點i下?lián)?/p>
式中:Vi1為點i隨已成(1~i-1)段梁產(chǎn)生的撓度;Vi2為掛籃本身的變形;V(e)i2,V(n)i2為掛籃的彈性和非彈性變形。
根據(jù)公式(1)、(2)分析可知,對施工段總撓度影響最大的是Vi1對i點的計算,由于i點的位置在懸臂端處的Vi1必定大于Vj1,而且Vi1不會出現(xiàn)使剛澆筑的i段與已完成的i-1段在結(jié)合面處有裂縫產(chǎn)生的現(xiàn)象。為了預(yù)防新老混凝土在連接處有裂縫產(chǎn)生,可以選擇的方法是采用頂起前吊桿,亦或預(yù)壓和換重法。分析表明實際過程中V(e)i2和V(n)是相互混合發(fā)生的,因此V(n)i2在理論上也必須同上的方法處理,但是實際施工過程中實踐表明上述的方法不太合理,實行起來困難重重。
(1)換重
雖然換重對新老澆筑的混凝土在接合處的施工質(zhì)量,但是換重要求總重量(壓重+卸重)P1=2×(懸灌混凝土總重量P2),根據(jù)公式可知如果用水進(jìn)行壓重工序,抽水放水的耗費(fèi)相對之大,不利于節(jié)約成本,同時其他材料代替水壓重?zé)o法達(dá)到水壓重的實際效果。其次根據(jù)公式(3)、(4)
可知裂縫產(chǎn)生真正原因是Vi2,與Vi1沒有任何關(guān)系,在使用換重法為了防止Vi2產(chǎn)生裂縫的不得不采用(Vi1+Vi2)的壓重,不合理,因此在近幾年的預(yù)應(yīng)力剛構(gòu)橋施工中很少使用換重法。
(2)頂升前吊桿
研究表明在澆灌混凝土?xí)r使其呈現(xiàn)前高后低的斜面,有利于降低先澆筑完成的底板位置與新澆筑的出現(xiàn)裂縫的概率,有效的方法是在澆灌混凝土?xí)r可以采用先灌注前端的混凝土再澆灌后端的。然而由于現(xiàn)在澆筑均采用泵送混凝土,振動棒影響造成混凝土流動性較大,使效果不明顯。因此,可以安排專人進(jìn)行測量監(jiān)控,監(jiān)控過程中一旦撓度接近5 mm時暫停灌注,頂升前吊桿。但是頂升前吊桿也有自身的缺點,暫停時間過長會導(dǎo)致泵管堵塞,疏通不易,同時多次上調(diào)模板對底部的混凝土造成拉動,影響新老部位混凝土的結(jié)合,因此這些不利因素都限制了這個方法的實用性。
(3)復(fù)振
在新老部位混凝土終凝前可以進(jìn)行二次振搗,這樣有利于控制裂縫的產(chǎn)生,這種方法相應(yīng)的快捷簡便,同時目前沒有不利因素的產(chǎn)生。
(4)增強(qiáng)掛籃的剛度
根據(jù)公式分析可知,減小Vi2,增強(qiáng)掛籃剛度的是控制裂縫的產(chǎn)生以及變形的有效途徑。馬巖溝特大橋所用掛籃滿足式中的要求,增強(qiáng)掛籃的剛度,間接地增加掛籃自重,從而使箱梁的撓度增大。
設(shè)置在0#中心線處的臨時水準(zhǔn)點以及梁的前端頂板和底板左、中、右三處的控制點均屬于箱梁懸澆線形控制的觀測點。在進(jìn)行掛籃移動過程、混凝土澆筑過程、預(yù)應(yīng)力張拉過程中對觀測點進(jìn)行跟蹤觀測,整理觀測的數(shù)據(jù),同時仔細(xì)分析觀測數(shù)據(jù),為之后的施工提供相應(yīng)的預(yù)拱度。在進(jìn)行跟蹤觀測的過程中,必須選擇溫差變化較小的時候目的是為了減小日照溫差對觀測數(shù)據(jù)的影響。箱梁懸澆線形控制還包括對承臺設(shè)置沉降觀測點,即使了解基礎(chǔ)沉降的狀況;分析觀測溫度對結(jié)構(gòu)撓度的影響以免提供的數(shù)據(jù)造成預(yù)拱度的誤差。
撓度觀測點的埋設(shè)為監(jiān)測懸臂中各塊箱梁在施工過程中的撓度變形并指導(dǎo)施工,在每一梁段箱梁腹板頂面上下游方向埋置φ8 mm鋼筋,頂部磨圓,在澆筑混凝土?xí)r預(yù)埋,端頭露出混凝土面約5 mm,作為撓度的觀測點。觀測點的埋置本著能保證觀測點本身的穩(wěn)定性和最大限度反映撓度變形,又不妨礙掛籃前移的原則。撓度觀測:用精密水準(zhǔn)儀和因瓦水準(zhǔn)尺,采用水準(zhǔn)測量的方法,周期性的對每一段箱梁觀測點進(jìn)行監(jiān)測,對掛籃前移、澆筑混凝土、張拉預(yù)應(yīng)力前后的各觀測點撓度變形進(jìn)行監(jiān)測。
根據(jù)規(guī)定的要求縱向預(yù)應(yīng)力的管道使用塑料波紋管,豎向預(yù)應(yīng)力的管道采用鍍鋅鐵皮波紋管,頂板橫向預(yù)應(yīng)力管道采用鍍鋅鐵皮扁型波紋管。并要求有現(xiàn)場壓載、軸拉、彎曲、抗?jié)B試驗。在進(jìn)行波紋管安裝的過程中,為了防止?jié)仓炷恋臅r候波紋管上浮而引起嚴(yán)重的質(zhì)量事故,必須使用鐵絲將波紋管和鋼筋托架固定在一起,連接必須牢固,接著處光滑嚴(yán)密,不得有折角卷邊。同時為了防止管道內(nèi)壁開裂,安裝波紋管時盡量避免著反復(fù)彎曲,并且注意電焊時火花的濺射造成波紋管的損傷。波紋管安裝結(jié)束之后,要對波紋管的位置進(jìn)行檢驗,波紋管控制點的安裝偏差,垂直方向±10 mm,水平方向±20 mm。
為了確保壓漿的密實程度,縱向束、橫向束以及整個橋梁的縱向預(yù)應(yīng)力全都采用真空孔道壓漿的工藝。進(jìn)行孔道壓漿錢,首先必須壓縮空氣目的是清除孔道內(nèi)的一些雜質(zhì),之后才能進(jìn)行壓漿的工序。再壓漿過程中必須注意密實性,嚴(yán)格控制漿的配合比,同時嚴(yán)禁摻入各類氯鹽,28 d強(qiáng)度要求達(dá)到55 MPa以上。為減少收縮可摻入0.000 1水泥用量的鋁粉作為膨脹劑。
預(yù)應(yīng)力管道真空壓漿注意事項,對壓漿機(jī)具及儀表的完好性進(jìn)行檢查,消除機(jī)具設(shè)備障礙。對需要壓漿的預(yù)應(yīng)力管道使用壓力水清洗,并在壓漿前使用空壓機(jī)吹出管內(nèi)積水,保持管內(nèi)潔凈;拌制水泥漿的各種材料均要符合質(zhì)量要求。嚴(yán)格按照設(shè)計配合比報告中的各種材料比例進(jìn)行拌制,嚴(yán)格計量和控制水泥漿稠度;在壓漿之前將真空泵與密封良好的預(yù)應(yīng)力孔道的一端連接后再啟動,抽吸預(yù)應(yīng)力孔道中的空氣,使孔道內(nèi)部-0.05~-0.1 MPa的負(fù)壓并保持住,同時從孔道的另一端再用壓漿機(jī)將水泥漿壓入管道內(nèi),直至整個管道充滿水泥漿,壓漿機(jī)用0.5~0.7 MPa的壓力穩(wěn)定不小于2 min。
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