摘 要:路橋施工項目具有工程量大、質量要求高、工期短等特點,而在橋梁工程上部結構為預應力混凝土預制箱梁的施工生產中,預制箱梁可以預制生產,與基礎、下部構造等部位同時施工。由此,預制箱梁預制生產可以大大縮短工期,有了足夠的施工生產時間,可以更有效地保證施工質量。所以,預制箱梁預制施工技術得到了越來越廣泛的應用。
關鍵詞:預制箱梁;預應力;施工質量
1 預制場規(guī)劃、建設
1.1 預制場平面位置規(guī)劃、確定
根據施工現場、生活辦公駐地、拌合站等位置,施工用地范圍,預制箱梁長度,龍門吊跨度等確定預制場的平面位置。綜合考慮各因素,力求做到預制場與施工現場距離適當,減小預制箱梁運輸距離;與生活辦公駐地臨近,便于加強對預制箱梁施工的管理;盡量靠近拌合站,減少混凝土運輸時間,便于混凝土連續(xù)澆筑。根據用地范圍,預制箱梁長度,龍門吊跨度等精確確定預制場位置,放出控制邊線。
1.2 確定預制場建設規(guī)模
根據合同工期要求及設計文件等確定預制場建設規(guī)模。確定底模數量、模板數量及組合形式、鋼筋加工區(qū)面積、原材料存放區(qū)面積、存梁臺長度;根據預制生產區(qū)與存梁區(qū)的位置及預制箱梁重量等確定龍門吊的軌道布置形式、起重噸位、運行速度,以便選用最方便生產的龍門吊。按照龍門吊廠家的使用說明及施工荷載等進行龍門吊基礎開挖,采用擴大基礎。基礎下層可以回填卵石,用砂漿灌縫,上層澆筑混凝土。龍門吊應由廠家派專人進行安裝、調試。
1.3 模板、底模配置
根據設計文件規(guī)定的預制箱梁總數量,各類型預制箱梁(中跨中梁、中跨邊梁、邊跨中梁、邊跨邊梁)數量,確定所需模板數量及組合型式、底模數量,保證現場可以組織流水施工。根據預制箱梁長度確定底模長度,為了便于堵頭模板安裝,底模長度宜大于預制箱梁長度0.4-1.0m,且居中對稱布置。底模基礎應超寬開挖,大于梁底0.4m左右,深度0.3m左右。由于預制箱梁張拉后,應力主要集中在兩個端部,所以底模端部基礎應做重點處理,將端部做成擴大基礎,可按2.5m×2.0m×1.0m開挖,其中2.5m為預制箱梁縱向長度,2.0m為橫向長度,1.0m為深度?;A澆筑C25混凝土,混凝土頂面可與原地面平齊,在基礎端部混凝土中放置Φ12鋼筋網片,以增強混凝土整體性,防止開裂,提高抗壓強度。
按照設計要求設置預拱度值,預拱度一般采用二次拋物線設置,應注意拋物線為凹形曲線。確定底模長度、寬度后,從一端起點開始每米均在底?;A兩側的混凝土上鉆孔打眼,植入鋼筋。通過二次拋物線的計算,用水準儀、水平尺等測量植入鋼筋的相對頂標高,切割多余長度鋼筋。用鋼筋將已植入的鋼筋進行縱向橫向焊接連接。將角鋼(短邊不宜小于5cm)焊接固定在鋼筋頂。考慮到便于模板安裝及預制場硬化厚度約10-15cm,鋼筋頂距離底?;A混凝土的垂直高度宜為40cm。每50cm預埋直徑為5cm PVC管,用于加固模板底部。支模板,澆筑C30混凝土,達到拆模強度后拆模,在角鋼面上焊接厚度不小于5mm的鋼板,保證鋼板與角鋼緊貼牢固。
1.4 場地硬化、排水設施
對預制場地基進行原位試驗測試,包括載荷試驗、靜力觸探試驗、標準貫入試驗等。其中載荷試驗測試所得數據最為可靠,標準貫入試驗應用較為方便。根據試驗結果,可采用換填壓實法提高地基承載力,以滿足施工要求。場地換填整平壓實后,控制整平度,澆筑10-15cm的C25混凝土。切實做好預制場區(qū)的排水設施,保證原材料不受水的侵蝕、施工作業(yè)區(qū)處于干燥的環(huán)境。
2 原材料、半成品的質量控制
在預制箱梁施工中,原材料、半成品主要有水泥、粗細集料、外加劑、鋼筋、波紋管、鋼絞線、錨具等。原材料、半成品是預制箱梁實體的構成部分,其質量合格是保證預制箱梁質量的基礎,必須在源頭上控制其質量性能。嚴格控制原材料采購、進場驗收程序。在各原材料進場前應取樣做檢測試驗,選擇優(yōu)質原材料進場。原材料等進場后應按照不同類別做原材料、半成品的見證取樣試驗,以再次檢驗進場原材料、半成品是否符合設計及規(guī)范要求。
3 確定各類型預制箱梁預制施工順序
根據合同及設計文件、預制箱梁安裝順序、各類型預制箱梁數量等確定各類型預制箱梁的預制施工順序。合理確定其施工順序,可以最大限度的周轉循環(huán)利用模板、底模;有效利用存梁臺,合理控制存梁期;以最便捷的方式進行預制箱梁安裝,縮短工期。
4 鋼筋加工及安裝、波紋管定位、錨墊板定位
4.1 鋼筋加工及安裝
鋼筋進場后按規(guī)格型號分類堆放,下設墊木,并覆蓋。在使用前應清除表面浮銹,不得使用銹蝕嚴重的鋼筋。在鋼筋加工區(qū)進行鋼筋半成品的加工制作,并將不同類型的半成品分類存放,標記清楚。在底模上涂刷脫模劑,每隔2m放置一根方木,以免污染鋼筋。進行底腹板鋼筋安裝,骨架成型后在底模上放置混凝土保護層墊塊,梅花形布置,間距1m,端部應適當加密;將方木抽出,由墊塊支撐受力;進行構造鋼筋的安裝,綁扎或焊接,鋼筋直徑≥12mm宜采用焊接方式連接,單面焊接長度≥10d,雙面焊接長度≥5d,d為鋼筋公稱直徑。兩側腹板鋼筋綁扎墊塊。在底板鋼筋上綁扎墊塊、焊接支撐內模的支撐鋼筋,間隔不大于2m,用以保證鋼筋保護層厚度,防止底板上層混凝土漏筋。
4.2 波紋管定位
預應力管道宜采用金屬波紋管,在底腹板鋼筋安裝完成后,按設計要求進行牢固定位,宜采用#形定位筋,直線段每1m一個,曲線段每0.5m一個,防止損傷波紋管。波紋管接頭用30cm長的套管連接,并用膠帶纏裹密封。在澆筑混凝土前,用直徑略小于波紋管內徑的硬質塑料管插入波紋管中,避免波紋管受損變形、進漿堵塞。
4.3 錨墊板定位
按設計要求對錨墊板定位,錨墊板后放置Ф12光圓螺旋鋼筋,以增強錨固段混凝土的抗壓強度。錨墊板定位時應使壓漿孔位置朝上。
5 模板拼裝
模板宜采用定型鋼模板,龍門吊配合人工進行拼裝。先拼裝側模板(外模板),有跨中橫隔板的預制箱梁,側模板拼裝時應由跨中橫隔板處開始向兩端拼裝。通過底模預留孔穿拉桿,固定模板底部。然后吊裝事先拼裝成型的內模板,注意控制非連續(xù)段模板尺寸及就位位置。再安裝堵頭模板,按照設計尺寸,確保錨墊板與堵頭模板垂直緊貼;留出眼孔,使腹板水平鋼筋穿出,且保證足夠的焊接長度。最后將側模板上口按照預制箱梁設計寬度固定,從兩側模板頂用線錘吊線,調整模板使其居中對稱。在模板上均勻地涂刷優(yōu)質脫模劑。模板拼裝時應嚴格控制錯臺,保證錯臺在容許范圍之內。為防止漏漿,在底模角鋼上貼薄泡沫條,在施工中隨時檢查有無脫落損壞,及時更換;模板拼縫處貼雙面膠。
6 頂板鋼筋、頂板負彎矩預應力管道、錨墊板及預埋件安裝
側模板上口固定后,進行頂板鋼筋、頂板負彎矩預應力管道、錨墊板及預埋件等安裝。頂板鋼筋層之間焊接鋼筋支撐,保證兩層鋼筋層距,下層鋼筋綁扎墊塊。精確牢固地對負彎矩管道、錨墊板定位安裝,嚴格控制管道位置,并牢固定位,錨墊板后鋼筋應加密;管道接頭用30cm長套管連接,并用膠帶纏裹密封,防止?jié)仓炷習r進漿。根據預制箱梁類型,確定預埋件型號、數量及安裝位置。
7 混凝土澆筑
7.1 混凝土拌合及運輸
預制箱梁預制一般采用高強度混凝土,應使用強制式攪拌機進行拌合,充分保證拌合時間及拌合強度。拌合站操作人員隨時觀察混凝土的和易性、流動性等指標,并做坍落度試驗,保證混凝土的品質。用混凝土運輸車運輸混凝土,進入底模之間的預留車道?;炷恋竭_預制場,澆筑前再次做坍落度試驗,時刻檢查混凝土的各項指標。
7.2 混凝土入模及振搗
由混凝土運輸車向料斗中放料,龍門吊起吊料斗入模。混凝土須進行對稱澆筑,澆筑過程應連續(xù),一氣呵成?;炷翝仓樞颍v向:從一端開始)為:2/3底板—1/2側板—1/3底板—1/3頂板—1/2側板—2/3頂板,澆筑以45°向前推進?;炷琳駬v宜采用附著式高頻振搗器和插入式振搗棒組合。合理控制高頻振搗器間距、振搗強度及振搗時間,避免漏振、過振。附著式高頻振搗器以振搗底腹板混凝土為主,插入式振搗棒輔助振搗腹板和頂板混凝土。注意控制頂板混凝土厚度。頂板澆筑完成后人工整平,做拉毛處理。每一片預制箱梁均應制作試塊,試塊分為試驗室標準條件養(yǎng)護和現場同條件養(yǎng)護。各條件養(yǎng)護試塊制作不少于3組,3塊一組。
7.3 混凝土養(yǎng)護、拆模
混凝土終凝后應立即進行灑水覆蓋養(yǎng)護,養(yǎng)護期≥7d?;炷翝仓瓿珊螅暅囟葪l件拆模。溫度≥25℃,8h后可以拆內模,先拆除骨架、支撐,再拆頂板倒角模板,最后拆腹板底板模板,分成小塊運至預制箱梁外面。溫度≥25℃,24h后可以拆側模,邊梁翼緣板處模板拆除時間應適當延長。內模拆除后及時打磨、拼裝,均勻涂刷脫模劑,便于周轉利用。
8 鋼絞線穿束、預應力張拉、封錨
8.1 鋼絞線穿束
按照圖紙設計鋼絞線長度、工作段長度計算鋼絞線下料長度,進而控制下料長度,既可以滿足正常施工,又不至于浪費材料。鋼絞線下料應采用砂輪鋸切割,不得使用電弧焊等方法切割。預制箱梁養(yǎng)護期結束且混凝土強度達到張拉要求后,把鋼絞線編扎成束、編號。穿束前先用空壓泵將孔內的雜物和積水清理干凈,由預制箱梁一端穿入,端頭應放置套管或用膠帶等纏裹,以減小穿束時阻力。安裝錨具,準備張拉。
8.2 預應力張拉
張拉設備應提前校定。根據專業(yè)校定單位出具的線性方程,換算張拉力與油表度數的關系,張拉力通過油表讀數控制。按照圖紙設計,正確計算張拉力與伸長量的關系。兩端同時對稱張拉,采用張拉力與伸長值雙控。張拉應力為主,伸長量為輔,伸長量誤差為±6%,對未達要求的鋼束應及時停止張拉,檢查分析其原因,做出正確調整。對于低松弛預應力鋼絞線嚴禁進行超張拉。
8.3 封錨
鋼絞線張拉完成后及時切割外漏鋼絞線,保證外漏長度≥4cm。用拌合預制箱梁混凝土的同品種水泥,和成水泥膏,將錨具及切割后外漏鋼絞線包裹嚴實,養(yǎng)護。非連續(xù)段應按照設計要求,放置鋼筋,澆筑與預制箱梁同強度同品質的混凝土,及時養(yǎng)護。
9 壓漿
封錨達到設計及規(guī)范要求強度后,及時進行壓漿作業(yè)。水泥漿強度與預制箱梁混凝土強度相同。壓漿前做水泥漿稠度試驗,判斷已拌制水泥漿是否滿足壓漿要求。壓漿前可先壓入清水,清除孔道內的雜物,濕潤孔壁。再吹入壓縮空氣,排除孔道內雜物和積水。壓漿時將預先按配合比拌制好的水泥漿經過篩網注入壓漿機,從預制箱梁一端壓入,泵壓控制在0.5-0.7MPa,當另一端連續(xù)排出濃漿時關閉,穩(wěn)壓2min,再加壓一次,封閉出漿口。兩次間隔時間以先壓的水泥漿既泌水又未初凝為宜。壓漿順序為從下向上依次進行。制作水泥漿試塊,不少于3組,一組3塊,現場同條件養(yǎng)護。養(yǎng)護7d后測定其抗壓抗折強度。強度達到設計要求,便可以移動預制箱梁進行預制箱梁安裝施工。為了縮短工期,加快進度,也可以張拉結束后將預制箱梁吊放至存梁臺,在存梁臺上壓漿,養(yǎng)護。
10 結束語
預應力混凝土預制箱梁在預應力體系施工質量控制過程中,從預應力孔道安裝、鋼絞線下料、張拉過程等重點因素著手,采取嚴格的質量控制措施,在施工精細化上下功夫,有效地控制了大體積混凝土預制箱梁早期收縮裂紋的問題,提高了箱梁預應力體系的施工質量,為預制箱梁具有更好的耐久性提供了有力的保障。
參考文獻
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作者簡介:李海洋(1979,10-),男,河南西平人,大專,助理工程師,研究方向:公路工程施工。