王 強

(中鐵二局集團(tuán)新運工程有限公司，四川成都 610031)

1 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路橋槽形簡支梁簡介

槽形梁是原鐵道部為保證新建蘭新鐵路第二雙線通車后在新疆戈壁灘干燥、溫差大等惡劣環(huán)境下百里風(fēng)區(qū)的運營安全而設(shè)計的一種特殊梁型。橋梁全長16.5 m，寬度6.48 m，質(zhì)量230.0 t，其斷面形式詳見圖1和圖2。

圖1 槽形梁跨中斷面(單位:cm)

圖2 槽形梁縱斷面(單位:cm)

2 主要設(shè)備及模型工裝配置

2.1 主要設(shè)備配置

在工期上確保、技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理的原則下，制梁場通常配備2臺225 t/34 m龍門吊，1臺16 t/17 m龍門吊，2臺HZS90型拌和站，2臺混凝土輸送泵，2臺布料機等。其余設(shè)備包括鋼筋加工設(shè)備、壓漿設(shè)備、混凝土施工設(shè)備、供電設(shè)備等。

2.2 模型配置

根據(jù)橋梁預(yù)制施工周期分析，底模周轉(zhuǎn)期為4 d，側(cè)模周轉(zhuǎn)期為2.5 d，底模與側(cè)模的配置比例為2∶1，端模與側(cè)模按1∶1配置。

3 施工工藝

3.1 施工工藝流程

后張法槽形梁預(yù)制施工工藝流程見圖3(“★”為關(guān)鍵工序)。

3.2 制梁臺座及模型施工

1)制梁臺座及模型構(gòu)造

制梁臺座采用條型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，詳見圖4。16 m槽形梁模板采用鋼模，由整體式底模、外側(cè)模、內(nèi)側(cè)模、端模、撐桿等構(gòu)件組成。預(yù)留反拱值為2 mm，預(yù)留彈性壓縮值為上緣0、下緣3.8 mm。

2)模型施工方案

先安裝底模、外側(cè)模，然后吊裝底腹板鋼筋入模并安裝端模，到位后安裝內(nèi)側(cè)模，內(nèi)側(cè)模安裝后安裝泄水管工裝、調(diào)校防風(fēng)預(yù)埋件等其他橋配件。當(dāng)混凝土達(dá)到脫模強度后，松開側(cè)模連接螺栓，轉(zhuǎn)動側(cè)模拉桿，先拆除端模、內(nèi)側(cè)模，最后拆除外側(cè)模。為解決梁端下凸部分在施加預(yù)應(yīng)力時底模對梁約束，在槽形梁底模下凸變截面處設(shè)置壓縮橡膠條，使底模2個小斜面在槽形梁張拉受力壓縮后可相應(yīng)向跨中方向產(chǎn)生位移，有效地防止了梁體和底模的損傷。

3.3 鋼筋施工

鋼筋彎制成型主要在鋼筋加工棚內(nèi)完成。鋼筋綁扎在預(yù)扎架上進(jìn)行，腹板與底板鋼筋(含防落梁擋塊、防風(fēng)預(yù)埋件、接觸網(wǎng)基礎(chǔ)預(yù)埋件、制孔膠管、豎墻預(yù)埋鋼筋、防護(hù)墻預(yù)埋鋼筋等)一同在預(yù)扎架上實施預(yù)扎。鋼筋吊裝采用2臺225 t龍門吊整體吊裝入模。

圖3 后張法槽形梁預(yù)制施工工藝流程

3.4 混凝土施工工藝

1)槽形梁各部位混凝土強度等級、彈性模量及混凝土性質(zhì)見表1，梁體C55混凝土配合比見表2。

圖4 槽形梁模型構(gòu)造

2)混凝土灌筑和振搗:①槽形梁混凝土采用拌和站直泵灌筑方式，灌筑按照“一端向另一端、左右腹板及底板交錯對稱分層分段”的原則進(jìn)行。即采用布料機以水平分層(分層厚度不大于300 mm)、斜向分段(工藝斜度為1∶4～1∶5)的工藝從槽形梁一端向另一端、左右腹板及底板交錯對稱布料、連續(xù)灌筑，一次成型。灌筑時間應(yīng)控制在6 h以內(nèi)，并不能超過混凝土的初凝時間。②灌筑順序為首先灌筑第一節(jié)段腹板與底板倒角處(1，2，3，4層)混凝土，再進(jìn)行底板第一層混凝土灌筑(5層)，然后繼續(xù)灌筑腹板(6，7，8，9層)，隨后灌筑第二節(jié)段腹板與底板倒角處混凝土，之后灌筑第一節(jié)段腹板及底板(10，11，12層)。當(dāng)腹板灌筑到頂面后，進(jìn)行最后一層底板混凝土的灌筑，第二節(jié)段及后續(xù)節(jié)段的灌筑順序依此類推。按4 m的分段長度在左右側(cè)腹板及底板之間交錯布料完成灌筑，梁體混凝土灌筑順序及工藝詳見圖5。③梁體混凝土主要采用插入式振動棒振搗，并輔以側(cè)振和底振。④選擇模板溫度在5～35℃的時段灌筑預(yù)制梁混凝土，應(yīng)盡可能安排傍晚灌筑而避開炎熱的白天。在相對濕度較小、風(fēng)速較大的環(huán)境下，應(yīng)采取噴霧、擋風(fēng)等措施或在此時避免灌筑有較大面積混凝土暴露的橋面板。

圖5 槽形梁混凝土灌筑橫截面順序

表1 槽形梁各部位混凝土強度等級、彈性模量及混凝土性質(zhì)

表2 C55混凝土配合比kg

3.5 混凝土養(yǎng)護(hù)

由于槽形梁預(yù)制位置處于大風(fēng)干燥環(huán)境，因此預(yù)制梁混凝土在環(huán)境日平均氣溫高于5℃或日最低氣溫高于－3℃情況下采用養(yǎng)護(hù)劑加覆蓋養(yǎng)護(hù)和灑水自然養(yǎng)護(hù)兩種養(yǎng)護(hù)方式，確?；炷翉姸攘夹园l(fā)展。

3.6 預(yù)應(yīng)力施工

槽形梁縱向錨固體系采用自錨式拉絲體系，錨具采用夾片式群錨，預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》(GB/T 5224—2003)中1×7-15.2-1860規(guī)格的鋼絞線。當(dāng)梁體混凝土強度、彈性模量、齡期達(dá)到設(shè)計要求后，采用預(yù)張拉、初張拉、終張拉三次張拉工藝。橫向預(yù)應(yīng)力筋采用直徑25 mm PSB830預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼筋，采用單端張拉工藝。

1)梁體縱向鋼絞線束終張拉程序

0→初應(yīng)力0.2σk(作伸長值標(biāo)記)→1.0σk(測伸長值、持荷2 min)→回油、錨固(測量總回縮量、測夾片外露量)。

2)梁體橫向精軋螺紋鋼張拉程序:①橫向精軋螺紋鋼筋的張拉在縱向張拉完成后進(jìn)行。②橫向張拉采用二次張拉工藝。第二次張拉在第一次張拉完成1 d后進(jìn)行。

第一次張拉:0→初應(yīng)力0.1σk(測油缸外露量)→0.2σk→張拉至1.0σk(持荷2 min，測油缸外露量、計算伸長量)→錨固、回油(測量總回縮量)。

第二次張拉:0→初應(yīng)力 0.5σk→1.0σk(持荷2 min)→錨固、回油(測量總回縮量)。

3.7 管道壓漿

槽形梁終張拉完成后進(jìn)行管道壓漿，橫向預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋二次張拉完成后及時進(jìn)行壓漿、封錨。管道壓漿采用真空輔助壓漿工藝。

3.8 封錨

槽形梁終張拉后，應(yīng)盡快進(jìn)行封錨。槽形梁封錨采用強度等級不低于C55干硬性補償收縮混凝土進(jìn)行填塞。

3.9 槽形梁吊裝存放

吊點設(shè)在梁端腹板內(nèi)側(cè)梁底板上，存梁、頂梁及運輸支點應(yīng)設(shè)置在梁端橫梁下方，并應(yīng)避開支座，距梁端距離≤0.6 m，距腹板外側(cè)距離≤1.0 m。槽形梁存梁及吊裝采用2臺225 t龍門吊，初張拉后吊離制梁臺座，終張拉完成并且管道內(nèi)漿體強度達(dá)到設(shè)計強度后才能出庫。

3.10 靜載試驗

槽形梁靜載試驗采用自平衡式鋼箱梁加力桁架配合千斤頂加載。

采用在腹板上施加三點等效集中力來模擬槽形梁縱向受力特征，加載點縱向間距4 m，千斤頂分別放置在兩腹板中心線上。靜載試驗按照《預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路橋簡支梁靜載彎曲試驗方法及評定標(biāo)準(zhǔn)》(TB/T 2092—2003)進(jìn)行。具體布置見圖6。

圖6 腹板縱、橫向加載示意(單位:cm)

4 結(jié)語

在新疆戈壁灘干燥、溫差大的惡劣環(huán)境下，采用如下預(yù)制施工工藝，有效地保證了槽形梁產(chǎn)品質(zhì)量。

1)制梁臺座采用條形基礎(chǔ)，整體式外側(cè)模結(jié)構(gòu);鋼筋采用整體預(yù)扎及吊裝工藝。

2)混凝土灌筑按照“一端向另一端、左右腹板及底板交錯對稱分層分段”原則進(jìn)行施工，大風(fēng)干燥環(huán)境采用養(yǎng)護(hù)劑加覆蓋養(yǎng)護(hù)和灑水自然養(yǎng)護(hù)兩種養(yǎng)護(hù)方式。

3)采用預(yù)張拉、初張拉、終張拉三次張拉工藝。

4)槽形梁存梁及吊裝采用2臺225 t龍門吊。

5)槽形梁靜載試驗采用自平衡式鋼箱梁加力桁架配合千斤頂加載。

［1］ 中華人民共和國鐵道部．鐵科技函［2004］120號 客運專線預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制梁暫行技術(shù)條件［S］．北京:中國鐵道出版社，2004．

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［6］ 林國輝．蘭新線槽形梁靜載試驗架的設(shè)計與優(yōu)化［J］．公路與汽運，2013(1):160-162．