田偉

（甘肅浩源投資有限公司，甘肅 蘭州 730070）

40 m預(yù)應(yīng)力混凝土工字梁施工技術(shù)措施

田偉

（甘肅浩源投資有限公司，甘肅 蘭州 730070）

預(yù)應(yīng)力工字梁具有跨徑大、重量輕、經(jīng)濟(jì)合理、施工簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在公路建設(shè)中越來(lái)越得到廣泛應(yīng)用。在工程施工中,根據(jù)工字梁自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，抓好質(zhì)量關(guān)鍵控制點(diǎn)，才能保證工程質(zhì)量及安全。結(jié)合312國(guó)道蘭州過(guò)境段石門溝大橋的施工實(shí)踐，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土工字梁施工工藝和關(guān)鍵控制點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，有關(guān)經(jīng)驗(yàn)可供相關(guān)專業(yè)人員參考。

40 m工字梁；側(cè)彎控制；張拉管理；邊梁架設(shè)；彎道運(yùn)輸

1　工程概況

312國(guó)道石門溝大橋位于R=320 m圓曲線上，左右幅分離，上部構(gòu)造為8～40 m預(yù)應(yīng)力混凝土工字梁，每孔半幅5片梁，梁長(zhǎng)40 m，每片梁自重達(dá)75 t，梁高230 cm，腹板厚18 cm，底寬55 cm。相鄰兩孔轉(zhuǎn)角大,工字梁架設(shè)難度較大。

2　預(yù)應(yīng)力混凝土工字梁施工工藝

2.1預(yù)應(yīng)力錨夾具及預(yù)應(yīng)力筋的質(zhì)量控制

預(yù)應(yīng)力材料直接影響橋的使用壽命，施工時(shí)盡量選用質(zhì)量信譽(yù)好的產(chǎn)品,根據(jù)工程實(shí)踐，建議多采用OVM、HVM等系列錨夾具，本橋采用OVM錨夾具。同時(shí)加強(qiáng)對(duì)錨夾具的出廠前和工地檢驗(yàn)，對(duì)有缺陷、隱患或質(zhì)量不穩(wěn)定的產(chǎn)品一律不得使用。每批鋼絞線都按規(guī)范要求進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，并按實(shí)際彈性模量修正張拉伸長(zhǎng)值。

2.2主要施工工藝及注意事項(xiàng)

（1）錨墊板安裝

錨墊板應(yīng)按設(shè)計(jì)嚴(yán)格控制其空間位置,安裝時(shí)應(yīng)仔細(xì)對(duì)中，確保墊板面與預(yù)應(yīng)力筋的力線垂直，避免由于錨墊板面與孔道不垂直而造成張拉過(guò)程中錨杯突然發(fā)生滑移和抖動(dòng)，拉力下降。同時(shí)采取有效措施保證錨墊板固定牢靠，確保在澆筑混凝土過(guò)程中錨墊板不移動(dòng)。錨墊板與模板之間需密封良好,確保錨下混凝土質(zhì)量。

（2）波紋管安裝

按設(shè)計(jì)文件進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管道定位，定位筋直線段間距為1 m，曲線段間距為0.5 m。安裝模板前后嚴(yán)格控制普通鋼筋骨架線型及其保護(hù)層厚度,以免出現(xiàn)梁成型后波紋管外露影響預(yù)應(yīng)力質(zhì)量。波紋管用作預(yù)應(yīng)力管道時(shí)，管材必須有足夠的強(qiáng)度和剛度，采用連接套管接長(zhǎng)波紋管時(shí)，兩端波紋管須擰到相當(dāng)位置，然后用膠布或防水布將接頭縫隙封閉嚴(yán)密，澆筑混凝土?xí)r要保護(hù)好預(yù)應(yīng)力管道，振動(dòng)棒不要碰及管道。在澆筑的混凝土初凝前，要用通孔器檢查并不時(shí)地拉動(dòng)通孔器，若梁體混凝土采用蒸汽養(yǎng)生時(shí)，養(yǎng)護(hù)期內(nèi)不得穿預(yù)應(yīng)力筋。

（3）混凝土澆筑

梁體混凝土的澆筑順序?yàn)橄锐R蹄，后腹板，最后翼緣。采用水平分層法，從一端向另一端斜向推進(jìn)，混凝土必須連續(xù)澆筑，一次成型，以附著式振動(dòng)器為主并輔以插入式振動(dòng)棒進(jìn)行振搗，確?；炷琳駬v密實(shí)。由于腹板較薄，且布設(shè)波紋管，施工時(shí)應(yīng)根據(jù)鋼筋疏密程度、波紋管直徑大小、保護(hù)層凈距、梁體尺寸等選擇混凝土所用材料級(jí)配，控制混凝土中碎石最大粒徑，通過(guò)試驗(yàn)選擇質(zhì)量性能穩(wěn)定的水泥和減水劑，嚴(yán)格控制混凝土的坍落度，澆筑過(guò)程中，施工人員仔細(xì)檢查，確?；炷镣耆錆M馬蹄部位。

在滿足錨板厚度和板下配筋要求前提下，澆筑混凝土?xí)r還應(yīng)特別注意錨頭區(qū)域的混凝土質(zhì)量，因本區(qū)域鋼筋較密，混凝土中粗骨料不易進(jìn)入而影響混凝土的強(qiáng)度，造成錨板處混凝土變形開(kāi)裂。

（4）混凝土養(yǎng)生

考慮工字梁高度較高，灑水養(yǎng)生比較困難，經(jīng)綜合比較采用蒸汽養(yǎng)生法，蒸汽供應(yīng)采用一臺(tái)4 t蒸汽鍋爐，沿梁場(chǎng)縱橫向安裝Φ50主管，在每一預(yù)制臺(tái)座處預(yù)留三通，分支管采用橡膠管。養(yǎng)護(hù)棚采用表面涂膠的帆布，其支架與加固模板支架分離，使帆布與梁體之間留出充足的空間，同時(shí)蒸汽不得直接吹向模板和梁體。

蒸汽養(yǎng)生分靜停、升溫、恒溫、降溫四個(gè)階段，混凝土澆筑完成后稍通一點(diǎn)蒸汽，靜停期棚內(nèi)溫度不得低于5℃，時(shí)間為3～6 h，混凝土終凝后方可始升溫，升溫不能過(guò)快，升溫速度不大于10℃/h，溫度升至20℃時(shí)恒溫養(yǎng)生，距澆筑成型約12 h開(kāi)始拆模，拆模時(shí)棚內(nèi)外溫差不大于15℃，邊拆模邊用蓬布覆蓋，全部拆模后繼續(xù)通蒸汽養(yǎng)生，經(jīng)升溫、恒溫、降溫程序養(yǎng)生。恒溫最高溫度不超過(guò)60℃，相對(duì)濕度保持在90%～100%，恒溫養(yǎng)生時(shí)間為12 h左右，降溫速度不大于10℃/h，養(yǎng)生應(yīng)做好溫度記錄，每小時(shí)記錄一次，施工中應(yīng)派專人負(fù)責(zé)溫度監(jiān)控。

（5）預(yù)應(yīng)力筋張拉

預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉時(shí)有兩個(gè)雙控:a.張拉力和伸長(zhǎng)值雙控，以張拉力控制為主，以伸長(zhǎng)量控制為輔。b.張拉強(qiáng)度和齡期雙控，預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉，須在梁體同條件養(yǎng)護(hù)的混凝土試塊強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求方可張拉，施加預(yù)應(yīng)力，還需齡期控制，齡期短，彈性模量小，施加預(yù)應(yīng)力后上拱大，混凝土加早強(qiáng)劑后，彈性模量和強(qiáng)度增長(zhǎng)不同步，按照業(yè)內(nèi)專家建議，后張法一般不少于14 d方可張拉。

本橋預(yù)應(yīng)力筋的張拉采用工具錨張拉體系，兩端同時(shí)張拉方式施工，采用YDC-2500型液壓千斤頂和夾片式錨具。張拉前對(duì)千斤頂、油表必須進(jìn)行標(biāo)定，并對(duì)千斤頂、油表對(duì)應(yīng)編號(hào)，以免混用。使用過(guò)程中出現(xiàn)異常情況須重新標(biāo)定，每臺(tái)千斤頂使用3個(gè)月后或張拉超過(guò)200次必須重新標(biāo)定。張拉程序?yàn)?→0.2σk（劃線標(biāo)記）→0.4σk→0.8σk→1.03σk（錨固）。對(duì)曲線預(yù)應(yīng)力筋張拉伸長(zhǎng)值采取分段計(jì)算其伸長(zhǎng)量，伸長(zhǎng)量允許誤差為±6%，張拉過(guò)程中一定要及時(shí)將伸長(zhǎng)值偏差調(diào)整到容許范圍內(nèi)，不能僅將伸長(zhǎng)值記錄下來(lái)作為資料。張拉過(guò)程中，出現(xiàn)滑絲、斷絲、夾片碎裂、錨下混凝土開(kāi)裂，反拱值異常、構(gòu)件側(cè)彎、出現(xiàn)裂縫等異?，F(xiàn)象，必須做好記錄，停工查明原因后再妥善處理。

預(yù)應(yīng)力筋張拉的實(shí)際伸長(zhǎng)值△L，宜在建立初應(yīng)力后開(kāi)始量測(cè)，量得伸長(zhǎng)值△L1后，還應(yīng)加上初應(yīng)力以下的推算伸長(zhǎng)值△L2，

對(duì)初應(yīng)力取值，國(guó)標(biāo)規(guī)定不低于10%σk，公路標(biāo)準(zhǔn)10%～25%σk，索長(zhǎng)或曲索，初應(yīng)力取大值。（6）孔道壓漿

張拉結(jié)束經(jīng)檢驗(yàn)合格后應(yīng)盡快壓漿，以免高應(yīng)力下鋼絲銹蝕，一般在張拉后3 d壓漿，壓漿是后張法施工一個(gè)重要環(huán)節(jié)，一定要從工藝上確保漿液充盈度。預(yù)應(yīng)力孔道壓漿前以高壓水沖洗，除去雜物，濕潤(rùn)整個(gè)管道，配制的漿液的水灰比宜控制在0.1～0.45，泌水率宜小于2%，灰漿應(yīng)有良好的流動(dòng)性，并在漿液中摻入適量的減水劑和微膨脹劑，摻量和配方應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定；壓漿應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，否則易造成孔道堵塞。壓漿時(shí)應(yīng)從低處往高處壓，壓力控制為0.3～0.5 MPa，待高處的孔眼溢出濃漿后，堵住排氣口持荷繼續(xù)加壓，待泌水流完后再堵住孔口。另外，提倡采用真空灌漿工藝，真空負(fù)壓有利于灌漿密實(shí)；

（7）工字梁的架設(shè)

工字梁安裝前認(rèn)真復(fù)核蓋梁、支座墊石中心線和標(biāo)高，放樣支座位置，確認(rèn)工字梁及蓋梁混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%。通過(guò)三角桁架式雙導(dǎo)梁架橋機(jī)與貝雷片式雙對(duì)導(dǎo)梁架橋機(jī)方案比較，本橋選擇SDLB-90 t/40 m桁架雙導(dǎo)梁架橋機(jī)。由于左右幅蓋梁不在同一直線上，全橋半幅架設(shè)完成后再架設(shè)另外半幅，本橋工字梁架設(shè)最大難點(diǎn)就是曲線上邊梁架設(shè)及曲線運(yùn)梁。預(yù)制場(chǎng)梁的起梁須在壓漿孔砂漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后方可進(jìn)行。此架橋機(jī)邊梁無(wú)法直接就位，每孔吊裝順序?yàn)椋褐辛骸吜骸芜吜?，起梁采用兩臺(tái)50 t的龍門架，兩臺(tái)龍門架動(dòng)作要保證協(xié)調(diào)一致，如果配合不好，引起梁體側(cè)彎十分危險(xiǎn)。工字梁的吊點(diǎn)控制在距梁端1.2 m范圍內(nèi)，起吊方式采用鋼吊帶穿銷兜底吊，梁起吊到一定高度通過(guò)龍門架上天車平移到運(yùn)梁小平車上，梁兩側(cè)與平車限位板之間空隙用墊木填塞。運(yùn)梁速度不得大于6 m/min。每片梁就位時(shí)應(yīng)檢查支座位置及梁就位正確性，確保符合設(shè)計(jì)要求，梁的兩端為封端混凝土，任何時(shí)候都不能支承在此范圍。

3　施工難點(diǎn)及采取措施

（1）臨時(shí)支撐

由于工字梁的自身穩(wěn)定性差，工字梁張拉過(guò)程中及張拉完成后兩側(cè)加斜撐保護(hù)；每片梁吊裝就位后其端部用方木對(duì)稱斜撐于蓋梁上，及時(shí)將相鄰梁橫隔梁鋼筋連接起來(lái)，同時(shí)用鋼件將其頂部預(yù)埋鋼筋互相連接在一起，使新架橋孔形成穩(wěn)定體系。

（2）側(cè)彎控制

工字梁長(zhǎng)度長(zhǎng)，腹板厚度薄，側(cè)向自由度大，張拉及安裝時(shí)易產(chǎn)生側(cè)彎變形，為有效預(yù)防側(cè)彎，必須嚴(yán)格控制施工工藝：

a.張拉時(shí)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)的順序進(jìn)行，左右對(duì)稱施加預(yù)應(yīng)力，注意分級(jí)分批張拉，特別是馬蹄部位布置的預(yù)應(yīng)力筋上下布置兩排，每排水平布置2孔，其預(yù)應(yīng)力筋嚴(yán)禁一次張拉到位。

b.工字梁預(yù)制時(shí)其底面，尤其是吊點(diǎn)處橫向要平整，即底面要與腹板垂直，保證起吊時(shí)梁不傾斜。

c.預(yù)制梁底模和側(cè)模要為直線，避免工字梁在預(yù)制時(shí)就出現(xiàn)側(cè)彎。

d.預(yù)應(yīng)力束位置要準(zhǔn)確，預(yù)應(yīng)力束應(yīng)與腹板中軸線對(duì)稱布設(shè)，以免張拉時(shí)出現(xiàn)側(cè)彎。

e.張拉時(shí)在梁中間部位用方木斜撐在翼緣位置，底模拉桿孔內(nèi)穿拉桿安裝臨時(shí)限位板。

（3）架橋機(jī)轉(zhuǎn)角

橋梁位于小半徑曲線上，每架設(shè)完一跨，架橋機(jī)要轉(zhuǎn)角6～7次才能就位。相鄰兩孔轉(zhuǎn)角通過(guò)導(dǎo)梁與前后搖滾臺(tái)車間隙實(shí)現(xiàn)，前一孔梁架設(shè)完成后，將架橋機(jī)橫移到半幅中間位置，從前后支腿處分別支起前后導(dǎo)梁，然后向相反方向移動(dòng)搖滾臺(tái)車，落下導(dǎo)梁，即可轉(zhuǎn)一定角度，多次重復(fù)上述動(dòng)作達(dá)到要求的轉(zhuǎn)角。

（4）小半徑曲線運(yùn)梁

為了解決小半徑曲線運(yùn)梁?jiǎn)栴}，在運(yùn)梁平車上安裝150 t壓力軸承，梁通過(guò)支架固定在壓力軸承上，支架兩頭各設(shè)一斜支撐，對(duì)稱支撐在梁翼緣板位置，以滿足運(yùn)梁平車在曲線上行進(jìn)時(shí)平車能自由地相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而保證梁的平衡。

（5）邊梁架設(shè)

中梁的架設(shè)利用架橋機(jī)上面兩臺(tái)天車解決，邊梁受蓋梁尺寸限制，無(wú)法利用天車將其直接就位，先利用天車將邊梁放在次邊梁的位置，然后利用架橋機(jī)單側(cè)三角桁架上的兩臺(tái)油缸將梁提離蓋梁，然后整體平移架橋機(jī)，待油缸到達(dá)邊梁設(shè)計(jì)位置時(shí)將邊梁落下就位。

（6）豎向裂縫控制

為避免工字梁兩端出現(xiàn)豎向裂縫，首先要從混凝土的配合比入手，對(duì)砂石料的級(jí)配、含泥量等指標(biāo)嚴(yán)格控制，石料盡量選用機(jī)軋碎石，水泥和減水劑選用要注意其質(zhì)量穩(wěn)定性，要通過(guò)試驗(yàn)梁驗(yàn)證配合比及施工方法；按照設(shè)計(jì)文件，工字梁沿梁長(zhǎng)方向每4.84m設(shè)一道橫隔梁，側(cè)模采用鋼模時(shí)每?jī)傻罊M隔梁之間鋼模不要制作為一個(gè)整體，至少分為兩塊，由于混凝土與鋼模線脹系數(shù)不同，整體模板會(huì)影響梁自由伸縮；拆模時(shí)間要嚴(yán)格控制，特別采用蒸汽養(yǎng)生時(shí)，混凝土拆模前溫度控制不宜過(guò)高，達(dá)到拆模強(qiáng)度時(shí)盡早拆模；蒸汽養(yǎng)生注意控制整個(gè)梁體溫度均勻性，加強(qiáng)溫度調(diào)節(jié)，避免梁體范圍內(nèi)溫差過(guò)大。

（7）梁端底部混凝土破碎

預(yù)應(yīng)力筋張拉后，梁體受預(yù)應(yīng)力作用中部向上拱起，其端部底面同時(shí)承受水平摩擦力和梁自重作用，導(dǎo)致梁端混凝土在壓應(yīng)力作用下破壞。采取如下措施：

a.在預(yù)制梁底模端部1 m范圍內(nèi)放一塊1～2 cm厚的橡膠板，以減小摩擦力，同時(shí)起到增大受壓面積，減少應(yīng)力集中。

b.在梁端底部設(shè)一小倒角，以增大受壓面積。

4　結(jié)　語(yǔ)

通過(guò)對(duì)每一施工環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格控制,預(yù)應(yīng)力孔道的摩阻系數(shù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，并進(jìn)行有效的預(yù)應(yīng)力張拉管理，工程質(zhì)量得到了保證，取得了良好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效果，在今后類似工程施工中，混凝土的蒸汽養(yǎng)生溫度控制盡可能采用自動(dòng)控制系統(tǒng)。

U445

B

1009-7716（2016）10-0109-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.10.034

2016-06-25

田偉（1973-），男，甘肅蘭州人，工程師，從事市政工程施工及監(jiān)理工作。