譚文鵬
(貴州橋梁建設(shè)集團有限責(zé)任公司,貴州 貴陽 550081)
某橋梁為大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋,其中主橋采用連續(xù)T梁,1聯(lián)4跨,長50 m,工藝方法為先簡支后連續(xù)。對本橋采用的工藝方法而言,其主要具有方便可行與質(zhì)量可靠等特點,而且還有利于橋梁建造實現(xiàn)裝配化與工廠化目標(biāo)?,F(xiàn)圍繞本橋?qū)嶋H情況,對先簡支后連續(xù)技術(shù)具體應(yīng)用進行分析。
T梁預(yù)制和安裝→墩頂濕接頭澆筑→墩頂預(yù)應(yīng)力筋張拉→孔道壓漿→體系轉(zhuǎn)換。在進行體系轉(zhuǎn)換時應(yīng)注意,為防止應(yīng)力集中,需降低附加應(yīng)力,遵循合理順序進行施工,尤其是澆筑與張拉兩個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過資料收集和分析得出:若連續(xù)跨數(shù)在5以內(nèi)(不含5),則應(yīng)對稱澆筑和張拉。因本橋連續(xù)跨數(shù)滿足這一條件,所以工序擬定為:先對1、3號墩頂實施澆筑,再張拉,然后澆筑和張拉2號墩頂,以最大限度降低應(yīng)力。
在對T梁進行預(yù)制時采用裝有附著振動器的大鋼模,以確保振搗的密實性。為了拆裝和使用方便,使用螺栓對模板進行連接,完成加工的模板應(yīng)滿足尺寸和平整度要求。按普通T梁的預(yù)制流程進行預(yù)制即可,無特殊要求。
T梁自重為1 500 kN,現(xiàn)場借助架橋機按墩方向進行逐孔架設(shè),在制梁的過程中需預(yù)留足夠場地,由人工及汽車吊對架橋機進行拼裝,同時調(diào)試至適宜工況,確認無誤后通過自行前進在1號墩頂上落下橫移軌道,并使用平板車喂梁,由架橋機吊起T梁同時進行橫移,設(shè)置完支座后落梁。
一聯(lián)主梁完成安裝以后即可進行澆筑,按照由兩側(cè)向中間的順序進行。對濕接頭而言,它承受大部分剪力與彎矩,必須對其施工進行嚴(yán)格控制。接頭規(guī)格為(12.1×0.6×2.58)m,一個接頭需澆筑18 m3左右混凝土,澆筑是做好振搗,避免產(chǎn)生裂縫。
(1)底模與支座安裝
在墩頂?shù)闹ё鶋|石上安裝支座,然后在支座周圍設(shè)置底模,為避免底模漏漿,其與支座之間的縫隙需進行有效密封。結(jié)合現(xiàn)場施工條件,底模應(yīng)盡量使用鋼模,支撐選用木楔,支座和底模間的縫隙由砂漿封閉,避免漏漿。
(2)鋼筋綁扎
根據(jù)接頭構(gòu)造圖對鋼筋進行綁扎,按照設(shè)計要求連接所有縱向鋼筋。在對縱向鋼筋實施連接時,可采用擠壓套筒與搭接焊等方法,確保連接的可靠性。
(3)孔道設(shè)置
為避免孔道和預(yù)應(yīng)力筋間發(fā)生摩擦造成預(yù)應(yīng)力損失增大或改變筋受力,在施工中必須對孔道具體位置進行嚴(yán)格控制,孔道在現(xiàn)澆段和預(yù)制梁端相連處的位置偏差不得超出2 mm??椎来蠖嗖捎貌y管,要求預(yù)制梁和接頭孔道的連接必須可靠、順暢,避免漏漿。
(4)側(cè)向模板安裝
側(cè)模與主梁模板相同,在安裝時保證密實性,防止漏漿,合格的側(cè)模安裝應(yīng)使主梁和現(xiàn)澆段良好連接,且外形美觀。
(5)澆筑施工
根據(jù)實際受力狀況澆筑C50混凝土,同時為避免由收縮造成預(yù)應(yīng)力損失,需在澆筑前向混凝土中添加膨脹劑。此外,考慮到鋼筋的布置較為密集,故混凝土中石料最大粒徑不能超過2 cm,并進行充分振搗。施工中應(yīng)注意,橋面上不得有重型荷載。
(6)混凝土養(yǎng)生
澆筑后立即養(yǎng)生,為避免產(chǎn)生收縮裂縫,應(yīng)使用塑料膜覆蓋養(yǎng)生,或組合使用多種養(yǎng)生方法。
按設(shè)計程序進行張拉,本橋有3處連續(xù)端需要進行張拉,其中一個連續(xù)端對應(yīng)6片梁,1片梁綁扎6束預(yù)應(yīng)力筋,而1束預(yù)應(yīng)力筋又由5根鋼絞線制成。合理且有效的張拉應(yīng)能使關(guān)鍵點應(yīng)力與位移的實際變化均勻。一般不同工程所用方法和順序不同。對先簡支后連續(xù)工藝而言,其預(yù)應(yīng)力主要作用在于確保支座頂板產(chǎn)生足夠壓應(yīng)力,從而良好的抵抗由活載或恒載產(chǎn)生的拉應(yīng)力,起到防止頂板開裂的作用。直線布設(shè)鋼絞線,一端張拉,按先中間后兩側(cè)順序進行,張拉端設(shè)置千斤頂,受拉端錨固。
(1)伸長量的計算
本橋所設(shè)鋼絞線共有三種,其長度分別為14.4 m、20.4 m和26.4 m,以14.4 m長鋼絞線為例,其預(yù)應(yīng)力損失有管道摩擦與錨具回縮兩種,控制應(yīng)力、張拉力及伸長量經(jīng)計算分別為:1 456.66 MPa、203.92 kN和105 mm。
(2)張拉控制
根據(jù)鋼絞線張拉力確定油壓表讀數(shù),然后按照10%張拉力→20%張拉力→100%張拉力進行張拉,持荷120 s錨固,記錄鋼絞線在不同張拉階段的伸長量。張拉控制為“雙控”,當(dāng)鋼絞線伸長量的實測值和理論值偏差處于-5%~+10%范圍內(nèi)時開始校核,而如果偏差超出這一限度,則需停止操作,查明原因并處理后方可繼續(xù)。
(3)結(jié)果檢驗
鋼絞線張拉實際測量數(shù)據(jù)如表1所示。
表1 鋼絞線張拉實際測量數(shù)據(jù)
(1)鋼絞線張拉后,對鋼絞線間隙進行封錨,為加快施工速度,可在漿液中適量加入水玻璃以提高強度增長速度。
(2)壓漿前先利用壓力水對孔道進行沖洗。
(3)采用拌和機制漿,過篩后儲存于儲漿桶。
(4)壓漿過程一次性完成。
(5)當(dāng)從孔道中溢出的漿液和灌入的漿液稠度相同時穩(wěn)壓5 min后灌入壓漿嘴,結(jié)束壓漿。
體系轉(zhuǎn)換是先簡支后連續(xù)橋關(guān)鍵施工環(huán)節(jié),在進行體系轉(zhuǎn)換時,應(yīng)對臨時支座進行對稱拆除,即先拆除1、3號橋墩臨時支座,再拆除2號橋墩臨時支座。對臨時支座加工制作而言,常用以下三種方法,按技術(shù)經(jīng)濟對比結(jié)果排序為:可落式砂筒、素混凝土、硫黃砂漿。其中,硫磺砂漿的配比為:中砂或粗砂∶石英砂∶硫磺=5∶1.5∶3.5,在實際情況中也可根據(jù)要求進行調(diào)整。本橋采用的臨時支座為硫黃砂漿,支座中裝有銅管,與電阻絲連接,在電阻絲通電后發(fā)熱,提高銅管的溫度,在溫度升高到一定限度后,硫磺開始熔化,對所有硫磺塊實施同時通電,能在確保體系同時轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)上,大幅提高施工效率。
經(jīng)現(xiàn)場觀測發(fā)現(xiàn):在對1#端進行張拉時,1跨撓度受到較大影響,2跨撓度次之,3、4跨撓度基本無影響;而對3#端進行張拉時,3、4跨撓度受到較大影響,1、2跨撓度基本無影響。1號端的臨時支座拆除之后,其撓度最大,1、3跨跨中次之,3、4跨跨中基本無影響;而3號端的臨時支座拆除之后,其撓度最大,3、4跨跨中次之,1、3跨跨中基本無影響。
通過以上分析可以看出,先簡支后連續(xù)工藝可在確保質(zhì)量的基礎(chǔ)上,有效解決傳統(tǒng)工藝由于墩頂負彎矩引起的開裂問題,而且具體方法可行、簡單。尤其是對中小跨徑橋,該工藝有著極高的經(jīng)濟合理性。從目前來看,先簡支后連續(xù)橋數(shù)量越來越多,使用性能可靠,總體情況良好。
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