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        閩北山區(qū)預制T梁外觀缺陷防治技術的研究

        2019-03-26 03:22:18王余鵬
        四川職業(yè)技術學院學報 2019年1期
        關鍵詞:翼板臺座波紋管

        王余鵬

        (福建林業(yè)職業(yè)技術學院,福建 南平 353000)

        1.工程概況

        京臺高速南平段起于建甌市東安村弓魚,與已建浦南高速、松建高速在弓魚樞紐互通相交,終點位于南平市延平區(qū)洋后鎮(zhèn)大演村,路線里程長62.686公里。經(jīng)過的主要地點為建甌弓魚、小橋鎮(zhèn)、迪口鎮(zhèn)、延平區(qū)的洋后鎮(zhèn)至古田縣的鳳都鎮(zhèn)。本項目位于中洋樞紐互通,其中特大橋0.5座、大橋1座、匝道橋7座。樁基采用灌注樁基礎,上部結(jié)構(gòu)為裝配式預應力連續(xù)T梁,其中25m預應力T梁161片、30m預應力T梁65片、40m預應力T梁437片。

        2.預制T梁施工工藝

        預制T梁的主要施工工藝主要有:施工準備、模板安裝與固定、鋼筋綁扎安裝、混凝土澆筑及后期養(yǎng)護[1]、預應力安裝與張拉、移梁和存梁等,詳見施工工藝流程圖1。

        2.1 施工準備

        為制梁、存梁、運梁施工方便考慮,預制場的選址主要從場地大小,吊裝順序,非高填、深挖的前期可快速成形路段等方面考慮[2]。為避免臺座沉降、變形,應對臺座基礎進行加固處理,其中預制場的制梁臺座地基是否滿足承載力要求尤為關鍵,本項目制梁臺座按照設計要求原地面經(jīng)夯實后經(jīng)試驗檢測地基承載力應達到200KPa以上。

        圖1 預制T梁施工工藝流程圖

        為確保地基承載力滿足要求,以40m預制T梁進行驗算(地基承載力按180Kpa計算)。由于T梁張拉起拱,只有臺座兩端產(chǎn)生的豎向集中力,故僅驗算T梁臺座兩端受力情況,

        2.1.1 臺座基礎受力位置按照長16m,寬3m計算,允許承載力P1為:

        2.1.2 混凝土荷載、模板自重、活荷載等給臺座的最大壓力P2計算為:

        (1)40mT梁混凝土量 53.14m3:

        (2)40mT梁鋼模板自重45T計算(最大值)

        (3)混凝土施工時人力荷載,按6人(每人75kg)計

        (4)制梁臺座本身自身重力:

        臺座受到的最大壓力:P2=(G1+G2+G3)*4/2+G4=(1354+441+4.4)*4/2+705.6=4304.4KN;

        由于 P1(8640KN):P2(4304.4KN)=2.01〉1.5(規(guī)范容許承載力安全系數(shù)1.5),故地基承載力滿足要求。

        2.2 鋼筋工程

        2.2.1 鋼筋加工、安裝

        (1)鋼筋下料嚴格執(zhí)行下料審核簽字制度,鋼筋棚內(nèi)必須設置“標準件展示欄”、“鋼筋放樣大圖”等,所有半成品整齊擺放,標志牌齊全(圖2)。

        (2)鋼筋骨架加工均在型鋼定制的鋼筋加工翼板筋胎模(圖3)和梁肋筋胎模(圖4)上進行加工,直筋采用鋼筋切斷機切斷下料,翼板鋼筋、鉤筋、箍筋、馬蹄鋼筋通過數(shù)控鋼筋彎曲機進行精確制作。主筋下料時,注意相鄰加工的鋼筋接頭,上下相互錯開距離大于35倍的鋼筋直徑,且不小于50cm。

        圖2 半成品整齊,標志牌齊全

        圖3 翼板鋼筋胎模

        圖4 梁肋鋼筋胎模

        (3)鋼筋骨架整體吊裝

        鋼筋骨架吊裝架由工字鋼制作,每節(jié)三腳架間距1m。鋼筋骨架宜采用整體吊裝(圖5),先吊裝梁肋鋼筋,然后安裝另一側(cè)模板和端模,再將翼板的鋼筋安裝到位,最后安裝相鄰鋼筋骨架。

        圖5 采用吊架整體吊裝

        2.2.2 波紋管鋪設、錨墊板安裝

        (1)后張法T梁預應力管道梁肋及負彎矩波紋管宜采用金屬波紋管。波紋管的具體規(guī)格要求:

        ①外徑尺寸要符合孔道的設計尺寸,性能滿足相關規(guī)范的要求。

        ②管壁要牢固,應通過變形灌水試驗,無變形、滲漏,并有良好的耐磨性能。

        ③抗曲性能良好,能適應管道彎曲部分的形狀。

        ④波紋管應入庫墊高存放(圖6),存放時間不宜超過6個月。

        ⑤要求波紋管采用高強度的塑料管熱熔焊連接(圖7),確保波紋管內(nèi)不發(fā)生漏漿。

        圖6 波紋管入庫墊高存放

        圖7 塑料波紋管熱熔焊

        (2)波紋管安裝,安裝施工時必須使用鋼筋定位架確定波紋管空間位置[3](圖8),采用3#角鋼制作鋼筋定位框架,根據(jù)圖紙每米一個豎向定位坐標,角鐵定位架割出槽口,用于控制波紋管定位架的管道豎向坐標。將波紋管定位筋制作成“Ω”+“一”字型與梁肋、翼板鋼筋焊接定位(圖9),在直線段每隔0.8m間距設一個定位架,曲線段起止點、中心點各設一個,其余部分間距0.4米設一定位架。翼板負彎矩鋼束的定位鋼筋每隔0.8m設置一個,可有效控制波紋管道安裝精度。施工注意事項:首先安裝波紋管必須根據(jù)圖紙的設計位置嚴格施工并牢固固定。其次進行鋼筋加工時應防止電焊火花燒傷紋管管壁,如有微小破損應及時修補。再其次梁板混凝土澆注前,必須在波紋管中插入帶有相應開口的硬塑料管(圖10)。最后在穿線之前,所有波紋管端部必須密封并保護。

        圖8 定位架

        圖9 波紋管定位鋼筋

        圖10 波紋管保護

        2.3 模板安裝與拆卸

        模板必須由四方考察確定的廠家生產(chǎn);模板進場后,在廠家技術人員的指導下對模板進行試拼,試拼成型的模板每節(jié)進行編號,并檢查拼縫平整度、外形尺寸、斷面尺寸等指標,對不合格處進行整修。

        為了增強側(cè)模的穩(wěn)定性,澆筑場地時,臺座兩側(cè)可對稱預埋地環(huán),用于側(cè)向調(diào)整及穩(wěn)固模板。底部拉桿穿過臺座下預留的孔道進行固定,對側(cè)模進行拉和墊相結(jié)合的方法確保穩(wěn)固(圖11),頂部依靠側(cè)模上的對拉螺桿進行固定(圖12),側(cè)模翼板設置升降螺桿裝置,便于T梁翼板橫坡調(diào)整(圖 13)。

        圖11 側(cè)模加固

        圖12 頂部對拉

        圖13 翼板橫坡調(diào)節(jié)螺栓

        拆除側(cè)模采用人工配合龍門吊拆除。全部拆除過程中不得用撬桿猛撬,不得用重錘擊打模板,整個過程應小心翼翼,不得損壞梁體砼表面,特別是邊角處更加需要仔細保護。注意模板拆除后需吊運到規(guī)定存放處,及時進行保養(yǎng)、維修。模板拆模后應及時進行防銹處理,一般采用噴涂脫模劑,為確保模板噴油均勻,噴涂量大致在30g/m2左右為宜。如模板久未使用,應先進行拋光處理,再噴涂脫模劑后方能使用。

        2.4 混凝土澆筑及振搗

        現(xiàn)場試驗人員在混凝土入模前檢測和易性、流動性、含氣量、擴展度是否滿足要求,不滿足要求的嚴禁使用。

        混凝土澆筑過程中,要求水平分層和傾斜分段的連續(xù)進行(每層厚不超過30cm),從梁的一個端頭前進到另一端。上層和下層的澆筑時間不超過第一批的初始凝固時間,澆筑到頂后及時人工整平,并在混凝土達到終凝后,需要清理浮漿及露出石子顆粒[4]。

        預制T梁混凝土澆筑振搗施工時,使用高頻平板振動器和插入式振動棒(φ50mm、φ30mm)組合施工[5],其中附著在鋼模板的振動器負責振動梁的馬蹄部和腹部。振搗棒在振動過程中要求插入點均勻布置,不能觸及T梁腹部模板、鋼筋和波紋管等。

        混凝土澆筑完成后在T梁頂板上覆蓋土工布配合自動噴淋養(yǎng)護系統(tǒng)進行噴水養(yǎng)護。當冬季氣溫較低時,利用鍋爐配合保溫棚對澆筑后的梁板進行蒸汽養(yǎng)護。

        2.5 鋼絞線的制作

        鋼絞線在張緊之前,應對不同類型的孔執(zhí)行至少一次摩阻檢測,并基于測試結(jié)果校正控制應力,校正值需總監(jiān)理工程師審批后,方可使用?;虿捎靡?guī)范要求給定的波紋管摩阻系數(shù)μ=0.25。

        鋼絞線下料編束及穿束:在鋼絞線安裝之前,檢查是否有滑動脫絲現(xiàn)象,切割材料時為防止變形應用砂輪機切割,不容許氣體火焰加工鋼絞線;將鋼絞線放置在材料臺上,并且每500mm用22規(guī)格的引線連接以形成預應力束。預應力束必須按照編號存放,以方便使用。

        2.6 預應力施工

        預應力混凝土T梁采用兩端同時張拉的后張法進行施工,張拉施工是由應力和鋼絞線伸長率控制(鋼絞線的實際伸長率和理論拉伸伸長率的允許誤差為±6%)。如果超過伸長率,應分析原因并采取適當?shù)拇胧?/p>

        2.7 孔道壓漿及封錨

        2.7.1 孔道清洗、壓漿

        壓漿前通水,檢驗管道暢通,并沖洗管道內(nèi)殘存的渣塵。沖洗后,使用空壓機壓縮空氣漿孔道內(nèi)的積水吹出。

        (1)張拉至鋼絞線設計要求持力穩(wěn)定一段時間后,需在24小時內(nèi)注入水泥漿液至管道內(nèi)。水泥漿由水泥和水精確稱重組成。水、水泥的質(zhì)量比控制在0.4以下,以滿足漿液的的稠度和強度要求。

        (2)在波紋管注入水泥漿密封之前,首先填充錨具周圍的鋼絞線和孔道之間的間隙,以防止泥漿漏出。同時每次孔道注漿時,需要留取不少于3組40mm×40mm×160mm的試塊,進行28天的標準養(yǎng)護后進行力學試驗。

        (3)波紋管孔道壓入水泥漿應按自下而上的順序連續(xù)進行,壓漿施工時應連續(xù)進行,不得中途停壓,施工過程中保持注漿應力值(以出孔最低應力值設置),當注漿孔與出漿孔的應力差符合規(guī)范要求并穩(wěn)定后,可以判斷管道已經(jīng)填充。

        2.7.2 封錨

        在封錨施工之前,清潔錨頭上的碎屑,并使用涂料對預應力錨頭進行防銹噴涂;封錨使用的模板應牢固、不變形,不漏漿[6];在封錨施工中應嚴格控制梁的高度、角度、長度以及確保伸縮縫寬度,以滿足預制T梁安裝過程中伸縮縫能與預埋鋼筋連接緊密。

        4.預制T梁外觀缺陷分析及預防措施

        4.1 預制T梁外觀缺陷分析

        預應力T梁在施工中外觀上普遍存在著各種各樣的質(zhì)量缺陷,比如氣泡過多、顏色不均、模板接縫處錯縫、錯牙,堿-骨料易導致砼的膨脹和開裂、預埋件位置不準確的通病,為了提高T梁砼外觀質(zhì)量,保證預應力T梁達到福建省標準化的精品工程要求,特成立外觀技術整治小組對已澆注完畢的5片40米的預制T梁進行詳細的調(diào)查,共抽查500點,發(fā)現(xiàn)有82處存在外觀質(zhì)量缺陷,外觀各項指標合格率為83.6%。在分析總結(jié)之后,初步斷定T形梁外觀缺陷影響因素,匯成質(zhì)量缺陷統(tǒng)計表(表1)和質(zhì)量問題排列表(表2)如下:

        表1 質(zhì)量缺陷統(tǒng)計表

        表2 質(zhì)量問題排列表

        由排列表可以看出,主要造成T梁外觀質(zhì)量缺陷是:“氣泡、蜂窩、麻面”和“混凝土裂縫”,兩者占質(zhì)量缺陷總數(shù)的71.94%,如果把這兩個問題全部解決,則T梁外觀各項指標的合格率就能提高到 83.6%+(1-83.6%)*71.94%=95.4%>95%,能達到優(yōu)質(zhì)質(zhì)量。造成“氣泡、蜂窩、麻面”和“混凝土裂縫”兩個缺陷的因素從人、機、料、法、環(huán)等五個方面進行深入的研究、分析,用魚刺圖(圖14)進行原因分析:

        圖14 外觀缺陷因素魚刺圖

        4.2 預制T梁外觀缺陷預防措施

        對預制梁片重新對技術工人進行技術交底并進行考核,通過如何振搗,即:合理操控振搗棒的插入與拔出時間,分段振搗預制T梁的長度、厚度要求等學習與培訓,令其掌握拱肋砼振搗的操作方法。通過現(xiàn)場技術會議的方法,對圖紙、規(guī)范及驗收規(guī)定進行認真解釋,使預制T梁施工作業(yè)工人能夠真正理解并充分掌握的外觀質(zhì)量要求。

        加強現(xiàn)場養(yǎng)護工作,制定專人負責灑水工作,嚴格按規(guī)范要求進行灑水,養(yǎng)護時間不少于7天,前24小時次/2h,后6天次/4h,其中T梁的翼板頂面用土工布覆蓋,避免暴曬,同時為保障灑水記錄資料真實有效,灑水作業(yè)到位,要求灑水資料詳細包括提供每片T梁灑水圖片和每個時間段的灑水時間記錄表。

        優(yōu)化混凝土配合比,首先對粗骨料需篩分,并經(jīng)檢測證明其碎石粒徑符合規(guī)范和施工要求方能使用;其次因為骨料的含水量直接影響混凝土的施工實際配合比,同時對攪拌用水量起決定作用。尤其在閩北地區(qū)的雨季更要加大測量次數(shù),故每次開盤前必須對骨料(砂、碎石)的含水量測定,并做好資料記錄,整理歸檔。

        通過嚴格執(zhí)行各項措施,T梁“氣泡、蜂窩、麻面”和“混凝土裂縫”的外觀質(zhì)量得到了改善(圖15),T梁表面不光滑、顏色不均勻一致、氣泡、麻面、粘?,F(xiàn)象已基本消失、施工接縫無錯縫現(xiàn)象、表面未出現(xiàn)過收縮裂縫現(xiàn)象。

        圖15 外觀缺陷頻數(shù)對比圖

        結(jié)語

        通過預制T梁外觀專項整治措施,提高了本項目的工人隊伍素質(zhì)、施工技術能力及管理水平,加快了預制T梁生產(chǎn)能力及作業(yè)速度,解決T梁預制施工過程中相對突出的問題,取得了一定的經(jīng)濟效益和社會效益,可為類似工程借鑒和參考。

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