喻明
摘? ? 要:建筑高度小、輕盈的結(jié)構(gòu)、配筋少是預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁具有的優(yōu)點(diǎn),尤其在道路建設(shè)中,越來越廣泛地運(yùn)用到現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁的結(jié)構(gòu)形式。文章對(duì)現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁的結(jié)構(gòu)分析及施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了闡述,以期該結(jié)構(gòu)形式能更好的推廣和運(yùn)用。
關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力混凝土;現(xiàn)澆連續(xù)箱梁;結(jié)構(gòu)分析;施工控制
1? 現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)分析
1.1? 某橋梁工程
以某橋梁工程為例進(jìn)行分析,該橋梁上部結(jié)構(gòu)為(2×30+40+2×30)m 五跨現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁,斷面型式為單箱五室斜腹板斷面,根據(jù)道路總體布置要求,斷面全寬為29.665~38.924m。箱梁等高,梁高 2.35m。
1.2? 現(xiàn)澆連續(xù)箱梁橫梁受力特點(diǎn)
(1)箱梁分析模型。以兩跨連續(xù)箱梁為例,按單箱單室和單箱雙室兩種截面形式,探討腹板與頂、底板不同剛度比及不同腹板間距下恒載內(nèi)力在橫梁處的傳遞關(guān)系。為得到頂、底板及腹板作用力在橫梁處的分配關(guān)系,模型中未直接建立橫梁?jiǎn)卧?,而是采用約束單元將箱梁頂、底板及腹板在橫梁處約束,從而通過約束單元反力值間接得到箱梁內(nèi)力在橫梁處的傳遞比例關(guān)系。此反力沿橫向的分配即反映了箱梁內(nèi)力在橫梁上的分配關(guān)系。
(2)橫梁分析模型。計(jì)算橫梁時(shí),對(duì)于不同的箱梁截面形式,計(jì)算荷載圖示是不同的,目前一般采用的計(jì)算荷載施加方法有:(1)集中力模式;(2)腹板間的均布荷載模式。計(jì)算表明,荷載模式的選取對(duì)橫梁內(nèi)力影響甚大,這將對(duì)橫梁的計(jì)算與配束帶來困難。對(duì)于鋼筋混凝土橫梁而言,可以采用包容法來處理,即按最不利工況和受力圖式來設(shè)計(jì)配筋,但對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土橫梁來說,荷載模式如不能反映結(jié)構(gòu)實(shí)際狀態(tài),會(huì)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力度不合理,造成結(jié)構(gòu)早期開裂,甚至威脅結(jié)構(gòu)安全。因此,給出合理的橫梁計(jì)算荷載模式是非常關(guān)鍵的。
2? 現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)施工工藝流程及施工狀況
2.1? 支架法施工工藝流程為
對(duì)支架基礎(chǔ)進(jìn)行處理→搭設(shè)支架→預(yù)壓支架→結(jié)合預(yù)壓結(jié)果對(duì)模板進(jìn)行調(diào)整→安裝底、腹板模板→安裝底、腹板鋼筋→安裝預(yù)應(yīng)力波紋管和綱絞線→首次混凝土澆筑→安裝頂?!惭b頂翼板的鋼筋→頂板混凝土澆筑→混凝土的養(yǎng)生→預(yù)應(yīng)力張拉→真空壓漿→封錨養(yǎng)護(hù)→拆除支架模板。
2.2? 預(yù)應(yīng)力混凝土的施工狀況
(1)混凝土在澆筑前期的準(zhǔn)備工作。在澆筑混凝土前,由專門質(zhì)檢工作人員對(duì)支架的剛度和穩(wěn)定性進(jìn)行檢測(cè),嚴(yán)密審核接縫的平整度,同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)支撐的牢固度,腹板、底板及頂板、側(cè)板的厚度狀況進(jìn)行檢查。另外也要注意鋼筋的選擇,如鋼筋的使用位置、型號(hào)規(guī)格、保護(hù)層厚度等。
(2)施工材料以及設(shè)備。C50混凝土是施工中常用到的,此外還要兩臺(tái)混凝土輸送泵的結(jié)合使用,以滿足其施工要求,同時(shí)還要利用振搗器對(duì)混凝土進(jìn)行振搗工作。
(3)澆筑混凝土的順序。 在澆筑混凝土?xí)r,澆筑工作需按照從低到高的順序,從底板到兩側(cè)腹板再到頂板抹面。不能隨意施工,以免施工中出現(xiàn)差錯(cuò),造成損失。
3? 現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁施工技術(shù)要點(diǎn)
3.1? 支架搭設(shè)
主要采用碗扣支架,部分區(qū)域采用鋼管扣件支架。
碗扣支架的立桿間距根據(jù)箱梁荷載及施工荷載確定。應(yīng)遵循從小里程向大里程的順序方向?qū)ν肟壑Ъ苓M(jìn)行逐孔搭設(shè)。由于桿件均為軸心受壓的受力特點(diǎn),碗扣支架的搭設(shè)必須要求橫平豎直。另外,長(zhǎng)度一定的碗扣支架桿件,在進(jìn)行搭設(shè)后,支架頂面標(biāo)高需要依靠上頂托來進(jìn)行調(diào)節(jié)。在第一層支架搭設(shè)施工前,要按照布置支架的形式,通過測(cè)量組對(duì)桿件位置線的測(cè)放,再運(yùn)用不同長(zhǎng)度的兩種立桿(錯(cuò)開接頭)進(jìn)行依線搭設(shè)。對(duì)于高支架來說,剪刀撐及水平剪刀撐立即跟上可以有效的提升施工效率。
3.2? 支架預(yù)壓及預(yù)拱度設(shè)置
預(yù)壓為等載預(yù)壓,即預(yù)壓重量等于梁體重量與施工荷載之和,堆載方式采用砂袋或預(yù)制混凝土塊。連續(xù)箱梁的線形以梁底標(biāo)高為控制標(biāo)準(zhǔn)。預(yù)壓不少于24 h,預(yù)壓時(shí)橫向在腹梁及箱梁翼板下設(shè)置7個(gè)觀測(cè)點(diǎn),并在支架基礎(chǔ)對(duì)應(yīng)部位同樣設(shè)置觀測(cè)點(diǎn),縱向等間距設(shè)置7處。預(yù)拱度計(jì)算公式為f=f1+f2+f3,其中,f1:地基彈性變形;f2:支架彈性變形;f3:梁體撓度。預(yù)拱度最大值設(shè)置在梁的跨中位置,并按拋物線形式進(jìn)行分配,算得各點(diǎn)處的預(yù)拱度值后,通過支架頂部調(diào)節(jié)桿對(duì)底模進(jìn)行調(diào)整。
3.3? 制作和安裝模板
箱梁結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵在于鋼筋的制作和焊接。需結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行鋼筋的安裝工作,確保鋼筋安裝尺寸準(zhǔn)確,另外也要確定綁扎、焊接、彎矩等環(huán)節(jié)?,F(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁工程施工中,一般采用12mm~15mm厚度的竹膠板作為外側(cè)模的模板,可采用方木做肋板,采用定型鋼模作為曲面形式的外模的模板。對(duì)于內(nèi)模而言,采用方木做肋板,內(nèi)側(cè)肋板采用竹膠板,使用30mm左右厚度的模板作為內(nèi)模頂板。使用竹膠板作為底模,端模采用整體定型木模板。在安裝模板前,先對(duì)模板強(qiáng)度、剛度、順直度及穩(wěn)定性進(jìn)行檢查,以確定能滿足使用條件。要協(xié)調(diào)鋼筋綁扎和模板安裝的施工順序,對(duì)鋼筋綁扎有影響的模板安裝,要在鋼筋綁扎、安裝完成后,再開展安裝工作。安裝完模板后,要對(duì)模板的尺寸、軸線、高程等進(jìn)行檢查。
3.4? 預(yù)應(yīng)力波紋管安裝
按照施工設(shè)計(jì)圖紙的預(yù)應(yīng)力筋的具體形狀,將波紋管固定在梁體中,同時(shí)保證將錨墊板、螺旋筋和其他預(yù)埋件等進(jìn)行準(zhǔn)確的放置和固定。安裝完波紋管后,在進(jìn)行混凝土澆筑和鋼筋安裝時(shí),要特別小心,避免波紋管被壓扁或者損壞造成漏漿。
3.5? 預(yù)應(yīng)力鋼絞線檢驗(yàn)與安裝
預(yù)應(yīng)力的施工是連續(xù)箱梁施工的關(guān)鍵,因此很有必要對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼材、錨具、夾具和張拉設(shè)備等進(jìn)行檢驗(yàn)。
若預(yù)應(yīng)力束孔道是曲線狀,用人工穿束就比較困難,通常將鋼絲繩系在高強(qiáng)鋼絲上,用人工先將高強(qiáng)鋼絲拉過孔道,然后將鋼絲繩頭用半圓鋼環(huán)與鋼束頭經(jīng)焊接而接在一起,開啟卷揚(yáng)機(jī)將鋼束徐徐拉過孔內(nèi),在鋼束頭進(jìn)孔道時(shí),用人工協(xié)助使其順利入孔。如果在鋼束穿進(jìn)過程中堵塞,要立即停止,查準(zhǔn)管堵塞的位置,鑿開混凝土清除管道內(nèi)的堵管雜物,仍繼續(xù)用卷揚(yáng)機(jī)將鋼束拖過孔道。
3.6? 混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)
在具體的施工過程中采用混凝土泵車泵送混凝土,確保一次性澆筑成形。澆筑混凝土?xí)r要注意先底板,后腹板,再頂板的順序,同時(shí)要按照每層30cm分層澆筑,并從前端向后端進(jìn)行澆筑施工。在前一層混凝土初凝前,要澆筑完成次一層混凝土,實(shí)現(xiàn)無層間冷縫。澆筑完混凝土后,用草袋或麻袋進(jìn)行覆蓋,并進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。
3.7? 箱梁預(yù)應(yīng)力張拉及壓漿
預(yù)應(yīng)力張拉控制采用“雙控法”,整個(gè)箱梁澆筑完畢,待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%以上,同時(shí)養(yǎng)護(hù)10天后,經(jīng)監(jiān)理認(rèn)可,在兩端分批張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線。張拉順序嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力鋼束布置圖,同排的鋼束同時(shí)張拉,張拉時(shí)兩端同時(shí)進(jìn)行。每束鋼束張拉程序?yàn)椋?→10%δcon→100%δcon(持荷5分鐘)→回油錨固。
預(yù)應(yīng)力鋼筋全部張拉完成后24小時(shí)內(nèi)進(jìn)行孔道壓漿,孔道壓漿的順序是先下后上,一次壓完??椎缐簼{后,應(yīng)立即將梁端水泥漿沖洗干凈,同時(shí)清除支承墊板、錨具及端面混凝土的污物,并將端面鑿毛,設(shè)置端部鋼筋網(wǎng),立模澆筑混凝土封端完成。
4? 結(jié)束語
在現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁施工過程中,要全面考慮相關(guān)各施工環(huán)節(jié)的不同要求、施工規(guī)范和安裝技術(shù),以及施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際環(huán)境和條件等各種因素,對(duì)現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁施工各個(gè)環(huán)節(jié)、各道工序的施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的檢查和控制,同時(shí)也要注意加強(qiáng)事前和事中的施工管理,確保工程質(zhì)量、安全及工期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
[1] 劉麗.預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁施工質(zhì)量控制技術(shù)研究[J].科技與企業(yè),2014(5).