林敏興
福州隆通公路工程監(jiān)理有限公司
(1)梁場區(qū)域為沖海積平原區(qū),地形平坦,海拔高程分布在3.5 m左右,該段第四系沖海層甚厚,屬于軟土發(fā)育區(qū),多為硬殼軟土區(qū)。根據(jù)同位樁基勘探結果顯示,梁場區(qū)域地質自上而下為:2m~5m 淤泥土層,5m~15m 粉砂層,15m~35m 淤泥層。(2)水文條件:本標段位處閩東南沿海沖海積平原區(qū),沿線河流發(fā)育,溝渠縱橫,梁場區(qū)域水位主要受上游徑流和河口潮汐的雙重影響。
(1)預制梁臺座強度應滿足張拉要求,30mT 梁最大鋼束的10 孔計算,錨下應力為193.9 kN,約單端錨下力為97t;為保證臺座在使用過程中不變形、不沉降,結合場區(qū)現(xiàn)況地質,應對臺座基礎進行軟基處理。(2)底模必須采用厚度不小于6mm 的鋼板,臺座頂面應平整密實,鋼板與臺座頂面兩側預埋槽鋼焊接牢固,確保鋼板與底座頂面緊密貼合、不產(chǎn)生空鼓。(3)反拱度及其分配滿足設計和線形要求;臺座頂面兩側應采用槽鋼預埋,保證臺座側邊順直不變形,并通長張貼橡膠止水條,側模應有足夠剛度,防止?jié)沧r漏漿、變形影響線形;反拱度應根據(jù)經(jīng)驗推算拋物線方程式,預應力管道布置應相應調整。(4)預制臺座間距布置應充分考慮拆模作業(yè)空間,通常不小于T 梁翼緣板寬度1.5倍,以利安拆作業(yè);預制臺座數(shù)量應滿足模板無縫隙周轉需求。(5)T梁橫隔板底模采用獨立圬工設置,以利側模拆除后,橫隔板繼續(xù)支墊在底座上,杜絕各懸臂部分不因過早脫空而產(chǎn)生裂縫[1]。(6)梁場場地合理設置1%橫坡排水,四周根據(jù)匯水量設置排水溝,確保地面水能夠及時排除;梁區(qū)換填片石碾壓密實后應實施硬化,硬化采用C25混凝土,厚度15cm。
基礎與預制臺座均采用混凝土結構形式,其中:端頭采用C25 擴大基礎,長、寬各為3.5m,厚度為0.8m;臺座高度為0.3m,寬度與T梁馬蹄口同;臺座頂面加設鋼板結構。本文以30m T 梁為例,具體施工方法如下:
(1)為了使臺座能滿足T 梁在張拉應力作用下的承載力要求,結合現(xiàn)場實際,對梁場基礎做了相應的處理:①首先用裝載機對梁場臺座區(qū)進行整平,之后用壓路機進行碾壓。②按圖示斷面開挖臺座基坑,開挖深度2m。③為確保端頭臺座能夠滿足張拉后承載力的需要,端頭采用長6m 直徑Φ15cm 杉木樁,間距20cm×20cm 梅花形布置,形成群樁基礎。基坑內木樁外漏30cm,與臺座基礎混凝土聯(lián)成整體,以增加其地基承載力。④回填片石,厚度1m,回填片石分層實施,碎石砂填縫,并采用機械壓實。⑤臺座基礎采用C25 鋼筋混凝土澆筑,兩端尺寸采用3.5m×3.5m×0.8m,中間部尺寸采用25.8m×1.1m×0.8m,混凝土振搗密實,面層平整。⑥鋼筋按圖示布置,主筋Φ25@200,箍筋Φ 12@150 間距,同時應注意臺座鋼筋預埋。⑦梁場場地設置1%橫坡雙向排水,四周根據(jù)匯水量設置0.4m×0.6m排水溝,確保地面水能夠及時排除,消除地面積水導致臺座地基不均勻沉降[2]。⑧梁區(qū)換填30cm片石碾壓密實后,實施硬化,硬化采用C25混凝土,厚度15cm。
(2)T梁臺座施工。①在臺座基礎上用全站儀精確放出T梁底板寬度,一般比設計小0.5cm。臺座設置高度為30cm。②臺座鋼筋采用Φ12 鋼筋50cm 一道,主筋4Φ16 通長布置。③臺座頂面外側設置一圈[50槽鋼,以便與頂面鋼板焊接,[50槽鋼定位必須準確并牢固固定,確保臺座側面平順。④距頂板10cm處預埋Φ5PVC 側模拉桿穿孔,間距50cm 一道;臺座底部,預埋Φ 10PVC 穿線兼排水管,間距為5m;T 梁吊裝孔設置距梁端頭0.8m~1m 位置,寬度為20cm。⑤模板安裝、混凝土澆注:模板采用嶄新高強度竹膠板并加肋,保證模板自身剛度,模板支撐牢固確保不跑模;混凝土澆注振搗密實,頂面抹光平整、水平。⑥在臺座混凝土頂面加鋪6mm 鋼板,鋼板與側面槽鋼焊接牢固。⑦50槽鋼外側粘貼厚度為5mm,寬度5cm的橡膠帶,保證側模與臺座緊密貼合,防止漏漿。
T梁自重:
模板:
人群荷載:
臺座及基礎自重:
臺座基礎底面積:
C30混凝土軸心抗壓強度:
片石地基承載力:
地基應力
滿足要求。
張拉后T 梁起拱,可簡化為只有臺座兩端受集中力荷載作用:
T梁與臺座的最不利接觸面積為(預埋鋼板面積):
?4=F3/A2=406.5/0.42=967.9kPa=0.968MPa <14.3MPa
張拉后臺座受力滿足要求。
臺座與路基的最不利接觸面積為:
張拉后臺座兩端地基承載力滿足要求。
下表是根據(jù)以往同類型T梁邊跨中邊梁、中跨中邊梁在張拉后及不同存梁期總結得出的梁體跨中上拱值,說明梁體在張拉后,因受預應力作用及混凝土徐變等等因素影響,梁體是要上拱并隨時間不斷增大,且跨中向兩端基本呈二次拋物線型。上拱過大必將導致預應力損失,也給后期橋面鋪裝帶來困難,嚴重影響橋梁工程質量。因此,除了按規(guī)范要求梁體預制后必須3個月內安裝完畢外,設置合理的反拱度是必要的。在張拉完后及各存梁期跨中上拱度計算值及二期恒載所產(chǎn)生的下?lián)现等绫?所示。
表1 張拉完后及各存梁期跨中上拱度計算值及二期恒載所產(chǎn)生的下?lián)现?/p>
表2 臺座反拱計算值
通常情況下,梁體在張拉后14 天內完成安裝,根據(jù)上表得出:
邊梁邊跨:上拱值為26+(44.7-26)/2-5.8=29.99mm
邊跨中梁:上拱值為21.7+(37.6-21.7)/2-1.4=28.25mm
中梁邊跨:上拱值為20.7+(36.1-20.7)/2-4.3=24.1mm
中梁中跨:上拱值為16.7+(29.3-16.7)/2-1.1=21.9mm
以恒載全部施工完畢后,橋體不出現(xiàn)下?lián)蠟樵O置原則,結合中梁中跨梁體在張拉后14 天內完成安裝時上拱值是21.9mm 推算,綜合考慮設置方便及便于底座周轉等各種因素,底座統(tǒng)一按一個標準設置反拱度,取梁板跨中最大反拱值20mm,并按凹型Y=AX2二次拋物線反拱,經(jīng)推算反拱拋物線方程式為:Y=0.00009X2,按凹型Y=AX2二次拋物線臺座反拱計算值如表2所示。
為了驗證臺座能否滿足預應力T梁在張拉狀態(tài)下承載力的要求,結合現(xiàn)場實際,制定了相應的靜載沉降觀測試驗。根據(jù)設計圖紙,以臺座需要承受得最多荷載為基礎,單端臺座承受的總量為:130T/2=65T。結合現(xiàn)場實際,制定的加載程序為:首先,臺座端頭橫向放置3根6m長工25b型工字鋼,上面縱向均勻放置6根6m長工25b型工字鋼,作為加載底板支撐;然后,工字鋼上面橫向鋪設80 根[50 型槽鋼,作為加載平臺;最后,在平臺上面均勻碼放沙袋,每袋45kg,每12×10×50kg=6000kg。
為了準確記錄臺座在試驗前后的沉降數(shù)據(jù),加載前由測量班測出臺座頂面初始標高。并在測點用紅油漆做好標記。加載完成后,在平臺在四角各設置一個觀測點,每隔6 小時觀測一次,經(jīng)過48 小時觀測,臺座的沉降值僅為2mm,根據(jù)《公路橋涵施工技術規(guī)范》(JTG/TF50-2011)及相關規(guī)范關于臺座的有關規(guī)定,臺座符合T梁預制施工要求[3]。
(1)臺座在預制使用過程中,每預制完成一根,都對臺座外觀、基礎是否產(chǎn)生裂縫及下沉進行觀測,均未發(fā)現(xiàn)有明顯的變化;同時,在每個臺座頂面上定點設置水平觀測點,采用精密水準儀進行水準測量,每個臺座平均周轉使用12次,最大沉降臺座累計下沉2.5mm,且基本屬于整條臺座均勻下沉,對T 梁預制質量不會產(chǎn)生任何影響。因此,采用地基換填、設計合理的臺座結構等有效措施,在軟土地基上設置預制場是可行的。(2)經(jīng)過對所有30mT梁出坑時上拱值檢測得出,梁體出坑時最大上拱值不超過26mm,說明臺座按20mm設置上拱值也是合理的。
T梁臺座作為整個預制場施工中最基本的承力結構,必須進行施工工藝設計,應具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。對于設置在軟土地基上T梁預制場,選擇合理而施工簡單的臺座結構,不僅能減少物資消耗,節(jié)約成本,還能減少施工時間,提高施工效率,獲取良好的經(jīng)濟效益。
如果草率的進行臺座施工,在后期T梁預制過程中,就會因臺座設計不合理而產(chǎn)生的沉降、裂縫、扭曲等破壞,將直接影響到T梁的質量。輕則造成T梁混凝土產(chǎn)生裂縫,嚴重的直接導致T梁報廢。工欲善其事必先利其器。所以,在沿海軟基區(qū)必須進行相應的軟基處理,以確保臺座有足夠的強度和剛度。同時要對臺座進行靜載試驗,只有在試驗結果合格后才能進行下一步施工。