管彥尚,洪春媛
(1.云南交投集團云嶺建設(shè)有限公司,云南昆明 650000;2.云南省交通科學(xué)研究院有限公司,云南昆明 650011)
大橋上部結(jié)構(gòu)為10 跨X30m 后張預(yù)應(yīng)力混凝土工字形梁,片石混凝土重力式墩臺。每跨5 片,共計50 片梁。預(yù)應(yīng)力筋為型錨具。本次工程中最為重要的內(nèi)容是預(yù)制安裝梁構(gòu)件,該操作工序復(fù)雜、操作較難,因此下文將重點介紹該技術(shù)的應(yīng)用過程。
綜合考量橋梁位置、河流水文情況以及該橋梁的特點,總共設(shè)計了兩種方案,即架橋機架梁方案和汽車吊吊裝方案。
方案一:架橋機架梁施工方案。該方案具有如下幾個特點:①高度的適應(yīng)性能,河水流量、水深以及橋墩高度均不會影響該方案的實施;②所架設(shè)的梁構(gòu)件可以達到20~50m 大跨度及50~100t 結(jié)構(gòu)重量;③架梁需要同時配合橋面鋪裝作業(yè)進行,該過程中有關(guān)工序較為復(fù)雜,對施工人員的技術(shù)水平提出較高要求;④由于需要安裝和拆卸架橋機,導(dǎo)致工期延長;⑤橋頭高填方路堤加大了運輸?shù)缆芬约邦A(yù)制場地布置的困難程度。
方案二:汽車吊吊裝施工方案。該方案具有如下幾個特點:①無須準備任何設(shè)備,也不需要其他輔助設(shè)施;②能夠快速架橋;③吊裝能力強,可以達到15~100t 的范圍;④河水流量、水深、墩臺高度會影響到該方案的實施。
通過認真分析工程實況,對比上述兩種方案,最終選擇汽車吊裝方案。理由如下:橋梁主橋位置的橋墩高度是15m,其意味著吊裝的最大高度為15m,單片梁吊裝質(zhì)量是45t,如果將施工時間選在8、9 月,此時河流處于枯水期,以上均符合汽車吊裝的條件。而對于吊裝以及橋梁運輸施工,由于該工程中河床表層是平整的風(fēng)化基巖,便于運輸。和方案一相比,可以節(jié)省施工資金。
修整底模→鋼筋加工→安裝鋼筋骨→安裝橡膠制孔棒→安裝外?!谱骰炷猎噳K→澆筑混凝土→拌制混凝土→抽拔橡膠制孔棒→養(yǎng)護→拆?!┦鷾y定混凝土試塊→張拉鋼絞線→孔道壓漿→封錨
(1)為了滿足承載的要求,預(yù)制場地需要更加平緩,所以將砂層填到地面,再利用相關(guān)機械進行碾壓。
(2)底座需利用粘土轉(zhuǎn)和底模進行組砌,為了保持平整,用砂漿將上部抹平,支承端則在兩端澆筑混凝土。
(3)為了方便交叉流水作業(yè),需定型鋼模板共4 套。
(4)為避免高標(biāo)號混凝土不符合設(shè)計要求,在拌合的過程中必須準確把握原材料質(zhì)量、配比以及外加劑摻量[1]。
(5)為保證連續(xù)進行混凝土澆筑,現(xiàn)場準備發(fā)電機,預(yù)防停電事故發(fā)生。
(6)在振搗混凝土的過程中,利用插入式和附著式兩種振動器。而且振搗的強度根據(jù)位置有所不同,鋼筋密集的地方要加強振搗。
(7)橡膠棒抽拔制孔。等混凝土終凝之后方可進行抽拔,一般來說,在 20~30℃澆筑時,等待 3~5h 即可;溫度為 10~20℃時則等待 5~8h。
(8)拆模完成后立即進行養(yǎng)護,比如采取遮陽、灑水措施。而張拉需等到混凝土強度達到設(shè)計要求之后進行。
鋼絞線選擇φ15mm,錨具選擇XM15 型,千斤頂選用YCM型穿心式。張拉時控制應(yīng)力對鋼束進行超張拉,以盡可能避免鋼絞線和錨口之間的摩擦損失。
(1)初張拉:千斤頂主缸需要梁兩端一起供油,為了保證孔道、錨具以及千斤頂之間的軸線發(fā)生重合,需拉緊鋼絞線,合理調(diào)整千斤頂、錨圈自身位置。初應(yīng)力=0.1σk 時,觀察是否有滑絲情況,并記錄好伸長量和做好標(biāo)記。
(2)張拉:實際伸長量與理論伸長量的誤差控制在-6%~+6%之內(nèi)。加壓繼續(xù)進行,同時對兩端進行張拉。超張拉應(yīng)力=1.05σk時不再供油,并且保持5min 的持荷狀態(tài),比較并記錄理論伸長量和實際伸長量,控制兩者的誤差在-6%~+6%的范圍。重視起拱變形現(xiàn)象并采取控制措施[2]。
(3)錨固:讓高壓油泵截止閥處于打開狀態(tài),等油壓為零時,錨固在錨具夾片的作用下可以自動進行。
(4)壓漿:注漿工序需等到張拉完成24h 才能進行,該過程中提前對孔道進行清潔,再慢慢壓入水泥漿,隨著另一端不斷排除水、空氣以及最終排出水泥漿,最后將閥門關(guān)閉。
(5)封錨:上述步驟完成后清洗端頭水泥漿,將鋼筋網(wǎng)、模板分別綁扎和安裝后再澆筑混凝土。
該工程選取方案二級汽車吊吊裝裝梁,由于容易受河流水量及深度的影響,所以選在9 月份進行施工。開展吊裝前及時關(guān)注天氣狀況,加快整個工程進度。
為了方便運輸,利用推土機對預(yù)制場進行修整。對于河灘段,要求其具有承載力且表面平穩(wěn),對此可采取碾壓處理措施;對于河床段,要求表面平緩即可,具體為清理淤沙和卵石。
構(gòu)件在雙汽車的起吊下“出坑”,擱置在臺車上后,利用履帶式推土機將其平穩(wěn)拖拉。運梁時要保證河床和便道的坡度平緩。工梁跨中斷面圖及工梁端斷面圖如圖1、圖2 所示。
圖1 工梁跨中斷面(單位:mm)
圖2 工梁端斷面(單位:mm)
在考慮梁的吊裝高度和重量的情況下,本工程采取雙吊吊裝,即利用兩臺50t 汽車進行吊裝。開始之前,認真檢查橡膠支座的位置,并再次檢驗梁規(guī)格尺寸。等梁構(gòu)件吊裝好后,為了避免梁體發(fā)生傾倒,需要焊接端橫隔梁鋼筋。整個吊裝完成后開始橋面鋪裝作業(yè)。
(1)張拉機具的選擇和使用。需根據(jù)張拉力的大小選擇千斤頂、高壓油泵,油表。在正式張拉前先檢驗張拉機具是否合格。如果該機具使用時間超過半年或者超過200 次,需重新找鑒定單位對其鑒定是否合格。工程中所選用的千斤頂是YDCl500A 型,其比控制張拉力大1.5 倍,該千斤頂符合要求。
(2)鋼筋原材料及預(yù)應(yīng)力鋼材、錨具的質(zhì)量控制。錨具、夾片必須有出廠合格證,進場時按規(guī)定進行外觀檢查、硬度檢驗,經(jīng)檢驗合格后方可使用[3]。鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼絞線在正式使用前需要先檢查外觀,核驗其出廠合格證;對鋼絞線同樣先檢查外觀,避免表面存在缺陷;鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼絞線取樣檢查時保證同爐號不超過60t,只有合格才能投入使用。
(3)混凝土質(zhì)量控制。在澆筑混凝土前先對其有關(guān)指標(biāo)進行試驗,比如坍落度,符合要求方可澆筑。澆筑大梁時應(yīng)連續(xù)且一次性完成;嚴格按照要求振搗,盡量避免出現(xiàn)漏振或者過振的情況。等到初凝之后開始養(yǎng)護工作,先利用麻袋覆蓋,之后灑水。一般來說,混凝土表面保持濕潤即可,養(yǎng)護時間至少保持28d。
(4)預(yù)應(yīng)力施工過程質(zhì)量控制。選擇千斤頂、油表、油泵、壓力表時需要和張拉設(shè)備相同型號的。在專業(yè)人員的指揮下同時對兩端千斤頂進行張拉,該過程中保證油速均勻,升壓的速度和油速相等。在張拉力和伸長量的共同控制下對大梁鋼絞線進行張拉,當(dāng)實際伸長量和理論伸長量之間的誤差大于±6%不能繼續(xù)張拉,需要立刻查找誤差原因和調(diào)整。
(5)壓漿質(zhì)量控制。預(yù)應(yīng)力工字梁孔道達到30m,其長度較長且孔道呈現(xiàn)曲線,如果此時的壓力維持在0.5~0.7MPa,壓漿自身無法達到飽和狀態(tài)。因此,綜合考量到壓漿中會產(chǎn)生的損失,需要改變壓力,使其維持在0.8~1.0MPa;必須嚴格控制水灰比;為了保證一次性壓柱,需提供足夠的持壓時間,等到水泥漿飽和且進口注漿濃度等于出漿口濃度時才可以停止灌漿。
(6)反拱度的控制。在豎向預(yù)留出1.5cm 的預(yù)拱度給大梁臺座,當(dāng)數(shù)值呈現(xiàn)出中間向兩端遞減時,張拉大梁時出現(xiàn)的反拱現(xiàn)象會減少;邊梁鋼絞線是6 束,而中梁少了一束,所以張拉控制力要大于中梁。該過程中要避免超張拉現(xiàn)象,并保證邊梁、中梁的反拱值維持一致。
綜上所述,對預(yù)應(yīng)力工字梁進行振搗時,需將附著式高配振動器和插入式振動器向相配合使用,以確保“馬蹄形”的混凝土處無氣泡存在、振搗密實,保證最終混凝土的外觀不存在問題。為了解決工字梁反拱值較大的問題,需要在預(yù)制臺底座上預(yù)設(shè)拱值。本工程最終取得了良好的施工效果,希望能為相關(guān)施工人員提供參考。