石 玉

上海公路投資建設(shè)發(fā)展有限公司 上海 201108

裝配法施工的施工速度快、施工質(zhì)量好、安全文明施工效果好，在工程建設(shè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。預(yù)應(yīng)力蓋梁是橋梁工程中的重要構(gòu)件，承載上部結(jié)構(gòu)荷載，其預(yù)制質(zhì)量直接影響橋梁質(zhì)量，鋼束張拉工序?qū)κ┕に俣群徒煌ㄟ\(yùn)行也有重大影響[1-5]。

目前，預(yù)應(yīng)力高性能混凝土蓋梁預(yù)制工藝尚不成熟，通過(guò)研究，在上海某采用裝配法施工的橋梁建設(shè)中，對(duì)蓋梁預(yù)制過(guò)程中的工藝、工序、精度、模板等進(jìn)行嚴(yán)格把控，確保了預(yù)制蓋梁的成品質(zhì)量，通過(guò)對(duì)鋼束張拉次數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，減小對(duì)社會(huì)交通的影響，縮短了工期。

1 結(jié)構(gòu)概況

上海某橋梁項(xiàng)目采用3 0 m 跨簡(jiǎn)支小箱梁，橋?qū)?7.5 m，獨(dú)柱墩，預(yù)應(yīng)力混凝土大挑臂平頭蓋梁，為了降低自重，采用高性能混凝土。蓋梁在道路中心線高度為2.3 m，在端部高度為1.5 m，橫橋向?qū)挾葹?6.55 m，順橋向?qū)挾葹?.2 m，總質(zhì)量約180 t，其構(gòu)造示意見(jiàn)圖1。

圖1 蓋梁構(gòu)造示意

立柱尺寸為2.6 m×2.0 m，蓋梁與立柱固接，蓋梁中預(yù)留波紋管，蓋梁吊裝架設(shè)后灌漿固結(jié)。

原設(shè)計(jì)蓋梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C60，預(yù)應(yīng)力配束情況如圖2所示。

圖2 蓋梁配束示意

上下各配5束15φ15.2 mm的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，分2批次張拉，在工廠完成蓋梁澆筑后，張拉第1批N1和N2鋼絞線束（各3根），完成梁體架設(shè)和橫向濕接縫連接后，張拉第2批N1和N2鋼絞線束（各2根）。

2 鋼束張拉次數(shù)優(yōu)化

由于施工所在地交通流量大，為減少施工對(duì)現(xiàn)場(chǎng)交通的影響，同時(shí)規(guī)避現(xiàn)場(chǎng)預(yù)應(yīng)力張拉搭設(shè)吊籃存在的施工風(fēng)險(xiǎn)隱患，將鋼束張拉由2次張拉調(diào)整為工廠內(nèi)1次張拉，蓋梁材料及吊點(diǎn)位置作相應(yīng)調(diào)整。具體如下：

1）結(jié)合吊具，吊點(diǎn)距離由4 m調(diào)整為4.4 m。

2）蓋梁底緣增加1排鋼筋，提高底緣配筋率。

3）混凝土強(qiáng)度等級(jí)由C60調(diào)整為C70。

上述調(diào)整皆有利于提高蓋梁在施工期間的抗拉能力。

3 蓋梁預(yù)制

3.1 施工流程

原材料檢驗(yàn)→鋼筋下料→胎架安裝→波紋管安裝→鋼筋綁扎→鋼筋籠檢查→鋼筋籠入?！０灏惭b→模板穩(wěn)定加固→混凝土泵送→拆模養(yǎng)護(hù)→存儲(chǔ)吊運(yùn)→蓋梁運(yùn)輸→出廠安裝

3.2 蓋梁鋼筋籠

1）蓋梁鋼筋下料。預(yù)制蓋梁的鋼筋加工包括φ32 mm主筋、φ20 mm構(gòu)造鋼筋、φ12 mm/φ16 mm箍筋。鋼筋應(yīng)具備出廠質(zhì)量證明書(shū)，待外觀驗(yàn)收合格后，按檢驗(yàn)批進(jìn)行試驗(yàn)，合格后方可使用。鋼筋加工車間內(nèi)儲(chǔ)存的棒材鋼筋安放于專門設(shè)計(jì)的鋼筋堆放架中，有利于不同規(guī)格直徑、不同規(guī)格長(zhǎng)度的鋼筋分開(kāi)放置。調(diào)整后的鋼筋堆放架減少了分隔間距，有效解決了底層鋼筋長(zhǎng)期堆放不使用的情況，減少了棒材鋼筋的浪費(fèi)。預(yù)制蓋梁鋼筋規(guī)格為φ12 mm至φ16 mm，主要為箍筋及分布筋，鋼筋直徑為小規(guī)格型號(hào)。廠內(nèi)統(tǒng)一采用進(jìn)口的高精度鋼筋彎曲設(shè)備，同時(shí)為減少鋼筋的損耗及彎配的速度，采用盤螺鋼筋進(jìn)行加工，鋼筋不間斷下料，幾乎沒(méi)有余料，可有效控制鋼筋損耗成本，節(jié)省上料及切斷時(shí)間。構(gòu)件主筋采用直螺紋機(jī)械連接接頭的形式連接，接頭按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ 107—2016《鋼筋機(jī)械連接技術(shù)規(guī)程》，嚴(yán)格控制每個(gè)接頭的質(zhì)量，滿足一級(jí)接頭標(biāo)準(zhǔn)。蓋梁其余鋼筋皆是直條鋼筋，根據(jù)需要的母材長(zhǎng)度進(jìn)行挑選、剪切及彎曲，和盤螺鋼筋一樣同樣采用進(jìn)口高精度彎曲設(shè)備進(jìn)行加工，以保證鋼筋尺寸符合要求，且精度控制在±2 mm以內(nèi)。

2）蓋梁胎架安裝驗(yàn)收。預(yù)制蓋梁鋼筋籠的加工采用現(xiàn)今較為成熟的鋼筋模塊化精加工工藝，蓋梁鋼筋籠于專用胎架上制作加工成形，鋼筋胎架須有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性以及適當(dāng)?shù)淖兓?，根?jù)蓋梁的尺寸大小隨意地變換寬度、長(zhǎng)度的間距，且鋼筋籠制作的控制偏差小于2 mm。蓋梁鋼筋籠胎架由底座、支架、掛片及定位平臺(tái)四部分組成。底座主要起到調(diào)平支撐的作用，支架用來(lái)固定，掛片根據(jù)梁形調(diào)整相對(duì)間距，同時(shí)起到固定鋼筋間距的作用，材質(zhì)皆由槽鋼及H型鋼組合而成。嚴(yán)格控制鉆孔精度，孔的精度直接影響鋼筋的精度，需保證相對(duì)誤差小于1 mm。鋼筋籠胎架拼裝前，對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行驗(yàn)收復(fù)測(cè)，調(diào)整立桿間距和垂直度，實(shí)測(cè)掛板規(guī)格及鋼筋孔位，嚴(yán)格把控每一道安裝步驟。

3）蓋梁鋼筋籠綁扎。

① 首先進(jìn)行波紋管模塊的設(shè)計(jì)制作與安放，軸線位置及進(jìn)出漿口的避讓位置極其關(guān)鍵。

② 根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙安放頂部主筋，間距位置關(guān)系著保護(hù)層的大小。長(zhǎng)梁制作時(shí)需提前安裝機(jī)械套筒。

③ 安裝頂部蓋梁內(nèi)箍筋。

④ 安裝橫向箍筋，嚴(yán)格控制間距及邊線位置。

⑤ 根據(jù)細(xì)化預(yù)應(yīng)力曲線圖，安放波紋管定位鋼筋，穿入波紋管，焊接波紋管固定鋼筋。

⑥ 安裝側(cè)面分布鋼筋。

⑦ 安裝橫豎向拉鉤及墊塊。

⑧ 預(yù)埋件埋設(shè)，如伸縮縫鋼筋、接地、球鋼支座鋼板以及其他措施預(yù)留埋件。

每個(gè)蓋梁都需按照步驟一一實(shí)施，每道工序都體現(xiàn)在工序卡中，由驗(yàn)收人員及班組長(zhǎng)共同驗(yàn)收，滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求后進(jìn)入下一道工序。

4）蓋梁鋼筋籠輔助安裝措施。蓋梁吊點(diǎn)為鋼絞線吊點(diǎn)，吊點(diǎn)布置于蓋梁頂部，吊點(diǎn)間距根據(jù)蓋梁質(zhì)量、長(zhǎng)度及彎矩計(jì)算。采用6φ15.2 mm的鋼絞線，伸出長(zhǎng)度為220 mm，端面增加50 mm深倒角，實(shí)際埋深930 mm，預(yù)埋的最底部采用錨板及P錨擠壓套的形式加強(qiáng)。吊點(diǎn)處的外露鋼絞線由直徑2 cm的白皮鐵管包裹，對(duì)折彎曲半徑約10 cm。鋼絞線吊點(diǎn)安裝控制要點(diǎn)：精確計(jì)算構(gòu)件質(zhì)量，加工合適股數(shù)的鋼絞線，計(jì)算吊點(diǎn)的橫向及豎向間距，橫向位置根據(jù)蓋梁負(fù)彎矩位置以及現(xiàn)場(chǎng)工況確認(rèn)，錨固深度需在核心混凝土內(nèi)且大于1 m，吊點(diǎn)外露處以下逐層加裝鋼絲網(wǎng)片，至少3層。

5）蓋梁鋼筋籠吊裝。蓋梁鋼筋籠最大質(zhì)量為20 t，吊裝采用吊裝扁擔(dān)，扁擔(dān)與蓋梁鋼筋籠用多道同樣長(zhǎng)度的鐵鏈連接，保證鋼筋籠均衡受力，控制不發(fā)生非彈性形變。

3.3 蓋梁入模

1）模板安裝驗(yàn)收。

① 底模：采用整體式組合鋼底模，由兩側(cè)翼板底模及中間底模組成，底模采用方鋼及槽鋼組合而成，面板鋼板厚度需大于8 mm，中間底模需設(shè)置定位螺栓，方便蓋梁內(nèi)波紋管模塊及套筒組的定位（圖3）。

圖3 蓋梁底模

② 側(cè)模：采用鋼木結(jié)合模板，由外側(cè)鋼板作為內(nèi)側(cè)木模的支撐。

③ 上、下拉桿：上拉桿采用整體式φ25 mm的精軋螺紋鋼，兩端設(shè)置限位裝置；下拉桿拉住底模，同樣采用φ25 mm的精軋螺紋鋼（圖4）。

圖4 拉桿

④ 端模：采用預(yù)制蓋梁兩側(cè)擋塊作為端模，內(nèi)側(cè)預(yù)留主筋與蓋梁鋼筋籠焊接固定。

⑤ 支座墊石：支座墊石一般在預(yù)制廠隨蓋梁一并澆筑完成。

2）蓋梁模板拼裝。整個(gè)蓋梁模板安裝過(guò)程共分成5個(gè)步驟，都需要根據(jù)施工步驟按順序施工，每道工序都要有驗(yàn)收人員在場(chǎng)檢查并記錄。

① 在已調(diào)平的底模上安放鋼筋籠。

② 調(diào)整鋼筋籠軸線位置，保護(hù)層及結(jié)構(gòu)邊線符合設(shè)計(jì)要求后安裝側(cè)模。

③ 安放錨墊板，適當(dāng)加長(zhǎng)波紋管外露長(zhǎng)度，然后安裝蓋梁端模。

④ 檢查各類埋件及混凝土澆筑頂部控制線后，澆筑高性能混凝土。

⑤ 拆除模板后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

3.4 混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)

預(yù)制蓋梁混凝土等級(jí)為C70，高性能混凝土一次性澆筑完成。采用預(yù)制廠自建拌和站或者就近聯(lián)合拌和站拌制，通過(guò)3輛12 m3的混凝土攪拌車進(jìn)行運(yùn)輸和1輛管道長(zhǎng)46 m的混凝土泵車進(jìn)行澆筑。

混凝土澆筑擬采用橡膠導(dǎo)管澆筑的方式，有效控制跌落高度在1.0～1.5 m范圍，不允許超過(guò)2 m的跌落高度。蓋梁拆模后，采用噴淋養(yǎng)護(hù)裝置進(jìn)行養(yǎng)護(hù)作業(yè)，混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間為7 d。

3.5 預(yù)應(yīng)力張拉

蓋梁混凝土齡期達(dá)到5～7 d，強(qiáng)度和彈性模量達(dá)到100%后，方可張拉鋼束。

張拉設(shè)備需采用高精度的智能張拉機(jī)，在張拉前設(shè)置張拉孔數(shù)即可自行進(jìn)行張拉，控制張拉力，最后導(dǎo)出張拉數(shù)據(jù)，不可人為修改數(shù)據(jù)。

標(biāo)準(zhǔn)蓋梁在場(chǎng)內(nèi)張拉鋼束，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，蓋梁的鋼束均采用兩端張拉，個(gè)別門墩及匝道梁為一端張拉，張拉控制應(yīng)力為1 302 MPa。張拉時(shí)采用張拉力和引伸量雙控，以張拉力為主，以引伸量進(jìn)行校核。鋼絲（錨具、滑絲等）回縮值不大于5 mm。

如實(shí)測(cè)引伸量與設(shè)計(jì)引伸量的差值在±6%以內(nèi)，說(shuō)明張拉合格，否則，應(yīng)查明原因并采取措施進(jìn)行處理后方可繼續(xù)張拉。張拉后在離錨頭50 mm處用切割機(jī)切割，嚴(yán)禁電弧切割。

每一個(gè)截面的斷滑絲率不得大于相關(guān)規(guī)范中的規(guī)定，否則應(yīng)查明原因并采取解決措施后方可繼續(xù)張拉。

3.6 蓋梁存儲(chǔ)

蓋梁澆筑好以后，拆模存放于臺(tái)座之上進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)完畢的混凝土強(qiáng)度達(dá)100%后，張拉首批預(yù)應(yīng)力束，之后由280 t移梁機(jī)將其駁運(yùn)至堆場(chǎng)區(qū)，下部墊鋼底板，保證蓋梁底部受力均勻。

3.7 施工過(guò)程中的質(zhì)量控制

1）鋼筋骨架：鋼筋骨架需嚴(yán)格控制箍筋尺寸、主筋直螺紋接頭質(zhì)量、骨架鋼筋焊接質(zhì)量。箍筋尺寸需根據(jù)圖紙?jiān)敿?xì)翻樣，彎配后仔細(xì)放樣，準(zhǔn)確控制理論值、實(shí)際值，使每根箍筋符合細(xì)化后的設(shè)計(jì)圖中的關(guān)于尺寸范圍的要求，盡可能縮小誤差。主筋直螺紋的接頭為主要受力鋼筋，而此部分受機(jī)械及人為的影響因素較多，每道直螺紋工藝都需有專人負(fù)責(zé)，使每個(gè)接頭都達(dá)到國(guó)家一級(jí)接頭標(biāo)準(zhǔn)。骨架的焊接質(zhì)量主要受鋼筋的安裝步驟及焊接工人的技術(shù)水平影響。骨架鋼筋一般較大，焊接為側(cè)面焊接，比平焊要難，因此需使鋼筋的安裝盡可能地在平地進(jìn)行，待焊接成骨架后，再整體吊裝至胎架內(nèi)。大型蓋梁的骨架相對(duì)比較難施工。

2）模板體系：側(cè)模模板應(yīng)具有足夠的剛度、強(qiáng)度以保證其受力要求，為增加張拉端頭的整體密實(shí)度及角度尺寸，保證外擋塊的整體美觀，蓋梁端模采用整體混凝土預(yù)制擋塊，之后焊接安裝到蓋梁鋼筋籠側(cè)面。

3）混凝土性能：混凝土采用高性能混凝土，施工所需配合比已按有關(guān)規(guī)定做好配合比驗(yàn)證工作，原材料符合高性能混凝土技術(shù)性能要求，擴(kuò)展度600 mm±50 mm。配備足夠的攪拌車及泵車，合理調(diào)度攪拌車運(yùn)輸送料時(shí)間和路線，避開(kāi)高溫及低溫時(shí)段，需不間斷供料，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后須逐車進(jìn)行混凝土坍落度的檢測(cè)。嚴(yán)格控制每次下料的高度，有效控制跌落高度在1.0～1.5 m，不允許超過(guò)2 m的跌落高度?；炷翝仓瓿珊?，夏天進(jìn)行覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，需不間斷供水保持混凝土表面濕潤(rùn)，冬天需進(jìn)行覆蓋保溫，防止因混凝土表面溫差過(guò)大產(chǎn)生裂紋。本蓋梁工程混凝土評(píng)定為水泥混凝土的抗壓強(qiáng)度，以標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28 d齡期的試件為準(zhǔn)。試件為邊長(zhǎng)150 mm的立方體，試件以3件為1組，按JTG/T 3650—2020《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》中的要求，制作混凝土試件不少于2組。因采用鋼絞線一次張拉工藝，需增加2組試塊，為5～7 d的同條件張拉試塊，試塊滿足100%的設(shè)計(jì)強(qiáng)度和彈性模量后進(jìn)行張拉。

4）智能張拉：蓋梁預(yù)應(yīng)力在廠內(nèi)一次性張拉后全部采用智能張拉設(shè)備進(jìn)行張拉，傳統(tǒng)的多階段張拉在高空及跨河區(qū)域施工較為困難，同樣存在多種安全隱患，而預(yù)制蓋梁的制作狀態(tài)全部在預(yù)制臺(tái)座上進(jìn)行，沒(méi)有外場(chǎng)作業(yè)的限制因素和風(fēng)險(xiǎn)，可避免外場(chǎng)傳統(tǒng)設(shè)備帶來(lái)的質(zhì)量問(wèn)題，也可避免高空操作的安全風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約了現(xiàn)場(chǎng)的吊裝時(shí)間。

3.8 工程質(zhì)量評(píng)價(jià)

蓋梁預(yù)制工程完成順利，各項(xiàng)質(zhì)量控制指標(biāo)均符合國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定或設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

1）本次蓋梁預(yù)制施工，對(duì)蓋梁鋼筋下料、鋼筋籠綁扎、鋼筋籠的胎架加工、蓋梁模板的拼裝、高性能混凝土的澆筑及養(yǎng)護(hù)、存儲(chǔ)等全過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格把控，確保了預(yù)應(yīng)力高性能混凝土預(yù)制蓋梁的質(zhì)量，對(duì)類似工程施工有一定的指導(dǎo)作用。

2）蓋梁的端模采用了預(yù)制蓋梁擋塊的技術(shù)，彌補(bǔ)了因二次現(xiàn)澆蓋梁側(cè)向擋塊導(dǎo)致的外觀質(zhì)量差及新老混凝土連接部位強(qiáng)度不足的問(wèn)題。

3）原設(shè)計(jì)蓋梁預(yù)應(yīng)力為二次張拉（一次廠內(nèi)、一次現(xiàn)場(chǎng)），通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化調(diào)整為廠內(nèi)一次張拉，降低了蓋梁預(yù)應(yīng)力張拉施工對(duì)現(xiàn)場(chǎng)交通的影響，并減少了現(xiàn)場(chǎng)預(yù)應(yīng)力張拉搭設(shè)吊籃存在的施工風(fēng)險(xiǎn)隱患，加快了施工速度。

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