田邦均,趙科鋒,趙重陽
(中交路橋華東工程有限公司,上海市 201203)
連續(xù)剛構(gòu)T構(gòu)錨固結(jié)構(gòu)通常采取豎向預(yù)應(yīng)力鋼絞線來實(shí)現(xiàn),由于鋼絞線屬于柔性材料,自身剛度小,無法自立,安裝定位難度大,尤其對(duì)于在墩身內(nèi)預(yù)埋較長的鋼絞線,鋼絞線為一次性安裝,成孔管道分段安裝,在施工過程中存在干擾大、作業(yè)難度大的問題[1-2]。本文通過連續(xù)剛構(gòu)施工案例,介紹墩梁固結(jié)豎向預(yù)應(yīng)力鋼絞線的施工技術(shù)。
石阡河特大橋主橋(85+160+85)m采用連續(xù)剛構(gòu)箱梁,橋墩采用雙肢等截面空心薄壁墩,單肢截面尺寸為9.0m×3.5m,墩高分別為112m和109m,箱梁0號(hào)節(jié)段高10m,如圖1所示。
圖1 墩梁固結(jié)豎向預(yù)應(yīng)力布置橫斷面圖(單位:cm)
墩梁固結(jié)采用豎向預(yù)應(yīng)力鋼絞線,長度分別為27.35m、23.35m、12.35m,單肢墩身包括N0'鋼束32束,N0"鋼束24束,N0鋼束16束,單束預(yù)應(yīng)力設(shè)Φ15.2鋼絞線3根。如圖2所示,預(yù)應(yīng)力束錨固端設(shè)置H型錨具,錨固長度95cm,位于底端墩身內(nèi),張拉端設(shè)在梁頂。預(yù)應(yīng)力束采用d內(nèi)40mm鋼波紋管。
圖2 墩梁固結(jié)豎向預(yù)應(yīng)力布置縱斷面圖(單位:cm)
豎向預(yù)應(yīng)力施工存在以下難點(diǎn)[3-4]:
(1)豎向預(yù)應(yīng)力鋼絞線長、數(shù)量多、重量大,在墩身施工時(shí)一次性預(yù)埋,埋設(shè)的鋼絞線對(duì)墩身和0號(hào)塊的鋼筋安裝、模板及混凝土澆筑施工形成較大干擾。
(2)預(yù)應(yīng)力鋼波紋管柔性差,無法一次性安裝到位,逐節(jié)施工接長波紋管難度大。
主墩墩身采用液壓爬模施工,單次澆筑最大高度4.5m,采用塔吊作為起重設(shè)備。為確保墩身和0號(hào)塊分節(jié)施工作業(yè)空間,在勁性骨架頂安裝承重支架懸掛預(yù)埋鋼絞線,后續(xù)逐次“提升”直至完成所有節(jié)段混凝土施工。墩身段17m長的鋼束分四節(jié)(即4m、4.5m、4.5m、4m),0號(hào)塊段利用箱梁側(cè)模板作為支撐,搭設(shè)水平承重架懸掛豎向預(yù)應(yīng)力束。
鋼波紋管安裝采取“雙管”法,即將小直徑的波紋管放入大直徑的波紋管內(nèi),待墩身一節(jié)段施工完成進(jìn)行第二節(jié)施工時(shí),將小管抽出,達(dá)到接長波紋管的目的。
按照預(yù)埋最長的豎向預(yù)應(yīng)力N0'束確定施工順序,根據(jù)爬模分節(jié)施工最大高度4.5m,在高度上作出調(diào)整,保證N0'束首次安裝時(shí),埋置于墩身內(nèi)盡量長,該工程考慮鋼絞線錨固端預(yù)埋時(shí)埋置在墩身段第一節(jié)墩身50cm處,滿足一次澆筑于墩身內(nèi)4m長。
如圖3所示,豎向預(yù)應(yīng)力鋼絞線施工步驟如下:
圖3 豎向預(yù)應(yīng)力鋼束分節(jié)施工示意圖
步驟一:墩身段第一節(jié)N0'鋼束(27.35m)安裝,預(yù)埋墩身內(nèi)4m,安裝時(shí)在墩身段第二節(jié)勁性骨架頂安裝承重支架,鋼絞線一次性穿束入波紋管長度7.5m。
步驟二:墩身段第一節(jié)混凝土澆筑后,在第三節(jié)勁性骨架頂安裝承重支架,然后提升N0'鋼束并拔出內(nèi)套波紋管,安裝N0"鋼束(23.35m),N0"一次性穿入波紋管8.5m。
步驟三:墩身段第二、三節(jié)混凝土澆筑完成后,在第四節(jié)勁性骨架頂安裝承重支架,提升N0'、N0"束,接長或拔出波紋管,安裝N0鋼束(12.35m),澆筑完成第四節(jié)混凝土。
步驟四:0號(hào)塊段首先安裝箱梁外側(cè)、翼緣模板,在翼緣模板頂安裝承重架,提升N0'、N0"、N0鋼束,懸掛固定,然后分兩次進(jìn)行0號(hào)塊施工。
(1)承重架設(shè)計(jì)
墩身段鋼絞線承重架焊接在9m側(cè)勁性骨架上,承重架高度1.6m,如圖4所示,包括立柱、承重梁和橫桿,單個(gè)承重架設(shè)5~7根立柱,交替焊接在勁性骨架橫梁上,承重梁焊接于立柱頂,立柱、承重梁均采用75mm等邊角鋼,橫桿采用Φ25mm鋼筋,長度60cm,焊接在承重梁上,掛設(shè)鋼絞線。
圖4 墩身段鋼絞線承重架布置圖(單位:cm)
(2)豎向預(yù)應(yīng)力束加工
豎向預(yù)應(yīng)力鋼絞線在地面加工,鋼絞線穿入Φ60mm和Φ50mm雙層波紋管,N0'鋼束波紋管長度分別為7.5m、5m,N0"鋼束波紋管長度為8m、4.5m。
為便于鋼絞線掛設(shè),利用鐵絲對(duì)位于波紋管上端的鋼絞線每隔50cm進(jìn)行捆綁,然后人工將其盤成直徑約1m的環(huán)形,再利用鐵絲將環(huán)形鋼束捆綁[3],豎向預(yù)應(yīng)力鋼束經(jīng)加工后形成“P”字型。
(3)豎向預(yù)應(yīng)力掛設(shè)、定位
如圖5所示,豎向預(yù)應(yīng)力安裝采用塔吊吊裝,懸掛在承重架[4]上。吊點(diǎn)設(shè)置在“P”字型鋼束“O”形部位,吊裝到位后,人工將豎向鋼束調(diào)整到指定的標(biāo)高位置,采用“井”鋼筋對(duì)其固定,保證其豎直狀態(tài)。
圖5 豎向預(yù)應(yīng)力鋼束安裝現(xiàn)場照片
(4)豎向預(yù)應(yīng)力束提升及波紋管接長
N0'束鋼絞線在施工至墩身第三、四節(jié),N0"鋼絞線在施工至墩身段第四節(jié)需將鋼絞線從上一節(jié)承重架上提升至下一節(jié)承重架。提升前,將需提升的“P”字型鋼絞線環(huán)形部分固定鐵絲解除,解除長度同提升高度,人工利用繩索將鋼絞線拉到下一節(jié)承重架上掛設(shè),依次逐束完成所有的鋼絞線提升作業(yè)。
波紋管接長采取“雙波紋管法”,拔出大直徑內(nèi)的小直徑波紋管。N0'鋼束雙管長度分別為7.5m和5m,在施工至墩身段第三節(jié)時(shí)需要拔出,接長至鋼絞線13m處,墩身段第四節(jié)4m波紋管采取將波紋管剖開從側(cè)面卷入鋼絞線,利用膠帶將剖開后的鋼束包裹密實(shí),包裹不少于三層,防止漏漿。N0"鋼束雙管長度分別為8m和4.5m,在施工至墩身段第四節(jié)時(shí)需要拔出,接長至鋼絞線12m處,波紋管長度滿足施工至墩頂處,無需再穿波紋管。
(1)承重架設(shè)計(jì)
0號(hào)塊豎向預(yù)應(yīng)力承重架安裝在0號(hào)塊兩側(cè)外模翼緣板上。承重架采用兩根L110mm×110mm等邊角鋼作為承重梁,角鋼間50cm間距焊接Φ16的鋼筋,鋪設(shè)木板作為操作平臺(tái)。承重架長9.5m,寬0.7m,單個(gè)0號(hào)塊設(shè)置4套,如圖6所示。
圖6 0號(hào)塊段豎向預(yù)應(yīng)力承重架設(shè)計(jì)圖(單位:cm)
(2)穿管、提升
豎向預(yù)應(yīng)力提升前,先解除環(huán)形的鋼絞線固定鐵絲,在0號(hào)塊底模上展開,安裝10m長的波紋管,然后利用繩索栓牢鋼絞線端頭,人工在0號(hào)塊承重架平臺(tái)上將其拉到承重架上,與承重架縱向鋼筋綁扎固定。
(3)張拉壓漿
豎向預(yù)應(yīng)力張拉在0號(hào)塊混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%后進(jìn)行,張拉前清除張拉端錨盒及雜物,并清理錨墊板處波紋管,確保壓漿孔與波紋管通暢。張拉利用千斤頂智能控制系統(tǒng)進(jìn)行,48h內(nèi)完成管道壓漿[2]。
該工程墩身段豎向預(yù)應(yīng)力(N0'束32束)首次安裝時(shí)間2d,后續(xù)鋼絞線提升作業(yè)施工時(shí)間2d。0號(hào)塊段豎向預(yù)應(yīng)力束(共112束)提升作業(yè)4d。經(jīng)對(duì)工效分析,施工時(shí)間相對(duì)較合理,未出現(xiàn)較大偏差。
豎向預(yù)應(yīng)力在安裝過程中,采取分段[1]設(shè)置承重架掛設(shè),確保鋼筋、模板施工不受豎向鋼絞線的影響,鋼絞線掛設(shè)、提升均在模板爬升一節(jié)后進(jìn)行,降低了承重架的相對(duì)高度,工人作業(yè)相對(duì)安全;針對(duì)波紋管安裝采取“雙管”法,解決了波紋管豎向接長穿管的難題,保證了施工作業(yè)效率及波紋管連接質(zhì)量。