摘要 為充分運用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù),確保橋梁工程質(zhì)量穩(wěn)定性,文章以呂梁市黃河一號旅游公路石樓段工程建設(shè)項目第二合同段為例,重點闡述預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)要點及所取得的成效,對施工常見質(zhì)量問題及對策展開分析。該工程在規(guī)定工期內(nèi)順利竣工,經(jīng)質(zhì)量檢驗橋梁結(jié)構(gòu)無明顯質(zhì)量病害,承載力符合要求,期望能夠為相關(guān)工程施工提供參考和借鑒。
關(guān)鍵詞 公路橋梁工程;預(yù)應(yīng)力施工技術(shù);技術(shù)要點;質(zhì)量控制
中圖分類號 U445.57 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949(2023)15-0108-03
0 引言
隨著交通運輸事業(yè)的發(fā)展,公路橋梁逐漸成為交通運輸主要構(gòu)成要素,同時也對橋梁工程施工質(zhì)量提出了極高要求。預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)是公路橋梁工程常用施工技術(shù)工藝,能夠保證橋梁施工質(zhì)量,但在施工過程中智能張拉控制不良、鋼絞線斷絲、波紋管堵塞等問題在一定程度上限制著施工效果。因此,該文結(jié)合實際工程案例,對預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)方案的重點及要點展開論述,對于提高橋梁工程預(yù)應(yīng)力施工水平具有重要意義。
1 橋梁工程概況
黃河一號旅游公路石樓段工程建設(shè)項目第二合同段位于呂梁市石樓縣小蒜鎮(zhèn)與辛關(guān)鎮(zhèn)境內(nèi),全線總長度8.2 km,起點樁號為K20+300,終點樁號為K28+500,全線呈南北走向,經(jīng)閆家河底和王家洼村。該項目橋梁工程采取預(yù)應(yīng)力混凝土施工,共預(yù)制40 m 預(yù)應(yīng)力混凝土T 梁56 片、30 mT 梁16 片,合計72 片T 梁位于蓋梁上,橋梁樁基礎(chǔ)為灌注樁。如下論述預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)要點。
2 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工技術(shù)要點
2.1 預(yù)應(yīng)力施工準(zhǔn)備,設(shè)置制梁臺座及存梁臺座
2.1.1 對制梁臺座進(jìn)行設(shè)置
對預(yù)制場地進(jìn)行平整和硬化處理,在龍門吊走行軌范圍內(nèi)設(shè)置存梁臺座、制梁臺座。制梁臺座置于土質(zhì)基底上時,基底采用碎石換填處理,換填厚度0.5 m,寬度按45° 應(yīng)力擴(kuò)散角予以加寬,兩側(cè)設(shè)0.2 m 襟邊;置于碎石之上時,制作C20 混凝土臺座,高度為40 cm。臺座兩側(cè)上角包角鋼,角鋼與混凝土面齊平,臺座頂面鋪4 mm 厚鋼板與兩側(cè)角鋼點焊牢固,混凝土臺座頂面下15 cm 設(shè)φ5 cm 拉筋孔,間距與模型立桿拉筋孔間距相同。考慮到張拉時,梁體會上拱,兩端受力集中,在基底處理和澆筑制梁臺座混凝土?xí)r,在距端頭3.0 m 范圍內(nèi),將基礎(chǔ)和混凝土臺座加寬加深,并在臺座混凝土中加設(shè)鋼筋,以滿足承載力要求[1]。
2.1.2 對存梁臺座進(jìn)行設(shè)置
存梁臺座基底處理方案與制梁臺座一致,上方利用C20 混凝土做寬度為0.3 m、高度為0.2 m 的條基臺座,存放方式為單層存放。
2.2 T 梁模板工程施工,確保模板密封性良好
梁體的外模為大塊鋼模板,厚度為5 mm,其剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性等性能參數(shù)指標(biāo)均符合施工要求。每套模板分四節(jié),由螺栓連接成整體。在模板安裝施工過程中,將模板撓度及變形情況作為控制要點,撓度不得高于1/400 跨度,變形量不得高于1.5 mm。同時,綜合考慮鋼模板可以重復(fù)利用的節(jié)能性,在施工時加強(qiáng)保護(hù),避免損壞。底模制作時采取小體積拼接方式,為拆裝和運輸提供便利。側(cè)模則根據(jù)每節(jié)T 梁的長度分為4 節(jié)制作,以螺栓連接,刨邊對接,將接縫寬度控制在2 mm 以下,保證側(cè)模拼接嚴(yán)密性。端模采用整體模板,以螺栓和外模形成連接。同時為避免模板漏漿,施工時加雙面膠泡沫膠帶進(jìn)行密封止水。在澆筑混凝土前,對模板內(nèi)表面進(jìn)行全面清理,模板接觸混凝土地面用淺色液狀石蠟涂抹均勻。
2.3 智能張拉系統(tǒng)配置,調(diào)整張拉系統(tǒng)協(xié)調(diào)性
預(yù)應(yīng)力張拉施工采取智能張拉方式,智能張拉系統(tǒng)如圖1 所示,其主要構(gòu)成包括主機(jī)、千斤頂、油泵、限位板等,依托計算機(jī)控制系統(tǒng)實現(xiàn)預(yù)應(yīng)力張拉過程的自動化智能化控制。智能張拉系統(tǒng)可借助于傳感器對鋼絞線的伸長量、張拉設(shè)備壓力參數(shù)等進(jìn)行采集,由信號線向主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,經(jīng)主機(jī)智能研判后,泵站獲取相應(yīng)指令,從而調(diào)整電機(jī)的運行參數(shù),使張拉力得到良好控制。該項目所用千斤頂為YCWZ-150B 型,采用高壓橡膠管作為油管,其標(biāo)準(zhǔn)工作壓力> 30 MPa,限位板和工具錨配套使用,限位6 mm,千斤頂油表最大顯示數(shù)為60 MPa,精度為±2%[2]。
2.4 預(yù)應(yīng)力孔道施工,便于鋼絞線穿束
該工程以金屬波紋管作為圓型鋼束管道,施工前對波紋管孔道尺寸及位置參數(shù)進(jìn)行測量,將垂直孔道預(yù)留在端部位置,確??椎榔巾?,減少在預(yù)應(yīng)力張拉施工環(huán)節(jié)形成較大的摩擦力。使用φ10 定位鋼筋對預(yù)應(yīng)力管道予以固定連接,定位鋼筋的設(shè)置間距為0.5 m,在曲線段位置適當(dāng)增加定位鋼筋數(shù)量,避免在澆筑混凝土過程中出現(xiàn)形變或者位移。在孔道施工時,配合使用大直徑但材質(zhì)相同的管道連接波紋管接頭,長度為連接管道內(nèi)徑的8 倍,確保連接緊固,在混凝土澆筑過程中不會出現(xiàn)移動。為避免孔道在混凝土澆筑時出現(xiàn)滲漏,在管道頂部使用紗布進(jìn)行封堵,在對連接點進(jìn)行焊接施工時,提醒施工人員盡量避免在波紋管中掉入火花。同時,還需在波紋管中對壓漿孔予以設(shè)置,將排水孔和排氣孔設(shè)置在最低點和最高點位置,所設(shè)置的孔洞直徑均不低于20 mm,有效保證排氣和排水效果[3]。兩個管道之間使用金屬扣件進(jìn)行連接,在端部位置設(shè)置封蓋,以防止雨水或者雜物進(jìn)入。對波紋管施工質(zhì)量進(jìn)行全面檢查,對于存在裂縫位置及時進(jìn)行更換或以膠帶密封包裹。在完成混凝土澆筑工序后,抽出其中的塑料導(dǎo)管并進(jìn)行鋼絞線穿束。
2.5 龍門吊澆筑混凝土配合振搗,保證混凝土密實度
完成以上施工內(nèi)容后,配合使用龍門吊對混凝土進(jìn)行吊運、澆筑,如圖2 所示為T 梁混凝土澆筑現(xiàn)場。在澆筑施工前對混凝土材料離析情況進(jìn)行檢查,檢測坍落度在12~16 cm 之間。采取分層澆筑,每層高度不超過30 cm。在施工過程中由T 梁一端逐漸向另一側(cè)緩慢推進(jìn),在距離另一端5 m 位置時停止?jié)仓?,由另一端向中間推進(jìn)澆筑。首層澆筑高度需在馬蹄頂部以下,確保馬蹄結(jié)構(gòu)位置的混凝土密實性良好。
隨著澆筑工作的進(jìn)行,安排施工人員進(jìn)行混凝土振搗施工,在實際施工時下層混凝土未充分振搗密實之前,不允許澆筑上層混凝土。在該項目中,振搗施工以機(jī)械為主,機(jī)械無法振搗的位置以人工為輔,在振搗過程中禁止觸碰預(yù)應(yīng)力管道、模板、錨墊板以及鋼筋等結(jié)構(gòu)。對于鋼筋布置相對密集的區(qū)域,為降低后續(xù)振搗難度,對該區(qū)域邊澆筑邊振搗,保證混凝土密實性良好。
2.6 預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束,為智能張拉做好準(zhǔn)備
該工程以預(yù)應(yīng)力筋作為鋼絞線,具有強(qiáng)度高且松弛度低的特性,其直徑為15.2 mm,截面積為140 mm2。一束預(yù)應(yīng)力筋由7 根鋼絞線綁扎而成,標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度達(dá)到1 860 MPa,符合預(yù)應(yīng)力智能張拉施工標(biāo)準(zhǔn)。為進(jìn)一步保證施工質(zhì)量,合作的鋼絞線生產(chǎn)商均具有相應(yīng)資質(zhì),在材料進(jìn)場前以每1 t 抽檢3 盤的比例進(jìn)行抽檢,抽檢指標(biāo)包括外觀質(zhì)量、直徑偏差和力學(xué)性能等,拒絕質(zhì)量不合格的產(chǎn)品進(jìn)場。鋼絞線檢驗合格后,對鋼絞線長度進(jìn)行計算,配合使用砂輪切割機(jī)進(jìn)行材料加工。加工完成后保證鋼絞線順直無纏扭,在預(yù)應(yīng)力孔道施工完成后,隨即進(jìn)行鋼絞線穿束施工。在穿束施工前,安裝張拉端的錨具、螺旋筋以及錨墊板,編束鋼絞線、清理張拉孔道后,以機(jī)械牽引的方式完成穿束。
2.7 合理設(shè)置張拉參數(shù),開展智能張拉施工
在智能張拉施工前,標(biāo)定千斤頂和油表,在出現(xiàn)異常時第一時間予以校核。該項目在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的85% 且混凝土齡期在7 d 及以上時進(jìn)行鋼絞線智能張拉,設(shè)定如表1 的智能張拉參數(shù)。固定千斤頂、鋼絞線、限位板等配套設(shè)施后,對智能張拉系統(tǒng)使用數(shù)據(jù)線與高壓油管進(jìn)行連接。完成上述準(zhǔn)備工作后,接通電源,啟動預(yù)應(yīng)力智能張拉儀,在系統(tǒng)中錄入實際施工技術(shù)參數(shù),對智能張拉儀的信號傳輸情況進(jìn)行檢查,將千斤頂?shù)奈灰魄辶?,由兩端同時進(jìn)行張拉和頂錨[4]。
在張拉過程中,現(xiàn)場技術(shù)人員在橋梁的側(cè)面觀察和操作,一方面可以時刻觀察到橋梁兩端的變化,另一方面,一旦出現(xiàn)突發(fā)狀況可減少對人員的威脅,一旦施工時出現(xiàn)突發(fā)狀況,及時停止系統(tǒng)運行,對故障處理后繼續(xù)張拉。完成第一孔道的張拉后,系統(tǒng)將自動生成張拉數(shù)據(jù),操作油泵后進(jìn)行下一孔的張拉。完成所有孔道的智能張拉后,對油泵進(jìn)行退油操作,將計算機(jī)控制系統(tǒng)關(guān)閉。該工程在完成T 梁預(yù)應(yīng)力張拉后,靜置2 h,多余的鋼束使用砂輪機(jī)進(jìn)行打磨,錨頭位置使用收縮性一般的水泥進(jìn)行封堵,便于后續(xù)孔道壓漿。
2.8 預(yù)應(yīng)力孔道壓漿施工,確保漿液密實填充
鋼絞線張拉完成后24 h 內(nèi)進(jìn)行壓漿施工,壓漿前對灌漿泵和真空泵的性能進(jìn)行檢驗,對抽真空端和壓漿端的壓漿管、球閥及三通接頭等連接裝置的暢通性進(jìn)行檢查,利用風(fēng)泵吹去孔道內(nèi)的積水和灰塵。在拌水泥漿的30 min 內(nèi)進(jìn)行壓漿施工,啟動壓漿泵將調(diào)整壓力為0.7~1.2 MPa,檢驗所排出漿液的黏稠度,在性能符合施工標(biāo)準(zhǔn)后,連接壓漿泵輸送管和錨墊板壓漿管,進(jìn)行有序的壓漿施工。施工時,對排氣閥流出水泥砂漿的稠度和灌入的水泥砂漿稠度進(jìn)行檢驗,二者相同后繼續(xù)跑漿20 s,直到無水沫氣泡冒出后,對出漿口和孔眼進(jìn)行封閉,使壓力升到0.7 MPa 后停止。待壓漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求后,用砂輪機(jī)切除多余的鋼絞線,再進(jìn)行張拉端的封錨施工。
2.9 封錨處理,完成預(yù)應(yīng)力梁體施工
預(yù)應(yīng)力孔道壓漿完成后,沖洗、鑿毛處理橋梁中所埋設(shè)的錨具,設(shè)置鋼筋網(wǎng)后進(jìn)行封錨。在封錨施工過程中嚴(yán)格控制梁體長度,對裸露的錨具進(jìn)行防腐蝕處理。在吊運梁體前,再次對孔道內(nèi)水泥砂漿的強(qiáng)度進(jìn)行檢驗,保證強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的85%??紤]到橋梁起拱問題,該工程在預(yù)制拼接完成后,進(jìn)行濕接縫施工,在底模位置以拋物線的原理設(shè)計反拱(2.5 cm)。
4 結(jié)語
綜上所述,呂梁市黃河一號旅游公路石樓段工程建設(shè)項目第二合同段位橋梁工程采取預(yù)應(yīng)力施工技術(shù),通過科學(xué)落實各項施工技術(shù)工藝要點及質(zhì)量控制對策,該工程順利在要求工期內(nèi)竣工,橋梁外觀質(zhì)量及內(nèi)部結(jié)構(gòu)性能均符合橋梁建設(shè)要求。
參考文獻(xiàn)
[1] 周波. 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工技術(shù)應(yīng)用[J]. 運輸經(jīng)理世界, 2022(12): 103-105.
[2] 陳成武. 大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)[J].江蘇建材, 2022(3): 73-75.
[3] 高海斌. 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工技術(shù)及質(zhì)量控制[J].交通世界, 2022(10): 61-63.
[4] 殷曉偉. 預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工技術(shù)關(guān)鍵點分析[J].人民交通, 2022(14): 79-81.
[5] 鄭巖. 橋梁工程上部現(xiàn)澆箱梁預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)要點[J]. 建筑技術(shù)開發(fā), 2022(18): 124-126.