翟光耀 季鳳飛
先簡支后連續(xù)混凝土箱梁綜合集成了簡支梁橋和連續(xù)梁橋的優(yōu)點,近年來被廣泛應(yīng)用于高速公路與城市道路工程。它利用簡支梁可以在工廠規(guī)模化預制施工的特點,用濕接縫把相鄰跨的梁連接成連續(xù)梁,極大地提高了梁體的結(jié)構(gòu)整體性、剛度和線路的平整性,從而具備了連續(xù)梁優(yōu)越的使用效果。同時也克服了簡支梁的梁端伸縮縫造價高但易受破壞、行車不舒適、橋面連續(xù)容易破壞及連續(xù)梁橋?qū)Φ鼗椭Ъ芤蟾摺⒔Y(jié)構(gòu)復雜、搭設(shè)支架費用較高、采用掛籃懸臂現(xiàn)澆工期較長等缺點。這種結(jié)構(gòu)形式不但降低了施工勞動強度、顯著加快建橋速度、縮短了工期,且梁體質(zhì)量易于保證?,F(xiàn)就如何防治施工中容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題,針對施工過程控制要點作進一步論述。
箱梁底板與腹板交接處常發(fā)生漏漿、不密實,出現(xiàn)孔洞、冷縫、水波紋等現(xiàn)象。這種缺陷形成的原因,除了設(shè)計上鋼筋間距、保護層過小外,從施工質(zhì)量控制角度看主要是:施工工藝不完善,骨料級配不合理,粗骨料粒徑偏大。在底層波紋管上緣,粗骨料易堆積在一起,為了保證梁體密實性,必然要加強腹板波紋管下混凝土振搗,有時就可能造成振搗過度,在波紋管下緣形成一層砂漿層,從外觀上看,梁體在腹板局部出現(xiàn)不密實或沿底層波紋管方向出現(xiàn)一層水波紋。針對以上問題,可采取以下防治措施:
模板與模板接縫應(yīng)嵌入橡膠條,以防漏漿,整個混凝土澆筑工作要事先準備充分,各工序銜接緊湊,澆筑腹板波紋管以下混凝土要嚴格控制粗料粒徑,對粗骨料進行過篩,控制好施工時的混凝土坍落度,必要時也可采用直徑較小的振搗棒,振搗時間不宜過長,一般在30 s~50 s為宜,澆筑順序從梁的一端向另一端逐步推進等。
預應(yīng)力孔道宜采用鋼制波紋管,預留管道位置應(yīng)精確,按梁長方向每隔1 m左右設(shè)置一道定位筋,曲線部分適當加密,以確保管道坐標的準確。預應(yīng)力筋安裝后,應(yīng)對其位置進行檢查,直線線形是否順直,曲線線形是否圓滑,預應(yīng)力筋是否牢固,接頭是否完好,管壁有無破損(如有破損,應(yīng)及時用粘膠修補),錨墊板位置安裝是否準確等。安裝錨具時應(yīng)使錨板對中,夾片均勻打緊并外露一致。安裝千斤頂時,對直線鋼束應(yīng)使張拉力作用線與孔道中心線重合,對曲線鋼束,應(yīng)使張拉力的作用線與孔道中心線的末端切線重合?;炷翉姸葢?yīng)達到90%后才能進行張拉。張拉時,應(yīng)從鋼絞線兩端同時對稱張拉,以油壓表應(yīng)力控制為主,張拉伸長值做校核,實際伸長值與理論伸長值的誤差應(yīng)控制在±6%以內(nèi),否則必須查明原因并采取措施加以調(diào)整,方可繼續(xù)張拉。出現(xiàn)誤差的主要原因有:1)油表讀數(shù)不夠精確。目前,一般油表讀數(shù)至多精確至1M Pa,1 MPa以下讀數(shù)均只能估讀,而且持荷時油表指針往往來回擺動。2)千斤頂校驗方法有缺陷。千斤頂校驗時無論采用主動加壓,還是被動加壓,往往都是采用加壓整數(shù)時對應(yīng)的千斤頂讀數(shù)繪出千斤頂校驗曲線,施工中將張拉力對應(yīng)的油表讀數(shù)在曲線上找點或內(nèi)插,這樣得到的油表讀數(shù)與千斤頂實際拉力存在著系統(tǒng)誤差。另外,還可能由于千斤頂油路故障導致油表讀數(shù)與千斤頂實際張拉力不對應(yīng)。3)計算理論延伸量時,預應(yīng)力鋼絞線彈模取值不準。一般彈模取值主要根據(jù)試驗確定,取試驗值的中間值,鋼絞線出廠時雖然能符合國標要求,但本身彈模離散較大,不太穩(wěn)定,可能導致實測延伸量與理論延伸量誤差較大,超出規(guī)范要求。針對以上問題,可采取如下防治措施:1)張拉人員要相對固定,張拉時采用應(yīng)力和伸長量“雙控”。2)千斤頂、油表要定期校驗,張拉時發(fā)現(xiàn)異常情況要及時停下來找原因,必要時重新校驗千斤頂、油表。3)千斤頂、油表校驗時盡量采用率定值,即按實際初應(yīng)力、控制應(yīng)力校驗對應(yīng)的油表讀數(shù)。4)擴大鋼絞線檢測頻率,每捆鋼絞線都要取樣做彈模試驗,及時調(diào)整鋼絞線理論延伸量。
張拉后24 h內(nèi)務(wù)必及時壓漿,主要是防止預應(yīng)力筋銹蝕,如果施工安排不當,工序銜接不好,張拉后不及時壓漿,會造成預應(yīng)力筋銹蝕,引起預應(yīng)力損失。壓漿時技術(shù)人員必須跟班檢查,控制灰漿壓力,當孔道較長或采用一次壓漿時,應(yīng)適當加大壓力,壓漿時應(yīng)達到孔道另外一端飽滿出漿、排氣孔排出與規(guī)定稠度相同的水泥漿時為止。因故中途停壓不能一次壓滿時,應(yīng)立即用壓力水沖洗干凈,研究處理后再壓漿,壓漿完畢后要及時清洗壓漿機和壓漿管,以防堵塞,保證下一次壓漿的順利進行。
先簡支后連續(xù)混凝土箱梁最關(guān)鍵的施工工藝就是連續(xù)段的施工與體系轉(zhuǎn)換,主要包括混凝土的澆筑、二次張拉和體系轉(zhuǎn)換?;炷翝仓r,預制箱梁梁端與接縫混凝土連接面應(yīng)鑿毛處理,要把原來混凝土表面全部鑿至露出石子,并沖洗干凈,澆筑前灑水濕潤,以保證混凝土接縫強度。為減少溫度變化對混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力,混凝土澆筑時間應(yīng)選擇一天最低氣溫時澆筑。
濕接頭混凝土養(yǎng)生到設(shè)計要求的強度后,張拉合龍段預應(yīng)力束。張拉應(yīng)遵循對稱張拉、先邊墩后中墩、先腹板合龍束后底板頂板合龍束的原則進行,并嚴格執(zhí)行張拉工藝。張拉后及時壓漿封錨。
當每一聯(lián)的預應(yīng)力施加完成,且管道水泥漿達到設(shè)計強度時,就可以進行體系轉(zhuǎn)換。體系轉(zhuǎn)換的目的是將預制板由簡支變?yōu)檫B續(xù),直接關(guān)系到連續(xù)梁的承載能力。由于這種結(jié)構(gòu)支座間距大,易造成梁體三條腿受力現(xiàn)象,使箱梁扭曲而影響使用壽命。一般采用在濕接縫施工前先將永久支座置于墊石上,放好后在支座外周圍安裝底模,并采取有效措施密封,嚴防漏漿,然后將支座鋼板放置在支座上,并進行預壓,以消除三者之間的空隙和一部分非彈性變形,再進行混凝土澆筑施工。在臨時支座拆除過程中應(yīng)保證箱梁同時下落,可優(yōu)先選用鋼砂頂臨時支座。
箱梁頂面調(diào)平層由于施工缺陷及結(jié)構(gòu)本身的特點,容易出現(xiàn)裂縫。箱梁頂面調(diào)平層的設(shè)計厚度一般都小于10 cm,由于箱梁張拉起拱差異,安裝誤差等原因,造成箱梁頂面調(diào)平層厚度不均勻、部分橋面調(diào)平層厚度過薄,削弱了橋面鋪裝層的剛度和承載能力,從而易造成鋪裝層破壞。在中墩支座處是負彎矩區(qū),上緣受拉,有的設(shè)計要求調(diào)平層與箱梁頂板必須按施工縫處理,這樣即使橋面鋪裝與箱梁形成整體后,鋪裝層參與受力,按三角形應(yīng)力分布圖式,越是距中性軸越遠的地方,應(yīng)力越大,越容易開裂,而且箱梁是預應(yīng)力混凝土,調(diào)平層是普通鋼筋混凝土,熱膨脹系數(shù)不一樣,因此隨著時間的推移,混凝土調(diào)平層開裂是不可避免的。
為防止因梁板的起拱度過大與差異造成鋪裝層厚度不均而出現(xiàn)裂縫,存梁期限不要太長,梁吊裝完成后要盡快進行鋪裝層施工,盡可能地保證鋪裝層厚度。同時嚴把材料質(zhì)量關(guān),以保證混凝土的整體強度,還可以在調(diào)平層混凝土中摻聚丙烯纖維,來防止鋪裝層出現(xiàn)裂縫。鋪裝前應(yīng)將梁表面進行鑿毛處理并清除干凈,增強鋪裝混凝土與橋面的粘聚力,防止出現(xiàn)“空鼓”現(xiàn)象;設(shè)置定位鋼筋,防止施工時造成鋼筋走位,削弱鋼筋網(wǎng)承受荷載的能力;調(diào)平層施工完成后應(yīng)加強養(yǎng)護,防止出現(xiàn)干縮裂縫;避免提前通車,造成橋面在強度不高、變形未穩(wěn)定的情況下過早承受重載的作用,從而造成橋面損壞。
隨著先簡支后連續(xù)混凝土箱梁施工方法及施工工藝的不斷優(yōu)化,施工過程中把握控制要點,嚴格按規(guī)范要求施工,以消除預應(yīng)力混凝土箱梁的質(zhì)量隱患,充分發(fā)揮先簡支后連續(xù)工藝造價低、施工速度快、行車舒適、橋型美觀等優(yōu)點,使得箱梁這種結(jié)構(gòu)形式得到更大的推廣應(yīng)用。
[1] GB 50204-2002,混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].
[2] 靳 玲.先簡支后連續(xù)梁橋的設(shè)計與施工[J].山西建筑,2009,35(16):329-330.