張 巖,王立峰,賈中濤
(東北林業(yè)大學土木工程學院)
近幾年來,隨著預應(yīng)力混凝土梁橋的迅猛發(fā)展,橋梁施工技術(shù)也得到了巨大的改進,出現(xiàn)了許多簡便高效的施工方法,其中以懸臂施工法應(yīng)用最為廣泛。懸臂施工過程中需要以零號塊做為施工的平臺,逐漸向兩邊對稱施工。由此可見,零號塊施工的好壞直接影響著整個上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。以紫港大橋為例,對連續(xù)梁橋零號塊的施工做簡要的說明。
紫港大橋?qū)儆诤冀疳楦咚俪I交ネㄖ?05國道連接線工程,大橋全長296.5 m。主橋上部結(jié)構(gòu)采用40 m+65 m+40 m預應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁,截面形式為兩個分離的單箱單室截面,每個箱梁頂面寬12.4 m,底面寬6.5 m,主梁根部梁高4.0 m,主跨邊跨端部及跨中梁高2.2 m,梁高按R=320 m圓曲線變化。全橋頂板厚28 cm,跨中處腹板厚45 cm,支點處厚70 cm,底板從墩頂位置的80 cm后以R=320 m圓曲線變至合攏位置的28 cm厚。
紫港大橋零號塊采用支架現(xiàn)澆混凝土的方式,混凝土標號為C50號混凝土。整體施工方案如圖1所示。
支架采取150 cm×300 cm貝雷鋼架設(shè)計。貝雷支架為主要受力構(gòu)件,要保證各聯(lián)系桿件之間連接穩(wěn)定可靠,同時與承臺預埋件連接穩(wěn)固。完成搭設(shè)后以1.2倍的施工總荷載對支架進行預壓,施工總荷載需要考慮零號塊總重、模板與支架的重量、人群與施工機具的重量及風載等,充分消除支架的非彈性變形,測定實際彈性變形值,為立模板做準備。
支座是將上部結(jié)構(gòu)荷載傳遞給墩臺的構(gòu)件,支座的安裝質(zhì)量直接影響著整個橋梁的使用壽命。對于支座開箱時要檢查清單及合格證,清理縫隙中的雜物。安裝時確保位置準確,用鋼鍥塊調(diào)整支座,保證水平與平整,支座支承面四角高差不得大于2 mm,控制安裝高度,使之符合設(shè)計要求。地腳螺栓孔及支座底面墊層用環(huán)氧砂漿灌注,待砂漿硬化后拆除鋼楔塊并用環(huán)氧砂漿填補。為保證梁體正常轉(zhuǎn)動,必須在現(xiàn)澆混凝土梁體達到設(shè)計強度后,張拉預應(yīng)力之前拆除上下支座連接板,查看支座外觀,并及時做好防塵措施。
本橋梁體與墩身之間以非剛性的鉸支座聯(lián)接,雙懸臂工作狀態(tài)下屬于非靜定結(jié)構(gòu),由于箱梁自重、掛籃及施工荷載引起的巨大傾覆力矩,會出現(xiàn)傾覆失穩(wěn)現(xiàn)象。因此,通過施加預應(yīng)力臨時固結(jié)是梁體與墩身形成固定約束,確保施工安全。臨時固結(jié)施工時需注意以下幾點。
(1)與箱梁及墩頂接觸的臨時墊塊頂面必須刮平,保證接觸面平整清潔并涂抹隔離劑,便于拆除。
(2)為方便拆除,臨時錨固鋼筋在墊塊位置設(shè)置連接器。拆除臨時錨固塊和割斷錨固鋼筋時,采用風鎬人工鑿除,并做好隔熱措施,防止破壞支座。
(3)臨時墊塊澆筑必須嚴格遵守設(shè)計要求,確保墊塊的質(zhì)量。
本橋零號塊施工所需模板分為底模、外模、內(nèi)模及端頭模板。底模安裝時需要考慮橋梁的橫、縱向坡度。將模板支架安裝在托架上,二者之間需鋪設(shè)型鋼橫梁并安裝砂筒或鋼楔塊,便于拆除模板,支架上安裝分配梁后再鋪設(shè)底模板。底模板采用現(xiàn)場制作的5 mm厚鋼模板,用∟70×5 mm角鋼作為縱、橫肋??紤]模板的通用性,使用兩個掛籃的外模作為零號塊的外模,另外需要制作兩個6 m長的外模共同完成零號塊的施工要求,兩塊模板采用5 mm厚的鋼模板。外膜支架采用桁架結(jié)構(gòu),由[12槽鋼焊接而成,落在托架上的分配梁上,調(diào)整至設(shè)計高度后用穿心拉桿與內(nèi)模對拉固定并用型鋼頂緊。采用特制的鋼木組骨架框架貼竹膠模板作為內(nèi)模與橫隔板模板,安裝就位后用腳手架及可調(diào)式承托配合,將內(nèi)模頂緊,并設(shè)剪力撐將各桿件聯(lián)成整體,控制模板的位移和變形,保證腹板的厚度符合要求,自撐體系要設(shè)置在適當?shù)奈恢?。為防止?nèi)模板上浮,在內(nèi)模安裝后與墩頂上預先設(shè)置的防浮拉桿預埋件聯(lián)接,橫隔板人洞處采用滿堂木支架支撐拼裝的組合鋼模板進行施工。零號塊內(nèi)部倒角多,結(jié)構(gòu)形式復雜,內(nèi)模宜采用組合模板,梗肋部分還需要做特殊加工。安裝內(nèi)模時要預先挖出預應(yīng)力壓漿管道孔并做好保護措施,同時預留出混凝土施工用的振搗窗和觀察窗。端頭模板架利用∟100 mm×10 mm角鋼加工制作成鋼結(jié)構(gòu)骨架,用螺栓與內(nèi)外模聯(lián)結(jié)固定,鋪設(shè)竹膠板做為板面,端頭模板的質(zhì)量直接影響零號塊端部及預應(yīng)力管道成型要求。
鋼筋采用工廠預制,現(xiàn)場綁扎成型的方式,綁扎的形式選用綁扎與電焊組合,綁扎質(zhì)量須符合規(guī)范要求。在鋼筋骨架上精確定位后將預應(yīng)力筋預留孔道固定,如鋼筋與管束相沖突時以管道優(yōu)先,但只能移動鋼筋不得切斷,遇到必須切斷鋼筋時,待施工完畢,將切斷鋼筋焊接完好。鋼筋保護層須符合規(guī)范要求。
預應(yīng)力管束根據(jù)設(shè)計坐標要求采用“井”字型定位支架固定,束管埋設(shè)須平順。接頭處用膠帶包裹密實,不得出現(xiàn)毛刺、折角等不良現(xiàn)象,端部必須密封,防止雜物掉入。澆筑混凝土時,為防止管道變形用硬質(zhì)尼龍管填充。
規(guī)范規(guī)定,澆筑混凝土時盡可能一次完成澆筑,梁體較高時可采用分層澆筑??紤]到零號塊體積大,梁體較高,為防止出現(xiàn)蜂窩或空洞,故采取分層澆筑的方式?;炷列栌蒙唐坊炷?,集中在拌和站拌和,用3臺×6.0 m3攪拌運輸車運送至現(xiàn)場,通過固定泵泵送?;炷凉潭ū帽盟腿^程需專人負責指揮,從入倉口開始驗收混凝土質(zhì)量,嚴格按照設(shè)計要求,防止雜物混入堵塞管道。泵送過程中,檢查輸送管道接頭質(zhì)量,防止漏漿。澆筑零號塊混凝土時要求均衡對稱施工,務(wù)必一次澆筑成型,允許偏差值不得超過50%。工作人員定崗、定員、定點振搗混凝土,邊振邊查,嚴防泄漏或過振,對于箱梁肋腹板、管束密集處等特殊部位應(yīng)采取二次復振。混凝土澆筑完畢后,采用體外鋼模和體內(nèi)束管沖水降溫的方式養(yǎng)護,用麻袋覆蓋混凝土表面灑水養(yǎng)護,濕潤養(yǎng)護不得少于7 d。嚴格控制混凝土內(nèi)外溫差,防止出現(xiàn)裂縫。同等條件下養(yǎng)護混凝土試塊,待強度達到45 MPa后方可施加預應(yīng)力。
混凝土養(yǎng)護期間進行端部鑿毛,穿預應(yīng)力鋼絞線。預應(yīng)力鋼絞線采用砂輪機切割,嚴禁使用氧乙炔電焊,預留不小于80 cm作為張拉工作長度。當鋼絞線長度小于50 m時,采用單根人工穿束,大于50 m時用機械輔助穿束。縱、橫向預應(yīng)力筋選用低松弛高強度Φs15.2 mm鋼絞線,錨具分別采用YM15型和BM15型;豎向預應(yīng)力筋選用JL32 mm精軋螺紋鋼,YGM/32錨固系統(tǒng)。待混凝土達到設(shè)計強度后按照先縱向后橫向再豎向的順序張拉預應(yīng)力鋼絞線,縱、橫向預應(yīng)力張拉采用兩端對稱張拉,豎向預應(yīng)力張拉采用單頭張拉且隔7 d反復張拉二次,預應(yīng)力張拉實行“雙控”質(zhì)量標準。張拉操作人員須持上崗證定職、定崗進行操作,操作過程須符合設(shè)計要求或規(guī)范要求。預應(yīng)力張拉工序是0→10%σcon(初始應(yīng)力)→100%σcon(控制應(yīng)力)→持荷2 min。張拉完成后進行封錨及管道壓漿,壓漿壓漿控制壓力為0.5~0.7 MPa,漿液中添加微膨脹劑,使壓漿飽滿。
零號塊施工質(zhì)量是保證整個懸澆箱梁施工質(zhì)量的重要前提,由于零號塊體積大,結(jié)構(gòu)復雜,給施工加大了難度。紫港大橋零號塊的成功施工為同類橋梁的施工起到參考作用。綜合以上施工說明對施工和監(jiān)控提出幾點意見。
(1)零號塊體積大,內(nèi)部鋼筋、管束密集,混凝土的振搗必須嚴格按照規(guī)范施工,確?;炷恋拿軐嵍?。
(2)密切注意混凝土水化熱對結(jié)構(gòu)的影響。
(3)零號塊支架施工前要進行完整的設(shè)計與驗算,保證施工時的穩(wěn)定性。
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