摘要:簡述了某橋梁項目的工程概況,分析了該橋梁工程施工中的重點難點,從合理布置預制場和門式起重機、鋼筋施工、預應力管道布設、鋼絞線穿束、模板制作和安裝、混凝土制作與澆筑、預應力張拉施工和孔道壓漿等方面闡述了預應力混凝土預制T梁施工關鍵技術。
關鍵詞:橋梁工程;預制T梁;施工技術;生產(chǎn)配合比;真空壓漿
0 引言
與其他施工工藝相比,T梁施工技術的施工質量高、速度快、安全性能好,具有很好的適應能力,在不同的橋梁施工中得到廣泛運用[1-2]。由于T梁施工技術具有施工工藝復雜、質量要求嚴格、監(jiān)管難度大,需要對其施工技術進行深入研究。
1 工程概況
某橋梁工程總長度為162.4m,橋梁主拱凈跨度為120m,橋面寬度為6m。橋梁整體采用了T梁結構。該橋梁項目施工現(xiàn)場環(huán)境較為復雜,施工工期緊張,質量要求非常嚴格。為了提高橋梁施工的整體效率和施工質量,最終決定采取預制T梁施工技術。首先在預制場進行T梁制作,制作完成以后將其運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進行搭建。
該橋梁項目共預制梁板820片,其中預應力混凝土T梁為660片,其余為預應力空心板梁。T梁梁體的長度規(guī)格主要有3種,分別是20m,30m和35m;空心板梁長度為15m,共計160片。按照項目施工的設計要求,空心板梁和T梁都采取后張法進行預制。
2 橋梁工程施工重點難點分析
該橋梁項目預制梁板采取集中預制方法,為了便于預制梁板的運輸,將預制場搭建在該橋梁工程的中間部位,因此該橋梁工程按照從中間到兩側的順序進行施工。因為該橋梁工程的施工環(huán)境較為復雜,垂直方向的便道無法直接打通,需依托N35道路修建施工便道,這也是該橋梁工程施工中的重點難點。
該橋梁項目施工區(qū)域的積水較多,且自然降水量大,對施工作業(yè)帶來了較大的挑戰(zhàn)。因此需要提前對預應力混凝土預制T梁進行雨水防護處理。另外,對于梁板的制作,運輸以及安裝的全過程需要進行相應的防護,避免雨水對T梁造成銹蝕。
3 預應力混凝土預制T梁施工關鍵技術
3.1 合理布置預制場和門式起重機
由于該橋梁項目預制梁板的數(shù)量較多,經(jīng)研究決定預制場設置在橋梁主線K119+500位置,占地總面積約為1.63萬m2,根據(jù)預制不同規(guī)格梁板的需要,共搭建了20個預制臺座,其中13個為T梁臺座,7個空心板梁臺座。搭建臺座時,做好其地基的加固處理,防止臺座在制作T梁和梁板時地基發(fā)生沉降。搭建的臺座要滿足制作T梁和梁板的承載能力和尺寸要求。為了保證預制梁板底面平整,在搭建臺座時,在臺座的上表面裝設與T梁和梁板底面長度和寬度相同的、厚度不小于8mm的鋼板。
為了保證施工質量、提高預應力混凝土預制梁板的作業(yè)效率,同時較好地解決施工變道缺乏問題,安裝了2臺起重質量為110t、跨度為30m的門式起重機,用于預制梁板的運輸作業(yè)。此外安裝了2臺起重質量為10t、跨度為30m的門式起重機,用于吊裝制作預應力梁板所需的材料。根據(jù)門式起重機的起重質量,在軌道下方鋪設鋼筋混凝土基礎。
3.2 鋼筋施工
3.2.1 鋼筋上料
按照設計要求,橋梁工程中使用的鋼筋均為Ⅰ級鋼筋,鋼筋進場必須分批次對其品種、規(guī)格、型號、生產(chǎn)廠家出具的合格證以及檢驗報告進行檢查驗收,經(jīng)驗收符合設計要求的鋼筋才可以進入鋼筋加工場進行分類存放管理。因為施工場地積水量大,雨水充沛,為有效的防止雨水對鋼筋造成銹蝕,在鋼筋進入鋼筋加工場碼放時,需要墊高與地面保持一定距離,并采取覆蓋薄膜的方式對鋼筋進行充分的苫蓋。
3.2.2 鋼筋加工
鋼筋加工場配備了調直機、切斷機、折彎機、電焊機等鋼筋加工設備。鋼筋工根據(jù)施工安排和鋼筋加工圖紙,進行鋼筋的加工制作。鋼筋加工時,其兩根鋼筋的接頭部位應加工出同樣規(guī)格的螺紋,螺紋的長度要大于連接套筒的一半,在鋼筋綁扎時采用連接套筒連接并緊固。
3.2.3 鋼筋綁扎及焊接
T梁的鋼筋綁扎可采用局部與整體相結合的綁扎方法,即在鋼筋加工場綁扎、點焊成節(jié)段骨架,再運輸?shù)脚_座上采用搭接或焊接方法連成一個整體鋼筋骨架。為了控制梁板混凝土保護層厚度,需在主筋的外側綁扎固定體質的標準混凝土墊塊,其厚度在5mm以內,按梅花形布設,其間距不大于1m。鋼筋的接頭要安排在鋼筋承受力比較小的位置,且鋼筋之間的接頭要錯開布置,使得鋼筋接頭之間的距離大于1.4倍的搭接長度。鋼筋接頭不宜過多,鋼筋接頭的截面積占總受力鋼筋截面積的百分比如表1所示。
使用雙面電弧焊機對已經(jīng)就位的鋼筋進行焊接。若因施工現(xiàn)場焊接條件達不到雙面焊的要求時,可以采用單面焊的方式對鋼筋進行焊接。在焊接過程中需要保證兩個連接鋼筋的軸線處于同一水平線。兩根鋼筋連接的焊縫長度需要大于5倍的鋼筋直徑,如果采取單面焊的焊接方式,則需要大于10倍的鋼筋直徑。在鋼筋綁扎施工時,需要對梁體兩端、錨固加強筋、支座加強筋和支座預埋鋼板做進一步加固。
3.3 預應力管道布設
該橋梁項目預制梁板鋼筋完成鋼筋綁扎作業(yè)后,進行預應力管道即金屬波紋管布設。波紋管的接頭可采取大一號波紋管連接,接頭處采用膠布纏緊,以防止漏漿。當鋼筋與波紋管發(fā)生矛盾時,應適當移動鋼筋位置,必須確保波紋管坐標處于設計位置。
波紋管的坐標位置調整到設計位置后,焊接波紋管定位支架。波紋管定位支架按設計要求采取井字形布置方式,每個定位筋的距離為0.5m,要焊接牢固并具有一定強度,使其在混凝土重力作用下保持原狀。波紋管定位支架焊接牢固后,使用鉛絲綁扎波紋管。在波紋管安裝環(huán)節(jié)中,要防止銳器對波紋管帶來的傷害,并使錨墊板與波紋管的軸線保持垂直狀態(tài)。
3.4 鋼絞線下料和穿束
鋼絞線下料按照先長后短的原則進行,以便節(jié)約材料。下料時須確認長度無誤后,使用砂輪鋸切割,不得使用電氣焊切割。鋼絞線下料后按束理順,每間隔1.5m用鐵絲捆扎編束。下倆過程中防止鋼絞線損壞或污染。
鋼絞線穿束前,使用膠布纏繞其端部,防止在穿束過程中鋼絲束端頭散開。穿束時可使用卷揚機上的鋼絲繩牽引整束鋼絞線在波紋管內緩慢移動,牽引出波紋管另一側。T梁預應力束的布置情況如圖1所示。
3.5 模板制作和安裝
3.5.1 模板制作
該橋梁項目按照相關規(guī)范和技術要求制作和使用型鋼模板。鋼板厚度為0.5cm,進行鋼模板制作時,要滿足其剛度要求,模板總長應滿足橋梁跨度曲線的整體要求。模板材料為鋼模板,鋼板四周設有10cm×1.2cm的扁鋼法蘭,采用10#槽鋼制作側模型鋼模板的支架。鋼模板由專門的生產(chǎn)廠家生產(chǎn),模板進入預制場時,要進行試拼裝檢查,模板版面之間要平整,接縫均勻嚴密不漏漿,以保證梁板內實外美。經(jīng)檢查不合格的模板不得使用。
3.5.2 模板安裝
在型鋼模板進行拼裝的過程中,需要仔細檢查模板接縫位置,確保接縫緊密光滑,防止后期混凝土出現(xiàn)裂縫問題。為了提高側模的施工質量,防止側模發(fā)生脹膜問題,需要對兩側側膜的上下部位設置拉桿。完成側模安裝以后,還需要對側模的寬度,長度、高度等數(shù)值再次進行測量檢查,經(jīng)檢查符合施工技術要求后,方可進行混凝土整體澆筑施工。T梁側模型鋼模板立面示意圖如圖2所示。
3.6 混凝土制作與澆筑
3.6.1 混凝土制作
按照工業(yè)和信息化部發(fā)布的《預應力混凝土T型梁》(JC/T 2359—2016),混凝土抗壓強度應不小于設計強度,預應力梁板應使用強度為C30的混凝土制作。為了保證混凝土質量,采取在拌合站集中拌合混凝土的方法。
首先按照試驗配合比進行拌合并制作混凝土試塊進行試驗。在鑒定試塊的技術指標后,對配合比進行調整并適當添加增強劑后形成了生產(chǎn)配合比,然后可進行混凝土生產(chǎn)。在混凝土的攪拌過程中,需要確保攪拌的均勻性和充分性,防止后期混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象。
3.6.2 混凝土澆筑
在對混凝土進行整體澆筑施工作業(yè)之前,需要對鋼筋和模板的位置進行仔細的檢查,在確保鋼筋的強度以及模板的位置符合施工規(guī)范要求以后進行混凝土的澆筑。混凝土的澆筑需要采取連貫性的原則,按照從梁體的一端向另外一端進行澆筑,以及分段澆筑的方法進行施工,防止出現(xiàn)局部澆筑不到位的問題。采用分段澆筑方法時,一段的澆筑距離為5m。在進行分段澆筑的過程中,需要在上一段混凝土達到初次的凝結以后,方可進行下一段的混凝土澆筑[3-4]。在澆筑每一段混凝土的時候,都要對混凝土進行充分的振搗,從而能夠最大化的提高混凝土澆筑的連貫性,增強混凝土澆筑的整體強度。
3.7 預應力張拉施工
3.7.1 鋼絞線和錨具質量檢驗
該橋梁項目施工按照設計要求采用了高強度鋼絞線,其公稱直徑為15.2mm,公稱面積為140mm2,抗拉強度標準值為1860MPa,彈性模量為1.95×105MPa,松弛率為0.035,松弛系數(shù)為0.3,各項指標均符合國家相關標準規(guī)定。所用錨具、夾具和連接器按照設計要求采用符合國家標準要求的定型產(chǎn)品并配套使用。鋼絞線和錨具進場時,均應提供生產(chǎn)廠家出具的合格證以及檢驗報告。
3.7.2 張拉過程的質量控制
在進行鋼絞線張拉的過程中,采取由下到上、左右對稱的方式進行張拉。在梁板的兩端增設三角吊架,并將千斤頂放置在相應的位置,使得鋼絞線能夠順利依次穿過每一個工作錨環(huán)。要有效防止鋼絞線出現(xiàn)磨損問題,將鋼絞線自然放入夾片,防止鋼絞線與夾片之間發(fā)生碰撞和亂穿問題。將千斤頂與工作錨進行緊密接觸。初次進行張拉實驗時,需要確保鋼絞線處于拉緊的狀態(tài)。調整千斤頂?shù)奈恢?,保證孔道軸線、錨具軸線、千斤頂軸線處于相同的水平面[5]。在進行張拉過程中,需要對鋼絞線的松弛程度進行密切監(jiān)控,對于發(fā)現(xiàn)鋼絞線松弛的問題時要進行及時的調整,進而確保張拉應力符合設計要求。
3.8 管道壓漿
該橋梁項目完成張拉施工后,要及時向波紋管內進行壓漿操作。采取抽真空輔助的方式向波紋管內壓漿。在波紋管一側進行真空作業(yè),采取抽真空機對孔道中八成以上的氣體進行抽除,另一側壓入水灰比為0.4~0.45的水泥漿液。向波紋管內壓漿的施工流程如圖3所示。在進行波紋管安裝時,應將波紋管進行固定,使其觀察孔處于預應力管道的最高位置,以便能夠更好的觀察灌注水泥漿液。
4 結束語
本文結合某公路橋梁施工背景,對預應力混凝土預制T橋梁關鍵施工技術進行了詳細研究。通過研究表明,采用預應力混凝土預制T橋梁施工工藝可以較好的解決公路橋梁跨度大、施工條件復雜帶來的問題。采取有效措施解決施工環(huán)境存在重大安全隱患,可確保公路橋梁的施工質量和施工安全,縮短橋梁施工時間。在運用此技術進行公路橋梁建設過程中,需要結合工程項目實際情況采取合理有效的施工方法,嚴格把控施工關鍵環(huán)節(jié),以提高施工的質量和水平。
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