浅谈后张法预应力箱梁施工工艺
东北军辉路桥集团有限公司/刘斌
摘要:预制部份预应力混凝土箱梁作为桥梁的主要外露承重构件,其内在和外观质量在桥梁施工中尤为重要。影响箱梁质量的主要因素有:施工工艺,原材料质量,施工人员的业务水平和素质等。由于设计箱梁的跨度大、配筋密、混凝土厚度薄,稍有不慎极易出现施工缺陷,因而研究改进预制箱梁的施工工艺很有必要。本文结合驻马店至泌阳高速公路No.4合同段的箱梁预制的实际施工情况,简单的介绍一下后张法预应力箱梁的施工工艺。
关键词:箱梁;施工工艺
一、工程概况
驻马店至泌阳高速公路位于河南省南部,是京珠国道主干线、上武国家重点公路之间的连接线。其第4合同段有大桥5座,中桥3座,分离立交4座,共计有后张法预应力箱梁(以下简称箱梁)352片,其中30米箱梁232片,25米箱梁120片。本文以No.4合同段的K107+000刑店河大桥箱梁预制为实例,简单的介绍一下后张法预应力箱梁的施工工艺。
二、箱梁类型
K107+005邢店河大桥为后张法预应力箱梁。梁板混凝土标号统一为C50。
中跨中梁:到张拉端长度29.4米,左翼高157.6cm,右翼高162.4cm.。顶部宽度240cm。下底宽100cm,有5cm导圆角。
中跨边梁:到张拉端长度29.4米,左翼高157.6cm,右翼高162.4cm.。顶部宽度285cm。下底宽100cm,有5cm导圆角。
边中中梁:到张拉端长度29.7米,左翼高157.6cm,右翼高162.4cm.。顶部宽度240cm。下底宽100cm,有5cm导圆角。
边跨边梁:到张拉端长度29.7米,左翼高157.6cm,右翼高162.4cm.。顶部宽度285cm。下底宽100cm,有5cm导圆角。
三、施工工艺
1.台座准备、模板清理
台座制作工艺:预制25厘米厚C30砼底座9个,底座顶面采用5mm厚A3钢板铺设形成平整底胎,侧边用角钢加固,箱梁底按图纸要求设1.7cm预留反拱,按二次抛物线处理,取左支点为坐标原点,跨长为L,主梁跨中矢高为f拱,则曲线方程为y=4f拱x(L-x)/L2.在两端设置吊装预留方孔(高10×宽10cm),待砼强度满足要求后,即可施工。按箱梁型号
和生产顺序确定使用张拉台号,做好对模板进行检查、修理、清除杂物准备工作。使用脱模剂均匀地刷在底模及侧模上,不得采用废机油,以免影响梁体的外观质量。
考虑200T千斤顶张拉时平面位置需要,为确保千斤顶中心与钢绞线束中心水平垂直,在台座两端量好尺寸,对台座混凝土凿成弧型槽,能够确保张拉要求。
2.绑扎钢筋、预留孔道
①按设计图纸规定的钢筋规格,间距进行绑扎钢筋,绑扎要牢固,整体稳定性好,骨架要稳定,焊接的钢筋要予弯、轴线一致,单面焊的钢筋焊缝长度不小于10d,双面焊的钢筋焊缝长度不小于5d,绑扎钢筋时应注意不要脚踏钢筋,采取分段放置行走钢踏板,有效避免人为对钢筋的泥土、油污等污染。同时还应注意,预埋钢筋位置,钢筋骨架的尺寸。
②留孔道的尺寸与位置应正确,孔道应平顺,端部的预埋钢垫板应垂直于孔道中心线。
③孔道采用定位筋固定安装,使其能牢固地置于模板内的设计位置,并保证在混凝土浇注期间不产生位移。固定波纹管定位筋的间距不宜大于0.8m.采用定位筋串波纹管后检查封密,弯道处加密间距为0.5m、直线处间距1.0m,均符合规范要求,经监理检查合格后,转入下道工序施工。
④波纹管的设置:在钢筋绑扎过程中,重点注意对波纹管位置的固定及在砼浇注前,对波纹管接头采取胶带缠覆,并预先通入硬塑管以有效防止挤压变形。有效防止了焊渣掉入、防止漏浆出现,更解决了波纹管受压后易产生的凸凹变形。
⑤管道应设置压浆孔,还应在最高点设排气孔。压浆管排气管应是最小内径为20mm的标准管或适宜的塑料管。与管道之间的连接应采用金属或塑料扣件,长度应足以从管道引出结构物以外。
3.支立侧模板和芯模
侧模采用钢模板,芯模也采用钢制结构。模板的各部尺寸及偏差符合设计及规范要求。模板支立要牢固,注意芯模与底板、顶板厚度控制。接缝处采用胶皮条封严,保证内侧各棱角顺直,表面光洁平整无绣蚀,脱模剂涂刷要均匀,经监理检查合格后进行下道工序施工。
模板控制重点:相邻侧模间连接,先采用预调螺丝初步定
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位后,再用加固螺栓较紧。防止侧模上浮的措施是,通过底板内间距1m的预留孔横穿直径25mm圆钢进行侧模底部加固,在侧模顶面采取间距1m的双方钢进行压顶;对芯模固定采取5控措施。即①在双方钢上横向间距5cm设置三个直径32罗纹钢立向筋,有效控制芯模顶面,防止其上浮。②在侧面按照施工图纸定位筋间距的基础上,适当加密定位箍筋的间距。③在芯模里采取支撑角钢架和横向刚性支撑,有效防止芯模向内变形。④对芯模间的接缝处,采用螺栓夹橡皮条的方法,有效控制漏浆。⑤对端部芯模采取与梁端钢模整体连接的方法,有效控制了芯模端部加固易产生的薄弱环节。
4.钢筋笼的安装
钢筋底板与腹板的钢筋绑扎完毕后,采用“扁担”(钢管和钢筋焊成的架子,底口尺寸与钢筋笼子的芯模尺寸一致。以保证在吊装时钢筋笼的整体性,防止钢筋笼纵向弯曲)用钢丝绳底板箍筋整体吊装。然后按装芯模,底板厚度由马凳控制,左右由钢筋骨架及垫块支撑,控制好箱梁的混凝土厚度,经检查合格后,可进行顶板钢筋绑扎。绑扎过程中,同时,按要求安装顶板预应力管道,压浆管等。
5.浇筑混凝土
混凝土进行集中拌合,机动翻斗车运输,运输过程中防止混凝土出现离析现象。其浇筑顺序为:整体分段依次浇筑,每段从浇底板,再浇腹板,然后浇筑顶板。要注意振捣不要捣到底模上,底板浇筑完后,经检查合格后进行下道工序施工。浇筑腹板混凝土时分层浇筑,分层振捣,浇筑时每层厚度不大于30cm,浇筑时注意芯模两侧对称平衡浇筑,以防芯模移位,腹板混凝土采用插入式振捣振实,振捣时间应在15—30秒之间,振到混凝土不下沉,气泡不再发生,水泥浆开始上浮表面平整为止,最后用木抹抹平即可。浇筑顶板时注意预留吊装孔。
6.养生
混凝土浇筑完后用毛毡进行覆盖养生。采用滴灌方式进行全天候24小时不间断撒水养护。注意张拉两端的养生,以防止由于养生不到位,而引起张拉两端强度低于其它部位,对张拉不利。
7.拆除模板
非承重模板应在混凝土强度能保证其表面及棱角不致因拆模而受损时方可拆除,一般应在混凝土抗压强度达到2.5Mpa时方可拆除侧模板。
芯模应在混凝土强度能保证其表面不发生塌陷和裂缝现象时,方可拔出。拆芯模时天气温度过高时应采取通风措施,侧模应及时清理涂脱模剂进行保护,芯模应清理复位,以便下次使用。
8.预应力筋的安装
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预应力钢绞线在浇筑混凝土之前穿入孔道,穿束钱应检查锚垫板和孔道,锚垫板应位置准确,孔道内应畅通,无水和其他杂物。同时注意对钢绞线的保护,直至压浆。
钢绞线安装完成后,应进行全面检查,以检查可能破坏的管道,在混凝土浇注前,必须将管道上一切非有益留的孔、开口或损坏之处修复好,并检查钢绞线是否在管道内自由滑动。
9.张拉
①张拉前准备工作张拉前检查千斤顶、油泵、压力表是否完好、配套。②检查锚具的位置,确定张拉顺序为:N1→N2→N3,两侧同时进行对称张拉。③张拉程序箱梁混凝土达到设计强度的90%后才能进行张拉,张拉时采用张拉应力和伸长量进行“双控”控制,以张拉应力为主,伸长量进行校核。张拉过程中作好记录,对张拉过程中出现的滑丝、断丝等现象应及时处理以确保张拉质量。张拉应力控制过程:(0→初始张拉力0.1δk→0.2δk→δk)δk=0.75Ryb=1395MPa钢束张拉时应用伸长量进行对照校核,钢束标准伸长量如下表所示。表2.4-1编号位置N1N2N3中跨箱梁16.6cm16.5cm16.7cm边跨箱梁16.6cm16.5cm16.7cm在张拉这一工序中,关键是通过实际量测的引申量来校合张拉力,而实际引申量必须满足计算引申量±6%的范围要求,计算引申量是通过设计要求,结合规范要求,利用统一的计算公式得来。
张拉完毕后,有一道容易忽略的环节,就是箱梁上拱度观测。预制箱梁张拉完毕后应注意观察梁跨中1天、3天、7天、14天、30天、60天的上拱值并作好记录,绘出其变化曲线,并和理论计算值(如下表所示)比较,若差值超过±20%,应暂停张拉,查明原因并提出有效的解决方案后,方可继续施工。位置1天(mm)30天(mm)60天(mm)25m箱梁边跨13.917.018.625m箱梁中跨21.926.729.32.4.2压浆、封锚预应力钢束在张拉24小时内进行灌浆,灌浆前先用水湿润管道,再用压缩空气清除管内积水。压浆用水泥浆的水灰比不大于0.4,具备足够的流动性,水泥浆内应根据试验掺入适量的减水剂和膨胀剂。压浆机使用活塞式压浆泵,压浆压力为0.5Mpa,将配制好的水泥浆从压浆孔中注入,直到另一端流出泥浆的稠度和压浆口泥浆的稠度完全相同,关闭出浆口,保持压力2分钟以确保压浆密实。按照设计的压浆顺序进行施工,压完一榀梁后,应及时封锚,其封锚混凝土强度一般不低于构件强度等级的80%。另外,压浆施工不宜在高温下进行,如气温高于35℃时,适宜在夜间施工,以防堵管。压浆完毕后,只有等到压浆试块强度达到设计要求后方可吊装。
四、结束语
本人认为工程技术人员只要在施工中不断地进行总结和实践,就可以为工程的顺利进行提供坚实的技术支持。
