鸡讷公路牡丹江大桥 50m T型梁预制施工技术

张自平,金太学,王 胜

(1.黑龙江省公路工程监理咨询公司;2.黑龙江省呼兰养路总段)

1 工程概况

鸡西至讷河公路,是中国东北区域骨架公路网的横二线,是黑龙江省中部横贯东西的经济干线。牡丹江大桥位于莲花电站下游,受莲花电站不定时放水影响,冬季冻与水互层且较厚,考虑流冰影响,加大孔径,上部采用 50m简支 T梁。桥跨布置 10×50m,桥面宽 12m,桥梁全长 508.92m,桥面连续。50m预应力混凝土简支 T梁按全预应力混凝土构件设计。下部构造为实体式桥墩,肋板埋置式桥台,基础为钢筋混凝土嵌岩桩基础和刚性扩大基础。

2 工程特点

本桥上部构造为 50m预应力混凝土简支T梁,梁中距2.4m,预制梁高 2.6m,梁间刚接,梁间设置 0.6m宽湿接缝,桥横向设置端隔板和中隔板。腹板厚度 0.2 m,底宽0.5m。预应力刚束采用低松驰预应力钢绞线,每片梁 5束,钢束规格为 10￠s15.2和 11￠s15.2,孔道采用金属波纹管,张拉采用双控一次两端张拉工艺。张拉控制应力 1 395MPa(不包括锚口应力损失)。边梁、中梁正弯矩预应力钢束配束相同,跨中预拱度值-3.5 cm,其他各处预拱度值由跨中向梁端按圆曲线变化分配。预制采用固定台座,预制完成后由龙门吊移至运梁平车,由平车送入架桥机进行架设。

3 施工要点

(1)预应力控制。

预应力刚束张拉后,预制 T梁上缘、端部及其他部位有无裂缝发生。T梁的上拱度及其发展速度。预应力钢束张拉后有无滑丝迹象,锚下混凝土有无局部压碎,预应力孔道浆是否饱满。T梁起吊、运输、安装时主梁有无扭曲,是否对主梁结构安全产生危害。

(2)预制主梁的底模、底座应平整、坚固,锚具垫板的位置、斜度要准确稳固。普通钢筋、预埋钢筋一般采用点焊方式连接,以免振捣混凝土时移位。

(3)锚下局部钢筋较密,宜用小石子混凝土浇筑。主梁混凝土应采用较小的水灰比,并严格控制水泥用量,不宜过多,以减少混凝土的收缩和徐变。为改善混凝土的和易性,可掺入高效减水剂。

(4)预应力孔道的波纹管位置用定位钢筋固定在箍筋上,其位置应仔细核对。预应力工艺完成后用 C55水泥浆进行预应力孔道压浆。为防止预应力钢束锈蚀及松弛,压浆工作应在张拉工作结束后尽早进行,最长不超过 48 h。

(5)张拉正弯矩钢束:梁体混凝土强度必须达到设计强度的 90%后才能张拉正弯矩应力钢束,张拉结束后防止的时间不宜过长,以使梁堤的最终上拱值减小。

(6)压浆:压浆应在钢束张拉后 24 h内进行,水泥浆的水灰比宜为 0.4～0.45,管道压浆的顺序宜先下层后上层,压浆时注意方式相邻的串浆而阻塞为压浆孔道。压浆后要继续进行养生。

(7)封锚:端跨主梁伸缩缝端要封锚,封锚的端面要竖直,端面至支座支承线的距离允许偏差-1 cm,不允许增长。

(8)当采用架桥机架梁时,要求在一孔 T梁就位后,应立即将横隔板钢筋及桥面板钢筋焊接起来,并浇筑湿接缝混凝土,等到湿接缝混凝土强度达到设计强度的 85%时方允许架桥机行走。同时,应考虑压力扩散措施和对T梁以及下部结构的施工荷载验算。

4 施工工艺

50m预应力混凝土简支 T梁施工时,施工场地狭小,根据本合同段工程特点和分布情况,考虑混凝土和成梁运输的经济性,在路基上设置 1个预制场,8个永久性台座用于预制 T梁,二套模板进行 T梁预制,场内布置一台 150 t跨径12m的龙门吊,用于 T梁垂直提升,另设 2台 10 t门吊进行钢筋、模板等吊装。模板采用分片拼装式钢模板,钢筋采用加工场弯制,现场绑扎辅以点焊成形。预应力孔道采用波纹管成孔,波纹管采用卷制机现场卷制,随卷随用。混凝土采用拌合站集中拌制,混凝土浇筑顺序为底板→腹板→翼板,振捣方式以插入式振捣棒为主,侧振为辅。管道压浆顺序严格按图纸施工,压浆采用压浆机压浆,孔道压浆强度达到25MPa以上时移梁,混凝土由 HZ50拌合站拌和,由混凝土搅拌运输车运输,采用吊机吊料斗上梁。

(1)钢筋加工。

进场钢筋经过检测合格投入使用。钢筋制作均在钢筋加工蓬内进行,钢筋焊接采用双面或单面搭接焊,需焊接的钢筋进行预弯处理,保证焊接钢筋轴线在同一条直线上。钢筋绑扎在专门制作的 T梁钢筋绑扎台座上进行,台座上预设型钢支撑,保证钢筋绑扎的外观尺寸。钢筋绑扎过程注意波纹管定位钢筋的安放,要求安放位置准确、牢稳,仔细考虑钢筋的绑扎顺序和波纹管的安装时间,避免相互妨碍。钢筋绑扎完毕经检验合格后采用专制的扁担梁将绑扎成型的钢筋吊装入模,翼板钢筋骨架钢筋入模后绑扎,骨架钢筋入模前按规范要求设置保护层垫块。

(2)模板支立。

T梁模板采用定型钢模板,侧模支立在调节丝杠上,侧向稳定由方木或支撑。模板支立加固完毕后绑扎梁翼缘板钢筋。模板支立前要求模板打磨光洁,表面不得存在锈渍及毛刺等,特别是边角地方,一定要处理光滑,脱模剂涂刷均匀。

(3)浇筑混凝土。

T梁连续段一次浇筑成型,模板安装就位后,吹洗模板内污物,底部不准有积水,控制入模坍落度在 16.5～18 cm,浇筑混凝土时采用插入式振捣器振捣,分层振捣。分层厚度控制在 30 cm左右,棒头距模板间距不大于 10 cm,棒间距30 cm,插入下层混凝土 5 cm,使上下密切接合。严禁振动钢筋。振动棒应垂直快插慢拔徐徐提出,准确掌握振捣时间,做到既不弱振,又不过振,更不可漏振,确保混凝土振捣密实。横隔板浇筑完毕、到达拆模强度后即可拆模浇筑翼缘板,翼缘板浇筑完毕后应注意多次抹压防止裂纹产生,按规范要求的强度进行拉毛处理。浇筑混凝土期间对模板等进行检查,发现问题及时处理。混凝土采用HZ50型拌合站拌和,用混凝土搅拌运输车运至施工现场。根据现场条件,混凝土采用吊小龙门架料斗输送入模。浇筑前应加强对混凝土质量的检测,不合格的予以退回,不得强行使用。浇筑过程中对模板实行监测,防止出现变形漏浆的情况。混凝土浇筑应保证浇筑质量及外观要求,即达到外光内实。

(4)混凝土的养生。

混凝土浇筑完成后,应注意养生,防止出现收缩裂纹。收浆后根据天气情况采用保温保湿养生或洒水养生,养生时间 7 d。当气温底于 5℃时应覆盖保温,不得向覆盖物上洒水。

(5)梁体预应力施工。

等混凝土强度达到 2.5MPa以上后拆除侧模板,并对构件进行检验、检查,符合标准后,然后穿预应力钢绞线。当混凝土强度达到设计规定强度后,进行预应力张拉工作。T梁张拉采用两端同时对称张拉,并按要求采用应力应变双控制。

张拉现场设置明显的安全警示标志,禁止无关人员进入现场,施加预应力时,千斤顶后禁止站人。

专人负责,专人操作,操作人员要经过业务培训,操作时和张拉完毕后严禁踩踏、碰撞钢绞线。

工作锚夹片和工具锚夹片使用时分别存放,不可混用。

千斤顶与梁体锚垫板接触良好,严禁多加层垫,以防支承不稳。

拆除油管时,先松除油压,以防油喷出伤人。

预应力施工完成后要及时封锚,以备压浆。

(6)预应力束孔道压浆。

根据设计及规范要求,由中心实验室试配确定水泥浆配合比。

灰浆稠度、泌水率等指标均应符合规范要求。

管道压浆前,需将管道冲洗干净,如有积水应用吹风机排除。

孔道压浆:预应力束张拉完毕 24 h内及时压浆。为保证质量,预应力压浆在张拉之后 24 h内开始,要求水灰比不大于 0.4,经过试配掺加适量的减水剂及膨胀剂,压浆用的水泥浆标号不小于 50#。打开两端压浆(出浆)嘴阀门,由一端压入水泥浆,压力可在 0.5～0.7MPa,压注速度为 6～8m/min。为保证预应力束孔道全部冲浆,出浆口冒浆后(现场控制以出浆口流出不含气体水沫且稠度与压注浆液相同的水泥浆为准),关闭出浆嘴阀门并加压,然后关闭压浆嘴。待水泥浆凝固后,拆除压浆孔阀门。

(7)封端。

①在T梁压浆完毕后,在端头进行封端。为确保T梁连续端纵向连接钢筋定位准确,便于连接处纵向连接筋对齐焊接,梁端模采用钢模。

②预制梁出坑前,用墨线标出梁中线及临时支座定位线,以利安装就位。

5 结 语

牡丹江大桥 T梁预制,采用定型钢模板,门吊配合安拆模及浇筑混凝土,经检测,钢筋定位准确,模板中心位置与垂直度、预埋件位置等各项误差均能满足设计要求,做到外美内实,未发现有害裂缝。全部预制工作,作为全线重点控制工程,历时 89 d,全部完成,受到业主、监理单位一致好评。

工程实践表明,该 T梁施工方法合理,操作方便,施工进度快,对同类型工程施工具有参考和借鉴作用。