先简支后连续刚构 T梁桥负弯矩段质量控制措施

2010-08-15郑占茶

黑龙江交通科技 2010年3期

郑占茶

(福建省三明市公路局)

1 概述

连续刚架桥无断点,行车舒适,且由于墩顶负弯矩的卸载作用,使跨中正弯矩值明显减少,从而减少材料用量和结构自重;而传统连续刚构桥,需分段施工,不仅工艺繁琐且工期较长。为解决这个矛盾,一种综合简支梁桥和连续刚构梁桥优点的桥型——先简支后连续刚构T梁桥应运而生。先简支后连续刚构 T梁桥有明显的优点:(1)减少了支座、伸缩缝的数量,不仅行车更为顺畅而且减少了后期的维护工作;(2)可以工厂化大规模生产,有利于质量保证和质量控制,且可以上、下部同时施工,大大缩短工期。

福建省重点工程街面电站大田县库区高才、坑里大桥由于电站蓄水高程的控制,桥墩高度较大(最大达 50m),因墩高抗推刚度小,先简支后连续刚构T梁桥可采用墩梁固结,下部结构尺寸也可以减小,相应的造价也会减少,因此,两座桥均采用该桥型结构,高才大桥为 4×35m,坑里大桥为 5×35m。

2 负弯矩区段易出现的问题

2.1 负弯矩预应力束道安装

该桥 35mT梁主梁的正弯矩预应力钢束按全预应力混凝土设计,现浇连续区负弯矩预应力钢束按部分预应力 A类构件设计。为防止预应力筋与管道之间摩擦引起的应力损失增加及改变预应力筋的受力,应严格控制预应力束道的位置。

在预制T梁时,T梁顶面预埋的矩形波纹管和锚具底座安装时定位不准,安装不到位,有扭曲、不平顺的现象,垫石和梁靴高度控制不准确。T梁安装后,相互对接的T梁上预埋的波纹管在水平面和竖直方向上不在一条直线上,错开较大,影响钢绞线穿束和钢绞线张拉后的效果,对 T梁受力有一定的影响。

预埋的波纹管在钢筋安装和波纹管定位的时候容易被电焊灼伤,从而使矩形波纹管和锚头在浇筑混凝土过程中被堵塞。在振捣混凝土时容易把波纹管轴线振偏,或在混凝土养生过程中,使杂物流入和污染或锈蚀波纹管和锚头,造成波纹管和锚头堵塞,难于保证正常穿钢绞线,到时只有在堵塞位置凿开混凝土,清除堵塞物再穿钢绞线,然后用与 T梁同标号的混凝土重新浇筑凿开位置。这样的话,会影响T梁的整体性和钢绞线张拉后的实际有效预应力,达不到设计要求。

2.2 负弯矩预应力张拉

相对于正弯矩预应力而言,负弯矩预应力在T梁桥上的普遍推广应用还是近几年才出现,因此,施工中的经验总结和推广也相对较少。有些施工人员甚至技术人员对负弯矩区预应力的作用还不是很清楚,认识不足,认为其仅仅只是起到联结作用,张拉操作者主要为民工,对负弯矩的作用更是不清楚,因而在负弯矩张拉过程中相对较为随意,导致负弯矩钢束在张拉后难于达到设计要求,最终影响整个桥梁的整体受力。

再者,在进行负弯矩区段钢绞线张拉时,因千斤顶张拉吨位小,现场条件较差,操作时不如预制场张拉控制规范,比如存在对压力表的标定不严格、张拉操作不规范、张拉实际控制应力不准确等。这些都会对最后的张拉效果和整体的应力转换造成很大的影响。

2.3 负弯矩区孔道压浆不实

由于施工操作人员对负弯矩认识不到位,从主观意识上放松了负弯矩孔道压浆的要求;压浆工艺问题,出浆口没有止浆开关,在压浆过程中没有持压阶段,导致了不密实现象的存在;预制梁段尺寸不准确,预制段和现浇段的扁波纹管连接成折线状(水平或竖直方向),容易使压浆堵塞;波纹管在混凝土浇筑和外露波纹管在梁体安装过程中发生变形,湿接头浇注前没有对变形的波纹管进行有效的调整,使压浆管道有效空间减小;在压浆过程中,水泥浆的配制没有按设计准确地掺配膨胀剂。

先简支后连续刚构T梁桥在体系转换后,现浇湿接头处承受着最大的负弯矩和最大的剪力,是桥体结构的关键部位。负弯矩区的预应力直接关系到桥梁的安全和使用寿命,桥面铺装的开裂也与其有很大的关系。孔道压浆是保证预应力实施有效作用的措施之一(起着防止钢绞线锈蚀、传递应力、约束钢绞线滑动、减少预应力松弛等作用),所以应予以高度重视。

3 主要的控制措施

3.1 准确束道的安装

预埋的波纹管和锚头的定位必须牢固准确,严格按设计中的钢绞线中心坐标和锚头位置布设和牢固定位,确保管道轴线顺直,锚具垫板和轴线垂直,并且埋设周正,管道不扭曲。

要认真控制预制 T梁翼板混凝土的厚度,对于梁底面模板设有向下凹的反向预拱度曲线的,预制梁体时,其顶面翼板混凝土面也应形成对应的向下凹曲线,达到梁顶面和底面纵向线性一致。

严格控制相邻各孔安装梁的支座垫石标高和梁体的梁靴尺寸,严格控制同一桥墩相邻两梁端的安装高差,确保梁体安装后相邻对接两梁端预留管道对接顺直,束道在两预制梁端与现浇段相接处的位置偏差应控制在 2mm以内。连续端的梁端接头预留连接钢筋定位必须准确,连接钢筋轴线尽量保持在一条直线上,钢筋焊接必须满足规范要求。

扁平波纹管由于其结构特点和负弯矩束的布设位置决定了其更容易偏位或受损造成堵塞,因此在施工中应保证扁平波纹管的壁厚满足要求,安装过程中应尽量避免反复弯折,安装就位后应检查其位置是否符合设计要求,固定是否牢靠,管壁有无破损,在浇筑混凝土前可以在波纹管中预穿直径大于或等于钢绞线直径并且等根数的PVC管或旧的钢绞线,并在浇筑混凝土过程中间歇地抽动以疏通管道,确保能够正常穿束和张拉。

3.2 精确的负弯矩预应力张拉

钢绞线的张拉过程控制质量特别重要,张拉钢绞线的千斤顶(采用YDC240Q)按规范要求进行标定,标定好后再张拉;整个张拉过程必须按照设计文件要求和规范的规定进行,确保张拉质量。

负弯矩张拉的程序与 T梁主梁的正弯矩预应力张拉基本相同:0→10%δK→105%δK持荷 5m in→δK锚固(δK为张拉控制应力)。

张拉时各跨按纵向由边跨向中间合拢,同跨横向由两边向中间张拉,逐梁按钢束编号对称进行,梁端接头合拢温度宜在日照温度最低时进行。

同跨同片梁体负弯矩钢束张拉顺序为先N 1后N 2,即待固结墩现浇混凝土的强度达到设计强度的 90%时,方可张拉支点N 1钢束,张拉后对预留槽A浇筑封槽混凝土,待预留槽A的封槽混凝土强度达到设计强度的 80%时,再张拉支点N 2的钢束。同一钢束采用单根对称均匀张拉,即锚垫板水平放置的由中心向两侧左右对称进行张拉,采用 BM 15扁平锚锚固。

负弯矩预应力钢绞线张拉也采用张拉力和伸长量双控,每根钢束张拉到设计应力后的实测钢束伸长量与计算伸长量的差值应控制在±6%以内,否则应检查分析原因,重新进行张拉。