预应力30mT梁支架施工上拱度及侧弯的控制

2010-10-19平顶山市交通局质监站张克右

河南科技 2010年5期

平顶山市交通局质监站张克右

平顶山市交通局质监站张克右

杨家岭大桥位于G207锡海线和G311线的重合段，上部结构为30m预应力混凝土T型梁，距昭平湖大坝下游100米，是昭平湖旅游区的一景。由于地形条件限制，若采用先预制后安装的施工方案，梁运输、吊装十分困难。项目部经过深思熟虑，决定采用支架预制施工T梁，为预制出优质T梁，使大桥坚固又美观漂亮，预应力T梁的上拱度及侧弯的控制是施工的关键。若控制不好，则会随之带来安装难，桥面铺装层厚度不均，会增加铺装厚度，造成与引线的高程不平顺，同时会影响到护栏的平顺等。经过该项目经理部工程技术人员的精心计算、施工，杨家岭大桥30mT梁支架施工中上拱度及侧弯控制取得了良好的效果，被评为“省优质工程”。现就控制方法和大家进行交流。

一、上拱度及侧弯的控制

造成上拱度及侧弯偏差的原因有很多：如支架稳定性、模板的制作和安装、（钢筋、波纹管）的绑扎和安装、钢绞线张拉、张拉力、水泥用量、混凝土强度、混凝土的弹性模量等，项目经理部针对主要原因在施工中进行控制。

1.支架的搭设。T梁支架的关键技术为支架设计。项目部选择贝雷片作为一跨制梁支架，形成单片梁的制梁台座，相邻跨间台座根据张拉工艺要求交错设置。设计时主要考虑其承载能力和结构本身的变形情况，根据T梁在施工中发生的实际荷载情况，以及贝雷片设计的有关资料，通过不同工况的配载计算来选择支架方案，方案设计为：每个钢架台座均由四根钢柱支撑，钢柱底部与C25砼基础相连，连接部分用I18槽钢焊装，台座钢梁由三排贝雷片拼成27.0m长然后两端各加70cm长I10槽钢组成箱型钢梁。其上用3.0m长I10槽钢，间距1.0m布设。在3.0m I10上沿梁纵向布设两根I14槽钢（L=30.0m）然后在I14上焊铺4.0cm厚钢板作为T型梁的底模。

为确保台座施工安全，在设计过程中按照梁体施工的加载情况，对台座进行了1:1.2的荷载试压，测得支架受压后的跨中最大挠度、非弹性变形引起的挠度及施工荷载引起的挠度，为梁体拱度设置和底模预留拱度的合理性提供依据。

2.模板的制作和安装。模板与钢筋安装工作应配合进行，根据要求，底模应设置预挠，根据30mT梁设计理论拱度值，结合施工实践，在支架搭设时，中梁底模设了20mm的反拱度，边梁底模设计30mm的反拱度，按抛物线设置。模板安装完毕后，应对其平面位置、顶部标高、节点联系及纵横稳定性进行检查。在浇筑混凝土前要检查模板的光滑性，因为设计计算上拱度是按两端简支来计算的，但实际施工未拆模时混凝土和模板之间有一定的约束，梁体与预制台座之间的摩擦力，梁体侧身与模板的摩擦力，这都是很重要的，对结构上拱度有一定的影响，所以适当增加脱模剂使模板和T梁之间能自由滑动。在脱模以后,一定要让梁体处于自由状态,同时底模要光滑，否则造成在张拉时底座对T梁有一个黏结力阻止了梁的上拱，待上拱一部分脱离底座时，黏结力就减小了，上拱就会增加，会造成上拱的比初期要大些。

3.钢筋、波纹管的绑扎、安装的控制。钢筋在加工厂加工后，在支架台座上安装绑扎，先安装绑扎T梁“马蹄形”部分的钢筋，“马蹄形”部分的箍筋数量多而密，位置不好控制，为此，采取在台座侧面画线定位的方法，用以准确无误地掌握箍筋的根数及间距；横隔板在腹板钢筋完成后再进行安装绑扎；腹板及“马蹄形”部分钢筋全部成型后，开始焊接波纹管定位筋，严格保证每个定位钢筋的焊接质量也能减少边梁的侧弯；翼缘板钢筋在模板支好后才进行安装绑扎；为保证钢筋保护层厚度，除在钢筋骨架成型时用架立钢筋控制好间距外，再用垫块加以控制，将按设计要求厚度的垫块呈梅花状绑在钢筋的交叉点上。

4.波纹管的绑扎、安装的控制。钢绞线是通过预先埋在钢筋骨架中的波纹管来定位的。

加强波纹管的定位，从而提高钢绞线的定位，所以定位筋是十分重要的。由于波纹管线形为曲线，为准确控制每一根定位筋的位置，施工按照设计图给出的钢绞线的坐标，算出波纹管底部定位筋的坐标，刻于木方尺杆上，用这尺杆在腹板上划出定位筋的位置，定位筋间距为0.8m，再焊接定位筋，这样可以有效地保证定位筋的准确性。在腹板钢筋绑扎完成后，将波纹管按顺序逐根穿入，用20～22＃铅丝与定位筋绑扎牢固，防止波纹管在施工中产生移位或上浮，在波纹管接头处一定要将波纹管接口用小锤整平，并用胶带缠紧，以防在穿束时引起波纹管翻卷，翻卷严重时会导致管道堵塞。

5.材料和配合比的控制。对水泥混凝土所需的砂、石级配强度、杂质、含泥量、水泥质量等严格要求进场，混合料计量力求准确，减少配料误差。尽可能减少水泥用量，选择富裕量小的混凝土配合比，严格要求，能减少混凝土的徐变。

6.浇筑过程中的控制。混凝土要强制拌，保证拌和时间，搅拌均匀，坍落度一致，在浇筑施工中进行水平分层，每层厚度不大于30cm，混凝土以45°倾斜角由两端向中间连续浇筑，一次成型。T梁振捣以附着式高频振捣器为主，30型和50型插入式振捣棒配合振捣，附着振捣器安装在模板两外侧，其相对位置互相错开，呈梅花型布置，以便振捣均匀，其布置间距1.0～2.0米。波纹管密集处，以附着式振捣器为主。钢筋密集处采用30型振动捧配合振捣，腹板上部和顶板采用50型振动棒配合振捣，振动棒振捣时应尽量避开波纹管。每次振动时间以砼不再下沉，无气泡上升，表面出现薄层水泥浆并有均匀的外观和水平面为止。在浇筑混凝土的最后，制作混凝土试块，随梁相同条件养生，其强度作为施加预应力时的参照依据。

7.端头锚垫板的定位。端头锚垫板的定位的准确与牢固将对波纹管的线形影响很大，如果端头锚垫板的定位不牢固，则在支模和浇注混凝土过程中，波纹管的横向位置将会发生变化，使得钢绞线中心轴和T梁中心轴不重合，容易形成侧弯。

8.预应力施加过程中的控制。

（1）张拉前准备：钢绞线张拉前应全面检查锚具、千斤顶及油泵等张拉设备的性能、型号、数量等是否符合设计和施工要求，特别是千斤顶要与油泵、油压表、油管等一起进行配套标定，张拉设备由专职人员操作，张拉时采用双控，即应力控制和伸长量控制，主要以应力控制为主，以确保张拉施加的预应力合格。

（2）张拉强度：张拉时考虑到混凝土的强度比它的弹性模量要快，时间过早时，混凝土强度已达到设计强度的90%，但弹性模量未达到，考虑到混凝土成型过程中的收缩和徐变对预应力张拉损失的影响，所以张拉时，采用强度与弹性模量双控制，混凝土强度和弹性模量大于设计值的90%时才施加预应力。

（3）张拉工艺：采用两端对称同时张拉，张拉力和伸长量双控法，两端千斤顶升降压、画线、测伸长、插垫等工作一起进行。千斤顶就位后，先将主油缸少许充油，使之蹬紧，让预应力钢绞线绷直，千斤顶给油、回油工序必须缓慢平稳的进行，防止出现滑断丝现象。钢绞线张拉后及时对其作画线标记并进行定期观测。张拉时，采取腹板三道钢绞线交错、对称逐级张拉到设计要求，这样可避免侧弯值过大、一次张拉到位，钢绞线受力不均匀。每次张拉观察压力表读数值，测量记录伸长值，检查有无断丝、滑丝现象。伸长值控制在6%。张拉完毕后，不要立即割断工作长度范围内的钢绞线，先检查主梁横向弯曲变形，跨中横弯变形偏离两端连线是否超过1.5cm，如出现应分析原因并对钢束张拉力进行适当调整。

（4）张拉顺序：张拉顺序不合理是导致侧弯的重要因素，由于T梁的预应力钢绞线在马蹄处要进行平面弯曲，梁体本身横向刚度又小，所以张拉顺序很重要。要严格按照图纸要求的次序，先张拉通过其形心截面的非平弯钢绞线，再分阶段循环张拉平弯钢绞线。

9.养护和存放时间的控制。梁的养护，项目部派专人负责按照要求养护。梁的存放时间越长，混凝土徐变就会增大，由于混凝土徐变，钢绞线松弛和应力重分布而引起的梁体侧弯变形就越大，因此，每一孔T梁架设完毕后，尽快联结各梁之间的横隔板，以增加其横向约束，防止其继续侧弯在不承受外荷载的情况下，梁的上拱度在将会有一定程度的增加，项目部计划在3个月内预制安装完毕。