预应力混凝土T形刚构梁施工工艺研究
2023-01-08王绍云
王绍云
(中建路桥集团科技发展有限公司,河北石家庄 050000)
0 引言
预应力混凝土T形刚构梁,是刚构桥较为常用的一种类型,其具有悬臂受力的特点,修建过程中可以采用悬臂施工方法,以此来加快施工进度。此类桥梁墩顶截面处负弯矩最大,并且该位置处的梁高最高,容易形成裂缝,为避免这一问题的发生,应了解并掌握T形刚构梁的施工工艺,并通过线形控制来确保质量达标。借此本文就预应力混凝土T形刚构梁施工工艺展开研究。
1 工程概况
某桥梁工程为当地公路网的重要组成部分之一,桥梁全长242m,桥跨结构为预应力混凝土T形刚构梁+预应力混凝土梁。其中预应力混凝土T形刚构梁采用悬臂浇筑法施工,0#段以支架现浇的方法施工,长度为10m,中跨与边跨合龙段的长度为2.0m。
2 预应力混凝土T形刚构梁施工工艺
2.1 支架现浇0#段
2.1.1 临时支座
(1)0#段施工时,先将墩梁的结合部位临时固结,并在永久支座四周设置临时支座,以强度等级为C50的混凝土现浇,用塑料布将临时支座与墩梁及永久支座隔离开。
(2)将预应力筋埋入墩内,按设计要求确定锚固长度,中段从混凝土中穿过后,锚固在梁顶。为给临时支座拆除创造有利条件,在支墩上设置预留孔,拆除临时支座的过程中,可以向预留孔内灌入膨胀砂浆,胀裂支座混凝土,完成支座拆除。
2.1.2 模板制安
0#段内模板采用的是组合式木模板,外模为钢模。因该段的钢筋较为密集,加之本身的结构比较复杂,给后续混凝土的振捣密实增添了一定的难度。为确保振捣质量,支设0#段模板时,在内模上预留天窗孔[1]。
2.1.3 预应力管道
(1)本工程中,0#段纵向预应力管道采用的是塑料波纹管,直径为90mm,横向预应力管道为塑料波纹管,直径有两种,分别为60mm与70mm;竖向预应力管道为金属管,直径35mm[2]。提前在预应力管道上钻设排气孔。
(2)安装预应力管道时,要确保定位精确,通过焊接钢筋网对管道固定,钢筋网的间距控制在50cm,保证接头严密,可以用防水胶布缠绕,避免混凝土浇筑时,管道偏移或灰浆渗入。
2.1.4 灌注混凝土
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从墩连接部位开始浇筑混凝土,采用对称的方法,两端逐层一次浇筑成型。混凝土以泵送的方式浇筑,用插入式振捣棒振捣密实。
2.1.5 预应力张拉
张拉预应力前,先将支座上的连接螺栓去掉,防止张拉过程中产生位移破坏支座。检测预应力材料和机具,看是否与规定要求相符,调试张拉设备,准确张拉。按设计要求,张拉预应力筋,先施加15%的应力,然后再施加30%的控制应力,当达到100%的控制应力持荷5s后便可锚固[3]。
2.2 挂篮悬臂浇筑
2.2.1 挂篮安装
(1)在对轨道铺设时,可采用对称的方法,从0#段中心位置处开始,铺设处堆码高度为16cm的垫块,间距控制在100cm,将挂篮走行轨道铺设在垫块上,通过垫块将轨道找平,测量合格后完成锚固。轨道安装过程中,要对如下事项加以注意:轨道平整度、前后位置、平行度。当轨道安装就位后,便可安装主千斤顶,操作方法如下:将主千斤顶放置在挂篮走行轨道中间位置处,与梁边保持2.5cm的距离,并用素灰找平梁顶面,千斤顶放稳后,安好千斤顶,装上吊挂弹簧[4]。
(2)可将工作小车安装在主千斤顶的上方,通过卡轨器将钢轨卡紧,并将工作小车临时垫平;每处安装4根后锚固筋,借助预留孔以锚固的方式将之安装在梁顶板上,梁内和梁外各两根。依据图纸要求,在现场完成桁架组装,然后将单片桁架吊装就位,中间支点与前工作小车通过插销连接,后支点利用后锚固横梁与梁顶板锚固,同时安装机械千斤顶和反扣轮,吊装后横梁和前上横梁;当桁架安装完毕后,将相关附件安装就位,包括四周抗风稳定杆件、前拉杆、斜撑等[5]。
2.2.2 混凝土浇筑
(1)在对梁段混凝土浇筑时,为减少支墩弯矩,要保持悬臂两端平衡,故此,混凝土采用对称的方法浇筑。施工中,要明确浇筑顺序,即先浇底板、再浇腹板、最后浇筑顶板。
(2)混凝土离析是施工中常见的问题,为防止离析的产生,可从悬臂处向墩柱一侧浇筑。施工时要保持对称,悬臂两侧的混凝土高差控制在20cm以内,不得超出。采用插入振捣棒对混凝土振捣密实,依据规范标准的规定要求,振捣棒要快插慢拔,分层逐点振捣,每个振捣点的间距控制在30cm,按梅花状布设。箱梁腹板处的钢筋比较密集,振捣棒很难顺利插入,对此可在腹板内侧安装振捣器,保证振捣质量。
2.2.3 前移挂篮
(1)通过行走系统完成挂篮前移,在本工程中,行走系统由以下两部分组成:一部分为向前牵引装置,另一部分为尾索保护装置。挂篮移动前,先将底模平台用钢丝绳连接至腹板模板的外滑梁上并撤除后吊带,松开前吊带,使挂篮模板与混凝土表面脱离,随后对底板、腹板、翼板等部位全面检查,确保完全脱离,以免影响挂篮正常行走。
(2)挂篮的走道梁安装位置必须准确,接头部位不得存在台阶,要保持平齐。待准备工作完成后,可将后锚固系统松开,借助倒链牵引挂篮向前移动,悬臂端的挂篮要对称前移。挂篮走行时,要观测中线及走道方向,出现偏移必须及时纠偏。在挂篮尾部加装向后施力的倒链,避免挂篮前移的速度过快,为防止外滑梁脱轨的情况发生,可在其尾部焊接角钢,以此来达到限位的效果[6]。
2.2.4 合龙段施工
(1)在中跨合龙时,要对劲性钢筋骨架快速焊接,形成具有一定强度的刚结点。浇筑合龙段混凝土的过程中,为避免大体积混凝土水化热产生裂缝,要选择温度偏低的时间段施工。合龙段混凝土浇筑完毕后便会参与结构受力,所以必须确保梁体的质量达标。
(2)为对合龙口位置处的变形情况有效控制,可在施工阶段,用型钢顶住合龙口,若是无法顶住,则可临时张拉体内预应力筋,以此来满足合龙口锁定的要求;可在合龙口两侧配置水箱,重量为合龙段梁体重量的50%,随着合龙段浇筑的推进,将水箱内的水放出,以此来达到平衡,避免悬臂端倾角发生变化[7]。
2.3 线形控制
预应力混凝土T形刚构梁施工中,线形控制是一个较为重要的环节,与桥梁整体质量密切相关,对此必须予以重视,具体的控制措施如下:
(1)梁段施工时,中线测量可以将仪器监测得到控制点数据作为主要依据,立模测点设置在模板前侧,需要注意的是,施工阶段要定时复核水准点,确保其精度,从而有效降低施工误差。
(2)测试混凝土7d和28d的强度及弹性模量,做好记录,定期检测混凝土的徐变系数,发现异常必须查明原因,采取相应的方法加以处理。实时监测施工中产生的荷载及其作用部位,看有无异常[8]。
(3)浇筑悬臂梁时,每个悬浇段的观测次数不得少于5次,具体如下:挂篮拼装完毕后,浇筑混凝土前观测一次;混凝土浇筑完毕后观测一次;预应力张拉前、后各观测一次;完工后,挂篮移动换位前观测一次。可将观测的重点放在沉降量、高程等方面。
3 结语
预应力混凝土T形刚构梁本身具有一定的复杂性,对施工工艺的要求相对较高,为确保工程整体质量,必须掌握相关的工艺及实施要点,并在实际工程中加以合理运用。未来,要进一步加强预应力混凝土T形刚构梁施工工艺的研究力度,对现有的工艺逐步完善,使其更好地为桥梁工程建设服务。