桥梁工程预制梁板施工技术应用探析
2024-04-17董辰
董辰
摘要:相较于常规现浇梁施工技术,预制梁施工技术具备建设过程更高效、可有效控制桥梁项目实施进度等优势[1]。针对桥梁工程预制梁板施工技术进行论述,探讨了桥梁工程预制梁板施工特征,通过结合具体工程案例,对不同实施工序分析桥梁预制梁板施工技术在施工工程中的应用要点,并提出针对不同施工工序内容的具体的施工质量控制策略,以达到改进桥梁预制梁板技术、提升项目实施质量的目的。
关键词:桥梁工程;预制梁板;技术应用要点;质量控制
0 引言
依据横梁同桥面板的连接类型不同,可将双主梁架构的桥梁组合梁分为小横梁及大横梁两类,横向承重板不与桥面板连接的为小横梁,纵向承重板同桥面板连接的为大横梁[2]。两类主梁架构模式中,预制梁板施工工序均在其桥梁工程中扮演了至关重要的角色。本文结合具体施工案例,主要研究预制梁板施工技术在双主梁桥梁工程的应用施工要点和质量控制策略。
1 桥梁工程预制梁板施工特点
作为桥梁工程的重要承重结构,梁板的施工质量关系到了整体桥梁工程的建设质量。通常桥梁项目实施时,會在项目作业场地完成梁板的现场浇筑,但此类施工工艺费力耗时,且难以应用于较大型的桥梁施工建设工况中,因此宜选择预制梁板施工技术完成。
桥梁工程预制梁板施工技术,主要依据桥梁建设项目规模、架构、重量支撑要求等因素,对项目所需梁板构件应严格按照工程所需功能、规格等标准完成预先制备加工。待检验合格将其运至作业场地实施装配,装配完成后配合实施混凝土现浇作业,以最大限度减少热胀冷缩作用对桥梁梁板的影响,增加梁板的预应力效果[3]。
相较于现浇桥面板桥梁施工工艺,预制梁板施工技术可有效压缩实施工期,防止工程裂缝产生,提升桥梁工程整体的结构韧性、支撑承重效果和耐久度等特性。需要注意的是,需对桥梁预制梁板面板连接位置混凝土施工质量进行严格控制,以免对桥梁面板结构的耐久度产生影响。
桥梁工程的预制梁板作业主要是通过拼接模式完成装配的,预制梁板施工技术既可适用于高位梁柱、大支撑、大跨度建设标准的桥梁工程,也可适用于实施难度高的特殊工况桥梁工程,可满足现代化桥梁工程高标准的承重性能、耐久度和安全质量效果需要[4]。同时,预制梁板施工技术实施过程便捷,可预先实施梁板的浇筑作业,利用拼接模式完成桥梁装配,可在有序施工的前提下,做到工期的合理压缩。
2 工程概述
某既有水口桥初始总长度为61.3m,桥梁宽5.1m,此桥梁由于桥墩垮塌,现已难以完成正常的通行性需要,因此相关设计单位依据既有桥梁原有设计,制定桥梁项目改建方案。新建桥梁施工位置地质岩层种类单一、结构稳定。据此确定在既有水口桥下游57m距离位置,实施新桥梁的施工建设。桥梁整体结构为25m×4m的预制混凝土空心板、双主梁结构桥梁,通过后张拉预应力工法实施梁板预制施工。
3 桥梁预制梁板施工要点
3.1 钢筋骨架施工
实施钢筋骨架绑扎过程中,应在骨架定型完成后实施腹部板筋的绑扎和施焊,并通过撑对骨架侧面支撑加固骨架结构。在预应力筋装配作业前,应先组合安装隔板钢筋与腹部钢筋骨架,以形成结构牢固的统一整体,为后续预应力筋装配提供便利[5]。
按设计要求规格尺寸制备定位筋,并装设在预先设计好的预应力管道点位,随后进行波纹管和钢绞线装设。安装过程中,应确保波纹管接头处的紧密连接且避免损毁。完成预应力筋的装设后,进行隔板钢筋的装设。此过程中应通过适当的监测工艺控制钢筋的安装稳定,随即实施顶板钢筋绑扎。
施工期间应严格控制钢筋定位和预应力孔道控制,防止锚垫板同预应力束的垂直度偏差超出规定标准,并保证垫板中心同管道中心齐平。对弯折位置主要使用圆曲线法将钢绞线实施过度,并保证管道的圆顺度符合施工标准。应每间隔0.8m实施定位钢筋的安装。
3.2 装配模板施工
为保证底胎同模板间衔接位置的装配严密效果,应在底部模板两端钉装一层5mm的泡沫钉。通过试安装方式及时排查发现安装过程的问题,并形成处理方案。在底胎及钢模位置刷涂脱模剂,利用电葫芦等工具完成模板的装配作业,通过拉杆法完成两端侧模板的连接组装。装配完成后,检验模板的坚固性和支撑效果,防止后续的混凝土浇筑中发生胀模情况。
3.3 浇筑混凝土施工
严格依据桥梁工程设计配比完成混凝土拌和料中水泥、砂石等原料的配比拌和。为减少梁板浇筑返工率,应将钢筋及预埋件依据工程设计方案装设到位。对低厚度的预制梁板顶板、底板、腹板等位置,要合理调配混凝土配比,确定适宜的骨料配比,本项目主要选择C40型混凝土。
针对梁体周围、管道密集处、锚固等位置,应重点关注混凝土振捣、保养等操作工序,防止此类关键区域出现混凝土质量问题[6]。实施空心梁板浇筑时,应严控相同跨梁板的浇筑间隔时长,保证张拉作业后的空心梁板应具备低于10天的混凝土龄期,以防发生相同跨的梁板拱值不统一情况。
预制梁板混凝土浇筑应连续作业,以使主体板结构一次定型,并控制单个预制梁板浇筑时长低于6h。混凝土拌和前,应控制各添加材料的含气量介于3.0%~4.5%区间。模板及钢筋的施工应保证温度介于5~35℃下完成,入模施工应在温度介于5~30℃下完成。振捣过程中避免出现欠振、漏振等现象发生,并制定欠、漏振应急方案。针对顶板、腹板位置混凝土的振捣,应利用平板振捣器振捣,同时避免触碰管道、预埋件、模板等构件,保证混凝土振捣充分。
正式浇筑施工前,应通过制作强度试件及弹性模量的方式,对梁板各个区域实施试验,保证混凝土浇筑后的质量效果。为保证混凝土浇筑的稳定和安全,应重点关注混凝土的坍落度和和易性指标,依据施工方案控制混凝土的浇筑结构和尺寸。如浇筑时出现模板的位移或形变情况,应及时采取修正措施。
对完成振捣浇筑的混凝土预制梁板的顶板位置,实施抹光操作,同时配合实施拉毛、收浆等处理。预制空心梁板过程中,应通过钢筋制备一段粗糙面结构嵌入至梁板铰缝位置。混凝土浇筑完成后,应利用麻布将表面实施覆盖湿润养护。
3.4 梁板张拉预应力施工
选择与本项目对应规格的预应力钢绞线,以实现梁板预应力控制,同时应控制梁板混凝土比例高于90%。为保证梁板张拉预应力的顺利实施,要做好张拉设备的检验。做好波纹管等各类孔道的预设工作,使孔道预留满足工程方案要求。
梁板预应力张拉时,应严格调节伸长长度,保证实际伸长长度在标准允许范围内[7]。张拉起点应严格从零刻度起始,待与初始应力相适应后,进行时长为5min的张拉操作,然后将张拉力调至初始应力值。
实际梁板张拉过程中,应标记好两端千斤顶升降压力数值、伸长数值、划线数值等参数。实际预应力张拉施工时,应对两侧伸长量实施对比调节,防止两侧伸长量的偏差大于5%。依据工程设计应力完成钢束张拉作业后,应将设计伸长值同工程设计标准数据形成比对,保证二者之间数据的偏差低于6%区间范围。桥梁预制梁板预应力张拉施工效果如图1所示。
3.5 压浆和封锚孔道施工
预应力混凝土构件预应力张拉后,应在48h内实施孔道压浆作业,即需将泥浆压至预留孔道中,以防止混凝土构件同预应力钢材构成一个整体。在孔道压浆施工过程中,应保证压浆浆液的饱满度,确保水泥浆强度应高于50MPa的标准,禁止发生压浆、拌和、填料等作业同时作业的情形。
施工过程中,应重点关注施工温度情况。如果施工温度低于5℃,应对作业区域实施必要的保温处置;如施工温度高于35℃,应立即停止压浆作业。完成压浆后,应实施必要的清洁处理,同时利用混凝土材料实施锚具位置浇筑封堵。待混凝土浇筑封堵施工完毕,应至少保证有超过10h的养护观察期,以保证混凝土固化后具有较好的结构稳定性。桥梁预制梁板压浆封锚施工如图2所示。
4 桥梁工程预制梁板施工质量控制策略
桥梁工程预制梁板施工质量控制,对桥梁整体工程的耐久性和结构安全有直接影响,高质量的预制梁板施工有助于桥梁运营使用期的性能突显。为保证本项目桥梁施工质量,在进行桥梁工程预制梁板施工过程中,可从以下方面实施質量控制。
4.1 预制梁板原材料质量控制
预制梁板原材料质量控制是预制梁板施工技术应用的基础,合格的原材料质量可保证预制梁板施工的顺利实施。针对原材料的质量控制主要是对石料、外加剂、水泥等材料的管理。
4.1.1 石料选配
石料选配方面,应先将石料做水洗处理,清洗后将石料根据级配实施合理分类,通常应选取不低于2级的连续级配石料。石料在施工投产前应进行碱活性检测,在确保碱活性检测数据符合工程施工标准后,方可投产使用。
4.1.2 外加剂选配
应优先选择热度小、减水率高的聚羧酸系列添加剂。此类添加剂可加强混凝土的稳定性和耐久度。通过一系列实验测试,验证外加剂对混凝土的强化效果,实验结果达标后才可实施后续工序的作业,防止因外加剂问题造成速凝、假凝、离析、分层等,进而对桥梁工程质量形成影响。
4.1.3 水泥选配
对于水泥材料,应重点控制水泥材料质量的稳定性。可适当提高水泥材料的复检数量,保证水泥材料的使用性能符合本预制梁板项目工程建设标准,在项目施工中具有良好的应用性特。
4.2 混凝土拌和料配比质量控制
混凝土拌和料配比会在某种程度上对预制梁板施工质量构成影响,实际控制内容应对下几方面展开。
4.2.1 氯离子配比含量
实施桥梁预制梁板施工过程中,应严格检测混凝土中氯离子占比。检验过程中,应控制桥梁工程预应力混凝土氯离子占比不高于凝胶材料的0.06%。如氯离子占比高于此数值,应及时进行配比调整,使其低于凝胶材料总量的0.06%,以保证本桥梁工程预制梁板整体施工效果。
4.2.2 矿物质掺合料
通过单掺和复掺相结合的方式,实现本桥梁工程预制梁板的掺和施工。以单掺施工为例,可将掺入粉煤灰作为掺合料,粉煤灰掺合料的添加数量应控制低于凝胶材料总数的25%。如果选择矿渣粉作为掺和施工使用的掺合料,应选择粉煤灰及矿渣粉的复合掺和方式完成施工,以达到本桥梁预制梁板施工项目的预定掺和功效和掺和标准。
4.2.3 初级料级配
应在确保本项目初级料预制梁板基本施工要求的前提下,最大化的降低梁板孔隙率级配参数。
5 结束语
不同于常规现浇梁施工技术,预制梁板施工技术具备建设过程更高效、进度可控性更强等优势。本文围绕桥梁工程预制梁板施工技术展开讨论,介绍桥梁工程预制梁板施工特征。结合具体工程案例,分析桥梁预制梁板施工技术在施工工程中的应用要点,并提出了对应预制梁板施工内容的质量控制策略,以为相关桥梁工程预制梁板技术的有效应用提供参考。
参考文献
[1] 杨军胜.浅析公路桥梁预制梁板施工及控制要点[J].黑龙
江交通科技,2021,44(2):97-98.
[2] 熊静松.整体式液压行走模板预制箱梁在高速公路桥梁中
的应用[J].建筑工程技术与设计,2017(21):1894.
[3] 何小军,余茂峰,叶建龙.预制结构桥梁拼接湿接缝受力
性能分析及荷载试验[J].四川建筑,2021,41(1):150-153.
[4] 王洋.公路桥梁预制梁板智能施工及控制要点[J].四川建
材,2022(6):140-141.
[5] 李井彪.高速公路桥梁预应力混凝土预制梁板认证实施技
术典型案例解析[J].交通世界,2023(17):195-197+200.
[6] 曹旺如.预制梁施工技术在高速公路桥梁建设中的应用[J].
四川建材,2020(3):171-172.
[7] 刘人仁.桥梁工程梁板预制常见的问题及解决措施[J]. 交
通世界,2021(12):132-133.