现浇预应力连续箱梁施工技术

1 工程概况

辛庄子至邓王高速公路是国家重点公路威海至乌海线的重要组成部分, 第六合同段由中铁十八局承建, 起讫里程为K58+400~K67+940, 邓王互通立交为本合同段的重要工程, 上跨津汕高速公路, 并与津汕高速公路同时施工。邓王互通立交主线桥共35跨合计8联, 全长643.16m, 其中跨津汕路的第四联为预应力连续箱梁, 长度110米, 单幅梁宽12.5m。该桥所处位置为黄河冲积平原, 地势低洼, 地下水位较高, 地下水埋深0.8~3.2m不等。本文以第四联为例, 详细介绍预应力连续箱梁的施工。

2 地基处理与支撑体系的施工

2.1 地基处理

为确保支架稳定, 对地基进行加固处理。由于桥位于地势低洼地方, 地下水位高, 在进行地基处理时, 将软土地基挖除, 换填砖渣和碎石, 同时掺灰分层处理, 将原地面整平压实, 地基平整时做成2%的双面坡。地基上部做40cm厚的石灰土 (宽度超过支架外1m) , 分两层施工, 压实度达95%, 同时用静力触探仪触探, 经计算符合要求。当石灰土养生期过后, 在浇筑10cm厚的混凝土 (宽度超过支架外0.5m) 。待混凝土达到强度后, 按设计支架间距及荷载, 做小型承载力试验。在基础四周挖设排水沟, 确保雨水和施工水外排, 以防浸泡地基, 在垫层上横铺250cm×20cm×15枕木, 以传递支架压力, 保证地基受力均匀。

2.2 支撑体系

现浇箱梁支架采用Φ48钢管满堂红碗口式支架, 经过计算和多次施工经验确定支架间距:纵横向均为0.9m, 近墩台处2m范围内加密至0.6m, 高度按每1.2m布置横杆, 用纵横斜拉杆将整个支架连成整体, 支架外侧加斜支撑, 以确保支架内部及整体有足够的承载力好稳定性。支架的承载力安全系数大于1.3, 稳定性安全系数大于1.5, 地面铺设一层250cm×20cm×15枕木, 上立碗扣件, 碗扣件顶面铺设纵横两层15cm×15cm方木, 方木之间用钉或螺杆连接成整体, 顶部的调节用可调U型件, 以满足设计标高的要求。

2.3 支架预压

考虑梁体自重、地面下沉及支架的弹性和非弹性变形等因素影响, 按设计要求对支架进行预压。预压采用沙袋预压, 预压重量为梁体自重加施工荷载。预压时间根据地质情况、梁体重量、支架类型等进行现场预压试验后确定。

在1/8、1/4、1/2跨处设置沉降观测标, 加载前划好刻度线, 加载后立即观测沉降量, 以后每天的同一时间观测一次, 记录加载前、加载中、加载满、稳定后和卸载后的沉降量。撤压后, 进行沉降分析, 作为设置预留沉降量的依据。

3 永久支座的安装及注意事项

永久支座安装前对支座进行试验, 对支座垫石进行检查, 支座安装标高按设计要求控制, 并控制两个方向的四角高差不得大于2mm, 以保证平面两个方向的水平。

在支座垫石上测出支座中心准确位置, 并再径向画出十字线 (垫石和支座均画) 。按照两个十字线重合安妥。

支座处的梁底调平垫块与底模连接紧密不漏浆。

支座用环氧树脂粘贴在垫石上, 支座顶钢板要安装准确、水平, 使支座不承受侧压力。

4 模板设计与安装

底模用15~18mm厚竹胶模板, 上铺地板革, 侧模根据设计箱梁的截面形式加工定型竹胶模板, 在竹胶板外侧贴地板革, 以保证混凝土面的光洁和良好的观感质量。

根据设计文件规定设置预拱度。

模板应有足够的强度、刚度及稳定性, 确保梁体各部分结构尺寸及预埋件位置准确, 模板在使用前, 将表面洗刷干净或及时更换地板革。

安装模板时先安装底模, 再安装侧模, 底模与侧模连接, 不得有错台。连接处严密, 以防漏浆, 安装端模时固定锚垫板, 并将波纹管逐根穿入锚垫板内, 安装完成后, 应检查波纹管是否处于正确位置。

箱梁中的各种预埋件应在模板安装时一并埋设, 并采取可靠的稳固措施, 确保安装位置准确。

内模由于其曲线形式, 采用定型小块钢模板, 便于组装和拆除;可调支撑固定, 钢模的表面打磨干净, 涂脱模剂。

模板安装完后, 将各处的连接螺栓、支撑检查一遍, 同时检查整体模板的长、宽、高等尺寸是否符合设计要求, 不符合规定者, 及时调整, 模板安装完成后, 会同监理对模板进行验收。

5 钢筋及钢绞线加工与安装

普通钢筋及钢绞线加工时抓住四个环节: (1) 钢绞线与钢材的试验 (物理试验与化学试验) ; (2) 钢材和钢绞线严格下料尺寸; (3) 钢筋焊接严把质量关; (4) 钢筋按图加工成平面和立体骨架。

5.1 钢筋安装

预应力钢筋混凝土箱梁中制作安装时, 首先将普通钢筋制成平面或立体骨架骨架在模具上制做, 焊接牢固。

钢筋下料:钢材进场后须进行原材料复试, 合格后方可使用, 按设计图纸及施工规范加工钢筋, 各种型号的钢筋应分类堆整齐, 钢筋加工符合规范要求。

绑扎钢筋:按设计图纸绑扎钢筋, 钢筋接头采用双面焊。钢筋的绑扎允许偏差符合规范要求。绑扎腹板钢筋时应按设计要求埋设有关的预埋件, 预埋件不得遗漏、错位。在腹板和底板处分别预留通风孔和泄水孔, 预留孔位采用10cm塑料管, 塑料管用限位筋固定, 以防浇筑砼时移位。

5.2 分层测量、画线、绑扎, 焊钢束定位筋

普通钢筋绑扎成骨架后, 根据各预应力钢束的座标和曲线要素, 首先在骨架的箍筋上测量划线, 并点焊定位筋, 然后在定位筋上绑扎钢束的导向筋。

5.3 分层分束绑扎波纹管

本桥预应力钢束孔道采用预埋波纹管成孔, 在现场用接头波纹管将各段波纹管联接起来。然后将波纹管穿入定位网片的设计位置并确保其定位准确, 管节连接平顺。波纹管与钢筋有冲突的地方, 可适当移动钢筋的位置。

5.4 分层分号进行钢束编束和穿束

钢绞线下料时根据设计要求的孔道长度、张拉端工作长度和锚固长度下料, 然后进行编束。

编束:编束时必须使纲绞线相互平行, 不得交叉, 沿长度方向每隔2~3m用铁丝捆扎一道, 并给钢绞线编号。

穿束:穿束可在浇筑砼前进行, 也可在浇筑砼后进行, 凡浇筑砼后无法穿束的, 均在混凝土浇筑前进行, 钢绞线端头做成锥形, 钢绞线穿束采用穿孔器, 不能造成对波纹管的损伤。

5.5 安设钢束灌浆孔和排气孔

当预应力钢束就位后, 在每一钢束的两端和曲线的最低处安设灌浆孔, 在每一钢束曲线最高处安设排气孔。

5.6 安设钢束的锚垫板和钢筋网

为了保证锚下混凝土有局部的抗压强度, 在设置螺旋筋的部位可设3~6层的钢筋网。

6 箱梁混凝土的浇筑

箱梁混凝土浇筑时, 底板及腹板混凝土、顶板混凝土一次性浇筑。

在浇筑砼前, 对钢筋、模板进行验收检查时特别注意波纹管、预埋件的位置, 以及波纹管表面是否有孔洞;

混凝土的拌合:拌和采用拌和站集中拌和, 混凝土的配合比通过试验确定, 其各项性能指标要能满足设计及施工规范要求。减水剂采用粉剂型, 在施工前14~18小时预先配制成所需浓度的溶液, 粉剂在溶液中得以全部溶解均匀, 不得有沉淀或结块, 为了充分发挥减水剂的作用, 在拌合时溶液用后添法。

混凝土的运输:混凝土随拌随用, 用混凝土搅拌运输车运送至现场。

混凝土浇筑:混凝土浇筑采用混凝土泵车浇筑, 浇筑采用斜向分段。振捣采用插入式振捣器, 振捣上一层混凝土时, 应插入下一层混凝土5~10cm, 振捣时以混凝土表面不再显著下沉, 表面泛出灰浆为止, 不得过振, 也不能漏振。

振捣时要注意不触及波纹管和锚具, 砼浇筑过程中要派专人检查模板、固定螺栓和支撑。

混凝土浇筑完毕, 箱梁表面予以覆盖, 并进行洒水养护。养护天数当环境相对湿度小于60%时洒水养护14天。箱梁的内室自然养护7天以上。炎热天气时逐段覆盖洒水养护。

7 模板与支架拆除

内模应在混凝土强度达到设计强度的60%后, 由进人孔进去拆除内模及支撑, 由进人孔运出。运完后封闭进人孔。

侧模应在混凝土强达到设计强度的50%, 能保证其表面及棱角不因拆模受损, 方可进行。并预留相临一孔不拆除, 以下孔施工。

混凝土张拉及压浆完后, 混凝土强度能安全地承受其自重和外加施工荷载时, 即可拆除支架、底模。

8 预应力的张拉

8.1 施工准备

标定油表、千斤顶。

拉前对梁体应作检查, 如有缺陷, 须事先征得监理工程师同意修补完发好且达到设计强度。

孔道的位置是否正确, 灌浆孔和排气孔是否满足施工要求, 孔道内应畅通, 无水份和杂物。

8.2 张拉

预应力张拉在箱梁混凝土强度达到设计强度的85%后进行。张拉采用两端张拉, 张拉的顺序按设计文件办理。

按每束根数与相应的锚具配套, 带好夹片, 将钢绞线从千斤顶中心穿过, 张拉时当钢绞线初始应力达到0.2бK时停止供油, 检查夹片情况完好后画线作标记, 向千斤顶油缸充油对钢绞线进行张拉, 在张拉过程中, 对每根钢束的伸长值进行实际测量。

预应力张拉采用“双控”。以张拉应力 (δk) 和钢束的伸长量进行比较、校核。伸长量理论值和实际值不大于设计要求的±6%伸长量。

8.3 滑丝与断丝的处理

预应力钢绞线每束滑丝与断丝不超过1丝, 且每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的0.5%。超过该规定采取措施处理。

9 灌浆施工

张拉完毕后, 宜在三天内进行管道压浆。

露出锚具外部多余的预应力筋需割切, 预应力筋割切后的余留长度, 不宜小于30mm。

孔道在压浆前应用压力水冲冼, 以排除孔内粉渣等杂物, 保证孔道通畅。

水泥浆配合比, 通过试验确定, 其各项性能指标应符合设计及施工规范要求, 水灰比不得超出0.4, 泌水量控制在2%内, 压浆时的压力宜为0.6~0.7Mpa。

压浆应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆时方可停止, 此时要关闭注浆管闸阀, 使孔道中的水泥浆在有压状态下凝结。

1 0 结语

在邓王互通立交主线桥第四联连续梁的施工中, 我们按照上述要点进行施工和质量控制, 取得了较好的效果, 现在以此文与大家交流, 希望对其它连续梁施工质量控制有所帮助。

摘要：近年来, 我国高速公路建设迅猛发展, 工程质量标准越来越高。本文以威乌高速公路第六合同段邓王互通立交桥第四联为例, 较详细地介绍了连续箱梁的施工方法, 在地质情况复杂、施工期短、施工质量有特殊要求的情况下有实用价值, 收到了明显的经济效益与社会效益, 可供施工技术人员参考。

关键词：预应力,连续,箱梁,技术

参考文献

[1] TY-1913756, 路桥工程施工新技术实用手册.

[2] 谭秉梓.公路桥梁工程施工要点与技术规范全书.