崔 博
(山西省交通建設工程監(jiān)理總公司,山西 太原 030012)
本項目位于山西省偏關縣東南部,西接內蒙準格爾旗至鄂爾多斯高速公路,東接大運高速公路,進而連接二廣高速,橫跨忻州地區(qū),是忻州地區(qū)又一條重要的出省通道。筆者在山西靈河高速公路神河段LJ6標從事監(jiān)理工作,本標段技術標準采用四車道山嶺重丘區(qū)高速公路標準設計,起點樁號K62+900—K72+210,總長9.31 km,其中大橋7座。
本文介紹了高峁梁2號大橋懸臂預應力箱梁施工工藝及質量控制。高峁梁2號大橋主橋上部結構為(66.66+120+66.66)m預應力混凝土變截面箱型連續(xù)剛構,邊主跨比為0.555 5。箱梁支點梁高7.5 m,為最大跨徑的1/16,箱梁跨中梁高2.5 m,為最大跨徑的1/48,箱梁底板曲線方程為y=f-〔(3.482fx1.8)/L1.8〕,矢高 f=5 m,L=110 m,采用 1.8 次方拋物線。坐標起點在跨中,曲線以主墩中心對稱,邊跨現(xiàn)澆段采用直線段,長5.5 m。上部箱梁為單箱單室,頂寬12 m,底寬6.5 m,懸臂寬2.75 m。箱梁頂板厚30 cm,底板厚32~130 cm,按1.8次拋物線由跨中向中墩逐漸加厚。邊跨腹板15~6號節(jié)厚50 cm,6~4號節(jié)段厚50~70 cm,4~1號節(jié)段厚70 cm,腹板變厚按線性變化。腹板每節(jié)段距頂面1 m處設有直徑10 cm的通氣孔。0號塊長11 m,頂板厚40 cm,腹板厚70 cm,底板厚130 cm。由于上部箱梁本身的抗扭剛度較大,因此主橋箱梁只在支點處設有橫隔板,邊墩支點橫隔板厚150 cm,墩支點設置4道厚60 cm的橫隔板。
本橋連續(xù)剛構施工的總體施工方案為:0號及1號段采用托架施工,2~15號懸臂澆筑采用菱形掛籃施工,現(xiàn)澆段采用托架施工。
a)使用菱形桁架掛籃。掛籃總重量不應大于最重梁段重量的0.5倍,最大總變形小于2 cm,掛籃在澆筑混凝土狀態(tài)和行走時的抗傾覆系數(shù)、自錨固系統(tǒng)的安全系數(shù)、斜拉水平限位系統(tǒng)的安全系數(shù)及上水平限位的安全系數(shù)均不應小于2。
b)掛籃后錨固利用豎向預應力筋時應不少于4根,并在連接處設置十字鉸。掛籃后錨固嚴禁連接在豎向筋上。
c)掛籃外模應采用大塊新模板,內模可以用組合鋼模板或成色較好的舊模板,內模必須與框架連接成整體結構,不允許采用拆拼方法施工。底板與腹板拐角處用特制木模,確保不跑漿。內外模板應插入前一梁段30 cm為宜,并在前一段預留孔洞穿拉桿固定模板,確保澆筑過程梁體的穩(wěn)定性。
d)掛籃底模后端和兩邊側模后端必須設置梁體質量檢查維修通道,以便檢查梁體的混凝土質量。
e)掛籃使用前要做預壓試驗。預壓的目的是檢驗掛籃的安裝質量、安全性能,消除掛籃的彈性變形,為每節(jié)梁段確定立模標高提供依據(jù)。
f)掛籃前移用千斤頂緩慢平穩(wěn)推進,推移時應在后端設保險繩,到位后應立即安裝主桁架后錨固系統(tǒng)。五級以上大風時,應停止掛籃行走。施工單位應制定詳細的掛籃安全操作規(guī)程,對掛籃上的人員數(shù)量和堆放的機具、材料要有明確規(guī)定,防止意外發(fā)生。
a)根據(jù)該橋梁結構尺寸特點,0號、1號塊應采用在墩頂設置托架的方法進行施工。
b)托架的圖紙和計算資料要報監(jiān)理審批,托架在施工前要進行預壓,預壓重量為現(xiàn)澆梁段重量的1.2倍,預壓滿載時間不短于24 h。托架安裝完成后,應報監(jiān)理工程師進行檢查,前端底板橫向布設3個測點量測,合格后進行預壓,預壓應分級加載,預壓采用堆載預壓或托架與承臺預埋錨固端鋼絞線張拉的方式進行,重量或千斤頂拉力加載分為0%、20%、50%、120%。卸載分為100%、50%、0%。以上數(shù)據(jù)都需測量監(jiān)控,有數(shù)據(jù)資料,觀測應認真、準時,確保數(shù)據(jù)準確。砂袋擺放按照先底板后腹板最后翼板的原則進行。數(shù)據(jù)在下一級荷載前必須計算出結果,引用于現(xiàn)場,保證支架預壓安全進行。通過預壓,消除非彈性變形,測出彈性變形,根據(jù)測得的變形數(shù)據(jù)在支立底模時設相應的預拱度。
c)墩頂段用于托架的預埋鋼板厚度大于等于2 cm為宜,預埋件要進行專門的設計,預埋件位置準確、牢靠,應由有焊接證的工人進行認真施焊,確保焊縫質量和托架施工過程的安全。
d)0號、1號塊外模必須用大塊新鋼模板,內??捎媒M合鋼模板或成色比較好的舊模板,但板面要平整無空洞。箱內底板與豎墻拐角處可用木模,但要保證形狀和尺寸的要求,不能漏漿。
e)0號塊混凝土必須采用一次混凝土澆筑方式,0號塊構造復雜,施工過程容易出現(xiàn)裂縫,施工單位應確?;炷翝沧⒚軐?,養(yǎng)生到位,減少裂縫的產(chǎn)生。
a)波紋管定位要準確,定位鋼筋焊接要牢靠,監(jiān)理要逐根檢查。在澆注段波紋管內穿直徑稍小的硬芯管,防止?jié)沧⒒炷吝^程波紋管變形或損壞漏入混凝土,待混凝土凝固后拔出芯管。
b)混凝土達到5.0 MPa方可拆除堵頭模板,并及時鑿毛,用水沖洗干凈。混凝土達到約20 MPa可脫外模板,達到30 MPa可脫內模??v向預應力張拉完成后才能松動底模。
c)掛籃脫模實行簽字認可工作制,由監(jiān)理和施工技術員在現(xiàn)場共同檢查混凝土澆筑質量,無質量問題簽字認可,若出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞、露筋等質量缺陷,應及時報業(yè)主,提出處理辦法,審批同意后方可進行處理。
d)懸澆混凝土應用泵送施工,配合比設計除滿足強度外,還應達到緩凝、早強、流動性大、和易性好等性能?;炷翝沧吹装?、腹板、頂板的順序,由前向后,由兩側向中間的方向連續(xù)進行澆注?;炷恋恼駥嵰圆迦胧秸駬v器為主,高度大于3.5 m的梁段可在腹板內側1/2高度處開觀察窗,確?;炷琳駬v密實,特別是縱向預應力以下混凝土的振搗密實避免出現(xiàn)空洞、蜂窩、麻面。
e)懸澆施工應始終掌握T構兩端對稱加載、平衡施工的原則。包括橋面堆放的機具、材料,兩端不平衡重量絕不能超出設計的規(guī)定。
f)澆筑段波紋管內應穿入直徑稍小的塑料芯管。
g)預應力筋,錨墊板及波紋管位置要準確,安裝要牢靠。
h)混凝土強度達到設計張拉規(guī)定的強度,齡期超過7 d,方可進行預應力張拉。在懸澆施工過程中,要經(jīng)常做混凝土的彈模測試,以確保與強度的同步性。
i)預應力張拉一般按縱向、豎向和橫向的次序進行。預應力筋張拉以應力值控制、伸長值校核;張拉完畢應盡快壓漿,間隔時間不應超過48 h。
j)預應力施工是連續(xù)剛構橋質量控制的重點,國內很多剛構橋運營后出現(xiàn)裂縫,跨中下?lián)系炔『Χ寂c預應力不足或松弛損失過大有關。預應力張拉全過程要有監(jiān)理在場。
a)混凝土達到設計強度90%,且齡期不少于7 d,方可進行預應力張拉。在懸澆施工過程中,施工單位和監(jiān)控單位要定期做混凝土的彈模測試,以保證彈模與強度的同步性。若彈模降低幅度較大,要查找原因,或延長張拉齡期。
b)錨墊板要與預應力索軸線保持垂直,錨墊板下混凝土保證密實。
c)嚴格按編束工藝編索,整束穿索,不允許單根穿索,確保不絞索。
d)張拉以張拉力控制,伸長值校核。實際伸長值與理論值誤差小于6%,若大于6%要停止張拉,查找原因。每束鋼絞線斷絲或滑絲不多于1根,每個斷面滑絲或斷絲之和不能超過該斷面鋼絲總數(shù)的1%。
e)張拉千斤頂、油泵要按規(guī)范定期配套校驗,配套使用,當千斤頂使用超過6個月或300次,或在使用過程出現(xiàn)不正?,F(xiàn)象,或經(jīng)過檢修,應重新校驗。
f)預應力鋼材、錨具進場前要按規(guī)范要求進行試驗。同等條件下應優(yōu)先選擇安全系數(shù)大的正規(guī)大廠的產(chǎn)品。
g)預應力張拉完成后24 h內必須壓漿。水泥漿使用C55相同的水泥配制,水灰比不宜大于0.45,由試驗確定外摻劑,不得使用含氯鹽的外加劑。壓漿氣溫不應低于5℃。每孔道應一次壓漿完成,不得中斷,如遇意外情況特別是串孔等現(xiàn)象中斷時,應立即用高壓水沖洗干凈,采取措施,重新壓漿。
h)壓漿要從一端壓入,另一端冒出,待另一端冒出濃漿后,方可關閉排漿閥,觀察壓力上升到0.3~0.5 MPa,并穩(wěn)壓2 min,各部位均無漏漿、冒漿時,關閉壓漿閥。
a)在澆筑混凝土時要注意豎向預應力筋上下墊板處混凝土的密實,并用塑料紙包裹精軋螺紋鋼端頭,避免混凝土漿污染,造成張拉困難。
b)豎向預應力筋上端伸出錨頭長度大于3 cm,且距橋面混凝土鋪裝頂面距離大于等于6 cm。
c)豎向預應力筋以張拉力控制,采用二次張拉工藝,即第一次按設計噸位張拉完成后,再進行一次張拉。嚴禁超張拉。第二次張拉完成24 h內必須壓漿。
d)近年來連續(xù)剛構橋運營后腹板出現(xiàn)大量裂縫,均與豎向預應力不足有關。要求對第一、二次張拉和壓漿3道工序在管理上做3種不同的明顯標記,監(jiān)理工程師每道工序逐根檢查,確保不漏拉和漏壓,真正發(fā)揮豎向預應力的效應。
2.6 邊跨現(xiàn)澆段及合攏段的質量控制要點
a)邊跨現(xiàn)澆段采用托架法施工,施工單位應提前設計托架,設計圖紙和計算資料應報監(jiān)理審批,且托架施工前要進行預壓,預壓重量為梁段重量的1.2倍,預壓滿載時間不短于24 h。
b)按照設計文件要求的順序進行合攏施工,一般先邊跨后中跨。
c)合攏段施工必須滿足受力狀態(tài)的設計要求和保持梁體設計線形,施工時必須嚴格控制合攏段的施工誤差。
d)盡量在當天的最低溫度下進行合攏,溫度控制在10℃比較適宜。澆筑混凝土過程中應逐步等量撤除兩端荷載,使合攏段標高保持穩(wěn)定。
e)合攏段混凝土強度達到設計強度90%,進行預應力張拉。
f)合攏段兩端對稱、等重加載,加載完成,檢查合格后,在規(guī)定的溫度時段內進行合龍口的剛性聯(lián)結。臨時預應力確保降溫時勁性骨架中既不出現(xiàn)拉應力,又要滿足升溫時骨架不致受壓過大而失穩(wěn),具體張拉噸位應根據(jù)合攏期間可能出現(xiàn)的溫度范圍計算并報監(jiān)理工程師審核。
g)合攏段及合攏段兩側段底板鉤筋的施工,要有專門的防崩設計,數(shù)量達到縱橫30 cm間距一道,下面鉤住底層鋼筋,上面與頂層鋼筋點焊,一定要可靠,監(jiān)理要逐根檢查,這是控制的重點,也是連續(xù)剛構橋最容易出現(xiàn)質量問題的一道工序。
本文以山西靈河高速公路神河段LJ6標段高峁梁2號大橋施工監(jiān)理控制工作為背景,闡述了現(xiàn)代施工監(jiān)理控制理論在連續(xù)梁橋懸臂施工的施工控制中的應用。