沈增華
(福建嘉宜建筑工程有限公司)
預(yù)應(yīng)力箱梁施工技術(shù)在公路和鐵路橋梁施工建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用,預(yù)應(yīng)力原理主要是指在結(jié)構(gòu)受拉區(qū)預(yù)先施加預(yù)應(yīng)壓力,以使結(jié)構(gòu)在實際使用過程中產(chǎn)生預(yù)應(yīng)壓力的應(yīng)力,從而延緩裂縫的出現(xiàn),提高施工質(zhì)量,對保證橋梁工程的安全性具有重要意義。
箱梁質(zhì)量對橋梁施工有重要影響,若要提高橋梁工程施工質(zhì)量,需對預(yù)應(yīng)力箱梁施工技術(shù)進行詳細分析。東界路(翔安北路-同安大橋段)道路工程位于廈門市翔安區(qū)西北部,下潭尾南片區(qū),丙洲東側(cè),起點為翔安北路(原內(nèi)垵路)與西福東路交叉處,往南沿線與規(guī)劃一、二路及西亭路等三條規(guī)劃路相交,終點與同安大橋連接線相交。道路總長度約3400 米,道路按城市Ⅰ級主干道標準設(shè)計,道路紅線寬度40 米,路基和橋梁一次成形,路面近期實施雙向四車道。其中馬巷大橋全長1114.4米,東坑水道橋全長258 米,標準橋?qū)?0.5 米。本項目采用3×25+10×20 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)型,主要考慮箱梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量對橋梁施工帶來的影響。
為防止模板界面粘結(jié)影響箱梁澆筑性能,提高立模、拆模效率,立模前先均涂脫模劑,按控制線安裝模板后,綁扎鋼筋穩(wěn)定支撐。立模安裝過程中,應(yīng)注意相鄰模板接縫處理密實,防止?jié)仓^程中出現(xiàn)跑漿、漏漿等問題。立模安裝到位后,依次安裝側(cè)模、內(nèi)模和端模,形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的箱梁模板結(jié)構(gòu)體系。
東界路道路工程預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱梁結(jié)構(gòu)復(fù)雜、數(shù)量眾多,給鋼筋綁扎帶來一定難度,因此,在綁扎鋼筋時,應(yīng)先根據(jù)鋼筋綁扎模型將其制作成骨架,綁扎過程中注意力矩扳手的擰緊值,按照施工規(guī)定的鋼筋接頭擰緊值嚴格把控,鋼筋擰緊扭矩按鋼筋直徑進行控制,鋼筋直徑與扳手力矩對應(yīng)關(guān)系為:φ16mm:105N·m;φ18mm:145N·m;φ20mm:177N·m;φ22mm:216N·m;φ25~φ28mm:275N·m;φ32mm:314N·m;φ36~φ40mm:343N·m。
當扳手發(fā)出“咔咔”的聲響之后方可停止擰緊作業(yè)。骨架制作好后,對鋼筋的預(yù)應(yīng)力進行確定,并做好相應(yīng)標記,之后再根據(jù)標記焊接定位筋,固定鋼筋。
對預(yù)應(yīng)力鋼束孔道進行鉆孔時,需采用預(yù)埋塑料波紋管,波紋管連接后會產(chǎn)生連接縫,需用3 層封口紙進行包裹。依據(jù)本工程施工圖紙,確定預(yù)應(yīng)力坐標,再放出波紋管的控制點。鋼筋綁扎結(jié)束后,將塑料波紋管穿入定位網(wǎng),注意穿入的位置要準確,不能出現(xiàn)太大的偏差,通常穿入誤差控制在4mm 以內(nèi)(如圖1 所示),波紋管穿入并檢查無誤后方可將其固定。
圖1 波紋管定位筋
本工程橋梁工程施工中,混凝土澆筑要注意以下幾點:
箱梁模板拼縫處漏漿:在本工程中,箱梁模板拼接時抓好質(zhì)量,拼接應(yīng)做到無縫、緊密、牢固,施工時拼接位置要做好止?jié){措施,用泡沫雙面膠墊入模板之間防止漏漿。
混凝土振搗:箱梁結(jié)構(gòu)由于空間限制,整個施工不會太順利,因此在混凝土澆筑時需根據(jù)本工程結(jié)構(gòu)特點,選擇合適的澆筑方法,一般采用灌注方式澆筑,以適應(yīng)箱梁模板的特殊結(jié)構(gòu)?;炷凉嘧⑷肽r,采用吊配料斗進行,灌注時注意控制好角度,分層次進行?;炷琳駬v宜采用φ30mm 的振搗棒進行插入式振搗,振搗時應(yīng)快插慢拔,并隨時使用木錘敲擊側(cè)壁,檢查是否搗實,注意振搗過程不可用力過大,防止因為人為原因?qū)⒉y管捅破,從而影響施工質(zhì)量。
在梁體結(jié)構(gòu)混凝土澆筑結(jié)束后,開始進行養(yǎng)護工作,梁體表面混凝土初凝后,需在其表面覆蓋保護膜,并均勻噴灑水,保持混凝土表面濕潤。應(yīng)注意控制好灑水量,水溫也應(yīng)控制好;養(yǎng)護周期一般不少于7d。
橋梁工程模板拆除過程需按照混凝土強度依順序進行,當混凝土強度達到15MPa 以上方可拆除內(nèi)模,內(nèi)模拆除后,注意監(jiān)測混凝土強度,當強度達到75%以上時,方可拆除箱梁頂層支架。
鋼絞線通常是用冷拔鋼絲絞扭而成,其方法是在絞線機上以一種稍粗的直鋼絲為中心,其余鋼絲則圍繞其進行螺旋狀絞合(如圖2 所示)。
圖2 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的截面
根據(jù)本工程施工要求,選用合適的鋼絞線,將施工規(guī)定的鋼絞線用切割機將其切割好放置在指定位置,綁扎好,注意不得讓其扭曲。在將鋼絞線進行下料時,需根據(jù)施工要求確定孔道長度,防止鋼絞線在下料過程中出現(xiàn)偏差,編束鋼絞線時需要控制好鋼絞線張拉端的長度,待鋼絞線下料施工結(jié)束后,需要在鋼束兩端安裝灌漿孔,并根據(jù)施工要求合理安裝排氣孔。
張拉、錨固施工工藝流程如下:施工準備→設(shè)置張拉平臺→穿鋼絞線束→清理錨墊板、波紋管雜物→張拉、錨固施工→施工數(shù)據(jù)統(tǒng)計→張拉、錨固施工結(jié)束→施工檢查。
施工準備:張拉、錨固施工之前必須確?;炷潦┕そY(jié)束一周,且在混凝土強度符合要求的前提下進行,此外,還應(yīng)對孔道進行相應(yīng)檢查,查看孔位是否符合要求,若孔位出現(xiàn)偏差,需及時進行定位。檢查灌漿孔和排氣孔,確保兩孔清潔透氣無雜物,若在檢查過程中發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)存在雜物,應(yīng)及時清除干凈。
張拉、錨固施工:在每段箱梁混凝土強度達到85%設(shè)計強度后方可進行預(yù)應(yīng)力筋的張拉。張拉采用設(shè)計應(yīng)力和伸長值進行雙控,主要以設(shè)計應(yīng)力進行控制,輔以伸長值進行校核,實際伸長值與理論伸長值相差應(yīng)控制在6%以內(nèi),若在張拉時超過6%,應(yīng)立即停止張拉,查明原因并妥善處理后方可重新張拉。理論伸長值的計算見以下公式。
⑴直線預(yù)應(yīng)力筋
伸長值的計算:
式中:
Nj——預(yù)應(yīng)力筋張拉端的拉力(N);Ap——預(yù)應(yīng)力筋截面面積(mm2);
Es——預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量(N/mm2);
L——預(yù)應(yīng)力筋的長度(mm)。
⑵曲線預(yù)應(yīng)力筋(簡化計算法)
曲線預(yù)應(yīng)力筋孔道摩擦損失的指數(shù)曲線轉(zhuǎn)化為直線。
伸長值的計算:
式中:
LT——預(yù)應(yīng)力筋的曲線長度;
θ——曲線段的圓心角。
對多曲線段組成的曲線束,或直線段與曲線段組成的折線束,應(yīng)分段計算,然后疊加,較為準確。
施工過程中應(yīng)嚴格根據(jù)張拉施工順序進行,先對頂板進行張拉,再對底板進行張拉,張拉從開始到結(jié)束應(yīng)兩端對稱同時進行。張拉施工過程中應(yīng)將張拉油壓差控制在5MPa 以內(nèi)。在千斤頂處進行張拉時,由于千斤頂處張拉距離不足,應(yīng)采取分段張拉的方式,保證每一段張拉長度符合要求,并對每一段的張拉值進行記錄。進行錨固施工時,則需根據(jù)本工程施工狀況,先固定一端,再固定另一端。如果在錨固施工過程中發(fā)現(xiàn)一端的油壓過低,則應(yīng)補足壓力后再進行操作(如圖3 所示)。
圖3 張拉錨具安裝示意圖
壓漿作業(yè)應(yīng)從最低點進行壓入,為了保證壓漿作業(yè)的順利進行,應(yīng)從最下面的孔道開始進行壓漿作業(yè),注意壓漿應(yīng)勻速進行,中間不可出現(xiàn)斷開現(xiàn)象,中間排氣孔應(yīng)按照順序進行排氣,確保排氣暢通。壓漿過程中如果遇見漏漿問題應(yīng)及時處理,避免出現(xiàn)管道堵塞的現(xiàn)象。
孔道壓漿結(jié)束后,應(yīng)做好清洗工作,首先清洗兩端的水泥漿,再清洗錨具,最后對混凝土頂端進行鑿毛處理,確保頂端混凝土表面平滑。
本工程通過嚴格控制箱梁澆筑質(zhì)量,并在箱梁強度達到設(shè)計強度85%后進行張拉施工,張拉施工以張拉力和伸長量雙控,采用分級張拉技術(shù)方案,嚴格控制預(yù)應(yīng)力筋伸長值在6%以內(nèi),并加強壓漿、封端處理,預(yù)應(yīng)力箱梁施工符合工程設(shè)計要求,達到預(yù)定施工目標,取得了良好的經(jīng)濟效益和技術(shù)應(yīng)用效益。