簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)預(yù)應(yīng)力箱梁預(yù)制安裝及體系轉(zhuǎn)化施工控制

1、簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)預(yù)應(yīng)力箱梁預(yù)制安裝及體系轉(zhuǎn)化施工控制 中鐵二十三局一公司泉廈項(xiàng)目部 高治雄 摘 要：簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)預(yù)應(yīng)力箱形梁橋由于其獨(dú)特結(jié)構(gòu)形式，這種結(jié)構(gòu)不僅具有簡(jiǎn)支梁橋施工簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，又具有連續(xù)橋梁的一些特性，在橋梁建設(shè)中已有廣泛的應(yīng)用。文中主要分析了簡(jiǎn)支預(yù)應(yīng)力箱梁的生產(chǎn)、吊運(yùn)安裝、簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)的體系轉(zhuǎn)換及每個(gè)施工環(huán)節(jié)的所要控制的重點(diǎn)內(nèi)容。關(guān)鍵詞：混凝土箱梁；預(yù)應(yīng)力；簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)；施工質(zhì)量控制1 引言高等級(jí)公路要求行車高速、平穩(wěn)、舒適，這對(duì)其中的橋梁結(jié)構(gòu)提出了更高的要求。簡(jiǎn)支橋梁屬于靜定結(jié)構(gòu)，它具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，受力明確，施工方便，維修養(yǎng)護(hù)容易，地基不均勻沉降不產(chǎn)生附加內(nèi)力等特點(diǎn)。連續(xù)梁橋由于具有變形小，剛

2、度大，伸縮縫少，行車平穩(wěn)舒適，抗震能力強(qiáng)等許多優(yōu)點(diǎn)，正取代簡(jiǎn)支梁逐漸成為高速公路橋梁建設(shè)的常用結(jié)構(gòu)形式，但由于現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋相對(duì)簡(jiǎn)支梁橋而言施工復(fù)雜，特別是對(duì)于地質(zhì)復(fù)雜，施工條件難度大的地區(qū)，根本無法支架立模。對(duì)于改擴(kuò)建的高速公路橋梁建設(shè)，施工范圍狹小，交通阻礙干擾大，對(duì)連續(xù)梁橋的施工帶來很多不便。所以人們一直希望將簡(jiǎn)支梁橋的施工簡(jiǎn)便和連續(xù)梁橋的行車優(yōu)越性有機(jī)的結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，于是簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋成功誕生。本文將以下厝路跨線橋箱梁預(yù)制到安裝及體系轉(zhuǎn)換的施工工藝進(jìn)行探討總結(jié)，本橋共九跨，跨徑設(shè)計(jì)為40*4+27+30*32 施工材料的控制措施2.1混凝土質(zhì)量控制要提高梁片的質(zhì)量安全，就得

3、從源頭抓起。首先，要確保原材料的質(zhì)量，混凝土所用的水泥、砂、石料等要滿足施工要求，要嚴(yán)格按照混凝土的力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行材料的選擇，不能為圖省錢，以次代優(yōu)，最終導(dǎo)致混凝土的各項(xiàng)性能指標(biāo)降低，不能滿足承載力要求，構(gòu)成不必要的安全隱患。其次，混凝土的配合比應(yīng)通過設(shè)計(jì)和多次試配選定，配制的混凝土拌和物應(yīng)滿足和易性、凝結(jié)速度等施工技術(shù)條件，制成的混凝土要符合強(qiáng)度、耐久性等質(zhì)量要求?；炷恋乃涠葢?yīng)根據(jù)施工條件確定。在試配時(shí)要做靜抗壓彈性模量試驗(yàn)，以滿足設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土靜抗壓彈性模量的要求。最后，要保證生產(chǎn)的混凝土勻質(zhì)，離散性小，這對(duì)拌合機(jī)械的要求尤為重要。要選用計(jì)量精確，要滿足梁體混凝土初凝前一次成型的機(jī)械設(shè)備

4、，配料系統(tǒng)要準(zhǔn)確，并定期檢驗(yàn)，以滿足混凝土的配合比設(shè)計(jì)，外加劑摻量必須控制準(zhǔn)確。混凝土的運(yùn)輸應(yīng)使梁體澆注不間斷，并使混凝土運(yùn)輸?shù)綕沧⒌攸c(diǎn)時(shí)仍保持混凝土的和易性和規(guī)定的塌落度，不要出現(xiàn)離析現(xiàn)象。2.2鋼筋及預(yù)應(yīng)力筋質(zhì)量控制鋼筋及預(yù)應(yīng)力筋要做進(jìn)場(chǎng)前檢驗(yàn)，檢驗(yàn)各項(xiàng)規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)，鋼筋的抗拉強(qiáng)度、可焊性，預(yù)應(yīng)力要檢驗(yàn)其彈性模量等其它技術(shù)指標(biāo)，合格后方可使用。與預(yù)應(yīng)力配套的波紋管、錨夾具等也同樣要進(jìn)行檢驗(yàn)。波紋管最好選用質(zhì)量可靠，內(nèi)摩阻力小的材質(zhì)，以便在預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)減小預(yù)應(yīng)力損失。3 施工工藝控制3.1鋼筋的制作綁扎鋼筋加工制作綁扎要嚴(yán)格按照公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000），其形狀尺寸嚴(yán)格

5、按照設(shè)計(jì)圖紙執(zhí)行，焊接長(zhǎng)度及強(qiáng)度要滿足設(shè)計(jì)要求。鋼筋的綁扎一般都在預(yù)制好的臺(tái)座上進(jìn)行，在鋼筋綁扎前，首先要清理干凈作為底模的臺(tái)座頂面，并涂抹脫模劑。鋼筋綁扎時(shí)，先將支座鋼板準(zhǔn)確固定，保證箱梁的長(zhǎng)度符合設(shè)計(jì)要求。然后開始綁扎底板鋼筋，一直到綁好腹板鋼筋，鋼筋綁扎時(shí)一定要控制好鋼筋間距及尺寸大小，鋼筋骨架成型后可適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整、固定，使裝好模板后有符合設(shè)計(jì)的保護(hù)層厚度。3.2預(yù)應(yīng)力管道安裝 鋼筋骨架成型后，按設(shè)計(jì)圖紙所給坐標(biāo)定出預(yù)應(yīng)力管道中心位置，焊接或綁扎波紋管定位鋼筋，一般情況下，直線段按100cm定出一道定位鋼筋，曲線段按50cm設(shè)置一道，波紋管定位安裝一定要保持順直，特別是在曲線段要圓順，錨

6、墊板的安裝與波紋管端口要垂直，減少預(yù)應(yīng)力損失。安裝波紋管要牢固，以免在澆注混凝土?xí)r上下左右移動(dòng)，影響預(yù)應(yīng)力張拉，澆注混凝土前在波紋管內(nèi)穿略小于波紋管內(nèi)經(jīng)的塑料管，澆注混凝土?xí)r不要不時(shí)的抽動(dòng)，防止管內(nèi)進(jìn)漿，堵塞管道，無法施加預(yù)應(yīng)力。3.3模板安裝及混凝土澆注鋼模板的設(shè)計(jì)要保證滿足規(guī)范要求的厚度、剛度、和穩(wěn)定性，內(nèi)外模板均要進(jìn)行試拼裝，通過試拼裝，對(duì)模板各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)，并進(jìn)行維修直至各項(xiàng)指標(biāo)滿足要求。模板表面要平整，涂脫模劑，拼裝嚴(yán)密，安裝牢固，保證生產(chǎn)的梁符合設(shè)計(jì)尺寸，外觀美觀。混凝土的澆注可按一定厚度、順序、方向分層進(jìn)行，每層厚度不宜大于30cm，并保證其連續(xù)性，盡可能一次成型。澆注時(shí)要有專

7、人現(xiàn)場(chǎng)察看，隨時(shí)檢查模板的變形及穩(wěn)定性。振搗時(shí)，應(yīng)隨時(shí)觀察混凝土的密實(shí)狀態(tài)，把握合適的振搗時(shí)間，即以混凝土表面不在出現(xiàn)氣泡，表面開始返漿為宜。3.4混凝土的養(yǎng)護(hù)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)對(duì)保證混凝土的強(qiáng)度，提高彈性模量，控制混凝土的收縮變形都會(huì)起到促進(jìn)作用，要引起足夠的重視。另外施工時(shí)應(yīng)防止箱梁內(nèi)外溫差過大。.3.5梁體正負(fù)彎矩區(qū)預(yù)應(yīng)力張拉（1）張拉前準(zhǔn)備。鋼絞線張拉前應(yīng)全面檢查錨具、千斤頂及油泵等張拉設(shè)備的性能、型號(hào)等是否符合設(shè)計(jì)和施工要求，特別是千斤頂要與油泵、油壓表等是否配套，并要求有資質(zhì)的檢測(cè)部門進(jìn)行標(biāo)定，明確每臺(tái)千斤頂?shù)臉?biāo)定曲線、油泵速度和張拉力的關(guān)系曲線。檢查鋼絞線工作長(zhǎng)度是否足夠，這在下料

8、時(shí)要引起重視。（2）確定張拉順序?？紤]預(yù)應(yīng)力筋張拉先后對(duì)整個(gè)梁體的影響，要按照設(shè)計(jì)的張拉順序進(jìn)行，不要為圖省事，隨便亂拉。預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序的確定是以梁的底邊均勻受壓，防止單邊受力使梁體變形不均勻。應(yīng)有位于梁體截面重心附近、在混凝土中不致產(chǎn)生危險(xiǎn)拉應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力筋開始張拉。不按順序張拉還會(huì)導(dǎo)致個(gè)別預(yù)應(yīng)力鋼束產(chǎn)生不必要的預(yù)應(yīng)力損失，造成梁體整體剛度、強(qiáng)度的喪失。（3）張拉力控制。根據(jù)計(jì)算好的油表讀數(shù)和鋼絞線伸長(zhǎng)量，嚴(yán)格控制張拉力，在張拉過程中，如果發(fā)現(xiàn)油表讀數(shù)與鋼絞線的伸長(zhǎng)不符，應(yīng)當(dāng)立即停止，待查明原因后方可張拉。按順序完成單片梁體張拉后要對(duì)實(shí)際伸長(zhǎng)量和理論伸長(zhǎng)量比較，如超出規(guī)定的范圍要查找原因，

9、在未找出原因之前停止下一片梁的張拉。在梁體張拉之前，要測(cè)試有代表性的波紋管的內(nèi)摩阻力，確定實(shí)際錨下張拉應(yīng)力，避免張拉力超張或張拉力不足；待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度之后方可張拉，如過早張拉會(huì)因混凝土早期明顯的收縮變形加大預(yù)應(yīng)力損失；預(yù)應(yīng)力鋼束采用兩側(cè)對(duì)稱張拉，以減少不對(duì)稱張拉引起的預(yù)應(yīng)力損失。如果各頂?shù)臉?biāo)定曲線不一致，在張拉時(shí)應(yīng)根據(jù)各泵的標(biāo)定特性掌握泵油速度，控制兩端各頂張拉力的大小。由于各種因素，梁體張拉完成之后，會(huì)有一定的預(yù)應(yīng)力損失，為了減少這種損失，在施加預(yù)應(yīng)力時(shí)需要進(jìn)行一定的超張拉。例如，下厝跨線橋的箱梁張拉張拉施力程序?yàn)椋?10%k20%k102.5%k，（k為錨下控制張拉應(yīng)力），其中2.5

10、%k為超張拉。3.6預(yù)應(yīng)力管道注漿 張拉完成之后要立即進(jìn)行孔道壓降，不要停留太長(zhǎng)時(shí)間。我們要充分意識(shí)到壓漿的重要性，特別是密實(shí)、飽滿度。后張預(yù)應(yīng)力孔道壓漿的密實(shí)度，是后張預(yù)應(yīng)力構(gòu)件質(zhì)量控制的主要環(huán)節(jié)。后張預(yù)應(yīng)力孔道壓漿密實(shí)與否，直接關(guān)系到預(yù)應(yīng)力構(gòu)件永存內(nèi)力的穩(wěn)定性及耐久性。在正式壓漿之前先排除孔道內(nèi)的水份、氣體及雜物?？椎缐簼{可利用漿體比重大的特點(diǎn)，將孔道內(nèi)的水份、氣體擠出孔道外，使水泥漿充實(shí)孔道空間位置。壓漿的主要作用有保護(hù)力筋的不銹蝕，通過壓漿方法將孔道內(nèi)壓滿水泥漿，凝固后可保護(hù)力筋不銹蝕。充實(shí)梁體的密實(shí)度，后張預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中的預(yù)留孔道，穿入力筋張拉錨固后，仍有一定的空隙，壓漿后，這些空間被

11、水泥漿嚴(yán)密充實(shí)，水泥漿凝固后和構(gòu)件形成一個(gè)密實(shí)的整體，有利于整體共同受力。減輕錨具負(fù)擔(dān)，孔道壓漿后，漿體對(duì)預(yù)應(yīng)力筋將產(chǎn)生巨大的握裹力（漿體強(qiáng)度一般設(shè)計(jì)等強(qiáng)于構(gòu)件本身且不低于C30），這樣就近似于先張法、減輕了錨具的負(fù)擔(dān)，即便是錨具超過疲勞極限而失去錨固作用，有水泥漿產(chǎn)生的握裹力作為第二道保護(hù)，無需擔(dān)心力筋脫錨而造成不堪設(shè)想的惡果。因此，控制孔道壓漿的質(zhì)量是極其重要的。3.7箱梁安裝與體系轉(zhuǎn)換 箱梁架設(shè)前先安裝好臨時(shí)支座和永久支座（橋臺(tái)處直接安裝永久支座），臨時(shí)支座采用砂桶或沙袋。本橋采用沙袋，在箱梁安裝前，先對(duì)裝滿砂的沙袋進(jìn)行預(yù)壓，壓力的大小根據(jù)單片梁體的重量分配到每個(gè)沙袋的壓力，以確定砂袋支

12、座在粱重荷載下的沉降，在沙袋頂面放置木板調(diào)整梁底到支座墊石的高度，滿足永久支座的設(shè)計(jì)要求。考慮到在墩頂沒有安裝永久支座前需要施加重荷載時(shí)，對(duì)被施加梁片的臨時(shí)支座要略高于未施加重荷載的梁片（運(yùn)輸箱梁架設(shè)下一孔），保證梁片頂面平整，滿足鋪裝層厚度。安裝兩片或兩片以上箱梁時(shí)對(duì)相鄰兩梁進(jìn)行橫向連接，保證箱梁的橫向穩(wěn)定性。逐孔安裝所有的箱梁之后，此時(shí)所有箱梁處于簡(jiǎn)支狀態(tài)。在簡(jiǎn)支階段，箱梁只承受本身自重及前期恒載，受力明確，易于計(jì)算控制。箱梁安裝完成之后，要及時(shí)連接橋面板、端橫梁、連續(xù)端鋼筋，將箱梁頂板預(yù)留負(fù)彎矩張拉孔道連接并穿上鋼絞線，在合適的時(shí)間內(nèi)澆注混凝土。當(dāng)連續(xù)端混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，即可進(jìn)行頂板負(fù)彎矩的張拉和壓漿。關(guān)于先進(jìn)行體系轉(zhuǎn)化再施工橋面板濕接縫、橋面附屬結(jié)構(gòu)還是施工完成之后再進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換有待進(jìn)一步的優(yōu)化計(jì)算。4 結(jié)語當(dāng)簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)化為連續(xù)結(jié)構(gòu)時(shí)，梁除承受自重、后期荷載外，還要承受其它可變荷載。與簡(jiǎn)支梁相比，先簡(jiǎn)支后連續(xù)梁體系的跨中彎矩相對(duì)減少，而內(nèi)支座處則承受比完全連續(xù)梁小很多的負(fù)彎矩。簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)使結(jié)構(gòu)在剛度上獲得很大的提高，并且有利于梁體配筋設(shè)計(jì)，施工簡(jiǎn)便、節(jié)省了模板支