負(fù)彎矩張拉工藝

1、先簡支后連續(xù)箱梁體系轉(zhuǎn)換施工工藝初探孫福生（中鐵二十五局第五工程有限公司隧道一公司）摘要：隨著技術(shù)的發(fā)展，橋梁越來越多地采用了先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)體系。簡支梁具有構(gòu)造簡單，施工方便可廣泛采用工業(yè)化施工，制安裝方便的優(yōu)點(diǎn)，而連續(xù)梁橋無斷點(diǎn)，行車舒適，且由于支點(diǎn)負(fù)彎矩的存在，使跨中正彎矩值明顯減少，從而減少材料用量及結(jié)構(gòu)自重，這些特點(diǎn)是簡支梁橋所無法比擬的。先簡支后連續(xù)梁橋剛好發(fā)揮了上述兩種梁橋的優(yōu)點(diǎn)，克服它們的缺點(diǎn)。其施工特點(diǎn)是先按簡支梁規(guī)?；┕?，后用濕接縫把相臨跨的梁塊連接成連續(xù)梁，從而得到連續(xù)梁優(yōu)越的使用效果。簡支變連續(xù)轉(zhuǎn)換過程便成了施工關(guān)鍵，本文通過實(shí)例對體系轉(zhuǎn)換施工技術(shù)進(jìn)行探討研究。關(guān)鍵詞

2、：連續(xù)箱梁 先簡支后連續(xù) 體系轉(zhuǎn)換 施工工藝一、工程概況K28+767.2忻河鐵路分離立交是忻州環(huán)城高速公路為跨越忻河鐵路、舊臺忻線、（莊力互通連接線）、忻定干渠而設(shè)。橋梁采用4-30+4-30+5-30+4-35+4-30+4-30m裝配式預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁梁，共6聯(lián)，箱梁采用單獨(dú)預(yù)制、簡支安裝、現(xiàn)澆連續(xù)接頭的先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)體系；下部結(jié)構(gòu)橋臺采用肋板臺，橋墩采用柱式墩，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁。橋梁全長777m。由簡支轉(zhuǎn)換為連續(xù)體系，是通過在箱梁端部頂部負(fù)彎矩區(qū)內(nèi)增設(shè)負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力束來實(shí)現(xiàn)的，而為配合梁體結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換過程中需在箱梁端部布設(shè)相應(yīng)臨時支座并適時拆除來實(shí)現(xiàn)其體系的轉(zhuǎn)換。負(fù)彎矩區(qū)預(yù)應(yīng)

3、力束的張拉及臨時支座的安裝拆除，是能否實(shí)現(xiàn)體系順利轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)，也是先簡支后連續(xù)箱梁橋施工的難點(diǎn)工序之一。二、體系轉(zhuǎn)換施工工藝下面以4×30米一聯(lián)為例，介紹體系轉(zhuǎn)換施工工藝簡支后連續(xù)梁體系轉(zhuǎn)換大致可以劃分為4個階段，施工階段示意圖如下圖所示。第1階段：架設(shè)預(yù)制主梁，形成由臨時支座支承的簡支狀態(tài)，梁跨中存在正彎距。此時,主梁主要承受一期恒載的自重作用及相應(yīng)的施工荷載。兩箱梁處于簡支狀態(tài)。第2階段:澆筑第、跨及第、跨間的接頭混凝土,待其達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度,張拉負(fù)彎矩區(qū)鋼束,壓注水泥漿。二次鋼絞線的張拉逐漸從靜定結(jié)構(gòu)向超靜定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換。此時,主梁主要承受結(jié)構(gòu)一期自重作用及相應(yīng)的施工荷載;在已經(jīng)形

4、成的連續(xù)梁段,結(jié)構(gòu)的徐變變形開始受到約束,產(chǎn)生徐變次內(nèi)力。第3階段:連接第、跨,過程同第二階段;此時,主梁主要承受一期自重、施工荷載及徐變次內(nèi)力。第4階段:拆除臨時支座,完臨時支座拆除完成后，靜定體系轉(zhuǎn)變?yōu)槌o定體系，完成簡支變連續(xù)的轉(zhuǎn)換。完成橫向接縫制作由于墩頂處二次應(yīng)力的出現(xiàn)，使墩頂處產(chǎn)生二次負(fù)彎矩，極大程度上降低了跨中的正彎矩，且墩頂處存在著較大剪力。自此形成連續(xù)梁橋;此時,結(jié)構(gòu)承受自重作用(包括橫向接縫部分的二期自重) 、施工荷載、徐變次內(nèi)力。2.1、預(yù)制梁架設(shè)1、先預(yù)制主梁，混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的90%后，張拉正彎矩區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼束，壓注水泥漿并及時清理箱梁底板通氣孔。2、制作臨時支座；

5、臨時支座由無縫鋼管制成，分別由上部，底座和漏砂口構(gòu)成。在上部和底座無縫鋼管內(nèi)腔填充了干砂，支撐箱梁時箱梁壓于臨時支座上部頂板，當(dāng)進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換降低梁體時，同時將所有臨時支座漏砂口螺栓打開，臨時支座腔內(nèi)的干砂就均勻緩慢流出，支座上部下降，實(shí)現(xiàn)箱梁整體降低，下落于永久支座上。3、逐孔安裝主梁，置于臨時支座上成為簡支狀態(tài)。22體系轉(zhuǎn)換絞縫施工示意圖（橫向濕接縫與絞縫施工示意圖相同）2.2.1、安裝底模及永久性支座1、永久支座安裝（1）、先將墩臺墊石頂面去除浮沙，表面應(yīng)清潔、平整無油污。若墩臺墊石的標(biāo)高差距過大，可用水泥砂漿調(diào)整。（2）、在支承墊石上按設(shè)計圖標(biāo)出支座位置中心線，同時在橡膠支座上也標(biāo)上十字

6、交叉中心線。將橡膠支座安放在支座墊石上，使支座的中心線同墩臺上設(shè)計位置中心相重合，支座就位準(zhǔn)確。（3）、同一片梁的兩個支座應(yīng)處于同一平面上，為方便找平，可于澆注前在橡膠支座與墊石間鋪涂一層水泥砂漿，讓支座在重力下自動找平。（4）、在澆注砼梁體前，在橡膠支座上需加設(shè)一塊比支座平面稍大的支承鋼板，鋼板上焊錨固鋼筋與梁體相連接。將此支承鋼板視作現(xiàn)澆梁模板的一部分進(jìn)行澆注。為防止漏漿，可在支承鋼板之間四周空隙處，用紗回絲，油灰或軟木板填設(shè)。以后在拆除模板時，再將填充物除去，按以上施工可使支座上下面同梁底鋼板、墊石頂面全部密貼。2、底模安裝永久支座放好后在永久性支座外周圍安裝底模，。根據(jù)實(shí)際情況，我合同

7、段采用竹膠板作為底模，為嚴(yán)防漏漿，永久性支座與底模間的縫隙采用密封膠密封。2.2.2、鋼筋安裝 按濕接縫鋼筋構(gòu)造圖綁扎鋼筋，縱向鋼筋按設(shè)計要求進(jìn)行連接。預(yù)制梁伸出的頂板上層和底板下層鋼筋采用單面焊連接；預(yù)制梁伸出的其他構(gòu)造鋼筋可用鐵絲綁扎。2.2.3、安裝預(yù)應(yīng)力束道 為防止預(yù)應(yīng)力筋與管道之間摩擦引起的應(yīng)力損失增加及改變預(yù)應(yīng)力筋的受力，應(yīng)嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力束道的位置。束道在兩預(yù)制梁端與現(xiàn)澆段相接處的位置偏差應(yīng)控制在2mm以內(nèi)。在現(xiàn)澆段中預(yù)埋與預(yù)制梁中同種材料的預(yù)應(yīng)力束道（本次施工采用波紋管），須與預(yù)制梁段對應(yīng)束道順接，確保連接可靠，不漏漿。對進(jìn)場的鋼絞線按要求進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后才能投入使用。預(yù)應(yīng)力

8、鋼絞線的下料長度，為孔道的凈長加上構(gòu)件兩端的預(yù)留張拉用的預(yù)留長度；預(yù)應(yīng)力束的切斷采用砂輪切割機(jī)，以保證切口平整，線頭不散。禁止采用電弧切割下料。鋼絞線切割時，在每端離切口3050mm處用鐵絲綁扎。鋼絞線的盤重大、盤卷小、彈力大，為了防止在下料過程中鋼絞線紊亂并彈出傷人，事先制作一個簡易的鐵籠。下料時，將鋼絞線盤卷在鐵籠內(nèi)，從盤卷中央逐步抽出，以策安全。鋼絞線的編束用20號鐵絲綁扎，鐵絲扣向里，間距11.5m。編束時應(yīng)先將鋼絞線理順，并盡量使各根鋼絞線松緊一致。綁好后的鋼絞線束編號掛牌堆放。預(yù)應(yīng)力鋼束在穿束前應(yīng)排列理順，沿長度方向每隔2m3m用鐵絲捆扎一道。穿束一般采用人工直接穿束，也可借助一根

9、5的長鋼絲作引線，用卷物機(jī)進(jìn)行穿束。2.2.4、立側(cè)模 因梁板絞縫和橫向濕接縫也跟著兩次施工，須在絞縫處支立側(cè)模，橋梁邊板處的濕接縫模板采用與橋梁邊板側(cè)模同形狀的鋼模板，其它根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置模板。濕接縫采用懸掛鋼模板施工。見上圖（絞縫施工示意圖）2.2.5、澆注現(xiàn)澆混凝土 在日溫最低時，澆筑連續(xù)接頭、中橫梁及其兩側(cè)與頂板負(fù)彎矩束同長度范圍內(nèi)的橋面板(梁與梁之間絞縫)混凝土； 為防止混凝土收縮引起現(xiàn)澆段與預(yù)制梁的開裂及預(yù)應(yīng)力損失，混凝土中摻加膨脹劑。因鋼筋密集，規(guī)定混凝土石子的粒徑不大于2cm。根據(jù)配合比，嚴(yán)格控制各材料用量，由于墩頂連接處存在負(fù)彎距，須防止墩頂處出現(xiàn)微裂紋。由于墩頂連接鋼筋比較

10、密，為了保證墩頂混凝土澆注質(zhì)量，墩頂混凝土澆筑較緩慢，振動棒必須振搗密實(shí)，防止空洞產(chǎn)生。墩頂連接可分兩次澆注，先澆注連接梁肋，澆注完成后，在混凝土沒有初凝前，綁扎面板連接鋼筋，再澆注面板混凝土。在澆注時要保證混凝土澆筑速度，防止施工縫的產(chǎn)生。為防止振搗入倉困難和卡棒現(xiàn)象，使用小直徑振動棒配合大直徑振動棒。最后用平板式振搗器，確保現(xiàn)澆段混凝土密實(shí)。同時，因現(xiàn)澆段連同其上橋面鋪裝混凝土一起澆注，則須控制好表面平整度。全橋是在形成連續(xù)結(jié)構(gòu)后，在墩頂澆注后的三天內(nèi)應(yīng)防止動荷載在橋面上作用，防止墩頂混凝土處出現(xiàn)微裂紋。2.2.6、養(yǎng)生 混凝土施工完畢，為防止早期收縮出現(xiàn)裂縫，在搗實(shí)抹平后即用塑料薄膜覆蓋

11、，在混凝土初凝前，掀開塑料薄膜，混凝土?xí)核帘砻妫@時進(jìn)行二次收漿，以控制平整度及防止出現(xiàn)裂縫。收漿完再用塑料薄膜覆蓋待下次灑水養(yǎng)生時，換土工布灑水代替塑料薄膜繼續(xù)養(yǎng)生。2.2.7、張拉預(yù)應(yīng)力束及壓漿 待現(xiàn)澆混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后，張拉預(yù)應(yīng)力束。預(yù)應(yīng)力束采用扁錨錨固，用YDC24Q型千斤頂對預(yù)應(yīng)力束中的每根預(yù)應(yīng)力筋后封錨并及時壓漿。 1、準(zhǔn)備工作（1）、混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)預(yù)應(yīng)力筋張拉前，需提供構(gòu)件混凝土的同條件養(yǎng)護(hù)試件的強(qiáng)度試壓報告。當(dāng)混凝土的試件強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的85%以后，且齡期不小于7天后方可張拉預(yù)應(yīng)力鋼束。張拉時采用張拉應(yīng)力和伸長量進(jìn)行“雙控”控制，以張拉應(yīng)力為主，伸長量進(jìn)行校核。張拉過程

12、中作好記錄，對張拉過程中出現(xiàn)的滑絲、斷絲等現(xiàn)象應(yīng)及時處理以確保張拉質(zhì)量。（2）、構(gòu)件端頭清理構(gòu)件端部預(yù)埋鋼板與錨具接觸處的焊渣、毛刺、混凝土殘渣等應(yīng)清除干凈。（3）、安裝錨具與張拉設(shè)備根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固體系不同，分述于下。1）鋼絞線束夾片錨固體系：安裝錨具時應(yīng)注意工作錨環(huán)或錨板對中，夾片均勻打緊并外露一致；千斤頂上的工具錨孔位與構(gòu)件端部工作錨的孔位排列要一致，以防鋼絞線在千斤頂穿心孔內(nèi)打叉。2）安裝張拉設(shè)備時，對直線預(yù)應(yīng)力筋，應(yīng)使張拉力的作用線與孔道中心線重合；對曲線預(yù)應(yīng)力筋，應(yīng)使張拉力的作用線與孔道中心線末端的切線重合。2、預(yù)應(yīng)力筋張拉順序兩頭同時張拉，具體張拉順序?yàn)椋篢3、T2、T1過程

13、：初應(yīng)力（10%k）-二倍初應(yīng)力-100%k（持荷23min）-錨固。k=0.75Ry=1395MPa每次張拉均應(yīng)量測伸長值。3、張拉伸長值校核預(yù)應(yīng)力筋張拉時，通過伸長值的校核，可以綜合反映張拉力是否足夠，孔道摩阻損失是否偏大，以及預(yù)應(yīng)力筋是否有異?，F(xiàn)象等。因此，對張拉伸長值的校核，要引起重視。預(yù)應(yīng)力箱梁張拉時的控制應(yīng)力，應(yīng)以張拉時的實(shí)際伸長值與理論計算伸長值進(jìn)行校核。實(shí)際伸長值與理論伸長值相差應(yīng)控制在6%以內(nèi)，否則應(yīng)暫停張拉，查清原因并采取措施加以調(diào)整后，再繼續(xù)進(jìn)行張拉。詳見張拉計算書4、孔道壓漿箱梁預(yù)應(yīng)力孔道壓漿采用真空壓漿工藝，在正式施工前應(yīng)進(jìn)行相關(guān)工藝試驗(yàn)，以檢驗(yàn)壓漿設(shè)備的機(jī)械性能、漿

14、體的技術(shù)指標(biāo)和壓漿作業(yè)的工藝參數(shù)，在確認(rèn)施工工藝滿足要求后，方可展開規(guī)模施工。壓漿工作一般在張拉作業(yè)完成后盡早完成。壓漿工藝控制要點(diǎn)：真空壓漿設(shè)備按操作規(guī)程連接，如下圖所示：壓注前應(yīng)采用高壓空氣或壓力水沖洗管道，對懷疑油污的管道，可采用對預(yù)應(yīng)力腱無腐蝕作用的中性洗滌劑摻配的壓力水沖洗。沖洗完成后的孔道，應(yīng)用壓縮空氣吹出積水；壓漿前啟動真空泵，使孔道真空度達(dá)到-0.06-0.1Mpa且保持穩(wěn)定；壓漿作業(yè)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，并且真空泵保持連續(xù)工作，當(dāng)空氣濾清器中有漿體出現(xiàn)后，關(guān)閉閥門4，真空泵退出工作，然后打開閥門3，當(dāng)閥門3中流出正常漿液時，關(guān)閉閥門2，在0.7MPa的壓力下持壓12min，關(guān)閉閥門1和

15、壓漿泵，完成壓漿；壓注過程應(yīng)緩慢、均勻的進(jìn)行，斷面壓注順序?yàn)樽韵潞笊弦来螇鹤?，并從最高點(diǎn)的排氣孔排出空氣和泌水；水泥漿從漿料拌和到壓入孔道，持續(xù)時間一般在3045min范圍，對長度較長、直徑較大或在炎熱天氣條件下，壓漿應(yīng)采用較快的速度；整個壓漿過程應(yīng)做好記錄，同時每一工作班應(yīng)制作不少于3組標(biāo)準(zhǔn)試件并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)；壓漿完成后，必須將所有沾有水泥的設(shè)備清洗干凈。2.2.8、拆除臨時支座在二次張拉、灌漿、封錨完成，待灌漿強(qiáng)度達(dá)到100后，方可對臨時支座進(jìn)行拆除，將結(jié)構(gòu)承重轉(zhuǎn)化在永久支座上，完成簡支變連續(xù)體系的轉(zhuǎn)化。解除臨時支座時，應(yīng)特別注意嚴(yán)防高溫影響橡膠支座質(zhì)量。臨時支座拆除時注意保證墩頂各永久支座同時受力，從而杜絕應(yīng)力集中現(xiàn)象的發(fā)生，保證了體系轉(zhuǎn)換的安全。由于墩頂混凝土澆注完成后，整個蓋梁位置已經(jīng)完全被封閉，人