秦沈客運(yùn)專線16m四片式后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì)

秦沈客運(yùn)專線16m四片式后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì)

秦沈客運(yùn)專業(yè)線全長(zhǎng)16m，采用雙橫流預(yù)測(cè)混凝土支架t梁，這是中國(guó)第一個(gè)與既有鐵路橋梁不同的橫向連接方式。t梁是將橫截面板和橋面板連接到整個(gè)主體中，添加橫向預(yù)測(cè)，并形成橫向截面，因此每根梁都能共同承受食物。在制梁時(shí)要預(yù)留孔道,架梁就位后進(jìn)行橫向預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉、壓漿、封錨。秦沈客運(yùn)專線A2標(biāo)段中7座29孔116片16m后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁順利通過(guò)鐵道部質(zhì)檢中心檢驗(yàn),達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),得到了部質(zhì)檢中心專家組的一致好評(píng)。為推廣這種新型結(jié)構(gòu)的施工技術(shù),筆者特撰文對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)作一介紹。1t梁橫向連接施工難點(diǎn)及對(duì)策梁體全長(zhǎng)16.5m,跨度16m。根據(jù)本橋動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算梁高為1.6m,上翼緣寬度為2.0m,其端部厚度為20cm,根部厚度為30cm。下翼緣由于考慮預(yù)應(yīng)力筋的布置、混凝土灌筑時(shí)的通路、模板拆除及頂梁、移梁的要求,其寬度取78cm,腹板厚度24cm,由于考慮四片式T梁架梁方式為汽車吊架設(shè)安裝,為了加強(qiáng)各片T梁之間的橫向連接,支點(diǎn)處設(shè)置端橫梁,最小厚度為50cm,中橫隔板最小板厚為30cm,兩道中間隔板間距為5.2m。四片式T梁在制架施工中存在以下難題。(1)由于灌筑梁體混凝土要“一氣呵成”,混凝土對(duì)鋼模板的側(cè)壓力較大,所以對(duì)模板設(shè)計(jì)強(qiáng)度和剛度的要求大大提高。(2)由于一次性灌筑梁體混凝土,且T梁腹板較薄,中間又有鋼筋及抽拔橡膠棒,因此混凝土在澆筑過(guò)程中質(zhì)量很難保證,容易出現(xiàn)橡膠棒下混凝土振搗不實(shí)的現(xiàn)象。(3)由于四片式T梁為后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),不僅分片T梁要施加縱向預(yù)應(yīng)力,而且分片架設(shè)后,橫隔板及橋面還要施加橫向預(yù)應(yīng)力,使4片T梁成為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)共同受力,因此預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量的好壞直接影響到T梁的結(jié)構(gòu)及使用性能。(4)由于橋面及隔墻采用橫向預(yù)應(yīng)力將4片T梁聯(lián)結(jié)成整體,因此橫向制孔位置精度要求特別高,預(yù)留孔位置必須精確,否則這種四片式T梁結(jié)構(gòu)在運(yùn)營(yíng)荷載作用下整體截面受力效果會(huì)大打折扣。(5)四片式T梁這種新型結(jié)構(gòu)要求同一孔的4片T梁變形一致,分片預(yù)制時(shí),必須用同一批混凝土灌筑,制梁時(shí)間不得超過(guò)6d。2模型設(shè)計(jì)2.1制梁臺(tái)座安裝我處綏中制梁場(chǎng)內(nèi)布置10條制梁臺(tái)座,臺(tái)座設(shè)計(jì)為箱形鋼結(jié)構(gòu),由面板、底板及2塊立板焊接制成。為保證臺(tái)座剛度,于臺(tái)座內(nèi)每隔1.0m設(shè)一隔板。隔板厚10mm,每條制梁臺(tái)座設(shè)有6條橫擔(dān)橫穿臺(tái)座,橫擔(dān)長(zhǎng)3.6m,采用2塊[180×70×9槽鋼焊接而成,做側(cè)模斜向支撐底座,確保側(cè)模的剛度。同時(shí)在制梁臺(tái)座兩側(cè)設(shè)有12個(gè)調(diào)節(jié)支座螺旋,用于拆模時(shí)降側(cè)模使用。為方便移梁,在臺(tái)座端部1.25m處做成楔形活動(dòng)鋼板,移梁前將此鋼板抽出,穿入鋼絲繩準(zhǔn)備移梁。為保證線路的平順性,跨中處橋面及梁底設(shè)置1.0cm反拱,其余截面處按二次拋物線設(shè)置。二次拋物線公式為y=-x2/64+x/4。2.2反拱值調(diào)整模型的建立側(cè)模面板用10mm厚熱軋鋼板,肋板用10mm厚鋼板,模架用[12×53×5.5槽鋼形成模板骨架。每側(cè)模板設(shè)計(jì)均按1cm反拱值調(diào)整模型的長(zhǎng)度將面板焊成整體,焊縫處采用砂輪打平,梁體邊角處均做成圓弧過(guò)渡,便于拆模。每段側(cè)模均在腹板適當(dāng)位置設(shè)置附著式振動(dòng)器,根據(jù)T梁結(jié)構(gòu)共設(shè)計(jì)12臺(tái)附著式振動(dòng)器。用橫穿臺(tái)座的下拉桿將兩側(cè)模板與制梁臺(tái)座連成整體進(jìn)行加固,兩側(cè)模頂部用側(cè)模豎帶上的上拉桿將側(cè)模、端模連成整體,側(cè)模與底模、端模間嵌有橡膠條以防漏漿,模板之間均用螺栓聯(lián)結(jié)。3為鋼筋和預(yù)備孔道建設(shè)3.1硬塑墊塊的鋪設(shè)T梁底板及腹板鋼筋直接在制梁臺(tái)座上綁扎,為便于定位,加快綁扎速度,制做了底板鋼筋綁扎模具。底板、腹板鋼筋綁扎完畢后撤出鋼筋模具,按照間距布設(shè)硬塑墊塊,采用此種材料做保護(hù)層,厚度均勻,避免以往利用預(yù)制砂漿塊做保護(hù)層厚度不均的質(zhì)量通病。然后立側(cè)模,以側(cè)模為托架綁扎橋面板鋼筋,在設(shè)有接觸網(wǎng)支柱的邊梁施工中有局部鋼筋須伸出模板,為避免拆模困難將局部加固地段鋼筋彎成彎鉤,與模板平,預(yù)埋在梁內(nèi),待拆模后再扶直預(yù)埋筋。3.2剩余孔道(1)膠管彎曲變形①縱向預(yù)應(yīng)力束共5束,采用外徑為70mm的抽拔橡膠棒成孔,芯筋為單根7〉5的鋼絞線,便于增加膠管的剛性和防止混凝土灌筑過(guò)程中膠管彎曲變形偏離設(shè)計(jì)位置。②主體鋼筋在制梁臺(tái)座就位后,沿定位網(wǎng)片孔位由下至上順序穿入抽拔橡膠棒,橡膠棒嚴(yán)格按設(shè)計(jì)位置安裝并固定好,定位網(wǎng)片每50cm左右設(shè)置一道,管道定位偏差不得大于5mm。③梁體灌筑完6～8h(混凝土強(qiáng)度達(dá)到48MPa)開(kāi)始拔管,具體時(shí)間隨溫度定,一般以拔管后管上無(wú)濕漿又不起黑粉為宜,拔管先后順序與灌筑先后順序相同,以10kN卷?yè)P(yáng)機(jī)為動(dòng)力,每次拉1根。(2)預(yù)制管道成孔梁體隔板、橋面板橫向預(yù)留孔道采用〉55mm和〉70mm波紋管成孔,為確?？椎牢恢?用圓鋼管穿入波紋管中、用鋼筋穿入〉70mm的波紋管內(nèi)增加其剛度,確保在灌筑混凝土?xí)r管道不變形。4混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)混凝土生產(chǎn)由配有自動(dòng)計(jì)量裝置的JS500拌和站完成,較好地控制了混凝土施工配合比?；炷翝仓捎眯毕蚍侄?、水平分層的施工方法(圖1),分層厚度不超過(guò)30cm。采用插入式振動(dòng)器振動(dòng)為主,附著式振動(dòng)器為輔進(jìn)行振搗,灌筑完后混凝土表面應(yīng)做二次趕壓抹平,隨即逐段覆蓋養(yǎng)護(hù),然后進(jìn)行蒸養(yǎng)。在T梁灌筑過(guò)程中,為避免在T梁截面及端隔墻處鋼筋和管道密集的地方出現(xiàn)蜂窩、狗洞,在鋼筋及管道密集處使用小型振動(dòng)棒振動(dòng),將附著在鋼筋及管道上的混凝土振搗下去,同時(shí)派專人在制梁臺(tái)座立板上截面及端隔墻處開(kāi)口進(jìn)行錘擊檢查,根據(jù)聲音判定梁體是否密實(shí)。經(jīng)此工藝控制后,生產(chǎn)出的片式T梁片片達(dá)到要求,在端隔墻支座板處檢查中無(wú)一處有空鼓現(xiàn)象發(fā)生。5應(yīng)力釋放采用YDC240Q或YCW150B型自錨式千斤頂雙向張拉,在張拉過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)夾持預(yù)應(yīng)力筋及退錨,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了勞動(dòng)效率。(1)橫向張拉預(yù)應(yīng)力在梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%時(shí)即進(jìn)行一期張拉,張拉中間2束鋼絞線(N2、N3),張拉力為鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的60%,即1116MPa,張拉完畢即移梁至存梁場(chǎng)。在混凝土齡期達(dá)10d,同時(shí)保證梁體混凝土及彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)值的100%時(shí),開(kāi)始進(jìn)行二期張拉,此時(shí)混凝土強(qiáng)度為55MPa,彈性模量195GPa,張拉應(yīng)力為鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的73%,即1357.8MPa。張拉完后即可壓漿封端。3d后開(kāi)始四片式T梁架設(shè),梁體就位后及時(shí)進(jìn)行橋面板和隔板的聯(lián)接,將主梁翼緣板及隔墻聯(lián)接處的混凝土表面鑿毛、沖洗,保證新老混凝土的聯(lián)接。濕接縫混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后方可施加橫向預(yù)應(yīng)力,張拉應(yīng)力為1123MPa。橫向張拉順序?yàn)闃蛎姘鍙目缰虚_(kāi)始左右對(duì)稱逐步向梁端張拉;橫隔板應(yīng)先拉中間隔板然后拉端隔板。橫向張拉預(yù)應(yīng)力按0→0.1σk→σk→錨固的程序進(jìn)行,σk為控制張拉應(yīng)力。張拉以應(yīng)力控制為主,伸長(zhǎng)值作校核的方法進(jìn)行雙向控制,實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值的差值不得超過(guò)±6%,發(fā)現(xiàn)異常就中止張拉,查明原因。(2)千斤頂及油壓表安裝要求①?gòu)埨?對(duì)梁體做全面檢查,如有缺陷須事先征得監(jiān)理工程師同意修補(bǔ)完好且達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度,并將錨碇板及錨下管道擴(kuò)大部分的殘余砂漿鏟除干凈,否則不允許張拉。②千斤頂及油壓表必須經(jīng)校正合格方可使用,千斤頂校正期限不得超過(guò)1個(gè)月,油表不得超過(guò)1星期。③張拉時(shí)必須兩邊同時(shí)給千斤頂主油缸徐徐充油,兩端伸長(zhǎng)應(yīng)基本保持一致,嚴(yán)禁一端張拉。④斷絲、滑絲總數(shù)不得超過(guò)全梁鋼絲總數(shù)的0.5%,且1束內(nèi)斷絲不得超過(guò)1絲,也不得在同側(cè)。6吊裝大跨墻式吊裝(1)架設(shè)前要在橋梁支承墊石上彈出梁端線、支座十字線、錨栓孔十字線及梁體邊緣線,檢查同一孔梁的8塊支承墊石的高程。(2)架梁作業(yè)前,對(duì)架梁場(chǎng)地吊車、吊具進(jìn)行安全檢查,選擇運(yùn)梁車及吊車的合適位置進(jìn)行起吊、架設(shè)。(3)梁片運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后由1臺(tái)1250kN汽車吊起吊T梁,用雙股〉34交互捻鋼絲繩捆綁式吊裝。T梁的架設(shè)順序?yàn)檫h(yuǎn)離運(yùn)梁便道的外梁開(kāi)始,然后內(nèi)梁再外梁的順序架設(shè),吊車站位盡量靠近橋墩,以減少吊車的回轉(zhuǎn)半徑,提高吊重能力,每架一片,吊車退后2m。(4)起吊前將支承墊石表面平整度超限處鑿毛后進(jìn)行砂漿找平處理,砂漿要求手捏成團(tuán)不散即可,隨后安裝下支座板,帶好錨栓,并粘好板式橡膠,同時(shí)左右兩側(cè)放好臨時(shí)支座及千斤頂。(5)梁吊至支座上方時(shí),按線要求落在臨時(shí)支座上確保梁體縱向、橫向、垂直度準(zhǔn)確無(wú)誤。(6)用千斤頂頂梁抽出臨時(shí)支座,徐徐降下千斤頂,同時(shí)在支座墊塊間放好薄塑料片,使上下支座準(zhǔn)確就位。(7)每片梁就位后采用撐木做好臨時(shí)支護(hù)。(8)在四片式T梁橫向張拉完畢后,用4臺(tái)500kN千斤頂將整孔梁的一端同時(shí)頂起,抽出薄塑料片,