現(xiàn)澆預應力混凝土連續(xù)箱梁施工技術(shù).doc

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現(xiàn)澆預應力混凝土連續(xù)箱梁施工技術(shù)蘇秦謝新華譚偉(中國水利水電第七工程局有限公司五分局四川彭山)摘要：分析重慶至湖南高速公路重慶段H8合同段秀山互通立交主線橋現(xiàn)澆預應力連續(xù)箱梁的施工方法。介紹支架設計、強壓及觀測、箱梁施工等施工過程，總結(jié)施工中應注意的問題，已供同行參考。關(guān)鍵字：預應力混凝土連續(xù)箱梁施工1、工程概況秀山互通主線橋位于秀山縣官莊鎮(zhèn)乜敖村上壩社，該橋中心樁號為K30+723.5，跨越319國道及平郎河，設計梁底和319國道路面相對高差6m。上部構(gòu)造為6×25m的6跨一聯(lián)預應力連續(xù)箱梁，全長158m。2、滿堂支架設計2.1滿堂支架設計2.1.1、軟土地基處理清除箱梁垂直下方27.5m寬度范圍內(nèi)泥漿坑、松軟地段，采用拋石擠於換填，石屑填縫并保證換填厚度達到平均100cm。設置單向橫坡，坡度控制在2％范圍內(nèi)，便于及時排除雨水。不能設置單向橫坡的，按照滿足碗扣支架立桿安設的間距將對碾壓后地面分成臺階狀，并用機械加強夯實以滿足支架需要。如縱向坡度過大，同樣采取設置臺階方式處理。在處理好的地基上進行橫斷面為25cm×25cm的C25混凝土地梁設置,對在319國道兩邊路肩，對其進行加固處理后采用臺階式填筑，同時在跨國道部分1～2#墩之間其支架立柱下面基礎要作如下處理：在319國道路面上采用枕木支撐，以保證319國道路基穩(wěn)定性。2.1.2、支架材料選用支架采用碗扣式鋼管架，立桿主要采用3.0m、2.4m、1.8m幾種,立桿接長錯開布置，頂桿長度為1.5m、1.2m、0.9m，橫桿采用0.9m、0.6m、0.3m三種組成，頂?shù)淄胁捎每烧{(diào)托撐。通過對梁體自重、各種荷載計算，得出支架的布置分以下區(qū)域進行：（1）一般結(jié)構(gòu)區(qū)域底版立桿按照90cm×90cm×60cm的布置，即大、小橫桿均為90cm，步距為60cm；（2）腹板和隔板正下方投影內(nèi)按照60cm×60cm×60cm的布置，即大、小橫桿均為60cm，步距為60cm；2.1.3、支架布設注意事項 （1）當立桿基底間的高差大于60cm時，則可用立桿錯節(jié)來調(diào)整。（2）立桿的接長縫應錯開，即第一層立桿應用長2.4m和3.0m的立桿錯開布置，往上則均采用3.0m的立桿，至頂層再用1.5m和0.9m兩種長度的頂桿找平。（3）立桿的垂直度應嚴格加以控制：30m以下架子按1/200控制，且全高的垂直偏差應不大于10cm。（4）腳手架拼裝到3～5層高時，應用全站儀檢查橫桿的水平度和立桿的垂直度。并在無荷載情況下逐個檢查立桿底座有否松動或空浮情況，并及時旋緊可調(diào)座和薄鋼板調(diào)整墊實。（5）斜撐的網(wǎng)格應與架子的尺寸相適應。斜撐桿為拉壓桿，布置方向可任意。一般情況下斜撐應盡量與腳手架的節(jié)點相連，但亦可以錯節(jié)布置。（6）斜撐桿的布置密度，當腳手架高度低于30m時，為整架面積的1/2～1/4，斜撐桿必須對稱布置，且應分布均勻。斜撐桿對于加強腳手架的整體剛度和承載能力的關(guān)系很大，應按規(guī)定要求設置，不應隨意拆除。2.2、支架預壓預壓目的：檢驗支架及地基的強度及穩(wěn)定性，消除整個支架的塑性變形，消除地基的沉降變形，測量出支架的彈性變形。預壓材料：用編織袋裝砂或水箱對支架進行預壓，預壓荷載為梁體自重的120%。預壓范圍：箱梁有效寬范圍。支架拼裝時按設計縱距及橫距布置立桿,支架頂利用頂托調(diào)平,鋪設橫向方木和縱向木板,拼裝組合鋼模板,安裝水箱或用吊車吊放砂袋對支架進行預壓。預壓觀測：在每一跨的中心、橫向左、右側(cè)布3個點進行觀測，在預壓前對底模的標高觀測一次，在預壓的過程中平均每2小時觀測一次，觀測至沉降穩(wěn)定為止，將預壓荷載卸載后再對底模標高觀測一次，從以上的觀測資料中計算出支架的彈性變形及地基的下沉。預壓方案布置：橋梁附近水源條件好、采用設置水箱的辦法按照上部荷載的120%進行布置。加載過程分四級進行，即25%、50%、80%、100%、的加載總重，每級加載后均靜載3小時，分別測設支架和地基的沉降量，做好記錄，加載完成后等到日沉降量達到施工要求方可卸載。3、施工預拱度在支架上澆筑箱梁混凝土 施工過程中和卸架后，箱梁要產(chǎn)生一定的撓度。因此，為使箱梁在卸架后能滿意地獲得設計規(guī)定的外形，須在施工時設置一定數(shù)值的預拱度。在確定預拱度時應考慮下列因素：卸架后箱梁本身及活載一半所產(chǎn)生的豎向撓度；支架在荷載作用下的彈性壓縮；支架在荷載作用下的非彈性變形，支架基底在荷載作用下的非彈性沉陷；由溫度變化而引起的撓度；由砼徐變引起的徐變撓度。徐變撓度對梁體的撓度影響不容忽視。影響徐變撓度的因素主要有以下幾點：在受彎構(gòu)件中，在長期持續(xù)荷載作用下，由于徐變的影響，梁的撓度會與日俱增，徐變撓度可能達到彈性撓度的1.5至2倍。影響徐變的主要因混凝土的徐變與砼的級配組成也有關(guān)系，水灰比越大，徐變也越大；骨料的彈性模量越大，徐變素是應力的大小和受荷時混凝土的齡期，因此在施工中要避免混凝土結(jié)構(gòu)過早地施加預應力。越小；水泥用量越大，徐變越大。此外，結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境也有重大的影響，濕度大的地區(qū)徐變小。針對以上影響混凝土結(jié)構(gòu)徐變的各種因素采取以下措施：嚴格控制水灰比和水泥用量；選用質(zhì)地堅硬、耐磨性能好的骨料；加強構(gòu)件的養(yǎng)護，延長灑水養(yǎng)護時間；選用適當?shù)耐饧觿?。根?jù)梁的撓度和支架的變形所計算出來的預拱度之和，作為預拱度的最高值，設置在梁的跨徑中點。其他各點的預拱度以中點為最高值，以梁的兩端部為支架彈性變形量，按二次拋物線進行分配。根據(jù)計算出來的箱梁底標高對預壓后的箱梁底模標高重新進行調(diào)整。4、箱梁現(xiàn)澆施工4.1鋼筋加工與安裝鋼筋制作安裝嚴格按照設計圖紙和技術(shù)規(guī)范施工。根據(jù)設計規(guī)范要求鋼筋骨架的制作和吊放的允許偏差為：主筋間距±20mm；箍筋間距±10mm；骨架徑±10mm，骨架傾斜度±0.5%；保護層厚度±10mm；骨架中心平面位置20mm。根據(jù)需要從加工間內(nèi)領出經(jīng)檢驗合格的各種不同規(guī)格的鋼筋，按照施工設計圖紙擺放腹板及底板鋼筋并綁扎成型，然后將預留孔道所用的根據(jù)梁型設計需要而卷制的波紋管按圖紙所給坐標尺寸安放于骨架內(nèi)，每隔50cm加設一道直徑φ8定位鋼筋將波紋管其牢固地定位于鋼筋骨架內(nèi)部。并經(jīng)檢查合格后，進行側(cè)模安裝。為保證梁體內(nèi)鋼筋的混凝土保護層厚度，在鋼筋骨架外側(cè)綁扎3cm厚的塑料墊塊。4.2模板安裝模板制作在加工廠按照梁體幾何尺寸制作，模板安裝前，先將模型清掃干凈，剔除焊渣及混凝土結(jié)塊，均勻地涂抹脫模劑，安裝止?jié){膠帶然后進行模板安裝。安裝過程中，要保證模板的接縫嚴密平順，側(cè)模安裝完畢后再安裝端頭模型，端頭模型安裝要保證預留鋼筋能從模上眼孔順利穿出模外，安裝完畢， 4.3、混凝土澆筑混凝土由拌和站集中拌和、由混凝土輸送泵運送。拌和站的拌合能力、混凝土輸送泵運送能力、必須滿足在最早灌注的砼初凝前灌注完該段的全部混凝土為控制標準。整個澆注分兩次進行，第一次澆注底板及腹板混凝土，外測腹板施工縫設于腹板與翼板轉(zhuǎn)角以上2～3cm處，中腹板施工縫設于腹板根部以上30～50cm處。第二次澆注腹板、頂板及翼板，在第二次澆注前檢查支架有無壓縮和下沉，并塞緊各楔塊，以減少沉降。4.4、混凝土養(yǎng)護澆筑完混凝土采用灑水并覆蓋塑料薄膜，養(yǎng)護過程中要主要混凝土表面水分。4.5、卸落支架箱梁壓完漿并封錨后,其壓漿強度達到設計強度的90%以上方可落架。拆架必須分成若干組在每一孔各跨中間同時向墩臺處松動螺旋。模型拆除時，先將底部固定楔子及上部拉桿約束給予解除、拆卸，再取出模型塊之間的連接螺栓，用千斤頂在梁頂面向外頂模型，讓其自動脫離混凝土面后向下墜落。5、預應力施工5.1、波紋管安裝預應力鋼束管道采用塑料圓波紋管。按設計圖紙所示位置布設波紋管，并用定位筋固定，安放后的管道必須平順、無折角。預應力管道間及管道與喇叭管的連接應確保其密封性，所有管道沿長度方向按設計要求設井字形定位鋼筋并點焊在主筋上，不容許鐵絲綁扎定位，確保管道在澆筑混凝土時不上浮、不變位。同時應根據(jù)設計要求在預應力鋼筋曲線段設置防崩鋼筋。錨頭平面必須與鋼束管道垂直，錨孔中心要對準管道中心。管道貌位置容許偏差縱向不得大于10mm，橫向不得大于5mm。管道所有接頭長度以5d為準，采用大一號的波紋管套接，要對稱旋緊，并用膠帶紙纏好接頭處以防止混凝土漿摻入，當管道位置與非預應力鋼筋發(fā)生矛盾時采取以管道為主的原則，適當移動鋼筋保證管道位置的正確。?澆注混凝土之前對管道仔細檢查，主要檢查管道上是否有孔洞，接頭是否連接牢固、密封，管道位置是否有偏差，嚴格檢查無誤后，采用空壓機通風的方法清除管道內(nèi)雜物，保證管道暢通。 5.2、預應力筋的加工及安裝鋼鉸線的穿束在澆混凝土前進行，穿束時為防止鋼鉸線捅破波紋管，同時為減少鋼鉸線與孔道的磨擦便于穿束，端頭用膠帶包裹或加工專用的子彈頭穿束。穿束后注意孔道兩端的預留張拉長度，盡量使兩端相等。并且在砼澆注前必須對外露鋼絞線用編制帶包裹，以防被砼污染和銹蝕。對于使用連接器的鋼筋，其接頭必須嚴格居中，接長鋼筋應嚴格伸入連接器長度的1/2，并防止松動。5.3、預應力筋的張拉預應力張拉設備使用前應先委托外單位校定，測定油泵線性回歸方程，根據(jù)千斤頂?shù)膹埨τ嬎愠鰤毫Ρ碜x數(shù)，施工過程中實行雙控，以油表讀數(shù)為主，伸長值為輔。1、預應力筋張拉采用張拉力與伸長量雙控，以張拉力為主，實際伸長量與計算伸長量差值控在6%以內(nèi)，梁體混凝土齡期不少于7d、混凝土強度必須達到80%時方準施加預應力（檢驗砼強度時應注意試件的取樣及養(yǎng)生條件）。2、鋼絞線張拉步驟：0→初應力→σcon→（持荷5min錨固），對伸長量不足的查明原因，采取補張拉措施，并觀察有無滑絲、斷絲現(xiàn)象，作好張拉記錄。5.4、壓漿及封錨張拉完成后切除外露多余的預應力筋，在灌漿前的24～48h，張拉端凹入部位用細石混凝土填實，灌漿孔、排氣孔（抽真空管）由一端帶螺紋的鍍鋅水管引出。檢查灌漿孔、排氣孔是否暢通，若是堵塞，則必須疏通。如孔道有異物需用水沖洗干凈，然后用高壓風把孔道中的水吹干，嚴禁在孔道有積水的情況下進行抽真空灌漿。按要求把漿體拌制好，設備連接安裝就位后即可開始灌漿作業(yè)。首先是對管道進行抽真空處理，直到真空度達到穩(wěn)定時（－0.09～0.07MPa），將水泥漿加到灌漿泵中打出一部分漿體，待這些漿體的濃度一樣時，將輸漿管接到孔道的灌漿管上，啟動灌漿泵，開始灌漿。灌漿過程中保持真空泵的開啟狀態(tài)，當觀察到空氣濾清器有漿體經(jīng)過時，關(guān)掉真空泵。關(guān)掉真空泵后，繼續(xù)保持灌漿泵的壓力（0.5～0.7MPa），并持壓1～2min后封閉進漿口，完成灌漿作業(yè)。灌漿作業(yè)要連續(xù)，一次完成，順序由上至下，且每一孔道壓漿應緩慢、均勻。壓漿時，每一工作班應留取不少于3組的70.7mm×70.7mm×70.7mm立方體試件，標準養(yǎng)護28d，檢查其抗壓強度，作為評定水泥漿質(zhì)量的依據(jù)。鋼絞線割束可在壓漿前也可在壓漿后，割束必須用砂輪機鋸割，任何預應力鋼筋均不能用電弧燒割。對于高強預應力鋼筋嚴禁用電弧燒割。?封錨前應先將錨具周圍混凝土沖洗干凈并鑿毛，然后按圖紙要求布置鋼筋網(wǎng)，澆注封錨 混凝土。封錨混凝土標號應與梁體混凝土同標號。6結(jié)論（1）在砼澆筑前，需要對支架進行預壓，并根據(jù)實測變形值與理論計算值的比較結(jié)果，檢驗支架的強度情況。（2）在施工前，要對支架進行強度、變形量和穩(wěn)定性驗算，保證支架不會出現(xiàn)問題。（3）現(xiàn)澆連續(xù)箱梁由于自重大、體積大，澆筑過程中的穩(wěn)定性控制難度較大。宜采用支架模板一體化設計，同時進行支架預壓工作，嚴格控制支架變形，在澆筑過程中一定要對稱進行并加強支架模板穩(wěn)定性的觀測和監(jiān)控。（4）盡量縮短前后兩次混凝土澆筑的時間差，宜控制在5至10d，同時嚴格按規(guī)范要求處理施工縫。施工縫應留在腹板與翼板結(jié)合處，第一次澆注混凝土面應比翼緣板底高2cm，這樣可保證梁體美觀。（5）真空壓漿對提高管道漿體的密實性有顯著效果，但不能對真空進行絕對化的理解，無論用什么樣的真空機，受管道密閉性，抽真空機的工作效率，操作因素等的影響，管道內(nèi)總是會有殘余空氣，因此即使采用真空鋪助壓漿技術(shù)，也一定要在恰當?shù)奈恢迷O置排氣孔。作者簡介:蘇秦(1977-):四川成都人,長期從事路橋工程施工管理,現(xiàn)任渝湘高速公路H8合同段常務副經(jīng)理.謝新華(1977-):黑龍江寶清縣人,助理工程師,長期從事路橋工程施工管理,現(xiàn)任渝湘路工程部主任.????譚偉（1978-），四川廣漢人，助理工程師，長期從事路橋工程施工管理，現(xiàn)任五分局分局長辦公室主任。???????????