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大雅河3号特大桥连续梁施工质量控制浅析
2017-10-30  中国桥梁网 分享到:
关键词:支架 预应力 连续梁 质量控制 

   1、工程概况

   东北东部铁路通道DT2标大雅河3号特大桥长度为1111.44 m;为以桥代路及跨越大雅河和201国道、望天洞旅游线而设,平面位于R=1200m的曲线上,纵断面位于3‰坡道上,结构为29-32简支梁+(32+48+32)连续梁+1-32 m简支梁,主桥(32+48+32)米预应力混凝土连续梁为单箱单室变高度变截面箱梁。主跨201国道,国道宽度为12m,线路中心线与国道夹角仅为29°,施工过程中质量和安全控制显得尤为重要。

   2、施工工序及控制要点

   2.1地基处理

   先用推土机将墩位间表层耕植土推平并压实;32#墩挖井基础基坑清淤后采用分层回填并整平压实,压实度>85%。原有地基整平压实后,按2%横向排水坡(桥中心向两侧排水)再在其上填筑大约30cm的粘土,并选择最佳含水量时用振动压路机进行辗压,辗压次数不少于3遍,压实度>95%。如果发现弹簧土须及时清除,并回填合格的砂类土或石料进行整平压实,然后在处理好的粘土层上硬化20cm厚的C20混凝土垫层。

   2.2支架

   2.2.1支架搭设

   在混凝土硬化好的基础顶面放置15×15cm方木作为支架立杆底座,在已放置好的底座上搭设WDJ碗扣式多功能钢支架,支架外围四周设剪刀撑,内部沿桥梁纵向每4排立杆搭设一排横向剪刀撑,横向剪刀撑间距不大于5m,支架高度通过可调托座和可调底座调节。搭设支架过程中严格检查,尤其注意以下几点:

   (1) 选用支架时,严重腐蚀或因外力造成弯曲的支架不得使用;

   (2) 全部底托底板必须与枕木密贴,如有少量不密贴,转动调节扣加以调整,直到符合要求为止;

   (3) 底托与立杆同轴同心,如有偏斜,用锤敲击调正;

   (4) 底托整个底板部分必须全部压在枕木上,如因枕木弯曲变形使底板悬空,在悬空处楔入一根短方木;

   (5) 所有剪力撑底部必须顶紧地面,保证剪力撑起到稳定支架的作用;

   (6) 支架搭设过程中,经常检查支架的垂直度,保证垂直度不大于L‰(L为支架高度)。

   (7) 坚决杜绝出现松动碗扣,反复检查碗扣并拧紧,直到牢固为止。

   2.2.2支架预压

   为保证混凝土浇筑过程中支架安全和稳固,消除地基非弹性变形和支架非弹性变形的影响,确保梁体线形,对支架采取预压。预压材料采用梁体钢筋原材加沙袋,支架预压遵循整体、均匀受力的原则,即预加荷载时整体、均匀、分层进行叠加,严禁从支架一端开始堆高加载,防止支架偏心受压,造成支架变形甚至支架倒塌的安全事故。预压重量按现浇箱梁自重的110%,预压荷载分四级加载,每次加载1/4荷载,通过预压消除支架非弹性形变、地基沉降形变,同时获得支架弹性形变值,为控制模板标高提供数据,合理设置预拱度。加载前在支架上做好观测标记,沿顺桥向每5m为一断面,断面处设置3个控制点,间距为1.8m。恒载后每2h用测量仪器进行高程测控,观察支架变形量和地基的沉降量,加载前各标记作初读,加载后对各标记随时进行观察,当连续2d沉降趋于稳定时,且其预压24h沉降量不大于2mm时,则达到预压要求。卸载完成后,要再次复测各控制点标高,以便得出支架和地基的弹性变形量(等于卸载后标高减去持荷后所测标高),用总沉降量(即支架持荷后稳定沉降量)减去弹性变形量为支架和地基的非弹性变形(即塑性变形)量,并根据上述预压成果(沉降量、弹性形变量)及反拱值调节顶托来调整对应立杆标高。

   2.2.3模板

   (1)外模

   本桥所有使用模板(翼缘模板、外侧模 、内模、底模)均为玻璃钢竹胶板(厚20mm,面板尺寸1.2m×2.4m),铺设底板底模,根据节段的预拱值调节顶托来调整底模标高,在模板上测量放线,定出侧模位置,并按尺寸切割成型,尺寸必须准确,接缝必须严密,涂刷隔离剂或脱模剂,涂料应颜色一致,所有模板断面标高符合设计要求后,方可绑扎底板钢筋。

   (2)内模

   内模加工时内部支撑一定要稳定、牢靠,严控各部尺寸,特别是倒角部分,拼装时要连接平顺,表面平整、光滑,倒角接缝处以玻璃胶或腻子涂刷防止漏浆。内模板安装时,在两端顶板1/4跨度处各设一处施工预留口,尺寸为1.2×1.0m,以方便混凝土浇筑及模板拆除,将内模吊装到位,检查接点联系及纵横向稳定性,要确保牢固稳定,防止混凝土浇筑过程中发生变形、移位等。为了防止浇筑大体积混凝土时,发生胀摸,将外侧模板与内模用Φ12mm钢制拉杆拉住,拉杆上下左右间距按1m每道呈梅花形布置。安装模板过程中,需保证模板位置准确,保证顶板混凝土的厚度与梁体高程。

   2.2.4钢筋及预应力管道布置

   (1) 钢筋制安

   进场的钢筋应通过抽样试验、质量鉴定,合格后进行钢筋的整直、除锈、弯折和焊接等工作。钢筋在梁下钢筋加工场地加工制作,用吊车将钢筋吊至底模上,按图纸设计绑扎,尺寸、间距、位置符合设计与规范要求;每一类型钢筋首先加工样品,经检验合格方进行大批量生产,每一钢筋安装焊接均画线定位,确保准确无误。钢筋焊接以搭接焊为主,双面焊缝搭接长度不小于5d,单面焊缝长度不小于10d,钢筋接头按规范要求错开布置,同一截面不得超过50%,钢筋的交叉点用铅丝绑扎结实,必要时用点焊焊接。钢筋的保护层用与梁体同标号的砂浆垫块支垫,数量为4个/m2。

   (2) 预应力管道布置

   波纹管安装时严格按设计给定坐标值用定位钢筋进行固定,沿长度方向每60cm一道设置定位钢筋,定位钢筋用Φ10mm圆钢焊接成“井”字形卡住管道,弯道处为每30 cm一道,并点焊在主筋上,确保了管道在浇筑混凝土时不上浮,不移位。在钢筋与预应力管道相互冲突时,采取调整钢筋位置、间距的措施,保证预应力管道的位置准确。相差较多时,应与设计单位及监理工程师研究解决,不得随意移动预应力管道位置。根据设计要求,接头处用塑料胶带缠裹好,波纹管安装后将端部堵好,防止水或其他杂物进入管道。波纹管安装完成后,进行水密试验,确保在浇筑混凝土时不产生漏浆现象后,方可进行下道工序施工。尤其是在波纹管平弯出需设置防崩钢筋,避免在张拉时由于应力过于集中,将混凝土崩落。

   2.2.5混凝土

   (1) 浇筑前检查

   在浇筑混凝土前,相关技术人员认真对模板进行有序检查:

   ① 端模板应与侧模和底模紧密贴合,并与孔道轴线垂直,接缝严密不漏浆;

   ② 梁内预埋件位置应准确,特别是锚垫板应与端头模板紧密贴合,不得平移或移动;

   ③ 预应力管道的数量、固定间距、各接头是否严密,预应力管道是否顺直,排气管有无脱落或缺损;

   ④ 预应力管道两端用海绵或布条堵塞严实,以防水泥浆进入管道。

   (2) 混凝土及运输

   生产混凝土时,机械设备的各种计量器要保持准确;对骨料的含水率进行检测,雨天施工增加检测次数,并根据所测数据调整混凝土配合比;检查拌合物的均匀性、和易性等,拌合物应颜色一致,不得有离析和泌水现象;混凝土拌制完成后,应在现场及时检查拌合物坍落度及含气量,检查时以现场测值为准,使性能指标在允许范围内。

   混凝土采用搅拌站集中搅拌,混凝土运输车运送至浇筑地点,使用混凝土汽车输送泵输送混凝土。

    (3) 混凝土浇筑

   底板混凝土由两侧腹板位置灌入,底板中间混凝土浇筑不到位的位置,从内模顶板预留孔位置灌入混凝土填充,然后浇筑腹板,最后浇筑顶板。混凝土浇筑斜向分段,呈台阶状往前推进,为保证混凝土连续性,下一层混凝土必须在上层混凝土初凝前浇筑,同时为保证混凝土整体性,混凝土上下接缝相互错开,不可位于同一平面。在振捣混凝土过程中,加强检查模板支撑的稳定性和接缝的密合情况,安排专人负责检查模板、管道、钢筋、和预埋件,防止螺栓松动、模板变形时及时采取措施予以处理。振捣采用插入式振捣棒,振捣移动间距不大于振捣棒作用半径的1.5倍,振捣时要离开模板5~10 cm,振捣上层混凝土时插入下层混凝土内5~10 cm,振捣时应注意避免碰撞模板、钢筋、预应力管道、内模。浇筑时应避免混凝土长距离流动,以免引起混凝土离析,影响混凝士强度。在中间横隔板处因钢筋布置较为密集,一定要注意振捣到位,防止振捣不到位造成混凝土毛面。混凝土浇筑完后,应仔细将混凝土表面压实抹平,抹面时严禁洒水。

   (4) 混凝土养护

   浇筑完成后,水化热较大,为防止引起温缩、干缩裂缝,混凝土表面不能降温过快,及时洒水养护,待混凝土初凝后应立即覆盖土工布进行养护,始终保持混凝土表面湿润连续养护两周以上。

   2.2.6预应力工程

   (1) 下料穿束

   钢绞线的下料长度,通过计算确定,计算时考虑锚具长度、千斤顶长度、弹性回缩量、张拉伸长值和外露长度等因素。钢绞线编束时,梳理顺直,每1 m~2 m用铁丝绑扎牢固,其间防止互相缠绞,距端头2m范围内每0.5 m绑扎一道。钢绞线一端弯成钩形,以利牵引,然后用砂轮打磨端头,以免穿束时戳破波纹管,造成堵孔。各组不同编号的钢绞线必须有明显的标记,以防止混用。穿束前检查锚垫板位置是否正确,孔道是否畅通,穿束时先将粗铁丝作导线穿过孔道与钢绞线束连接在一起,以导线牵引为主,以推送为辅。穿束后应使钢绞线在孔道内自由滑动。

   (2) 张拉

   千斤顶与油表必须经具资质检测单位校定后方可使用,张拉时要对锚头、孔道等引起的摩阻损失进行实际测定,测定方法按照铁路桥涵施工规范附录规定执行。根据实测结果计算张拉控制力,并与设计单位协商进行修正,最终确定各束理论伸长值。张拉前油路、锚具及夹片安装正确无误后,开动油泵进行张拉,由两人扶正千斤顶使工作锚准确进入锚垫板的限位板槽内。张拉程序为0→初应力20%σcon→σcon(持续5分钟)→锚固。预应力采用两端同步张拉,左右对称进行,最大不平衡束不应超过一束,张拉顺序严格按照设计张拉顺序进行。张拉采用张拉力为主、伸长量作为校核的原则进行双控,当实际伸长值与理论伸长值不相符,并超过±6%时应停止张拉查明原因。在张拉过程中如发现滑丝断丝立即停止操作,查明原因作好记录。若滑丝、断丝的数量超过有关规定时,经监理工程师检查同意后重新换束。张拉完成后采用砂轮切割机将钢绞线切断,用水泥砂浆封住锚具,将钢绞线端头包裹密实。

   (3) 压浆

   孔道压浆是最后一道工序,直接与张拉保持效果切身相关,所以最后一道关更应该把握,操作程序如下:

   ① 清洗孔道先用高压水清洗管道,将管内的铁锈、污水等冲出,然后用高压风吹管道,将预应力管道内的水冲洗,直到风口无水雾喷出为止。

   ② 拌制灰浆先加水,然后倒入水泥和减水剂、微膨胀剂,在加入水泥和减水剂之前开动拌浆机,拌合时间不少于3 min。

   ③ 压浆启动压浆泵开始压浆,待出浆阀溢出浓稠的水泥浆时,关闭出浆阀,并保持0.4 MPa~1.0 MPa的压力2 min~5 min,然后关闭进浆阀,卸掉压浆管。

   ④ 拆卸阀门待水泥浆达初凝后(一般为1 h~4 h),拆除压浆阀,堵住浆嘴,密封盖等,并清洗干净,以备下次使用。

   ⑤ 封端:压浆后应先将锚具周围冲洗干净并凿毛,然后设置钢筋网和浇筑封锚端,其混凝土标号应符合设计要求。

   3结语

   以上对连续梁施工做简要论述,是对大雅河3号特大桥连续梁的施工进行归纳整理,有其局限性,但在实际操作中,基本可以达到预期目的,经施工实践证明,以上施工工艺及质量控制措施是成功的,在类似连续梁施工中具有一定的借鉴价值。

   参考文献:

   (1)黄磊连续梁桥施工控制技术与应用研究山西建筑2008年3月

   (2)客运专线线路桥涵工程施工技术指南中国铁道出版社2009年2月

   作者简介:

   王忠文:通灌工程建设指挥部指挥长, 高级工程师

   杨民:华铁工程咨询有限监理公司通灌监理站总监, 高级工程师
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