浅谈关于后张法预应力箱梁预制的质量控制措施
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作者: 李茂平
【摘要】 随着我国公路桥梁事业的发展,桥梁科研水平的提高,桥梁技术体系不断丰富,有钢架桥,悬索桥,拱式体系,梁式体系桥梁等等。其中梁式体系桥梁在大中型桥梁中占有一席之地,而预应力砼箱梁的预制质量优劣关系着后续工序诸如体系转换等环节的成败。现结合本人所在项目部的一座8―30m预应力钢筋混凝土连续箱梁大桥,来谈谈箱梁预制(后张法)时应着重采取的一些质量控制措施。
【关键词】 箱梁 后张法 质量控制措施
鉴于箱梁受力特点为:由于支点存在负弯矩,使跨中正弯矩显著减少,可以减少跨内主梁的高度,当加大支点截面附近梁高形成变截面时,还可进一步降低跨中弯矩,从而可使建筑高度相对较低,横向整体性好。故其预制工作应着重采取的质量控制措施要点如下:
1.预制场地的选择和布置
场地的选择和布置要针对其吊装工艺等经济技术指标,现场环境来综合考虑。譬如本人所在项目部的箱梁预制厂设在与大桥衔接的路基上,由于此地段是高填方,鉴于箱梁自重大,箱体长以及需充分养生的特点,提高路基压实度,加强场地硬化质量和排水系统的布置。同时箱梁底座为20cm C30混凝土,底座下层为40cm砾石垫层,确保底模沉降≤2mm。表面铺设3.8mm钢板,使用点焊和钢钉相结合的方式将其固定在混凝土底座上,同时用角钢镶边。为保证箱梁的平整度,在预制箱梁时跨中向下设1.7cm的预拱度,预拱度采用抛物线。
2.钢筋加工安装
梁部钢筋数量大,施工复杂,是控制梁部质量的关键环节之一,应着重注意以下几点要求:
2.1安装钢筋时砼保护层厚度应符合设计要求,当钢筋与波纹管管道预埋位置冲突时,以波纹管的位置为准,适当移动钢筋位置。预应力钢铰线预留孔道的位置必须准确无误。预埋件位置应准确。
2.2箱梁钢筋骨架(网)安装时必须按如下顺序进行:
①绑扎底板下层钢筋网。
②安装底板管道定位钢筋。
③安装底板上层钢筋网,上下层钢筋网片间用联系筋焊牢,以保证钢筋工绑扎腹板钢筋时踩在上面而不变形。
④腹板钢筋插入底板上下层钢筋网中,及时点焊固定,然后绑扎腹板下倒角筋和肋下最底层几根纵向钢筋,安装底板部位的埋入式锚垫板及钢筋,安装底板上的波纹管。
⑤安装腹板及横隔板钢筋,安装腹板内波纹管及定位筋。
⑥安装顶板和翼板的下层钢筋网,安装顶板附弯矩区波纹管及定位筋。
⑦安装顶板和翼板上层钢筋网,上下钢筋网片间用联系筋焊牢。
2.3锚垫板应与波纹管中心线垂直,张拉齿块处的钢筋不得随意变动,特别注意锚垫板下面的支撑的稳定性,以保证灌注砼时不松动其位置。
3.预应力管道安装
3.1管道铺设要严格按设计的坐标位置就位和固定。定位钢筋与梁体普通筋焊牢,以防止移位,铺设前确保管内无杂物,铺完后在伸出端孔口处用黄色胶带临时封闭,以避免施工时杂物进入。
3.2箱梁顶板负弯矩钢束波纹管,应在预制箱梁时预埋。在箱梁安装好后,浇筑连续接头段前将对应的波纹管相接。
3.3波纹管接头采用套管接头,一般每个套管长为200mm,两端各套入100mm左右的成孔波纹管。为使接头处严密、牢靠,先在套管两端接缝处缠绕2～3层6cm左右宽的黑色电胶布或白色医用胶布,再用黄色宽胶带缠绕两层,以确保不漏浆。
4.模板安装
4.1模板必须采用大面积定型钢模板。安装前首先对模板进行试拼检查,并对试拼完成的模板进行编号。其安装顺序是先安装端模,再安装侧模和内芯钢模。正式安装时,用12号槽钢作支撑,上口用钢筋卡子固定上口宽度,用紧线器调整模板。空心板底座设φ20对拉螺杆,间距80cm,使其达到稳定效果,满足强度要求。同时镶边角钢里用橡胶管填充,以保证侧模与底模连接处不漏浆,为防止施工过程中内芯钢模上浮,将其支撑到侧模横拉钢管上加以固定。
4.2由于箱梁箱体较长,便于箱室内的施工,需在距箱梁两端合适位置开孔。开孔处钢筋截断弯曲,施工完后恢复。
5.混凝土浇筑
施工中砼搅拌站严格按照试验室开具的配料通知单配料。搅拌过程中严格控制好水灰比,及时对坍落度进行抽检。
5.1砼浇筑方案:
①在现场施工组织中,应使砼生产能力、运输能力及浇筑能力相匹配。在本项目中,鉴于搅拌站离浇筑现场距离短,即采用两台罐车的运输方案,保证了砼的质量及施工的有序。
②混凝土由罐车运至浇筑现场,由龙门吊或吊车运送入模,一次浇筑完成。砼浇筑流向为从板的一端向另一端水平分层浇筑,先下部捣实后再腹板,翼板和顶板。在浇底板时,应对应在顶板开孔处预留底板孔口,以便浇筑人员对底板进行振捣,待底板浇筑完毕后,底板开孔进行封闭。在浇筑腹板时,两侧腹板应同时分层进行,浇筑翼板和顶板时,应从外侧向内侧一次完成,以防发生裂缝。当浇到接近另一端时改从另一端端头浇筑在距梁端3-4m处合龙。在浇筑过程中,应安排专人对模板检查加固,特别是芯模的检查。
③浇筑砼时以附着式振捣器振捣为主,插入式振捣器振捣为辅,附着式振捣器振捣的布置距离符合规范要求。特别是钢筋密集区的振捣,力求使梁达到最佳密实度又不损伤制孔管道。
④考虑到砼使用的水泥标号高,水化热大,混凝土浇筑过程中应严格按规范要求控制浇筑温度。在本项目中的箱梁预制工期处在夏季,故将浇筑时间都安排在早晨或傍晚,以避开高温。
⑤板浇筑完后,板上表面先压光再拉毛,并及时用湿毡覆盖,以免外界温度原因使板顶产生裂纹。箱梁养护应采用滴灌养生,其优点是持续均匀养护。一般养生最好为七天以上。
⑥拆模时,先拆除两头端模、后芯模、再侧模。考虑到腹板截面尺寸较小,且存在变截面,故应待砼强度达到2.5MPa以上时方可拆除侧模。拆侧模时不准整体起吊,应分节段拆除,以防止模板变形。
6.预应力张拉及压浆
6.1在预应力张拉准备过程中应注意以下几点(下转第82页)
(上接第83页)下料在平整的场地上进行,测量要准确。下料用砂轮切割,切割前先用细铁线绑扎切口两侧,以免切割后钢铰线松散。
清除锚垫板上残留混凝土,检查锚垫板与孔道是否垂直,否则要加垫板予以纠正。将伸出端头多余的波纹管用夹钳剪除,并剪除距锚垫板面5cm深管道内的波纹管,以使波纹管不堵塞压浆孔。检查锚垫板下砼是否有蜂窝,如有应采取补强措施。用通孔器检查孔道是否畅通,并用高压水清除孔内杂物。
将工作锚环安装在定位槽口内与孔道对中。每根钢铰线要按制束时所通过的编号排列穿入工作锚环,各根钢束不能交叉扭结。安装夹片时,应轻轻敲打,均匀用力,不得重击,建议用长50cm直径为20mm的钢管(两端切割整齐)敲齐夹片,使其端面在同一平面内,并且夹片之间的空隙要均匀不得夹有钢丝。要保证千斤顶与孔道对中,油管应自然垂向地面,不宜朝天扭曲,以免造成漏油。
在使用前应在工具锚环孔内和工具夹片表面均匀涂上一层腊质润滑油(退锚油用机油和石腊1:1熬制),以利于卸锚,安装方法与工作锚相同。
6.2钢铰线的张拉
由于砼徐变与加载时砼的龄期T有关,龄期T愈小,徐变变形愈大,反之愈小。在施工中要避免使砼结构过早地施加预应力,并要考虑不同龄期预加力产生徐变差异的影响。选取适当的张拉龄期,既不能过小,又要避免过大,可按设计要求的9―19天。一般当梁主体砼强度达到设计强度的90%和龄期达到7天以上后,即可进行箱梁正弯矩区的预应力张拉施工。箱梁采用两端对称张拉法,张拉顺序按设计图上钢束编号提供的顺序,即符合构件中心对称,均衡张拉原则。在张拉过程中应特别注意以下几点:
a、观察千斤顶、锚具、限位板、孔道对中以及千斤顶与锚下结构的垂直情况,发现异常立即停止进油,处理好后再进行张拉。
b、无论是张拉油路进油还是张拉油路回油,均应平稳、缓慢。千斤顶操作必须严格遵守千斤顶的操作规程和注意事项。
c、钢铰线的两张拉端操作过程应随时通过对讲机进行联系,以使两端张拉行动协调一致,避免失误操作出现。
d、遇长束张拉,活塞一次伸长不能满足要求时,可采用分次张拉。将工具锚圈向前移,重新装上夹片,重复上面的张拉程序,直至达到设计张拉应力。
7.孔道压浆
7.1压浆准备工作:预应力张拉完毕后,孔道应在预应力钢束张拉完成后24小时内进行压浆。压浆机械用活塞式压浆泵。
7.2水泥浆配制:水泥浆选用普通硅酸盐52.5R水泥,水为饮用水,水灰比宜为0.4～0.45。外加剂选用膨胀剂和高效减水剂。水泥浆稠度控制在14s-18s之间。
7.3压浆:压浆时,水泥浆压力控制在0.5-0.7MPa,由管道一端压入,另一端流出,直到流出稠度与压注稠度一致后方可封闭流出端压浆孔,封闭后还应保持压力不少于0.5MPa,时间为2min的稳压期,以确保管道充满灰浆。
8.封锚:
梁端砼须凿毛,然后绑扎钢筋网浇筑封锚砼,其砼强度与梁体同标号,严格控制封锚后的梁板长度,确保安装时梁体准确定位和伸缩缝的有效宽度。
结束语:
个人认为预应力砼箱梁与其它预应力构件在施工过程中,有共同处又有区别点。这就要求施工人员多总结经验结合相关技术规范,具体情况具体处理,方能确保工程质量。
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