[摘要]橋梁是高速公路建設(shè)中不可缺少的一部分。而梁扳的好壞直接影響橋梁的使用壽命。文章通過對公路T梁的預制情況并結(jié)合工程實踐,論述后張法預應力T梁的施工工藝以及施工中常見的問題,提出相應的質(zhì)量控制措施。
[關(guān)鍵詞]T梁施工;模板設(shè)計;公路工程
[作者簡介]賴家好,廣東省長大公路工程有限公司。廣東廣州,510075
[中圖分類號]U445,4
[文獻標識碼]A
[文章編號]1007-7723(2009)06-0158-0003
一、T梁預制施工
(一)模板的設(shè)計與制作
根據(jù)公路工程施工技術(shù)規(guī)范,模板的設(shè)計制作本著拆裝、操作方便的原則,保證模板表面平直、接縫嚴密,滿足了施工過程中必須的剛度、強度、穩(wěn)定性的要求。模板的設(shè)計充分考慮了在施工過程中的可操作性,在嚴格符合T梁幾何尺寸的條件下,為了便于工程施工現(xiàn)場模板拼裝,將模板合理分段,每段長度為2.54m。
在模板設(shè)計中充分考慮了澆筑過程中的側(cè)壓力、傾倒混凝土時產(chǎn)生的水平荷載和沖擊力及附著式振搗設(shè)備在振動過程中對模板的振動作用,采用厚lOmm鋼模板制作模板,經(jīng)驗算,各項指標均符合公路工程技術(shù)標準要求。為了提高梁底混凝土的密實性,充分利用了附著式振動器的搗實性能,并將底模設(shè)置為空心底模以槽鋼制作框架,底板以6mm鋼板制作。
在穩(wěn)定性設(shè)計中,底模設(shè)計以張拉后T梁簡支狀態(tài)計算。根據(jù)預制場的土質(zhì)條件整體粱底座斷面設(shè)計為70cm×50cm,按C30混凝土施工,增加施工中底模的穩(wěn)定性。由于梁體呈簡支狀態(tài),預應力鋼束張拉時,局部地基受力加大,混凝土底座采用擴大基礎(chǔ)進行應力擴散,在梁端范圍內(nèi)采用90cm×50cm斷面加固處理,以防制梁過程中底模的不均勻沉降,增加周轉(zhuǎn)次數(shù)。
(二)鋼筋骨架的成型與安裝
T梁梁體內(nèi)的非預應力鋼筋形成梁體內(nèi)的鋼筋骨架,鋼筋在專門的加工場地調(diào)直、下料、彎制、存放、綁扎時直接在底模上綁扎、安裝。綁扎過程中,采用鋼筋支撐以保證骨架的施工剛度。
鋼筋骨架的現(xiàn)場安裝程序:安裝固定支座墊板→在底模上準確標出各鋼筋網(wǎng)片的定位線→綁扎底板、橫梁鋼筋和側(cè)面鋼筋→焊接定位鋼筋→安裝固定錨墊板→綁扎錨板后鋼筋→固定波紋管→綁扎頂板鋼筋→固定負彎矩波紋管→安裝負彎矩錨墊板→穿設(shè)鋼絞線。
(三)波紋管、鋼絞線的定位與安裝
波紋管在現(xiàn)場隨用隨加工,接頭采用大一號的波紋管作為接頭管套接,套接長度為10cm,管端用膠帶裹緊,波紋管在施工中要防止堵塞,使用前逐節(jié)檢查其密封性。并嚴格按設(shè)計位置安裝固定,要求波紋管的安裝位置要準確,彎起平順、圓滑,固定牢靠。鋼絞線按設(shè)計長度下料、編索、綁扎,在澆筑混凝土前采用人力穿束。
二、混凝土的配合比與拌制
在預應力T梁混凝土設(shè)計中,混凝土的設(shè)計標號為C50級,按照預應力混凝土配合比設(shè)計,水泥用量不宜超過550kg。為了保證梁體外觀光滑,減少因水泥用量大出現(xiàn)的裂紋,在水泥用量上不能只是一味追求高強度,而是保證混凝土有足夠的強度儲備,所以,配合比設(shè)計水泥用量控制在500kg以下。T梁最小斷面為20cm,其間布有密集的構(gòu)造鋼筋及預應力管道,使得各種交叉間距較小。因此,在配合比設(shè)計中坍落度采用7—9cm,碎石最大粒徑不超過31.5mm,同時摻加了一定量的減水劑。
混凝土的拌制采用人工配合機械拌和,拌和設(shè)備采用500L強制式拌和機,砂、碎石的配制采用電子計量設(shè)備稱量,水泥按袋裝量配制,減水劑根據(jù)每盤用量提前稱量裝袋備用,通過上述措施將混凝土原材料、砂、水泥及添加劑用量控制在配合比的允許偏差范圍內(nèi)。混凝土混合料的拌制時間控制在4—6min之間,使混合料充分拌和均勻?;炷恋陌氤善芬蕴涠瓤刂?,在每次澆筑混凝土時前兩盤混合料采用坍落度檢驗確定用水量,以取得配合比設(shè)計要求的工作度,并隨時進行控制性檢驗。
三、T梁成型及張拉
(一)混凝土澆筑與養(yǎng)生
混凝土采用斜向分段、水平分層的方法連續(xù)澆筑。采用拌和樓集中拌和,輸送車送料,泵車或龍門吊吊斗上料。振搗采用附著式振動器和插入式振動棒相結(jié)合的方式,附著式振動器功率1.5kW,每套模板136個,每側(cè)68個,其布置原則是:波紋管下部馬蹄部分混凝土采用附著式振動器振搗,波紋管以上用插入式振動棒振搗,施工中嚴格掌握振搗工藝,既不能過振,更不能漏振。施工中應嚴格控制混凝土配合比,測定集料含水量,針對不同的氣候條件及時調(diào)整施工配合比,控制好坍落度,保證混凝土具有良好的和易性,避免因配合比控制不嚴,使含水量過大以致在采用整體鋼模時水分無法排出而導致水泡,影響梁體質(zhì)量和美觀。
(二)張拉與壓漿
混凝土達到規(guī)范要求強度后拆模,達到設(shè)計強度的95%時進行張拉。為保證結(jié)構(gòu)受力安全,同一片板上下應對稱張拉,張拉程度及質(zhì)量控制標準嚴格按照施工規(guī)范執(zhí)行。張拉程序為:0→初應力→105σk%(持荷5min)→σk,兩端同時升油,待一端張拉錨固后另一端補足應力值并持荷2min左右后錨固。張拉施工時應做好現(xiàn)場記錄,如實測伸長值與理論伸長值相差6%以上時應暫停張拉,待查明原因并采取措施加以調(diào)整后方可繼續(xù)施工。
預應力鋼束孔道壓漿的目的主要是防止預應力筋銹蝕,并通過凝結(jié)后的水泥漿將預應力傳遞至混凝土結(jié)構(gòu)中。因此,孔道壓漿宜盡早,既可防止預應力筋松弛,又能使構(gòu)件盡快安裝。壓漿采用一次壓漿法,由一端壓入水泥漿,至另一端冒出濃漿時停止,用木楔堵死出漿口,然后繼續(xù)壓注,壓力表讀數(shù)上升到0.8—1.OMPa后停止。為保證管道中充滿灰漿,關(guān)閉出漿口后,應保持不小于0.5MPa的穩(wěn)壓期2min以上。
四、施工中主要采用的技術(shù)措施
為保證大橋外形美觀,必須嚴格控制立模和拆模的工序,保證模板質(zhì)量,處理好模板接縫。值得一提的是,采用該種周轉(zhuǎn)性制梁臺座,占地少、耗資少、效果好,因其底模懸空,附著式振搗器容易引起共振,從而保證底板的振搗質(zhì)量。
加強對混凝土的施工管理,確保配料準確和合理的攪拌時間,定期校驗各種稱量儀器,保證原材料用量準確。定期對拌和設(shè)備進行維修保養(yǎng)。
張拉前張拉設(shè)備應進行標定校驗,并經(jīng)常檢驗觀察,專人使用管理、定期維護。對伸長值要充分考慮孔道摩擦、錨固鋼材應力、混凝土收縮、徐變等應力損失。
五、在T梁施工中常見的問題
(一)錨具、夾具不合格,在預應力張拉時會發(fā)生滑絲、斷絲,錨固質(zhì)量無法保證,預應力鋼束的張拉力也就無法保障
預防措施:
1,錨具和夾具的類型須符合設(shè)計規(guī)定和預應力鋼柬張拉的需要。
2,用預應力鋼束與錨夾具組合件進行張拉試驗時的錨固能力,不得低于預應力鋼束標準抗拉強度的90%。
3,錨具、夾具須經(jīng)過有資質(zhì)的權(quán)威專業(yè)技術(shù)部門鑒定和產(chǎn)品鑒定,出廠前應由供方按規(guī)定進行檢驗,并提供質(zhì)量證明書。
4,錨具、夾具進場時應分批進行外觀檢查,不得有裂紋、傷痕、銹蝕,尺寸不得超過允許偏差。
5,對錨夾具的強度、硬度、錨固能力等,應根據(jù)供貨數(shù)量和使用情況確定是否復驗。
(二)預應力筋張拉時出現(xiàn)錨墊板變形。梁的起拱不正常,千斤項、油泵等聲音異常。錨夾具滑出。千斤頂支架傾倒等
預防措施:
1,錨墊板承壓面與孔道中線不垂直時,應當在錨圈下墊薄鋼板調(diào)整垂直度。將錨圈對正墊板并點焊,防止張拉時移動。
2,千斤頂給油、回油工序要緩慢平穩(wěn)進行,避免回油過猛。
3,張拉操作要按規(guī)定進行,防止預應力筋受力超限發(fā)生拉斷事故。
4,油泵運轉(zhuǎn)出現(xiàn)異常情況時,要立即停車檢查。在有壓情況下,不得隨意擰動油泵或千斤頂各部位的旋扭。
5,在測量伸長值及擰螺母時,要停止開動千斤頂。
6,千斤頂支架必須與梁端墊板接觸良好,位置正直對稱,以防止支架不穩(wěn)或受力不均傾倒傷人。
7,張拉或退楔時,千斤頂后面禁止站人,以防預應力筋拉斷或錨具、楔塊彈出傷人。
(三)預應力筋在張拉與錨固時,由于各種原因,發(fā)生預應力筋的斷絲和滑絲,使預應力鋼束受力不均勻,造成構(gòu)件不能達到所要求的預應力度
1,穿束前,預應力鋼束必須按規(guī)程進行梳理編束,并正確綁扎。
2,張拉預應力筋時,錨具、千斤頂安裝要準確。
3,當預應力張拉達到一定噸位后,如發(fā)現(xiàn)油壓回落,再加油時又回落,這時有可能發(fā)生斷絲;如果發(fā)生斷絲,應更換預應力鋼束,重新進行預應力張拉。
4,焊接時嚴禁利用預應力筋作為接地線,不允許發(fā)生電焊燒傷波紋管與預應力筋。
5,張拉前必須對張拉端鋼束進行清理,如發(fā)生銹蝕應重新調(diào)換。
6,張拉前要經(jīng)權(quán)威部門準確檢驗標定千斤頂和油壓表。
7,發(fā)生斷絲后可以提高其他柬的張拉力進行補償,更換新柬,利用備用孔增加預應力束。
(四)在混凝土澆筑過程中,發(fā)生預應力孔邋漏漿,嚴重時導致孔道堵塞。這樣就改變了孔道摩阻系數(shù)。使預應力張拉伸長值發(fā)生偏差,當孔道堵塞時預應力筋無法穿入
預防措施:
1,施工時,應防止混凝土振搗棒直接接觸擊波紋管。
2,進行鋼筋焊接時,應防止電焊火花燒破波紋管的管壁。
3,管道中間接頭、管道與錨墊板喇叭口的接頭,必須做到密封、牢固,不易脫開和漏漿。
4,在混凝土澆筑完成后,在混凝土終凝前,用高壓水沖洗管道,并用通孔器檢查管道是否暢通。
5,先在波紋管內(nèi)穿入稍細的硬塑料管,澆筑完成后再拔出,可預防波紋管堵塞。
(五)在預應力混凝土粱板施工中。如果預應力預留孔道位置不準確而發(fā)生偏差。在進行預應力張拉時。實際張拉力及伸長值就會與設(shè)計發(fā)生偏差。造成張拉力不準。由于預應力筋位置變化。還會影響梁板強度甚至使用安全
預防措施:
1,在預留孔道時,應認真閱讀圖紙,正確計算出孔道在每一斷面上的坐標。
2,將制孔管包括波紋管、鋼管、膠管等準確牢固地定位,定位箍筋的位置、間距要合理。
3,在澆筑混凝土時,防止振搗棒碰撞制孔管,避免孔道上下左右浮動。
(六)預應力孔道壓漿不飽滿。不能使預應力筋與梁體混凝土牢固粘結(jié)為整體,還會引起預應力筋銹蝕。從而影響預應力梁的壽命
預防措施:
1,錨具外面的預應力筋間隙應用環(huán)氧樹脂膠漿或棉花水泥漿填塞,以免冒漿而損失壓漿壓力。封錨時應留排氣孔。
2,孔道在壓漿前應用壓力水沖洗,以排除孔內(nèi)粉渣雜物,保證孔道暢通。沖洗后用空壓機吹去孔內(nèi)積水,但要保持孔道濕潤,使水泥漿與孔壁結(jié)合良好。在沖洗過程中,若發(fā)現(xiàn)有冒水、漏水現(xiàn)象,則應及時堵塞漏洞。當發(fā)現(xiàn)有串孔現(xiàn)象而不易處理時。應判明串孔數(shù)量,安排幾個串孔同時壓漿?;蚰骋豢椎缐簼{后,立刻對相鄰孔道用高壓水徹底沖洗。
3,正確控制水泥漿的各項指標。泌水率最高不超過3%,水泥漿中可摻入適當鋁粉等膨脹劑,鋁粉的摻入量約為水泥用量的0.01%。水泥漿摻^膨脹劑后的自由膨脹應小于10%。
4,壓漿應緩慢、均勻進行。一般每一孔道宜于兩端先后各壓漿一次。對泌水率較小的水泥漿,通過試驗證明可達到孔道飽滿時,可采取一次壓漿的方法。
5,保證壓漿壓力。壓漿應使用活塞式壓漿泵,壓漿的壓力以保證壓入孔內(nèi)的水泥漿密實為準,開始壓力要小,逐步增加,最大壓力一般為0.5—0.7Mpa。當輸漿管道較長或采用一次壓漿時,應適當加大壓力。梁體豎向預應力至最大壓力控制在0.3—0.4Mpa。每個孔道壓漿至最大壓力后,應有一定的穩(wěn)壓時間,壓漿應達到孔道另一端飽滿和出漿,并應達到排氣孔排出與規(guī)定稠度相同的水泥漿為止。然后才能關(guān)閉出漿閥門。
(七)壓漿時間太晚。對預應力筋的安全不利;移運吊裝時間過早,影響壓漿強度
預防措施:
1,使施工人員明確壓漿和移運吊裝的有關(guān)規(guī)定。
2,合理組織施工工序。
3,工地要有備用壓漿設(shè)備。
4,壓漿工作應在張拉完畢后盡早進行,一般預應力混凝土構(gòu)件,在張拉完畢10b左右,觀察預應力筋和錨具穩(wěn)定后,即可壓漿,最晚不宜超過14d。
5,預制構(gòu)件在孔道水泥漿強度達到設(shè)計規(guī)定后,方可進行移動和吊裝,設(shè)計未規(guī)定時,不應低于梁身混凝土設(shè)計標號的55%,且不低于20MPa。
(八)預制T梁吊裝完成后,相鄰T粱的橫隔板對不齊。有錯臺。同一排橫隔梁不在一條直線上
1,施工時對橫隔梁的位置與方向角度要引起高度重視。
2,橫隔梁模板安裝要準確無誤。
3,對模板尺寸和方向角度嚴格檢查,確保正確。
4,架梁時要控制梁位準確并適當根據(jù)橫隔梁對位情況稍加調(diào)整,使橫隔梁互相對齊。
5,對吊裝完成后形成的輕微錯臺,注意修整。
六、結(jié)語
采用上述措施澆筑的T型梁,梁體表面平整密實,接縫平順,無蜂窩麻面,氣泡較少,線形輪廓清晰。張拉后,T梁各部位均無裂紋,結(jié)構(gòu)完整,起拱度符合要求,保證了質(zhì)量。