吳彰偉 余 艷
(信陽金通建設工程有限公司,河南 信陽 464100)
橋梁預制廠一般可生產(chǎn)鋼筋混凝土梁、先張法或后張法工藝的預應力混凝土梁、混凝土橋梁的節(jié)段構(gòu)件及其它預制構(gòu)件。由于運輸長度和質(zhì)量的限制,通常在橋梁預制廠內(nèi)以生產(chǎn)中、小跨徑預制構(gòu)件為主,跨徑大于25m的后張法預應力混凝土梁以及大跨徑混凝土橋的節(jié)段構(gòu)件主要在橋位預制場內(nèi)生產(chǎn)。
在預制廠或施工現(xiàn)場,可用固定式底座生產(chǎn)鋼筋混凝土和預應力混凝土梁。預制構(gòu)件在固定臺位上完成各工序,直到構(gòu)件完全可以移動后再進行下一個構(gòu)件的制作。在正常的情況下,固定臺位上預制一片30m跨徑的后張法預應力T梁需要50h的工作時間。
固定臺位需要一個強度高、不變形的底座,在構(gòu)造上有整體式底座和底座墊塊兩類。整體式底座是在堅實的地基上鋪設混凝土底板。預制時,在底板上設置墊木和底模板。底座墊塊是在預制梁的長度范圍內(nèi),每隔一定距離0.5~1.0m設置一組混凝土墊塊(橫向可2~3塊),在橫向的底座墊塊之間設置鋼橫梁,在其上鋪設底模板。采用底座墊塊的固定臺位,可使底模下有足夠的空間以便放置底模振搗器。為減小對墊塊的振動,可在底板墊塊與橫梁之間放置1-2層橡膠墊板。同時可在橫梁下方加焊限位塊,或在底座墊塊上預留限位缺口或預埋限位鋼筋,以便控制橫梁的位置,見圖1示。
圖1 -橫梁與底座墊塊的連接
先張法制造的預應力混凝土梁,也是一種在固定臺位上生產(chǎn)的預制梁。在這種預制梁的制造過程中,臺座是主要設備,用于承受張拉預應力鋼筋的反力。張拉臺座必須在受力后不傾覆、不移動、不變形。張拉臺座類型:按構(gòu)造形式分為框架式、槽式和墩式;按受力形式分為軸心壓柱式、偏心壓柱式和無壓柱式;按使用分為可拆裝配式和固定式;按材料分為鋼筋混凝土式、鋼筋混凝土和型鋼組合式及鋼管混凝土式等。固定生產(chǎn)的橋梁預制廠多采用長線壓柱式臺座,在一條生產(chǎn)線上可以同時預制若干個構(gòu)件,提高生產(chǎn)效率。槽式和墩式張拉臺座的形式和構(gòu)造如圖2所示。
圖2 -張拉臺座的形式與構(gòu)造
a)墩式臺座;b)槽式臺座;c)臺座構(gòu)造示意
臺座的長度和寬度根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況和生產(chǎn)板梁的數(shù)量決定,長度一般為50~120mm。臺座主要由底板、承力架(支承梁)、橫梁、定位板和固端裝置幾部分組成。臺座的底板有整體式混凝土臺面或裝配式臺面兩種,作為預制構(gòu)件的底模。先張臺座的底板應平整,排水暢通,地基不產(chǎn)生不均勻沉降。承力架或支承梁要求承受全部張拉力,在制造時,要保證承力架變形小、經(jīng)濟、安全、便于操作等。壓柱式臺座的支承梁是細長的壓桿,要求有足夠的壓曲穩(wěn)定性和抗壓強度。橫梁是將預應力鋼筋的張拉力傳給承力架的橫向構(gòu)件,常用型鋼制成。設計時,要根據(jù)橫梁的跨徑、張拉力的大小確定截面,并保證其剛度和穩(wěn)定要求。定位板用來固定預應力鋼筋的位置,用鋼板制成,其厚度應保證承受張拉力后具有足夠的剛度??椎奈恢冒凑樟后w預應力鋼筋的位置設置,孔徑比鋼筋直徑大2~5m,以便于穿筋。固定端裝置設在非張拉端,用于固定鋼筋位置并在梁預制完成后放松鋼筋。它僅在一端張拉的后座上使用。
在預制廠內(nèi)設置運輸軌道,預制梁的底模設置在活動臺車上的預制方法。流水臺車的構(gòu)造由軌道輪、底板、加勁肋、底模和底模振搗裝置組成。流水臺車均為鋼制,流水臺車和生產(chǎn)線的數(shù)量根據(jù)預制廠的生產(chǎn)能力確定。
流水臺車生產(chǎn)時,預制梁在臺上生產(chǎn),而安裝模板、綁扎鋼筋、預應力筋組束、澆筑混凝土以及張拉等工序安排在固定車間內(nèi),通過臺車流動組織生產(chǎn)。它的主要優(yōu)點在于可組織工廠采用流水臺車生產(chǎn)后張法預應力混凝土簡支梁,可在臺車上生產(chǎn)多種規(guī)格的梁,一條流水線每天可生產(chǎn)一片預制梁。但它需要較大的生產(chǎn)車間和堆放場地,宜在生產(chǎn)量大的大型橋梁預制廠采用。
根據(jù)施工方法的要求,需要根據(jù)起吊能力將梁沿橋縱向分成適當長度的若干節(jié)段,在工廠或橋位附近進行節(jié)段預制工作。箱形梁節(jié)段的預制質(zhì)量將直接影響橋梁工程的質(zhì)量,通常采用長線澆筑或短線澆筑的預制方法,桁架梁段常采用臥式預制方法。
圖3 -長線法預制箱梁節(jié)段的臺座
長線預制是在工廠或施工現(xiàn)場按橋梁底緣曲線制作固定的底座,在底座上安裝底模進行節(jié)段預制工作。形成梁底緣的底座有多種方法,它可以利用預制場的地形堆筑土胎,經(jīng)加固夯實后,鋪砂石層并在其上做混凝土底板;盛產(chǎn)石料的地區(qū)可用石砌成所需的梁底緣形狀;地質(zhì)情況較差的預制場,常采用打短樁基礎,之后搭設木材或型鋼排架形成梁底曲線。如圖3所示為預應力混凝土T形剛構(gòu)橋一側(cè)箱梁的預制臺座。
箱梁節(jié)段的預制是在底座上分段進行的,模板常采用鋼模,每段一塊,以便裝拆使用。為加快施工速度,保證節(jié)段之間密貼,常采用先澆筑奇數(shù)節(jié)段,然后以奇數(shù)節(jié)段的端面為端模澆筑偶數(shù)節(jié)段。也可以采用分階段的預制方法。為便于節(jié)段拼裝定位,常在節(jié)段頂板和側(cè)板的接觸面上設置齒槽和剪力鍵。當節(jié)段混凝土強度達到設計強度的75%以上后,可吊出預制場地。
長線預制需要較大的施工現(xiàn)場,底模的長度最小需有橋梁跨徑的一半,并要求操作設備可在預制場移動。因此,長線法宜在具有固定梁底緣形狀的多跨橋上采用,以提高設備的使用效率。如圖4所示為法國在1964年修建的總長3km的奧列龍(oleron)橋使用長線預制的施工方法。
短線預制箱梁節(jié)段的施工,是由可調(diào)整外部及內(nèi)部模板的臺車與端模架來完成,如圖5所示。
第一節(jié)段混凝土澆筑完成后,在其相對位置上安裝下一段模板,并利用第一節(jié)段的端面作為第二節(jié)段的端模完成混凝土澆筑工作。短線預制適合在工廠內(nèi)進行節(jié)段預制,設備可周轉(zhuǎn)使用,一般每條生產(chǎn)線平均五天約可以生產(chǎn)四塊,但節(jié)段的尺寸和相對位置的調(diào)整要復雜一些。
圖4 -長線預制施工方法
總之,梁的預制方法比較多,應該根據(jù)現(xiàn)場的情況選擇合適的預制方法,預制的過程要精細,這樣才更有利于施工的順利進行。
[1]劉平.淺談后張法預制混凝土箱梁水紋色斑的控制.橋梁建設,2005年1期.