摘要:先簡支后連續(xù)結構的組合式連續(xù)箱梁,因其結構的特殊性和受力階段體系轉換,要求在施工過程中加以嚴格控制。本文結合工程實際,簡要介紹組合箱梁工序控制及施工過程中對質(zhì)量控制的建議。
關鍵詞:組合箱梁;施工;控制
后張法預應力混凝土連續(xù)箱梁,作為一種先簡支、后連續(xù)的組合結構,由于其結構輕盈合理,建筑高度較小,配筋、圬工量少,成本相對較低等優(yōu)點,在高速公路建設中被廣泛使用。但由于其結構相對復雜,截面小,對施工作業(yè)要求相對較高等特點,在施工過程極易出現(xiàn)質(zhì)量缺陷或瑕疵。因此,控制組合箱梁的工序過程和施工工藝,將顯得極為重要。
1箱梁預制
組合箱梁的主要特點在于其先簡支后連續(xù),因此在箱梁預制階段與普通簡支梁無異。由于箱形薄壁及變截面的特性,底板受力鋼筋和腹板預應力鋼絞線束定位、內(nèi)模的支立拆除及小斷面混凝土入倉、搗固等空間有限,在預制過程中極易出現(xiàn)漏漿、空洞、冷縫、魚鱗斑紋等表面質(zhì)量缺陷和鋼絞線束及鋼筋移位、保護層不足等內(nèi)在質(zhì)量隱患。針對上述可能存在的質(zhì)量問題,施工過程中應從模板、混凝土聚合物、施工工藝等方面加以控制。
1.1模板
箱梁底板通常采用混凝土臺座,在其上鋪設鋼板。因鋼板在鋼筋綁扎、模板支立等工序中易被污染銹蝕,影響梁體底部混凝土外觀。實踐證明,用水磨石經(jīng)拋光處理后作為底模,能有效滿足混凝土外觀質(zhì)量要求,同時節(jié)約成本。
預制箱梁現(xiàn)場使用的均是組合大塊鋼模板,一般采用δ=6mm面板,型鋼加勁肋組成。由于面板自身厚度較薄,剛度有限,加之加勁肋在焊接時不可避免地使面板局部受熱變形,存在部分加工應力。當混凝土入模振搗,模板受側壓力和加工應力共同作用,混凝土表面易出現(xiàn)觀感不一致的缺陷,甚至將肋板焊接痕跡如數(shù)拓在混凝土表面。由于脫模劑涂刷不勻或粘附塵屑等雜物,使得脫模后混凝土表面粗糙顏色不一致。
經(jīng)過工地對比試驗,筆者認為,面板宜采用δ=8mm開平板,加勁肋通過檢算適當減少,盡量利用鋼板自身剛度,面板與加勁肋點焊連接。卷板在展平過程中,易將鋼板表面氧化膜拉裂破壞,脫模后混凝土存在皴裂紋,因此面板應選用一次軋制成型的平面板。事實上,增加面板厚度,相應減少加勁肋,并不會增加模板重量很多,但在保證混凝土表面質(zhì)量方面應該是值得的。由于工地條件所限,采用靜電噴涂脫模劑或脫模漆很難達到均勻,搬運拆裝時易擦傷掉塊。一般在模板表面除銹打磨后,均勻涂刷清機油即可達到理想效果。為防止錯臺漏漿,模板接縫采用企口連接,側模與臺座間粘貼止?jié){膠帶,并用拉桿使之擠壓密實。
1.2混凝土聚合物
因腹板內(nèi)鋼筋與模板間距、保護層均較小,在波紋管上部混凝土物料易堆積,在振搗時粗骨料留在波紋管上部而水泥漿下沉。如果振搗不足,在波紋管下部易形成空洞;振搗過量,除波紋管下部易形成水泥砂漿層而上部出現(xiàn)翻砂等現(xiàn)象,從外觀上看,在波紋管部位出現(xiàn)水波紋。在橫隔板和一般錨固區(qū),因鋼筋密集,物料在內(nèi)部分布不勻,且不易振搗密實,易出現(xiàn)內(nèi)在質(zhì)量問題。材料自身物化指標也是影響梁體混凝土質(zhì)量的關鍵因素。
根據(jù)腹板內(nèi)布筋情況,按照施工規(guī)范確定合理的骨料粒徑,應注意嚴格控制允許超過最大粒徑的骨料數(shù)量,因為哪怕個別粒徑超限的石子都有可能卡在波紋管、鋼筋和模板間。粗骨料的顆粒形狀、級配、粉塵含量和砂子的含泥量在施工中取下限,同時在混凝土拌制、運輸過程中控制和易性和塌落度。
1.3施工工藝
傳統(tǒng)的“先底板、后腹板頂板”的施工方法,極易在混凝土表面出現(xiàn)施工冷縫,影響表觀質(zhì)量;新舊混凝土接茬處易污染,影響內(nèi)在質(zhì)量。箱梁施工中采用全斷面斜向漸進澆注,可以有效保證混凝土的連續(xù)性,避免質(zhì)量通病的出現(xiàn)。具體做法為:先澆注底板2~3m后澆注腹板,使得腹板與底板同步;延伸2~3m后,澆注頂板,使得底板、腹板和頂板在同一斜面上同時澆注。混凝土入倉時自下而上,兩邊對稱進行。
混凝土振搗采用附著式結合插入式。腹板波紋管以下部位采用附著式,其余部位采用插入式。附著式振搗器的位置通過計算得出,振搗時間通過試驗統(tǒng)計確定。振搗時注意不得空振,即混凝土未灌注前不得振搗,以防止模板及連接部件松動;同時在灌注至波紋管以上部位時,不得使用附著式振搗,因為下部混凝土已振搗密實不再塌落甚至初凝,此時使用附著式振搗將會使已成型混凝土和模板間出現(xiàn)細微縫隙,混凝土析出的水分和上部水泥漿下滲,在混凝土表面形成云狀斑紋,影響外觀質(zhì)量。
脫模后,對于出現(xiàn)的表面質(zhì)量缺陷,應立即進行原因分析和修補。
1.4預應力鋼絞線束張拉
根據(jù)設計要求在混凝土強度達設計的85%(或設計要求值)時開始張拉。因此,開始預制箱梁時,每片梁應留有足夠的試件(10組),在第1、3、5、7d分別試壓,統(tǒng)計其強度增長規(guī)律,確定混凝土的張拉齡期。張拉過早,由于混凝土彈性模量過低,張拉時容易出現(xiàn)起拱過高,影響后部橋面施工;張拉過晚,容易引起橋面板開裂。張拉過程中注意控制邊梁拱度。
所有張拉設備使用前檢校,并固定人員操作,張拉時采用引伸量和張拉應力“雙控”。對理論引伸量應根據(jù)每披鋼絞線進場時試驗實測彈性模量計算,并在施工中根據(jù)千斤頂?shù)臋z校方法和油表讀數(shù)特性,調(diào)整σk數(shù)值,以消除張拉設備中存在的系統(tǒng)誤差。
張拉前應對錨具,夾片抽樣送檢,并制訂張拉施工中可能出現(xiàn)問題的預案。
張拉后24h內(nèi)對孔道進行壓漿,建議采用真空吸漿法。
2架梁
架梁前應仔細復核確定墩臺中心線與線路中心線的相對關系,避免因橋面橫坡、曲線因素影響架設后的橋梁中線偏位。每片梁架設時應根據(jù)其在橋梁上的位置,計算前后端、左右側邊緣的標高,并嚴格控制。落梁后對梁體各部位中線、標高仔細檢查無誤后焊接,同時檢查支座是否與梁體和墊石密貼,如有問題及時處理。
在橋梁架設后,每片梁應擱置在4個支座上。臨時支座易因電阻絲融斷導致硫磺砂漿拆除困難,建議施工中采用機械式如砂箱等,設置中考慮臨時荷載作用下的承載能力,并超載預壓。
3橋面系施工
3.1濕接縫
架梁就位經(jīng)檢查各部位標高、中線無誤后,即可施工濕接縫。濕接縫施工順序按照設計要求對稱進行,不能因工期原因或施工安排不當,按照梁體安裝順序施工。因為改變濕接縫、濕接頭施工順序,組合箱梁由簡支變?yōu)檫B續(xù)時,梁長收縮、溫度應力均與設計考慮條件不符,影響橋梁使用壽命。從梁體布置和路面行車道對照可以看出,濕接縫分別位于不同車道上。因此在施工濕接縫時,應按照箱梁梁體同標準對待。對梁翼板端頭仔細鑿毛,按照要求布設焊接鋼筋,澆注混凝土。
負彎矩區(qū)鋼絞線張拉時,按照一聯(lián)內(nèi)濕接頭對稱施工,由短到長的順序張拉。由于負彎矩區(qū)鋼絞線基本水平布置,張拉時可在錨端設置轉折器,使千斤頂與梁頂面呈30°角,便于操作。一聯(lián)內(nèi)所有鋼絞線張拉完成后,拆除臨時支座,完成體系轉換。
3.2梁頂調(diào)平層
雖然經(jīng)過層層過程控制,由于箱梁存梁期限不同等因素,其拱度存在誤差。加上安裝誤差等原因,箱梁頂面調(diào)平層厚度必然不均勻。調(diào)平層參與箱梁受力,上部受拉,且箱梁是預應力混凝土,調(diào)平層是普通鋼筋混凝土,兩者線膨脹系數(shù)不同,箱梁調(diào)平層特別是負彎矩區(qū)縱橫向易產(chǎn)生裂紋。因此,在施工調(diào)平層時,必須按照混凝土施工縫處理,在取得設計同意的情況下,可適當摻入增強防裂外加劑。
4結束語
通過工程實踐證明,在確定施工方案方法時,充分理解設計意圖,綜合考慮現(xiàn)場實際,制訂切實的施工方案、施工組織,能夠做到箱梁內(nèi)實外美的要求。筆者建議:
4.1施工方案中,根據(jù)工期要求和設備、人員配套,確定梁場規(guī)模;
4.2曲線橋對墩臺、蓋梁、路面中心線仔細核對,避免因橫坡、曲線等引起橋面中線內(nèi)移。對于橫坡道上的梁,其橋面中心線和墩臺中心線是不重合的,施工中應仔細復核,確保線路中心線的準確位置,避免橋梁竣工后中線偏位超限;對于小半徑曲線上的直線梁,由于梁邊緣位于線路曲線的弦線上,在預制時考慮外側翼板曲線加寬;
4.3為減少因箱梁張拉起拱引起的橋面調(diào)平層厚度不足,在墩臺施工時壓縮高度,統(tǒng)一將蓋梁支承墊石標高降低2~3cm。
作者簡介:昝向征,男,1975年11月生,高級工程師,1998年畢業(yè)于長沙鐵道學院。
(作者單位:中鐵一局集團第二工程有限公司)