付欣荣,韩涛
(1广西隆百高速公路发展有限公司第一分公司 广西 隆林 533400 2华杰工程咨询有限公司 北京 100029)
广西隆林至百色高速公路是国家高速公路网规划中的第17横汕头至昆明高速公路的广西境内路段,也是广西“4纵6横”高速公路网规划布局中的第3横贺州至隆林公路的重要组成部分。本项目起于黔桂两省区交界的隆林县平班镇,接贵州省境内拟建的兴义至板坝高速公路,经隆林、田林、百色市右江区,终于右江区四塘镇,与在建的南宁至百色高速公路相接。设计标准为4车道高速公路,行车速度80km/h,路基宽度为24.5m,桥涵设计荷载:公路-I级。本文重点介绍K16+980委旦那东河1#高架大桥墩顶湿接缝施工、临时支座的制作方法以及体系转换的工艺与技巧等关键工序。
K16+980委旦那东河1#高架大桥为9×40m,桥长372.56m,交角为90度。上构为预应力混凝土T梁,先简支后连续结构,采用预制、导梁安装的方法施工。下部构造0#桥台为柱式桥台,桩基础,9号桥台为U型桥台,明挖扩大基础,1、7、8号桥墩采用实体墩,其余桥墩采用空心墩,全桥桥墩最高达69.7m。 桥墩采用桩基础。 桥台及3、6号桥墩采用GYZF4425x102型四氟滑板式橡胶支座;其余桥墩采用GYZ600x100型板式橡胶支座;0、9号桥台采用GQF-Z60伸缩缝,4号桥墩采用GQF-MZL160伸缩缝。
T梁混凝土采用C50混凝土 (包括翼板及横隔板湿接缝、墩顶湿接缝),桥面铺装,预应力钢绞线采用符合国标GB/T 5224-2003标准的高强低松弛钢绞线,标准强度fpk=1860MPa,规格为公称直径15.2mm,公称面积为Ay=140mm2,弹性模量为1.95×105MPa,锚下控制应力为0.75fpk=1395MPa。预应力锚具采用M15及BM15系列锚具,波纹管采用高密度聚乙烯波纹管,孔道压浆采用真空压浆工艺。
预应力钢束波纹管孔道压浆采用真空压浆工艺,以提高预应力孔道灌浆的饱满度和密实度,增加结构的安全度及耐久性。
梁顶面喷涂水性渗透型无机防水剂,增强梁体混凝土的抗渗、防水能力,提高梁体结构的耐久性。
实际采用装配式结构,吊运安装在临时支座上,在梁板顶面增设了后张负弯矩预应力束,在梁端部设置一定数量的预埋连接钢筋。结构连续时,就是通过梁板顶面的预应力束、端部的连接钢筋和现浇微膨胀湿接头混凝土将两块梁板进行纵向联结的,拆除临时支座后,将简支结构体系转变为连续结构体系,即所谓的先简支后连续结构。先简支后连续结构的最大特点是可以节约大量的模板支架成本,梁板可就地预制。它既保持了简支梁板施工简便的优点,又吸取了连续结构可减少
跨中荷载弯矩的长处,相对于简支梁桥而言,具有伸缩缝少,行车平稳的优点。它的应用同时还彻底地解决了结构简支,而桥面连续造成应力无法自由释放,而导致桥面连续处混凝土早期破损的问题。
先简支后连续桥的梁板为后张法预应力梁。场地集中预制,在桥上进行体系转换,吊装时先采用临时支座按简支梁安装就位后,在连续墩上预置永久橡胶支座。现浇接头、张拉克服负弯矩的预应力束,将体系转换为连续梁,最后湿接缝和桥面铺装层,完成桥梁施工。其工艺流程见图1。
图1 工艺流程图
预制梁板安装在临时支座上,调整好轴线与标高后即可进行湿接缝的施工。根据先简支后连续梁的工作原理和施工工艺流程可知:临时支座、永久支座正确安装;连接钢筋、预应力束施工质量是从简支变为连续施工质量的关键。
旧混凝土的处理对新老混凝土连接面的抗拉强度息息相关,因此对旧硷面进行较好的处理是很重要的。墩顶湿接缝是连续刚构桥最危险截面之一,加之工作面非常狭小,为了确保新旧混凝土之间良好的连结,全部采用带金刚钻头的凿毛机械,在T梁吊装前,将梁端头和墩顶处混凝土表面的水泥砂浆和松散层全部凿除,且用高压水冲洗干净。
T梁临时支座,采用砂箱(卸荷砂筒)制作,比永久支座高10mm,以便撤除。砂箱内填干砂 (砂应该在使用前烘干),砂筒与顶心之间间隙用沥青填设,防止砂子受潮。为保证T梁安装后不沉降,临时支座在使用前进行预压。每片T梁每端设1个临时支座(伸缩缝一侧直接安装永久支座),同时将永久支座安装于墩顶接头中心下的支座垫石上,并应对永久性橡胶支座表面进行保护(塑料膜或薄钢板履盖)其接缝处残渣、杂质可用高压风清除干净,仔细检查各支座放置的平整度。砂筒立面形式及布置见图2。
图2 砂筒立面图
将支座置于墩顶支座垫石上,并检查支座的平整度和位置偏差,在永久性支座外周围安装底模,为严防漏浆,永久性支座与底模间的缝隙应采取有效措施密封。
梁板安装就位要准确:梁板就位前,为了确保两端梁板之间连续结构处的预应力束顺直,落梁时需严格对中。最好在梁端中心线处各设一标志,相对应梁板的中心偏差应控制在2mm以内。
钢筋的连接按设计要求采用单面帮条焊,焊缝的长度≥10d(d为钢筋直径)。此处钢筋较多,而工作面较小,电焊操作施工不容易。因此应特别严格检查此处的钢筋焊接质量,避免漏焊、焊接长度不足或焊缝不饱满。如果永久支座已先行安装,则在电焊时应采取覆盖措施,避免焊渣烧伤支座。
墩顶钢筋连接完成后,即可进行波纹管的连接,而后穿钢绞线。为防止预应力筋与管道之间摩擦引起的应力损失增加及改变预应力筋的受力,应严格控制预应力束道的位置。束道在两预制梁端与现浇段相接处的位置应一致,确保连接可靠,不漏浆。混凝土浇筑前,应全面检查波纹管接头处的密封性,发现有孔隙必须要求用塑料胶带纸缠绕包扎,以防水泥浆进入波纹管内堵塞孔道。
因墩顶处的底面与盖梁距离较小,底模若采用钢模或木模则无法拆除,宜采用泡沫板作底模,缝隙处用海绵堵密实,待混凝土浇筑完成后,拆除泡沫板。混凝土一般均采用微膨胀混凝土,混凝土中掺加膨胀剂及高效减水剂。事前应进行混凝土配合比试验,注意混凝土振捣的施工质量。
混凝土施工完毕,为防止早期收缩出现裂缝,在捣实抹平后即用土工布加塑料薄膜覆盖,在混凝土初凝前,掀开土工布和塑料薄膜,混凝土会泛水至表面,这时进行二次收浆,以控制平整度及防止出现裂缝。
待现浇混凝土强度达到设计强度的100%后,张拉负弯矩钢束。预应力束采用镀锌扁锚锚固,用YDC24Q型千斤顶对预应力束中的每根预应力筋两端对称逐根张拉,以设计张拉力控制,并以伸长量进行校核。横向施工顺序为自半幅中间对称向两侧施工,张拉用的千斤顶和电动油泵压力表必须配套,并经过标定检校,并应检查伸长量和有无断丝、滑丝现象,做好张拉记录。
预应力束张拉完毕,即可进行孔道压浆。水灰比宜控制在0.4~0.5,保证有足够的和易性,用压浆泵压浆。施工中应严格控制水灰比。从一端开始压浆,至另一端排气孔内排出浓浆时,关闭出浆1∶3阀门,继续压注,压力控制在0.7~0.8MPa,维持几秒后停止压浆,进行下一孔压浆。
待一联梁板的所有墩顶预应力束张拉、压浆完成后,方可进行落梁、拆除临时支座(应该注意拆除顺序和对称),梁板即支承在永久支座上,实现先简支后连续的结构体系转换。移去临时支座,清除盖板杂物。施工时应注意观察落梁时是否出现异常情况。
做好技术交底工作,全面领会设计意图。特别是现场施工人员和现场技术人员一定要按上述施工工艺要求及施工规范进行施工。
T梁预制时湿接头预埋钢筋位置一定要准确,梁端钢筋预留长度一定要保证焊缝长度符合设计及规范要求。
由于永久橡胶支座均为水平布置,而墩、台帽均有横坡,吊装时每一片T梁的临时支座高度应考虑横坡。
湿接缝、连续段等现浇段工程量虽小,但工序繁琐且专业性强,每道工序都会影响整座桥梁的质量,在做好技术交底的同时应组织专业队伍施工。
采用先简支后连续梁施工,重点在于新旧混凝土连接、临时支座设置要可靠以及墩顶连续纵向管道要通畅,关键是要认真领会设计意图,在施工中注意上述问题,加上小心仔细,坚持自检、互检、联检“三检”制度的落实。先简支后连续梁与整体现浇梁相比,梁板更便于集中预制,通过在桥上完成体系转换,比桥面连续较好地解决了多跨桥梁简支梁接头易破损所引起的桥面跳车问题。
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[2]刘吉士,阎洪珂,李文琪.公路桥涵施工技术规范实施手册[M].北京:人民交通出版社,2001.
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