预应力技术在公路桥梁施工中的应用

邓宽亿 曾驿桀

（1、贵州科达公路工程咨询监理有限公司，贵州 贵阳 550008 2、贵州省公路桥梁工程总公司，贵州 贵阳 550001）

中小跨径梁式桥主要桥型是T型简支梁桥。近年来,为提高桥梁力学性能和行车舒适性,先简支后结构连续和先简支后墩梁固结等措施均有采用。先简支后结构连续梁桥是指先通过简支方式进行架设,然后将各梁在墩顶处实施结构连续的梁桥。先简支后结构连续在使用中属于连续受力体系,所以,在受力性能和行车舒适性方面比先简支后桥面连续梁桥更优越,同时,因无伸缩缝(梁端除外),也就不存在伸缩缝易损坏、难维护的问题,目前正处于大量采用时期。

1 工程概况

某公路桥梁工程为设计跨径40m,桥梁纵坡达到2.5%,且墩高在15m以上,每联跨数一般为4跨,设计认为为了减少支座维护、更换等工作,墩梁刚度比适合墩梁固接时,可采用先简支后刚构连续T形梁桥,墩顶连续和墩梁固接应采用预应力构造。预制T梁存放时间为2个月,墩顶湿接缝浇筑及体系转换实施时间为1个月,二期恒载施加时间为1个月,二次预应力张拉时间需要在T梁翼板间现浇带或空心板企口混凝土浇筑前进行。

2 施工工艺

2.1 施工工艺流程

先简支后结构连续桥为后张法预应力混凝土梁,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安装就位后,在连续墩上预置永久支座,现浇接头混凝土、张拉克服负弯矩的预应力束,将体系转换为连续梁,最后浇筑铰接缝混凝土和桥面铺装层混凝土,完成桥梁施工。

2.2 梁(板)预制与安装

2.2.1 预制台座稳定性好,顶面光滑,易于脱模;

2.2.2 严格按照设计图纸,制作强度、刚度、稳定性均满足精品预制梁(板)需要的模板系统。同时,模板必须能根据预制梁(板)顶横坡、锚固齿板等需要具有可调整功能。

2.2.3 从控制混凝土原材料、配比、几何尺寸、一期预应力体系建立精度、养护等方面着手,采取行之有效的措施,确保预制梁(板)预拱度符合设计要求。

2.2.4 临时支座必须满足强度、刚度、稳定性要求。建议采用沙筒等方便拆除结构形式,注意事先设置的永久支座安装精度和稳定性保持。

2.3 墩顶湿接缝浇筑

2.3.1 混凝土需作专门配比,保证高强度、低收缩、高韧性的设计要求。

2.3.2 对于简支结构连续梁桥,墩顶湿接缝混凝土浇筑前,T梁(空心板)端面、T梁端横隔板以及端横隔板靠墩侧面以外的T梁肋侧面应按要求做凿毛,或刷净水泥浆,或刷专用粘接剂等增加新老混凝土连接性能的处理。

2.3.3 墩顶湿接缝浇筑应严格按设计要求执行。设计无明确要求时,墩顶连续应在一天中温度最低且变化最小的时间段(一般为晚上1～6时)内进行,同时保证在温度升高时,混凝土已有20%以上的强度。如遇昼夜温差大于15℃时,建议在墩顶湿接缝内设置劲性骨架,以避免因温度升高过大而对混凝土凝结产生不利影响。

2.3.4 墩顶湿接缝混凝土应有专门的养护方案,确保此类间隙混凝土强度的成长。

2.4 建立二次预应力体系

2.4.1 按照设计要求,严格控制预制梁(板)中预应力管道、锚固齿板的几何精度。

2.4.2 采用专门的塑料波纹管,确保预应力管道畅通。在二次预应力施工前,必须对预应力管道,特别是管口借助衬管等实施特别保护。

2.4.3 二次预应力张拉时混凝土强度必须满足设计要求,张拉时间、顺序应符合设计规定。

2.4.4 应有专门的管道压浆配方,采用真空压浆。

2.5 结构体系转换

2.5.1 在满足强度、刚度、稳定性及拆除方便的要求下,对临时支座、对于单支座先简支后结构连续梁桥的构造、安装、拆除方案进行研究,提出实施方案。

2.5.2 严格按照设计要求的时间、顺序进行结构体系(支座)转换。

2.6 结构性桥面铺装和非结构性桥面铺装垫层施工

2.6.1 应注意按照设计要求进行梁顶剪力钢筋的预埋,特别是T梁翼板现浇带上的预埋。

2.6.2 通过预制梁(板)的试制,有必要适当调整剪力钢筋的伸出长度,以适应剪力钢筋与钢筋网之间的连接,尽量避免剪力钢筋的失效。

2.6.3 结构性桥面铺装和非结构性桥面铺装垫层混凝土浇筑后的基岩效应明显,容易出现收缩裂缝,应在规定的时间(或预制梁(板)龄期)内进行施工。同时,应对裸梁(板)顶面应按要求做凿毛,或刷净水泥浆,或刷专用粘接剂等增加新老混凝土连接性能的处理。

2.6.4 采用专门的大面薄型混凝土的养护措施。

3 预应力施工技术

3.1 T梁预应力的施工

3.1.1 预应力筋的各项技术性能必须符合国家现行标准规事实上和设计要求。

3.1.2 预应力束中的钢绞线应梳理顺直,不得有缠绞、扭麻花现象,表面不应有损伤。

3.1.3 单根钢绞线不允许断丝、单根钢筋不允许断筋或滑移。

3.1.4 预应力筋张拉时,棍凝土强度和龄期必须符合设计要求,应严格按照设计规定的张拉顺序进行操作。

3.1.5 波纹管类型、材料、强度、刚度、耐久(腐蚀)性满足设计要求,锚垫板平面应与孔道轴线垂直,制孔管道应安装牢固,接头密合,弯曲圆顺。

3.1.6 千斤顶、油表、钢尺等器具应经检验校正。

3.1.7 锚具应符合设计要求,按施工技术规范的要求经检验后方可使用。

3.1.8 压浆工艺必须符合设计要求,孔道压浆的水泥浆性能和强度应符合施工技术规范要求,压浆时排气、排水孔应有水泥原浆溢出后方可封闭,压浆工作在5℃以下进行时,应采取防冻或保温措施。

3.1.9 应按设计要求浇筑封锚混凝土

3.2 T梁墩顶连续混凝土浇筑

3.2.1 所选用的水泥、砂、石、水、外掺剂及混合材料的质量和规格必须符合有关规定的要求,按规定的配合比施工。

3.2.2 墩顶连续混凝土浇筑前,T梁端面、T梁端横隔板以及端横隔板靠墩侧面以外的T梁肋侧面应按要求做凿毛,或刷净水泥浆,或者刷专用粘接剂等增加新老混凝土连接性能的处理。

3.2.3 墩顶连续混凝土浇筑时间、温度、主梁龄期等满足设计要求。

3.2.4 不得出现露筋和空洞现象。

3.2.5 永久支座的安装、预埋钢筋和预埋件都必须符合要求。

4 结语

虽然该简支梁桥的形式可以加快连续梁桥的建设速度,省去繁琐的支模工序,但是由于先简支后结构连续体系自提出到被广泛采用的时间很短,对其结构设计、施工工艺及性能未经过系统研究,从目前来看,桥梁工程科学技术研究更多地是针对于大跨径的桥梁,对中小跨径桥梁重视不够。事实上,中小跨径在桥梁所占绝大多数,对它们的设计施工、质量控制、养护管理不容忽视。

[1]李坚.我国预应力混凝土连续梁桥的发展与工程实践.城市道桥与防洪.2001(3).

[2]范立础.预应力混凝土连续梁桥.北京:人民交通出版社.2001.