刘 飞
(贵州科达公路工程咨询监理有限公司)
北盘江特大桥位于贵州省六盘水市水城县发耳乡和营盘乡交接,北盘江是界河,该大桥是水盘高速公路项目的重要工程,桥梁全长达1 261 m,道路设计等级为高速公路,设计车速在80 km/h,桥梁标准宽度为21.5 m。
桥梁主跨采用290 m 预应力混凝土斜腿式连续刚构,主桥跨引桥发耳岸为先剪支后连续预应力混凝土T 梁,营盘岸为先简支后连续预应力混凝土T 梁,主桥墩是双柱式波比空心墩,梁截面采用单箱单室构造,桥面宽度为10.5 m。
全桥采用290 m 跨径预应力混凝土空腹式连续钢构。是亚洲最大跨度预应力混凝土连续刚构桥,同时也是世界上最大的预应力混凝土空腹斜腿式连续刚构。大桥设计新颖,结构壮观宏伟,空腹式结构是世界首创,工程设计和施工工艺施工方法等均比较新颖。
一旦出现这两种情况,将对导致悬灌桥预应力筋受力不均匀,悬臂不能达到设计的预应力大小,影响悬灌桥的使用功能。断丝一般在夹片范围内发生,顶压夹片时发生断丝则是因为顶压夹片力不对中或者由于夹片小头未按照规定倒角造成。滑丝断丝的处理主要方式是增加对其他钢绞线的控制张拉力作为应力补偿,重新张拉,或者采用备用束滑丝。如果在顶塞之前发生断丝则需要停止张拉,更换断丝和截面削弱的钢丝,重新张拉。如果在赛顶之后发生,就需要先放松钢丝束,如果滑丝发生在切丝后,就需要采用气割方式对一段的锚环缓慢加热,使用气割设备缓慢加热气割一段锚环,再重新张拉。
(1)张拉设备导致的问题,需要更换设备重新张拉,设备使用200 次以上需要更换。
(2)如果是弹性模量和估计值偏差太大,需要进行现场取样实验,对伸长量进行重新计算。
(3)如果是测量出现问题,需要对具体情况进行调查,并重新计算伸长值。
(4)孔道摩擦导致的超限需要对初应力进行适当提高,或者使用备用孔道增加预应力。
如果预应力张拉之后,锚板下混凝土出现开裂,将会对预应力的施加带来影响,影响桥梁的施工进度和质量安全,导致悬灌桥预应力筋受力不均匀,形成了安全隐患。锚板下混凝土变形开裂主要是因为锚板附近钢筋布置很密,浇筑混凝土时振捣不密实,混凝土疏松,预应力下发生变形。
锚板下混凝土变形开裂的预防处理主要是在锚垫板下布置足够的钢筋,提高钢筋混凝土的承载能力,同时在浇筑时候就要注意锚头区混凝土的质量,避免出现蜂窝状缺陷。如果出现开裂,需要取下锚具,加筋,使用高强度混凝土进行修补,并加厚锚下垫板。
(1)水泥浆拌合质量控制
把水加进搅拌机,再加水泥,充分搅拌之后掺加料,拌合时间持续2 min 以上,保证拌合均匀,施工时稠度不能比水泥浆配比稠度底,水泥浆从拌制到压入孔道延续时间根据气温确定,但是要控制在30~45 min 之内,如果时间过长流动性降低,则需要废弃,不能使用。
(2)压浆的质量控制
压浆过程中,预应力孔道压浆压力不足、管道漏洞和锚头处预应力筋间隙封封堵不严导致压浆不密实,预应力筋和梁体混凝土不能够牢固的固结成为整体,导致预应力筋的腐蚀,这些问题是压浆过程中最普遍的问题,对预应力梁的使用寿命有着严重的威胁。
为了减少压浆过程中存在的各种问题对预应力梁使用性能的影响,在锚头位置预应力筋间隙需要使用水泥浆、环氧树脂胶进行填塞,有必要时可以在锚头设置封锚罩,压浆结束后拆除,减少冒浆造成的压浆压力损失,但是也要保证排气孔通常,压浆前可利用压力水对排气孔进行清洗,检查是否存在冒水漏水现象,如果存在要采取措施进行封堵。采用活塞式压浆泵施工,要求压浆压力能够保证孔内水泥浆的密实度,压力要逐渐增加,最大压力在0.6 MPa 左右,压浆要使另一端水泥浆达到设定的密实度,浆液饱满,排气孔排除和规定稠度相同的水泥浆后停止灌浆。
(3)封端质量控制
对合拢顶板束和底板束,锚头外露,需要重新做封端,封端施工在孔道压浆之后需要立即冲洗梁端的水泥浆,端面混凝土凿毛。绑扎端部钢筋网,把预留钢筋和钢筋网焊在一起。
(4)早期开裂和远期下挠控制
养护条件对预应力混凝土早期强度影响很大,预应力箱梁桥根部截面细部尺寸已经属于大体积混凝土,强度较高,水泥用量大,水化热大,内外温差较大,容易出现早期裂缝,施工中在混凝土中添加适量粉煤灰能够控制水化热,掺量达到25%就能够有效控制水化热。通常情况下预应力混凝土在浇筑后1 d 就能够达到温度峰值,在浇筑后1~4 d 内内外温差均比较大,容易出现早期开裂,并且拆模时间不能太早,防止表面热量散失过快而开裂。粉煤灰的加入会增加混凝土早期徐变系数,会减小玩龄期的徐变系数,加载龄期增加,效果逐渐减弱。
张拉箱梁顶板钢束会导致桥面上挠,张拉合龙段钢束会导致桥面标高的改变,如果张拉中跨合龙段,则会升高中跨各梁段,边跨各梁段就会下沉。悬灌桥受力状态、结构安全和使用寿命都和预应力有着直接的关系,预应力能够控制混凝土的徐变和收缩变形,能够引起结构内力的重分布,内力的变化将进一步影响徐变和收缩,如此循环作用下最终结构能够达到一个极限平衡状态,为了使悬灌桥结构达到理想的受力状态,需要对其纵向预应力质量进行控制,提高T 构桥的使用性能,延长使用寿命。
[1]交通部第一公路工程总公司.公路施工手册:桥涵[M].北京:人民交通出版社,2010.
[2]李辅元.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,2013.
[3]苏权科,张文忠.桥梁施工违规纠正手册[M].北京:人民交通出版社,2010.