刘少修
摘 要:通过对具体工程实践经验的总结和升华,对普通现浇箱梁施工过程中遇到的构件设计尺寸及箱梁不同部位尺寸存在矛盾或相互干扰的几个问题进行分析阐述,并提出相应的应对措施。给以后同类工程的设计及施工提供有益的参考。
关键词:现浇箱梁;施工;构件设计尺寸;矛盾;干扰;技术总结
近两年,本人负责某高速公路几座桥梁的技术管理工作,所负责的桥梁中有三座上部结构均为现浇箱梁,其中两座为预应力现浇箱梁,一座为钢筋混凝土现浇箱梁。在桥梁设计图纸中存在构件设计尺寸或钢筋骨架尺寸或钢筋骨架与预应力管道位置矛盾、干扰之情况。如未及时发现这些问题,将会致使工程施工工期延误、造成工程返工、造成工程材料较大的浪费、给工程质量埋下较大隐患以及出现一些无法预料的不良后果。
在本文中,将根据每座桥梁的具体情况分别阐述存在的问题,以提醒同类工程设计者在设计工作中考虑全面、设计详实并充分考虑设计成果的可实施性;施工管理者提前组织施工图审核,图纸审核应将各部位图纸综合考虑、对比复核,发现问题及时与相关部门沟通处理,以避免给工程建设造成浪费及不良影响。
1 施工过程中遇到的问题
1.1 箱梁腹板设计尺寸与预应力钢束锚垫板及连接器尺寸矛盾
1.1.1 桥梁概况
1#桥梁:荷载等级:公路-Ⅰ级;桥面净宽:1x净9.5m。桥梁平面分别位于圆曲线(起始桩号:K0+610.78,终止桩号:K0+724.4,半径:120m,左偏)、缓和曲线(起始桩号:K0+724.4,终止桩号:K0+784.775,参数A:105,左偏)和圆曲线(起始桩号:K0+784.775,终止桩号:K0+826.62,半径:350m,左偏)上,纵断面位于R=1635m的竖曲线上;全桥共2联:3x25+(25+38+25+25+20),第一联箱梁中线展开线长75m,设计一次性浇筑,预应力两端对称张拉,梁高1.5m,底板宽6.5m,箱室净空最大处为1.0m,底(顶)板厚度为0.25m,腹板最薄处厚度为0.5m,第二联箱梁中线展开线长133m,设计第二联分五段(第一段长32.6m,第二段长35.4m,第三段长25m,第四段长24m,第五段长16m)逐段浇筑,预应力逐段张拉,预应力钢绞线梁端采用P锚锚固,节段连接采用连接器连接,梁高2.0m,底板宽6.5m,箱室净空最大处为1.5m,底(顶)板厚度为0.25m,腹板最薄处厚度为0.5m;上部结构采用预应力砼连续箱梁;下部结构0号桥台采用肋板台,8号桥台采用柱式台,桥墩采用柱式墩,墩台采用桩基础;墩台等角度布置。
1.1.2 存在的问题
本桥存在的主要问题为箱梁几何尺寸与预应力系统相关部件尺寸不符,导致施工无法正常进行,具体情况见以下叙述。
问题:预应力接头处腹板宽度尺寸小于预应力部件安装尺寸。
锚垫板的宽度为25.3cm, 连接器的直径为26cm,而腹板设计厚度为50cm。显然25.3×2=50.6cm>50cm。设计预应力连接位置位于4#墩往大里程方向7.60m处。锚垫板及连接器尺寸见图1。
1.1.3 问题处理方法
报审处理方法:①变更连接器纵向安装位置;
②增加箱梁设计腹板厚度。
批复处理方法:变更连接器纵向安装位置。
1.2 横梁骨架钢筋与预应力管道相互干扰
1.2.1 桥梁概况
2#桥梁:荷载等级:公路-Ⅰ级;桥面净宽:1x净15.5m;桥梁平面分别位于缓和曲线(起始桩号:K0+339.03,终止桩号:K0+374.828,参数A:140,右偏)和圆曲线(起始桩号:K0+374.828,终止桩号:K0+512.67,半径:250m,右偏)上,纵断面位于R=1100m的竖曲线上;墩台径向布置;全桥共2联:3x25m预应力砼先简支后连续T梁+(25+40+25)m预应力砼连续箱梁;第二联(25+40+25)m预应力砼连续箱梁为单箱三室结构,梁高2.1m,单幅桥总宽16.50m=0.5m(防撞护栏)+ 15.5m(行车道)+ 0.5m(防撞护栏);设计一次性浇筑,预应力两端对称张拉,梁高2.1m,底板宽13m,箱室净空最大处为1.6m,底(顶)板厚度为0.25m,腹板厚度为0.45m,下部结构桥台采用肋板台,桥墩采用柱式墩,墩台采用桩基础。
1.2.2 存在的问题
本桥单幅桥总宽为16.50m,桥面较宽,设计预应力体系为双向体系,即纵向预应力体系和墩台顶横向预应力体系。墩台顶横梁主筋骨架与纵向预应力筋位置冲突,如不解决,施工将无法进行。具体位置冲突情况见图2和图3。
1.2.3 问题处理方法
报审处理方法:调整箱梁横梁位置主骨架钢筋尺寸和弯折角度,以避免主筋骨架对预应力筋的干扰。
批复处理方法:调整箱梁横梁位置主骨架钢筋尺寸和弯折角度。
1.3 箱梁腹板骨架钢筋与横梁骨架钢筋组合尺寸与箱梁腹板尺寸矛盾
1.3.1 桥梁概况
3#桥梁:荷载等级:公路-Ⅰ级;桥面净宽:1x净8m;本桥平面位于R=95m的右偏圆曲线上,纵断面位于R=1280m的竖曲线上;墩台等角度布置。上部结构为3X20m等截面钢筋混凝土连续箱梁,梁高1.4m,底板宽5.5m,箱室净空最大处为0.93m,底顶板厚度为0.25m,底板厚度渐变最薄处为0.22m、最厚处为0.4m,腹板厚度为0.5m;下部结构桥台采用肋板台,桥墩采用柱式墩,墩台采用桩基础。
1.3.2 存在的问题
该桥连续梁为钢筋混凝土连续梁,梁体内未设计预应力筋。梁体纵向腹板主骨架钢筋较为复杂,且沿桥梁纵向连续通长布设,墩顶横梁主骨架钢筋直径较大。本桥施工时,出现墩顶位置纵向腹板主筋与横梁横向主筋尺寸矛盾之问题。
具体问题为:纵向腹板钢筋骨架设计高度为127.2cm,横梁钢筋骨架设计高度为121cm,据此,墩顶横梁处横梁钢筋骨架应位于纵向腹板钢筋骨架内部;腹板钢筋骨架与横梁钢筋骨架高度差为6.2cm,而腹板主筋直径为2.8cm,且骨架顶部有四根钢筋叠合,则主筋叠合厚度至少应为11.2cm(2.8×4)。显然,在腹板钢筋与横梁钢筋均符合设计的情况下无法施工。
1.3.3 问题处理方法
报审处理方法:
①调整横梁钢筋骨架尺寸;
②调整腹板钢筋骨架尺寸,同时调整梁顶面标高,以满足钢筋保护层要求,横梁钢筋骨架尺寸维持不变。
批复处理方法:调整腹板钢筋骨架尺寸,同时调整梁顶面标高,以满足钢筋保护层要求,横梁钢筋骨架尺寸维持不变。
2 解决问题思路
发现问题后,对存在的问题进行深入研究,提出解决问题的方案;综合方案的可行性、经济性确定最佳处理方法;将完善的处理方案形成文正式文件(需包含各个处理方案及选择建议方案的理由)及时报上一级管理机构审查,待上级管理机构批准(上级机构与业主、设计及监理方达成一致意见)后,按照批准的方案实施。
3 结语
通过现浇箱梁工程实施过程中遇到问题、解决问题的实践,在高速公路普通现浇梁设计及施工过程中,建议着重注意以下几点。
3.1 设计工作中应注意的几点
①设计工作中应进行充分调查,以详细了各分项工程所用到的设备、设施及构件的各项尺寸参数;
②各子工程(预应力工程、钢筋工程、混凝土工程)设计完成,进行各分项整合检查,及时发现并修改不合理之处;
③设计工作凸显“系统”思想,使得分项设计合理,总体“系统”兼容。
3.2 施工过程中应注意的几点
①施工过程中应重视技术准备工作,图纸未经施工审核,不用于施工;
②图纸审阅遵循先总、后分、再总的思路。即先了解总体设计意图、再细审详图、最后复核审图结论是否与设计意图相符;
③施工过程同样需凸显“系统”思想,在各分项工程无问题的情况下,还要保证工程整体合理经济;
④在图纸审核时,应对组成箱梁的各个子工程进行尺寸比较拟合,实现问题早发现、提前预防解决,以免给项目质量、成本和进度造成不必要的损失。