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(中国水利水电第五工程局有限公司,成都,610066)
摩洛哥拉巴特绕城高速公路项目共有2座跨河公路高架桥,混凝土总量约61400m3。其中:PK1+412.5~PK1+760处YQUEM河上公路高架桥,全桥共9跨,跨度为2×30m,7×40m,全长349.5m;PK18+180~PK18+590处AKRACH河上公路高架桥,全桥共10跨,跨度为10×40m,全长410.6m。2座跨河公路高架桥桥桩均为明挖扩大基础桩,桥为“T”型梁结构。
拉巴特绕城高速公路项目桥梁预制T梁长度40m、高度2.2m、顶部宽度1.5m、底板宽度0.75m,预制T梁腹板采用渐变结构,T梁两端头0.65m范围内(端头至横隔板中心)腹板厚度40cm,中间19.5m范围内厚度25cm,两端渐变段长度9.75m。每片T梁设计8束预应力钢绞线,端头5束,顶部3束,单束预应力钢绞线截面积为1050mm2(由7根15mm2钢丝组成),波纹管内径60mm,壁厚4mm。单片T梁混凝土量42.37m3,钢筋4.88t,预应力钢绞线总长284.65延m(7T15重量为8.2425kg/m)、重2.35t,T梁重110.6t。T梁结构见图1、图2。
预制T梁施工程序及工艺流程详见图3。
图1 T梁结构
图2 T梁预应力钢绞线布置
图3 预应力T梁施工工艺框图
T梁台座线型和平整度关系到T梁体型、外观和张拉质量,因此,T梁台座浇筑时需引起高度重视。台座的高度与模板的结构有关,为方便脱模,模板在台座上拼装后底部距离地面10cm为宜。模板采用定型模板,浇筑T梁台座时,预留的对拉螺杆空洞要与模板设计的螺杆位置一致,且内径大于螺杆直接1.5cm为宜。为减少台座与T梁之间张拉时的摩擦力,台座顶面不设置反拱,并要求顶面平顺,浇筑前台座顶面需铺设宝丽板或3mm薄钢板。
T梁钢筋保护层小,且保护层要求的精度高(保护层偏差为+5mm),因此,钢筋加工尺寸、角度必须准确,尤其是外围轮廓钢筋。钢筋加工厂加工钢筋后按类型堆放、标识清楚。保护层采用砂浆垫块控制,严格控制垫块厚度,安放时将垫块绑扎在钢筋上。
波纹管安装前需仔细检查,避免使用存在裂纹、砂眼等质量的产品,防止浇筑过程中堵塞波纹管。波纹管安装位置必须准确,安装坐标误差不得超过5mm,安装完后应为平滑的空间曲线。波纹管需牢固地绑扎在波纹管支架上,并与结构钢筋连接牢固。波纹管之间以及波纹管与锚定板直接接头必须严密,搭接接头长度不小于30cm,且必须用胶带缠裹严实。
模板采用吊车安装,并用对拉螺杆进行加固。安装前必须仔细清洁模板并涂刷脱模剂。
由于T梁采用了导角设计且腹板厚度较薄,混凝土半成品质量、浇筑分层和振捣时间等环节控制不好就容易产生蜂窝和麻面现象。
混凝土浇筑分四层浇筑到顶,第一层浇筑至底部倒角位置,腹板分两层浇筑,第四层从顶部翼板下部倒角位置分层。
根据运输距离的长短控制好初始坍落度,混凝土入仓时确保坍落度控制在9cm~13cm之间。坍落度过大或过小都将影响T梁的外观质量,尤其是底部倒角位置和端头位置的外观质量。坍落度过大,在倒角位置容易产生大量气泡;坍落度过小,在倒角以下位置容易出现蜂窝、麻面现象。T梁采用台阶法铺料,从一个端头向另一个端头施工,第一层台阶铺料长度以8m~10m为宜,每层台阶后退1m~2m,台阶长度可根据入仓和供料强度调整,T梁浇筑时间控制在4h以内为宜。
浇筑过程采用φ30振捣棒配合附着式振捣器仔细振捣,振捣时间以2min为宜。浇筑过程避免振捣棒直接作用在波纹管上,造成波纹管变形影响穿钢绞线。浇筑4h后洒水养护,根据摩洛哥气候条件,浇筑24h后可拆除模板。
钢绞线分两期进行张拉,在预制场完成一期端头5束钢绞线的张拉,等T梁架设完并完成桥面混凝土后进行二期顶部3束钢绞线张拉。
当混凝土强度大于35MPa时可以安排张拉施工(T梁混凝土设计强度为40MPa),钢绞线张拉采用单束循环法进行张拉,端头和顶部钢绞线分别按从下至上和从端头向中间顺序依次进行。同一束钢绞线中采用整体张拉方式进行(同1束中的7根钢绞绳同时张拉),分五个循环逐级完成张拉,张拉时2个端头同时施加张力。在五次加载过程中,前4次加载到规定值时稳定1min后继续加载,第5次张拉达到设计值时稳定3min后结束张拉。五次加载应力累积值分别为80bars、160bars、240bars、280bars、300bars(bars为压强单位,目前在英制单位区已不通用,通过换算本项目采用的张拉设备1bar≈785N)。当张拉应力在规定范围内且钢绞线伸长率满足设计要求时视为张拉满足规范要求。
完成端头预应力张拉后即可对端头5束钢绞线进行封锚灌浆。浆液使用前需进行配合比设计,配合比设计需获取水泥化学试验、外加剂相容性试验、浆液化学试验以及浆液强度试验,除此之外还需完成浆液斜坡试验和钢绞线张拉传导试验。浆液在现场拌制,需满足稠度等指标要求。
外部温度不低于5℃时可以安排灌注作业,灌浆顺序从最低的钢绞线开始从下至上依次进行。灌浆过程采用无压灌浆,一个端头进浆,另一个端头出浆,浆液不循环。当检测出口浆液浓度与进口浓度一致且进、出口流量基本一致时封闭出浆口,保持灌浆状态1min后封闭进浆口完成灌浆作业。
灌浆结束后即可进行封锚,封锚结束24h可实施T梁吊装施工。
(1)T梁模板运至施工现场后需提前在T梁台座上进行一次拼装,检查模板的外形尺寸、拼缝严密情况以及台座预留对拉螺杆孔的位置是否准确。模板经监理验收合格后方用于现场施工。
(2)钢绞线进场后需提供材质检验检测报告,使用时每捆钢绞线标识号和检查报告必须一一对应,每捆钢绞线的使用去向都将做详细记录并作为验收资料的一部分。
(3)进场的钢绞线需做好细致保护,钢绞线需防雨、防晒、防尘,每月需采用专用防护油对钢绞线进行一次涂刷保护且过程需有监理参与并签署纪要。
(4)T梁浇筑结束4h后需对波纹管进行通水,目的是降低T梁内部温度,其次是检查波纹管是否堵塞,如波纹管堵塞可采用钢丝连接一小节钢管进行疏通。拆模后波纹管进出口应予以堵塞,避免落入杂物。
(5)T梁端头钢筋密集,施工时需仔细振捣,尤其是支座抗剪钢筋位置。
(6)T梁拆模后如存在蜂窝现象时,需将存在质量缺陷部位的混凝土凿除并采用SIKA122(一种环氧树脂灰浆)进行修补。由于T梁保护层小,凿除混凝土后如出现露筋现象,则在修补前需对外露钢筋涂刷一层SIKA608钢筋钝化剂。
(7)按照摩洛哥本标合同技术条款规定,当钢绞线穿线后必须在7d以内完成张拉和灌浆施工,如超过7d未灌浆则需拆除已张拉的钢绞线并予以更换。
拉巴特绕城高速项目T梁预制采用中方管理人员配合当地雇员的模式组织施工,现场遵循“程序化管理、流水化施工”的原则。现场将当地雇员按专业划分,从钢筋加工到灌浆封锚各道工序都安排固定人员进行,使现场的施工形成流水作业,中方管理人员负责现场的组织协调和当地雇员管理,每天定量安排工作。中方管理人员根据各工序的强度进行工作安排,通过流水施工,加快了模板周转时间,施工工效大幅提升。每套模板平均周转时间为4d,单套模板月正常生产能力为7~8片T梁,最高峰一个月生产了11片T梁。灌浆、穿线和张拉3道工序安排4个人,每天可完成6片梁施工。
通过推行“程序化管理、流水化施工”的T梁预制原则,拉巴特绕城高速项目的T梁预制进度、质量以及经营指标一直处于受控状态,提高了T梁验收的一次通过率,多次得到业主及摩洛哥桥梁专家的好评。拉巴特绕城高速项目T梁预制的施工现场控制措施和施工经验可供摩洛哥类似项目参考。