高速公路预制T型梁伸缩缝整体后浇横梁工法研究

莫 勇,劳 祺,雷雨龙

(广西高速公路投资有限公司,广西 南宁 530022)

0 引言

目前国内高速公路预制T型梁的伸缩缝钢筋采用提前在钢筋加工厂加工,制梁时预埋在T型梁梁端内的方法[1-2]。在施工中,采用该传统工艺制作的伸缩缝预埋钢筋线形难以控制,通常高低不一[3],而且在架梁过程中需要弯折放平,预埋螺纹钢筋在梁板上反复弯折,极易出现疲劳断裂现象[4]。这是传统施工工艺的通病,严重影响桥梁伸缩缝的使用质量和使用寿命[5]。

因此,为解决以上质量通病,减少伸缩缝维修成本,提高伸缩缝使用寿命,本文基于广西南丹至天峨下老高速公路项目(项目主线长度为104.6 km,概算投资约224亿元,桥隧比为74.8%,预制T梁超9 000榀),研发了一种预制T型梁伸缩缝整体后浇施工工法,不仅从源头解决了伸缩缝钢筋疲劳破坏和线形不一致问题,且施工操作方便,质量效益及经济效益突出,值得进行推广。

1 工法介绍及分析

1.1 工法介绍

目前,原设计图纸中在制作T型梁的80型梳齿板式伸缩缝及160单元式多向变位伸缩缝时,采用预制T型梁时在伸缩缝端预埋N1门式钢筋,如图1、图2所示。该钢筋顶面会高出T梁梁面10 cm左右,施工时会影响桥面运梁车及混凝土罐车等车辆通行。所以,传统施工过程中会对其进行弯折放平,后期再撬起与后绑钢筋连接;且施工中车辆通行反复碾压该钢筋,均会导致该螺纹钢筋疲劳损伤甚至断裂。这是传统施工工艺的通病,严重影响运营期伸缩缝的使用质量和使用寿命。

图1 80型梳齿板式伸缩缝构造图(mm)

图2 160单元式多向变位伸缩缝构造图(mm)

为解决T型梁伸缩缝施工中N1门式钢筋疲劳破坏及在梁体内预埋间距与线形不一致的问题,现通过优化主梁伸缩缝端增设预留槽口(如图3、图4所示),在T梁预制时不预埋伸缩缝架立钢筋,T梁内其余钢筋仍按原设计施工制梁;当T梁架设完成后再将伸缩缝钢筋按照原设计图纸进行安装(如图5所示),然后整体浇筑伸缩缝槽口段混凝土,最后在伸缩缝位置形成一道完整的横梁,即伸缩缝后浇横梁。该工法从源头上解决了伸缩缝预埋钢筋疲劳损伤断裂和线形安装不一致的问题。

图3 80型梳齿板式伸缩缝预留槽口构造图(mm)

图4 160型梳齿板式伸缩缝预留槽口构造图(mm)

图5 新工法钢筋施工示意图(mm)

由图5可知,新工法在80型梳齿板式伸缩缝梁端增设35 cm×25 cm槽口,160单元式多向变位伸缩缝梁端增设60(50)cm×25 cm及66 cm×25 cm槽口,将传统工法预留的槽口尺寸加深。新工法在T型梁预制时不预埋伸缩缝架立钢筋,其余钢筋仍按原设计施工。T梁架设后,先将伸缩缝架立钢筋按图进行施工,然后浇筑伸缩缝槽口混凝土,伸缩缝后浇横梁通过T梁顶板预留钢筋与梁体形成整体连接。

1.2 工法优势分析

综上所述,相比于传统工法,本工法优势较明显。主要体现在将T型梁预制时预埋在梁端的伸缩缝钢筋改为架梁完成后再安装并浇筑,不仅保证了钢筋线形,也从源头上消除了伸缩缝预埋钢筋在后期施工中被反复弯折的现象,避免了伸缩缝钢筋疲劳断裂的风险。本工法既能提高伸缩缝质量,又能减少材料消耗,是一项降本增效的先进工法。

表1 新工法与传统工法优缺对比点分析表

2 新工法施工控制要点

2.1 预留槽口宽度控制

本工法预留槽口增大使得架梁后间距增加,且为了满足现场槽口线性顺直,将伸缩缝槽口宽度多增设1～2 cm。根据伸缩缝类型的不同,160型伸缩装置预留槽口宽度为135 cm或125 cm,80型伸缩装置预留槽口间距为78 cm,增加了施工车辆在桥面上行走的难度。所以,为保证施工时的临时通行,预留槽口采用3 cm钢板覆盖,用于施工车辆及其他设备人员行走。

2.2 槽口模板安装控制

伸缩缝预留槽口为半幅式非对称预留,在支设后浇横梁时宜采用支设吊模的方法,其优点是吊模施工能更容易满足横梁的结构尺寸,另一方面在拆模时模板从伸缩缝中间取出,可增加模板的利用率。

2.3 钢筋安装线性及标高控制

为了保证伸缩缝装置在后期能够受力均匀,在安装伸缩缝N1门式筋时需要严格控制线形及钢筋间距。安装时在梁缝间对称拉线绳引导控制钢筋施工,确保布置均匀一致。

2.4 混凝土浇筑控制

伸缩缝后浇横梁混凝土属于C50高强度混凝土,水化热大且放热速率高,所以浇筑混凝土时宜在夜间或温度适宜且变化不大时进行,减少高强度混凝土收缩变形开裂。浇筑完成后需尽快进行覆盖养护。

3 结语

(1)伸缩缝整体后浇横梁工法可用于高速公路桥梁预制T梁桥的伸缩缝施工。

(2)使用伸缩缝整体后浇横梁工法施工T梁伸缩缝,可从源头消除伸缩缝钢筋反复弯折现象,且提高了伸缩缝钢筋的施工线形。

(3)使用本工法施工预制T梁的伸缩缝与传统工艺相比,在提高使用质量及寿命的同时也提高了现场施工的效率。

(4)使用本工法施工预制T梁的伸缩缝与传统工艺相比,增加了施工时的梁端间距,需准备长度适宜的临时搭板进行覆盖,保证施工现场的临时通行条件。