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浅谈悬臂预应力箱梁施工质量控制监理要点

2014-04-06

山西交通科技 2014年1期
关键词:托架压浆挂篮

崔 博

(山西省交通建设工程监理总公司,山西 太原 030012)

1 工程概况

本项目位于山西省偏关县东南部,西接内蒙准格尔旗至鄂尔多斯高速公路,东接大运高速公路,进而连接二广高速,横跨忻州地区,是忻州地区又一条重要的出省通道。笔者在山西灵河高速公路神河段LJ6标从事监理工作,本标段技术标准采用四车道山岭重丘区高速公路标准设计,起点桩号K62+900—K72+210,总长9.31 km,其中大桥7座。

本文介绍了高峁梁2号大桥悬臂预应力箱梁施工工艺及质量控制。高峁梁2号大桥主桥上部结构为(66.66+120+66.66)m预应力混凝土变截面箱型连续刚构,边主跨比为0.555 5。箱梁支点梁高7.5 m,为最大跨径的1/16,箱梁跨中梁高2.5 m,为最大跨径的1/48,箱梁底板曲线方程为y=f-〔(3.482fx1.8)/L1.8〕,矢高 f=5 m,L=110 m,采用 1.8 次方抛物线。坐标起点在跨中,曲线以主墩中心对称,边跨现浇段采用直线段,长5.5 m。上部箱梁为单箱单室,顶宽12 m,底宽6.5 m,悬臂宽2.75 m。箱梁顶板厚30 cm,底板厚32~130 cm,按1.8次抛物线由跨中向中墩逐渐加厚。边跨腹板15~6号节厚50 cm,6~4号节段厚50~70 cm,4~1号节段厚70 cm,腹板变厚按线性变化。腹板每节段距顶面1 m处设有直径10 cm的通气孔。0号块长11 m,顶板厚40 cm,腹板厚70 cm,底板厚130 cm。由于上部箱梁本身的抗扭刚度较大,因此主桥箱梁只在支点处设有横隔板,边墩支点横隔板厚150 cm,墩支点设置4道厚60 cm的横隔板。

本桥连续刚构施工的总体施工方案为:0号及1号段采用托架施工,2~15号悬臂浇筑采用菱形挂篮施工,现浇段采用托架施工。

2 悬臂浇筑施工质量控制监理要点

2.1 挂篮质量控制要点

a)使用菱形桁架挂篮。挂篮总重量不应大于最重梁段重量的0.5倍,最大总变形小于2 cm,挂篮在浇筑混凝土状态和行走时的抗倾覆系数、自锚固系统的安全系数、斜拉水平限位系统的安全系数及上水平限位的安全系数均不应小于2。

b)挂篮后锚固利用竖向预应力筋时应不少于4根,并在连接处设置十字铰。挂篮后锚固严禁连接在竖向筋上。

c)挂篮外模应采用大块新模板,内模可以用组合钢模板或成色较好的旧模板,内模必须与框架连接成整体结构,不允许采用拆拼方法施工。底板与腹板拐角处用特制木模,确保不跑浆。内外模板应插入前一梁段30 cm为宜,并在前一段预留孔洞穿拉杆固定模板,确保浇筑过程梁体的稳定性。

d)挂篮底模后端和两边侧模后端必须设置梁体质量检查维修通道,以便检查梁体的混凝土质量。

e)挂篮使用前要做预压试验。预压的目的是检验挂篮的安装质量、安全性能,消除挂篮的弹性变形,为每节梁段确定立模标高提供依据。

f)挂篮前移用千斤顶缓慢平稳推进,推移时应在后端设保险绳,到位后应立即安装主桁架后锚固系统。五级以上大风时,应停止挂篮行走。施工单位应制定详细的挂篮安全操作规程,对挂篮上的人员数量和堆放的机具、材料要有明确规定,防止意外发生。

2.2 墩顶梁段(0号、1号块)施工质量控制要点

a)根据该桥梁结构尺寸特点,0号、1号块应采用在墩顶设置托架的方法进行施工。

b)托架的图纸和计算资料要报监理审批,托架在施工前要进行预压,预压重量为现浇梁段重量的1.2倍,预压满载时间不短于24 h。托架安装完成后,应报监理工程师进行检查,前端底板横向布设3个测点量测,合格后进行预压,预压应分级加载,预压采用堆载预压或托架与承台预埋锚固端钢绞线张拉的方式进行,重量或千斤顶拉力加载分为0%、20%、50%、120%。卸载分为100%、50%、0%。以上数据都需测量监控,有数据资料,观测应认真、准时,确保数据准确。砂袋摆放按照先底板后腹板最后翼板的原则进行。数据在下一级荷载前必须计算出结果,引用于现场,保证支架预压安全进行。通过预压,消除非弹性变形,测出弹性变形,根据测得的变形数据在支立底模时设相应的预拱度。

c)墩顶段用于托架的预埋钢板厚度大于等于2 cm为宜,预埋件要进行专门的设计,预埋件位置准确、牢靠,应由有焊接证的工人进行认真施焊,确保焊缝质量和托架施工过程的安全。

d)0号、1号块外模必须用大块新钢模板,内模可用组合钢模板或成色比较好的旧模板,但板面要平整无空洞。箱内底板与竖墙拐角处可用木模,但要保证形状和尺寸的要求,不能漏浆。

e)0号块混凝土必须采用一次混凝土浇筑方式,0号块构造复杂,施工过程容易出现裂缝,施工单位应确保混凝土浇注密实,养生到位,减少裂缝的产生。

2.3 悬臂段(2~15号块)施工质量控制要点

a)波纹管定位要准确,定位钢筋焊接要牢靠,监理要逐根检查。在浇注段波纹管内穿直径稍小的硬芯管,防止浇注混凝土过程波纹管变形或损坏漏入混凝土,待混凝土凝固后拔出芯管。

b)混凝土达到5.0 MPa方可拆除堵头模板,并及时凿毛,用水冲洗干净。混凝土达到约20 MPa可脱外模板,达到30 MPa可脱内模。纵向预应力张拉完成后才能松动底模。

c)挂篮脱模实行签字认可工作制,由监理和施工技术员在现场共同检查混凝土浇筑质量,无质量问题签字认可,若出现蜂窝、麻面、空洞、露筋等质量缺陷,应及时报业主,提出处理办法,审批同意后方可进行处理。

d)悬浇混凝土应用泵送施工,配合比设计除满足强度外,还应达到缓凝、早强、流动性大、和易性好等性能。混凝土浇注应按底板、腹板、顶板的顺序,由前向后,由两侧向中间的方向连续进行浇注。混凝土的振实以插入式振捣器为主,高度大于3.5 m的梁段可在腹板内侧1/2高度处开观察窗,确保混凝土振捣密实,特别是纵向预应力以下混凝土的振捣密实避免出现空洞、蜂窝、麻面。

e)悬浇施工应始终掌握T构两端对称加载、平衡施工的原则。包括桥面堆放的机具、材料,两端不平衡重量绝不能超出设计的规定。

f)浇筑段波纹管内应穿入直径稍小的塑料芯管。

g)预应力筋,锚垫板及波纹管位置要准确,安装要牢靠。

h)混凝土强度达到设计张拉规定的强度,龄期超过7 d,方可进行预应力张拉。在悬浇施工过程中,要经常做混凝土的弹模测试,以确保与强度的同步性。

i)预应力张拉一般按纵向、竖向和横向的次序进行。预应力筋张拉以应力值控制、伸长值校核;张拉完毕应尽快压浆,间隔时间不应超过48 h。

j)预应力施工是连续刚构桥质量控制的重点,国内很多刚构桥运营后出现裂缝,跨中下挠等病害都与预应力不足或松弛损失过大有关。预应力张拉全过程要有监理在场。

2.4 纵、横向预应力施工及压浆质量控制要点

a)混凝土达到设计强度90%,且龄期不少于7 d,方可进行预应力张拉。在悬浇施工过程中,施工单位和监控单位要定期做混凝土的弹模测试,以保证弹模与强度的同步性。若弹模降低幅度较大,要查找原因,或延长张拉龄期。

b)锚垫板要与预应力索轴线保持垂直,锚垫板下混凝土保证密实。

c)严格按编束工艺编索,整束穿索,不允许单根穿索,确保不绞索。

d)张拉以张拉力控制,伸长值校核。实际伸长值与理论值误差小于6%,若大于6%要停止张拉,查找原因。每束钢绞线断丝或滑丝不多于1根,每个断面滑丝或断丝之和不能超过该断面钢丝总数的1%。

e)张拉千斤顶、油泵要按规范定期配套校验,配套使用,当千斤顶使用超过6个月或300次,或在使用过程出现不正常现象,或经过检修,应重新校验。

f)预应力钢材、锚具进场前要按规范要求进行试验。同等条件下应优先选择安全系数大的正规大厂的产品。

g)预应力张拉完成后24 h内必须压浆。水泥浆使用C55相同的水泥配制,水灰比不宜大于0.45,由试验确定外掺剂,不得使用含氯盐的外加剂。压浆气温不应低于5℃。每孔道应一次压浆完成,不得中断,如遇意外情况特别是串孔等现象中断时,应立即用高压水冲洗干净,采取措施,重新压浆。

h)压浆要从一端压入,另一端冒出,待另一端冒出浓浆后,方可关闭排浆阀,观察压力上升到0.3~0.5 MPa,并稳压2 min,各部位均无漏浆、冒浆时,关闭压浆阀。

2.5 竖向预应力施工及压浆质量控制要点

a)在浇筑混凝土时要注意竖向预应力筋上下垫板处混凝土的密实,并用塑料纸包裹精轧螺纹钢端头,避免混凝土浆污染,造成张拉困难。

b)竖向预应力筋上端伸出锚头长度大于3 cm,且距桥面混凝土铺装顶面距离大于等于6 cm。

c)竖向预应力筋以张拉力控制,采用二次张拉工艺,即第一次按设计吨位张拉完成后,再进行一次张拉。严禁超张拉。第二次张拉完成24 h内必须压浆。

d)近年来连续刚构桥运营后腹板出现大量裂缝,均与竖向预应力不足有关。要求对第一、二次张拉和压浆3道工序在管理上做3种不同的明显标记,监理工程师每道工序逐根检查,确保不漏拉和漏压,真正发挥竖向预应力的效应。

2.6 边跨现浇段及合拢段的质量控制要点

a)边跨现浇段采用托架法施工,施工单位应提前设计托架,设计图纸和计算资料应报监理审批,且托架施工前要进行预压,预压重量为梁段重量的1.2倍,预压满载时间不短于24 h。

b)按照设计文件要求的顺序进行合拢施工,一般先边跨后中跨。

c)合拢段施工必须满足受力状态的设计要求和保持梁体设计线形,施工时必须严格控制合拢段的施工误差。

d)尽量在当天的最低温度下进行合拢,温度控制在10℃比较适宜。浇筑混凝土过程中应逐步等量撤除两端荷载,使合拢段标高保持稳定。

e)合拢段混凝土强度达到设计强度90%,进行预应力张拉。

f)合拢段两端对称、等重加载,加载完成,检查合格后,在规定的温度时段内进行合龙口的刚性联结。临时预应力确保降温时劲性骨架中既不出现拉应力,又要满足升温时骨架不致受压过大而失稳,具体张拉吨位应根据合拢期间可能出现的温度范围计算并报监理工程师审核。

g)合拢段及合拢段两侧段底板钩筋的施工,要有专门的防崩设计,数量达到纵横30 cm间距一道,下面钩住底层钢筋,上面与顶层钢筋点焊,一定要可靠,监理要逐根检查,这是控制的重点,也是连续刚构桥最容易出现质量问题的一道工序。

3 结束语

本文以山西灵河高速公路神河段LJ6标段高峁梁2号大桥施工监理控制工作为背景,阐述了现代施工监理控制理论在连续梁桥悬臂施工的施工控制中的应用。

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