中铁二十二局集体有限公司市政工程公司501801
摘要:文章阐述了预应力混凝土结构的特点,在此基础上,结合工程实例针对桥梁预应力混凝土施工技术要点进行了探讨,着重从支架搭设和预压、绑扎底板和腹板钢筋、内模安装与拆除、箱梁混凝土浇注、混凝土养生、预应力施工等几个方面进行了论述,并提出了桥梁预应力混凝土施工问题及处理对策,以供读者参考。
关键词:桥梁;预应力混凝土;混凝土浇注;孔道漏浆
随着我国交通事业的不断发展,桥梁建设数量不断增多,预应力混凝土作为桥梁建设中常用材料,由于具有自重轻、承载力高、施工简单、临时设施投入较少等优点,从而在桥梁施工中得了广泛的应用。本文结合笔者的工作实践,就桥梁预应力混凝土施工中质量控制措施,提出了施工中需要注意的问题。
1预应力混凝土结构的特点
与钢筋混凝土相比,预应力混凝土具有抗裂能力强、抗渗性能好、刚度大、强度高、抗剪能力和抗疲劳性能好的特点,对节约钢材(可节约钢材40%~50%、混凝土20%~40%)、减小结构截面尺寸、降低结构自重、防止开裂和减少挠度都十分有效,可以使结构设计得更为经济、轻巧与美观。但预应力混凝土存在以下几个缺点:预应力混凝土构件的生产工艺比钢筋混凝土构件复杂,技术要求高,需要有专门的张拉设备、灌浆机械和生产台座等以及专业的技术操作人员;预应力混凝土结构的开工费用较大,对构件数量少的工程成本较高。
2桥梁预应力混凝土施工要点及质量控制
某桥梁项目,全长4200m,第一联双幅桥宽度为25m,第二联桥宽度为38m,主梁采用预应力混凝土连续箱梁,梁高为2.8m,桥梁采用混凝土扩大基础,混凝土等级为C50,桥位流量为580m3/s,水位高度为380m。该桥所地势平坦,地下水位较高,水质良好。
2.1支架搭设
在支架搭设时,采用满堂门式支架,其构件由立杆、横杆和加强杆组成;另外,还包括水平架、调节架、底座与托座等构件。门架尺寸高1.9m,宽1.0m,立柱和加强杆采用钢管搭设。
2.2支架预压
为了避免地基变形和支架压缩问题的发生,需加强桥面线形控制,结合设计的预拱度值进行支架搭设,箱梁底板承重梁安装完毕后,才能进行支架预压作业。其预压方法如下:在将水箱设置在支架底板上,采用水箱加水的方式进行支架预压。
2.3绑扎底板和腹板钢筋
底板和腹板钢筋的规格、形状、数量应符合桥梁施工规范。先做出钢筋成型样板,验收合格后方可进行生产。在钢筋摆放时,需要按照规格、型号、品牌进行分类。在受拉区内同一截面上,钢筋的焊接接头不得多于50%,同时应尽量减少焊接接头。
2.4内模安装与拆除
本工程内模采用竹胶板进行安装。安装前,需要对底板及腹板钢筋绑扎进行检查,经检查合格后,才能开始内侧模的和倒角模板的安装。内侧模采用5×10cm方木作为龙骨,龙骨上下分别设置2道10×10cm方木龙骨,箱梁内模支撑采用¢16钢筋,分2层设置。
考虑到内模安装空间有限问题,在拆除内模时,应在箱梁底板混凝土浇注完毕后进行。箱梁混凝土浇注完毕后,及时拆除内底模和侧模,随后进行内顶模安装。在内顶模安装时,分配梁和承重梁分别采用6×10cm方木和10×10cm方木,内模支撑采用10cm圆木,横桥支撑设置为1道,在底板混凝土上采用10cm圆木进行支撑,各个支撑圆木间采用木条进行连接和固定。
2.6箱梁混凝土浇注
在箱梁混凝土浇注时,应采用分层、分次浇注方式。采用罐车将商品混凝土运输到现场,然后采用泵车送料。考虑到箱梁钢筋布置较为密集,且附近有预应力管道,因此,为了防止与钢筋发生碰撞而引起混凝土离析,在出料口应避开钢筋密集处。在混凝土浇注过程中,应坚持“先浇底板,后腹板”的原则,一次浇注高度要与模板顶口平齐,待一次浇注混凝土强度达到75%以后,方可进行内模顶板安装和钢筋绑扎,当达到100%后,才能进行顶板混凝土浇注。
2.7混凝土养生
混凝土浇注完成后,应加强混凝土养护措施。混凝土根据外界气温变化进行养护,当外界气温较高时,待混凝土初凝后要用麻袋进行覆盖,随后进行混凝土洒水,确保混凝土表面湿润;如果外界气温较低,应采用喷洒养护剂进行养护,并采用采用土工布进行混凝土保温。
2.8预应力施工
(1)预应力束下料。预应力束下料时,下料长度要符合设计图纸要求,主要采用两端张拉方式。若锚具钢绞线长度和实际下料长度比超出1.6m,应在每端预留0.80mm。在钢绞线切割时,应采用砂轮机进行切割,不能使用电弧焊进行切割,避免损伤钢绞线。
(2)预应力管道安装。在模板安装完毕以后,随后进行预应力管道安装。在预应力波纹管安装时时,要依据施工图纸要求进行安装,采用¢10钢筋对钢筋骨架进行固定。
(3)预应力穿束。为了防止波纹管在混凝土浇注中出现漏浆,从而引起堵管问题的发生,需要进行预应力穿束施工,是在混凝土达到初凝之前,拉动孔内预应力钢束,防止混凝土振捣时,波纹管由于出现漏浆情况而造成预应力钢束被粘住。
(4)钢绞线张拉。在箱梁张拉时,要拉到0.1σk,持荷1min,并记下伸长量,随后张拉到0.2σk,记下伸长量,最后张拉到σk,记下伸长量,并稳压2min,若在稳压中发现存在油表读数下降问题,应及快补足油表读数,否则会引起卸载情况。在钢绞线张拉时,需对张拉力和伸长量进行控制,以张拉力为对象,确保实测伸长量与计算伸长量之差为±6%,若两者之间误差过大,应查明原因及采取处理措施。
(5)孔道压浆。为方便预应力施工,可以等一联箱梁所有钢绞线张拉完成后,统一进行钢绞线外露端割除和孔道压浆。应采用真空压浆施工工艺,在孔道压浆过程中,需要按照“先压下层孔道,逐渐向上的压浆”的原则进行压浆。
3桥梁预应力混凝土施工问题及处理对策
3.1滑丝断丝问题
在工程施工过程中,经常会出现滑丝、断丝问题,其主要原因包括以下几点:第一,未能按照工程施工的相关规定进行编束,导致钢束出现问题,在张拉时,钢丝的受力不均匀,从而出现断丝的现象;第二,在钢绞线安装时,锚具和夹片不能很好的密贴在一起,在张拉的过程中就容易出现断丝、滑丝的现象。
对策:(1)在张拉前,对锚夹具的尺寸和硬度进行严格的检验,避免在张拉过程中出现问题,从而影响工程的施工质量;(2)对施工器具也要进行严格的检查和维护,例如千斤顶油压表等,避免在工程施工的时候出现故障;(3)当预应力的张拉力达到有一定程度后,施工人员应该及时的更换预应力钢束,尽量避免在油压回落的过程中出现断丝的现象;(4)在工程施工的过程中,发生断丝滑丝的现象,应及时的更换钢束。如果不能进行及时的更换,那就要提高其他钢束张拉力,确保工程的正常运行。
3.2孔道漏浆堵塞、压浆不饱满问题
在施工过程中,导致孔道渗浆、堵塞、压浆不饱满的原因主要有以下几种:第一,在进行混凝土浇筑的时候,波纹管与振动棒发生碰撞,导致波纹管破裂;第二,在进行波纹管安装的时候,波纹管的接头处没有套牢或者存在着孔洞;第三,在压浆前,没有对管道中的杂质进行清理;第四,在水泥浆配制的时候,没有按照工程的要求进行配置,从而使得水泥浆的各方面功能不满足工程施工的需要。
解决对策:
(1)压浆时,应合理安排压浆顺序,一般应按先低后高的原则,即先压位置低的孔道,再压位置高的孔道。从低处压入,水泥浆液从高处喷出。合理设置排气孔,根据孔道的长度,设置一个或多个排气孔,并设于孔道的高处。(2)压浆应缓慢,均匀进行一般每一孔道宜于两端先各压浆一次。对于泌水率较小的水泥浆,通过试验证明达到孔道饱满时,可采取一次压浆的方法。(3)保证压浆压力。压浆应使用活塞式压浆泵,压浆的压力以保证压入孔内的水泥浆密实为准,开始压力要小,逐步增加,最大压力一般为0.5-0.7Mpa。梁体竖向预应力孔道的压浆最大压力控制在0.3-0.4Mpa。
3.3混凝土养护不到位
对于养护不足,应从以下几方面加强预防:(1)浇筑完成后,应在收浆后尽快予以覆盖和洒水养护炎热天气浇筑完成后应立即加设遮阳棚罩,待收浆后予以覆盖和洒水养生。覆盖时不得损伤或污染砼的表面。(2)砼有模板覆盖时,应在养护期间经常使模板保持湿润。
(3)砼的洒水养护时间一般不能少于2天,可根据空气的湿度,温度和掺外加剂情况,适当延长或缩短。(4)冬季施工养护时,应按冬季施工有关要求执行。当气温低于5C,应采取覆盖保温措施,不得向砼面上洒水。
4结语
随着预应力技术的不断完善,使预应力混凝土在整个桥梁工程领域中得到了广泛应用。在预应力箱梁施工过程中,预应力钢绞线施工和孔道压浆占着举足轻重的地位,是预应力能否正确建立并达到设计目的的关键,必须严格按设计、规范施工,积累丰富的施工经验应用于实际,以保证其质量。本文阐述了桥梁预应力混凝土施工技术及质量控制措施,为今后桥梁预应力混凝土施工提供理论依据。
参考文献:
[1]王敬.后张法预应力管道压浆测控技术的应用[J].山西建筑,2013,39(2):188-189.
[2]马振宇.公路桥梁中预应力混凝土施工[J].交通世界(建养.机械),2012(08).