浅析长湘高速公路铁弓洲大桥50 mT梁预制.pdf

・桥涵工程・浅析长湘高速公路铁弓洲大桥５０ｍＴ梁预制霍新宪（中铁二十五局集团第三工程有限公司长沙４００００１）摘要预应力混凝土Ｔ梁是目前公路工程最主要也是应用范围最广的桥梁方式，但５０ｍ长度的Ｔ梁较为罕见，现结合长湘高速公路铁弓洲大桥Ｔ梁的施工实践，对５０ｍＴ梁的台座制作、模板安装、钢筋及钢绞线制作和安装、混凝土浇筑、预应力张拉、压浆等全过程施工工艺及控制要点进行了论述。关键词５０ｍＴ梁预制施工工艺控制要点中图分类号ｕ４４５．４７ｌ文献标识码Ｂ——文章编号１００９４５３９（２０１４）增ｌ一００１５０５１工程概况长湘高速公路第六合同段铁弓洲特大桥为先简支后结构连续预应力Ｔ梁桥，分左右幅，全长１５１２ｍ，桥面净宽２×净１５．７５ｍ。桥跨结构为：右幅５×３０ｍＴ梁＋（２４＋４５＋３７）ｍ预应力砼连续箱梁＋１０×３０ｍＴ梁＋１０×５０ｍＴ梁＋１５×３０ｍＴ梁；左幅４×３０ｍＴ梁＋（３７＋４５＋２４）ｍ预应力砼连续箱梁＋１ｌ×３０ｍＴ梁＋１０×５０ｍＴ梁＋１５×３０ｍＴ梁。本桥共有５６０片Ｔ梁，单幅按７片Ｔ梁布置，其中５０ｍＴ梁就有１４０片。２施工准备２．１预制场施工场地的平面布置根据本工程的总体规划，在铁弓洲特大桥桥尾Ｋ１２７＋６９０一Ｋ１２７＋９９０段建设预制场，长度为３００ｍ，宽度３９ｍ。预制场设置２条轨道，安置２台１００ｔ龙门架作为吊梁移梁，设ｌ台５ｔ龙门吊作为浇砼和拆装模板，两轨道之间宽度为２４ｍ，两边各预留６ｍ的施工便道，在制梁区中间留一条４ｍ宽运梁通道。２．２台座的设计５０ｍＴ梁台座的设置长度为５０．５ｍ，一端预留０．５ｍ作为安装端模的工作平台。台座与台座之间纵向设置ｌＯｍ的施工平台。５０ｍＴ梁台座分基础及台座二级组成。基础为加ｃｍ厚，１０５ｃｍ宽的总体砼基础。台座为３０ｃｍ——收稿日期：２０１４０４０９铁道建筑技术ＲＡｆＬＷＡｙＣ０～Ｓ丁开ＵＣ丁Ｊ０～丁ＥＣＨ～０ＬＯＧｙ厚，６２．５ｃｍ宽的钢筋砼，上面采用［５×５ｃｍ的角钢定位加铺５ｍｍ钢板宽６４．５ｃｍ组成，台座端部设７０ｃｍ厚，１５０ｃｍ×１８０ｃｍ宽的扩大钢筋砼基础，其目的为承受Ｔ梁张拉后，台座端部集中受力。台座与台座之间采用ｃ２０混凝土硬化，防止渗水而引起的台座下沉。为保证底模与基础总体牢固，在浇筑基础混凝土时预埋钢筋，作为与底模连接加固。在浇筑底模混凝土内预埋Ｄ５０眦ｎＰＶＣ及［５×５ｃｍ的角钢，ＰＶＣ的间距一般为５０ｃｍ。角钢必须设置水平，顺直。施工必须严格按照设计要求设置反拱值，５０ｍＴ梁反拱值设置４０ｍｍ。２．３轨道的设计本预制场的轨道规划长度为３００ｍ，两轨道的中心宽度为２４ｍ。轨道基础采用Ｃ２０钢筋砼，宽度为６０ｃｍ，高度为６０ｃｍ。在浇筑基础时，注意预埋道钉或钢筋头，以便来固定和定位钢轨。两轨道基础必须平行及水平，施工时必须控制好两边的标高一致。轨道纵向设计为０％纵坡。３施工方法３．１Ｔ梁钢筋制作与安装首先在台座上标出主筋、箍筋、横隔板、梁端模板和变截面位置。在钢筋加工厂内将各种规格的钢筋，按照设计图纸要求加工成型搬运至台座上，进行安装。钢筋安装时先按设计尺寸摆放主筋，再依次绑扎竖向矩形箍筋、锥形箍筋，再次绑扎横向箍筋的连接筋，连接筋与箍筋必须垂直，与梁座底２０１４ｃ增１）１５万方数据・桥涵工程・面应该平行，而且绑扎顺序从跨中向两头依次绑扎进行。为保证钢筋骨架稳定，必须沿梁方向架设一“”定数量的人字形支撑。为保证钢筋外侧有符合设计要求的保护层厚度，根据以往的施工经验，我们采用梁体同标号砼垫块，保证拆模后梁体的总体外观。３．２波纹管安装为保证波纹管质量和尺寸符合设计及规范要求，制成后波纹管的长度一般为１０ｍ，波纹管之间的连接采用大小头连接，并用密封胶带纸缠绕，以防止水泥浆漏入预应力管道内，影响钢绞线穿束。波纹管安装时，为保证其纵横座标符合设计要求，首先在台座上用红油漆标出预应力管道的ｘ和Ｙ坐标值，再按设计图纸中的定位钢筋网片严格定位，定位钢筋网应与梁肋、桥面板钢筋点焊固定，以保证定位钢筋网位置正确，点焊时必须注意防止烧伤波纹管管身。定位钢筋间距按设计图纸，曲线部分根据需要再加密。安装波纹管时，若波纹管管道与其它结构钢筋有冲突，可适当移动钢筋位置，以保证预应力管道符合设计坐标及设计线形。波纹管在加工安装或贮存时间内，严禁任何人用脚踏或用电焊引火，以免波纹管脱节或烧伤。钢筋和波纹管安装完毕，可进行Ｔ梁侧模安装。３．３模板制作安装所有的钢模板的材质必须符合强度要求，钢模板加工要请有资质并加工过同类型钢构件、有丰富经验的厂家加工制造。３．３．１侧模侧模用型钢和钢板焊接而成，每侧分成４段，以梁横隔板为界。底部通过螺栓将底座、左右两边的侧模固定，在上部根据需要设置穿心螺栓固定。侧面设计可调支腿，底部用型钢加工成向外倾斜的倾角，利用螺栓和可调支腿，就可使钢模板因自重而自动脱模。在侧模上配置附着式振动器，用以振捣梁体混凝土，确保模板旁混凝土密实。３．３．２端模端模也采用钢板加工而成。一定要确保端模上预留预应力钢绞线束的孔洞位置准确。１６钐｝道建麓技术３．３．３立、拆模板立模顺序为：涂脱模剂一贴接缝止浆橡胶条一安侧模一安端模。梁场采用龙门吊立、拆模板。立模时，按底模已打出的梁轮廓线、隔板位置线，先装侧模，再装端模，对正位置。模板缝隙采用薄海绵条塞紧，防止漏浆。模板组装后，要对模板缝隙、连接上拉杆、下楔块进行检查，确认合格后，安装振捣器进行梁体混凝土浇筑施工。梁体混凝土灌筑完４～６ｈ后，可拆除固定支撑架、拉杆、楔块，待混凝土强度达设计强度７０％时可全部拆除。３．３．４立模时施工要点（１）施工前，模板要清洁干净，均匀喷涂脱模剂。（２）立模前，在台座上准确标出梁的横隔位置。（３）模板接缝要严密、平顺。（４）立模后，要检查模板的平直度与垂直度，确保符合设计要求。（５）在施工过程中，要确保模板的完整，并认真做好模板的维修、保养工作。３．４Ｔ梁Ｃ５０砼浇筑钢筋、模板安装完毕并经检查合格后进行砼浇筑。Ｃ５０砼在项目部搅拌楼集中生产后用水泥灌车运送至浇筑现场，然后用龙门吊起吊人模浇筑。为保证每盘料符合设计配合比要求的水灰比和坍落度，现场试验员将根据搅拌站的出料情况及时检测砼坍落度和砼和易性。砼浇筑采用分层振捣，每层不超过３０ｃｍ。特别是Ｔ梁马蹄以下部位，空间小，结构物（波纹管）多，插入式振动器无法人内，砼振捣时只能靠模板外侧附着式振捣器振捣，插入式振动器振捣辅助下料。故此浇筑该部分砼时要特别注意以下事项：（１）首先要控制下料，下料时不要太快，不要一下淹没马蹄。因为下料过高会使砼内水分、汽泡无法振出，在拆模时形成蜂窝或汽泡等缺陷，影响Ｔ梁外观。（２）其次是要控制好附着式振动器的振动时间以及什么时间开启振动器，一般附着式振动器的振动时间以２～３ｎ・ｉｎ为宜，且由专人负责指挥和开ＦｌＡ『ＬＷＡｙＣＯＮＳ丁只ＵＣ丁『０～丁Ｅ－ｃｆ＿ｆ￣ＯＬＯＧｙ２Ｄ７４ｆ增７Ｊ万方数据・桥涵工程・启。振动时间过长容易将模板损坏或使砼过振形成麻面；振动时间过短，则会使砼内水分和汽泡没有振出，而形成蜂窝等严重缺陷。（３）波纹管以上部位采用插入振捣器振捣。振“”捣时插入或拔出时要快进慢出以免产生空洞，插入式振捣器插入混凝土时要垂直插入，并要插入前一层砼内，以保证新砼与下层的砼结合良好，但插入深度不应超过１０ｃｍ。振捣时间应适当，以振捣处冒出砼浆或砼内不再冒汽泡为宜。振捣器振捣时应尽可能避免与钢筋、模板等接触，特别注意不要让振动棒接触波纹管，也不能利用振捣器使砼长距离流动和运送砼，以免产生离析。（４）Ｔ梁混凝土浇筑时，一般从一端开始，向另一端浇筑，至端部时，为避免混凝土产生蜂窝、麻面等不密实现象，应从另一端向相反方向投料，并在距梁端４～５ｍ处合龙，以保证Ｔ梁端部锚具处混凝土有足够强度。（５）Ｔ梁砼浇筑完毕，翼板表面无水分时，再用钢丝刷拉毛，使其表面粗糙和平整。（６）Ｔ梁拆模后，湿接缝两端和翼板外侧还要用小铁锤凿毛，以保证下一道工序施工时砼接触密实。（７）每片Ｔ梁取３组砼试件（其中一组为７ｄ），同时，每批浇筑的梁板取２组砼试件做同条件养护，以供钢绞线张拉时参考用。３．５Ｔ梁混凝土养护Ｔ梁混凝土浇筑完毕后，要及时养护。Ｔ梁顶部采用洒水覆盖养护；翼板底部和两侧采用人工不停进行洒水养护，以保持Ｔ梁混凝土表面湿润。洒水养护时间不少于７ｄ。３．６Ｔ梁拆模当Ｔ梁体混凝土养护到一定程度，砼强度达到２．５ＭＰａ时即可拆模。混凝土拆模后，如表面出现粗糙、不平整、蜂窝、孔洞、疏松麻面和缺棱掉角等缺陷或不良外观时，必须认真分析缺陷产生的原因。当缺陷不危及结构安全时，必须采用制定技术方案进行修补。缺陷修补后，修补或填充的混凝土应与本体混凝土表面紧密结合，在填充、养护和干燥后，所有的填充物应坚固、无收缩开裂或产生鼓形区，表面平整且与相邻表面平齐。修补后混凝土的耐久性能不低于本体混凝土。３．７预应力编束、安装与张拉３．７．１预应力材料及设备钢绞线：预应力钢束采用标准的低松弛钢绞线。千斤顶及油表：按照设计要求全桥预应力张拉采用Ｙｃｗ２５０型千斤顶，准备２台，ｌ台备用；油泵油表数量若干，其量程均满足张拉要求。油表和千斤顶均经过有资质的检测单位进行标定。锚具：锚具采用具有自锚性能的０ＶＭ系列锚具。锚具进场后应分批进行外观检查，其外观应没有裂纹、伤痕、锈蚀。对于锚具的强度、硬度、锚固性能按照规范规定频率和要求进行抽查，并送有资质的检测单位进行检测。其检测结果合格，方可使用。波纹管：每批波纹管进场后及时做水溶性、抗弯和抗拉性试验，以保证质量符合要求，满足正常施工需求。材料堆放及要求：钢绞线进场后应堆放在棚内，用方木垫高，并做好防水措施。钢绞线下料制作时，不要随意在地上拖拉，以免刻伤钢绞线表层，应用编织布铺底或木板铺底。钢绞线下料应采用砂轮切割机下料，不得使用氧气、乙炔火焰切割。波纹管进场后堆放整齐，均匀放平，以免开口脱节，浇筑时流入混凝土堵塞预应力管道。３．７．２张拉工艺流程（见图１）测定砼试块强度（边粱需达到强度１００％，且龄期不少于７ｄ：中梁需达到强度９０％．且龄期不少于５ｄ）锚具制备、预应力筋制作穿束张拉预应力钢绞线管道压浆浇封锚砼图１张拉工艺流程３．７．３钢绞线下料及编束钢绞线下料时，要注意锚具两端工作长度，保证能顺利张拉。编束时应逐根理顺，绑扎牢固，防止互相缠绕。用１８～２２号铁丝每隔ｌｍ左右以单层密排螺旋缠绕绑扎牢固，绑扎长度为２ｃｍ，曲线段增加几道绑扎，钢束排列紧凑，以构成最小外径为准。铁道建筑技术ＲＡｆＬ帆ｙＣ０～Ｓ丁只ＵＣ丁『０～丁ＥＣｆ．ｆ￣ＯＬＯＧｙ２ＤＴ４ｆ增１Ｊ１７万方数据・桥涵工程・为防止钢绞线穿束后出现绞混，穿束前应在钢绞线两端做好编号或标记。绑扎铁丝扣弯向钢丝束内侧，以免影响穿束。编束时保持预应力筋一端齐平，另一端有一根应力筋较其他的长出约２０ｃｍ，并弯成钩型，以便于穿束时与牵引钢索连接。３．７．４钢绞线的安装在砼浇筑完成后，用高压水泵冲洗波纹管，保证孔道畅通、干净。穿束前检查锚垫板和孔道，保持孔道畅通、无水和其他杂物，然后将一根编束好的全部钢绞线整体装入管道中。３．７．５钢绞线的张拉（１）油表读数与张拉应力根据已标定的千斤顶及油表结果所得的二元一次线形回归方程分别计算出张拉力与油表读数的关系值，计算出其结果。施工时千斤顶与油表一一对应，不能调换。一旦发现油表或千斤顶有问题，应及时向施工技术人员反映，必要时终止张拉或更换千斤顶和油表，切不可鲁莽行事。（２）施工要点①当连体混凝土的强度达到设计强度的７０％以上时，才可进行穿束张拉。穿束前，可用空压机吹风等方法清理孑Ｌ道内的污物和积水，以确保孔道畅通。②钢绞线应按顺序对称进行张拉，以防过大偏心压力导致连体出现较大的侧弯现象。③预应力钢绞线下料时，在张拉两端按照设计要求各留出７０ｃｍ工作长度，张拉完毕后再将钢绞线用砂轮切割机切割。④工作锚夹片安装时要均匀推人，同一夹片之间的端面保持齐平，并轻轻敲紧。⑤安装锚具锚垫板时，应确保锚垫板与预应力孑Ｌ道垂直，以减少钢绞线与锚具及管道的摩擦；同时应注意限位板的正确使用，以免刻伤钢绞线或使钢绞线发生滑丝。千斤顶安置时应注意与锚垫板垂直，并且千斤顶端部周边应紧贴限位板。⑥预应力钢绞线张拉到设计控制应力时，关掉油泵电机，稳住进油量，持荷２ｍｉｎ，以减少受钢绞线松弛影响，使钢绞线应力趋于稳定状态。为了减少预应力损失，预先一端顶锚塞卸荷，另一端补足张拉控制应力后，再锚塞卸锚及千斤顶，并做好记录。（３）实际伸长值的量测１８铁道建筑技术张拉至初应力（１０％盯。）时，在限位板端部的钢绞线处做好记号，再逐级张拉至设计应力（１００％盯。）时分别量测伸长值，并分别做好记录。初应力之前的伸长值按相邻级的伸长值推算。上述伸长值之和即为张拉伸长量，但需要酌情考虑钢绞线的回缩量。（４）张拉施工时若干注意事项①同条件养护试块，Ｔ梁砼强度达到强度８５％，且龄期不少于４ｄ；方可张拉。②每束预应力张拉前应仔细观察锚具及夹片，视是否有裂隙或滑丝。张拉后要检查钢绞线及夹片，视钢绞线是否有松散。若出现钢绞线松散，说明钢束中有钢丝断裂，必须卸荷后更换钢绞线再进行张拉。③每束钢绞线张拉前，应分级算出其相应理论伸长值，若实际伸长值与理论伸长值偏差，在规范允许的偏差±６％之内，则说明钢绞线张拉正常；否则，要查明原因后方可再进行张拉。④预应力张拉时，要特别注意安全，以免发生意外。顺梁身方向两端严禁站立人员，并且两端设置安全挡板。３．７．６预应力管道压浆（１）压浆前的准备工作割切锚外钢绞线：露头锚上部多余的预应力筋需割切，切割后的余留长度不得超过２ｃｍ。冲洗孑Ｌ道：孔道压浆前应用压力水冲洗，排除管道内积水与杂物，保证孔壁的结合良好。锚具外面的预应力筋间隙采用环氧树脂胶浆填塞，防止冒浆而损失灌浆压力。（２）压浆工艺孑Ｌ道压浆顺序是先下后上，将集中在一处的孔道一次性压完。压浆时根据预留压浆孑Ｌ位，遵循从最低点压浆孔压入，由最高点的排气孑Ｌ排出和泌水。压浆要缓慢、均匀连续进行，不得中断，直至出浆端排除不合格浆体、原浆冒出后封闭，同时应保持不小于０．５ＭＰａ的一个稳压期，时间不少于２ｍｉｎ。压浆一般分为２次进行，每一孔道宜于两端先后各压一次。两次间隔时间以先压浆的水泥浆达到充分泌又未初凝为度，一般宜为３０～４５ｍｉｎ。当气温在５ｃＣ以下且无保温措施时，禁止进行只Ａ『ＬＷＡｙＣ０～Ｓ丁ＲＵＣ丁『０～丁Ｅ－ｃＨ～０ＬＯＧｙ２０７４ｆ增ＴＪ万方数据・桥涵工程・压浆工作。为检查孔道内水泥浆的实际密度，压浆后应从检查孔抽查压浆的密实情况。３．７．７封锚（１）孑Ｌ道压浆后，立刻将梁端水泥浆冲刷干净，并清除支承垫板、锚具及端面混凝土的污垢，并将端面混凝土凿毛，准备浇筑封端混凝土。（２）安设端部的钢筋网：为固定钢筋网的位置，可将部分箍筋点焊在支承垫板上。（３）固定封端模板：立模后同时校核梁体全长，确保梁体长度符合设计要求。（４）封端混凝土强度应符合设计要求，采用梁体同标号混凝土。（５）浇筑封端混凝土的时，要仔细操作，认真振捣，确保锚具处的混凝土密实。（６）封端混凝土浇筑完后，应静置ｌ～２ｈ。脱模后，在常温下一般养护时间不少于７ｄ。（７）连续端混凝土凿毛，以备现浇筑混凝土。４总结通过５０ｍＴ梁预制在长湘高速公路大桥的施工案例，详细阐述了从施工准备、台座轨道布置、钢筋绑扎、模板安装、砼浇筑养护、张拉封锚等施工工艺和控制要点。但Ｔ梁预制的施工重点主要还是细节问题，有待今后不断总结经验，提高施工单位自身管理水平。”“”“”““”—”—””‘—－＋一＋＋＋一＋一＋ｎ＋一＋＋一＋一＋一＋一＋一＋－＋＋一＋一＋一＋一＋一＋－＋一＋一＋一＋一＋一＋一＋－＋一＋＋＋一＋＋一＋一＋一＋＋一＋一＋＋一＋一＋一＋－Ｐ＊Ｆ（上接第ｌｌ页）经常放水泄洪，水阳江水位变化很大，最大水位差达４ｍ，导致孔外压力不稳定，内外压失衡，致使泥浆泄露严重，需快速补充泥浆才能保持孔内泥浆浓度，才能保证钻机正常钻进。由于冲击钻孑Ｌ一般是在孑Ｌ内直接造浆，在施工时我们选用当地水化快、造浆能力强、粘度大、含砂率低的优质黏土。同时实施施工中我们采用了掺入黏土重量１０％的硅酸盐水泥、石渣（１．５ｃｍ左右）与黏土一道共同造浆以改善泥浆性能，加快造浆的速度增强护壁效果，使泥浆比重控制在１．３～１．４范围内，实际需用量约为钻孔体积的５０％～６０％，经测算综合成本咯有增加，但钻进效率和孑Ｌ内漏浆得到了有效控制。３．４卵石层清孔控制技术在４＃墩钻孔清孔过程中，水阳江在水位变化不大的情况下采用正常的泥浆循环清渣即可达到清孔效果。但在施工期间水阳江水位变化较大，水位涨落反复作用于孑Ｌ内护壁，破坏护壁之间的粘结，产生突破口，同时清孑Ｌ过程中泥浆比重变小，导致护筒内外存在互通现象，清孑Ｌ时间变短，我们在实际施工中，为加快清渣，采取了２种施工技术。（１）采用８ｍ３空压机配合抽渣，抽渣过程如下：钻进成孔后，往护筒内下直径为书２０ｃｍ的钢导管，导管底面离沉渣３０ｃｍ左右，在导管内侧焊接一直径为小７．５ｃｍ，长度为１０ｃｍ的ｕ型钢管，钢管一头在导管里面，外侧一头与塑料软管连接，软管另铁道建笥技术ＲＡ『Ｌ¨／ＡｙＣＯ～Ｓ丁开ＵＣ丁『０～丁ＥＣ卜『￣０ＬＯＧｙ一头连接到８ｍ３空气压缩机的出气孔；抽渣时启动空气压缩机，利用压缩机在孔底形成负压，利用外侧大气压力将孔内沉渣抽出；在抽渣过程中要及时往孔内注入清水或泥浆清孑Ｌ时应及时向孔内注入泥浆，保持孑Ｌ内水位，防止塌孔。如图２所示。（２）钢筋笼吊装完成后采用双泵抽渣，在孑Ｌ内增加一台潜水泵，采用正循环导管高压水注入泥浆，将潜水泵放置桩孑Ｌ中下部，开动泥浆泵连同少量钻渣一起排除。如图３所示。图２空压机抽渣法示意４结束语图３正循环高压水清渣法示意通过以上施工技术，４＃墩的；。：基在４０ｄ计划工期下提前８ｄ完成了施工任务，大大提高了施工效率，４根桩基经第三方检测全部为Ｉ类桩。采用以上施工技术有效地控制了由于河卵石空隙大可能造成的塌孑Ｌ、漏浆，以及水阳江涨水导致清孑Ｌ难问题；因孤石造成的塌孑Ｌ问题得到有效控制。２０１４ｃ增１）１９万方数据