50mT梁预制施工技术

作者：黄海勇

来源：《科技资讯》 2011年第19期

黄海勇

(中交四航局第一工程有限公司 广州 510500)

摘 要:本文介绍了广明高速公路富湾特大桥50m预制Ｔ梁的施工技术及质量控制措施。

关键词:50mＴ梁 预制 施工技术

中图分类号:U44 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)07(a)-0083-02

1 工程概况

1.1 富湾特大桥简况

广明高速公路富湾特大桥起止桩号为K36+651.3～K39+745.3,路线全长3094m,桥跨布置为5×30mT梁+（45m+70m+45m）连续刚构+36×30mT梁+9×50mT梁+（112m+2×200m+112m）连续刚构+5×50 mT梁+12×30mT梁。富湾特大桥跨越西江下游干流河段,连接西江两岸的高明区富湾镇和三水区白坭镇。引桥上部结构主要采用50m、30m预制T梁。50mT梁为先简支后连续刚构T梁设计,半幅宽16.38m,采用7片T梁布置。三水岸引桥共9跨,共有126片50mT梁。高明岸引桥5跨,有70片50m梁。

1.2 50mT梁技术资料

50mT梁中心高度为2.7m,梁中距2.35m,中梁宽度1.9m,边梁宽度1.99m,肋板宽0.2m,马蹄形肋板底宽0.7m,均设梁端横隔板和中横隔板。每片梁C50砼设计方量约有67m3,钢筋用量约11.6t。单片梁起吊重量约175t。锚具采用OVM锚,腹板锚具设计型号为15-11,15-12,15-13,15-14,负弯矩锚具为BM15-5、BM15P-5。预应力钢铰线选用Φs15.2,标准强度Ryb=1860Mpa,张拉控制应力1376.4Mpa。

2 预制场的布置

2.1 预制场选址

预制场选址除了结合项目的场地状况,还要从安全管理、成本管理、施工技术等方面考虑。分析其主要方案如下。

方案一是在30mT梁桥面上布置,优点是场地基础不用处理,避免大构件垂直起吊、架梁近便。缺点是存在垂直运输的材料较多,砼须用泵送,预制梁所需的材料均需垂直运输,存在工期压力的问题,在部分的30mT梁安装后才能开始建设预制场,且存在高处抗风、桥面抗压等安全和技术问题。

方案二是在桥边线外租地布置,优点是距砼拌和站近,梁片安装也近。但是线外征地困难,导致成本增加。由于梁体较重,对场地基础要求高,构件起吊难度大,将会增加费用。

方案三是要邻近标段的路基上布置预制场,此方案预制、存梁、运输的安全性高,而且征地方便,扰民问题少。缺点是运梁的距离远,梁片运输的费用较高,在工期方面也受30mT梁架设的进度的制约。

经过综合比较,富湾特大桥50mT梁预制场布置在邻近标段的路基上。

2.2 50mT梁预制场的布置

2.2.1 东岸预制场

东岸设一独立的50mT梁预制场,场地长×宽=750m×24m,面积共约18000m2,其中预制区约168m×24m,存梁区约498m×24m。利用整平、压实后的路基进行硬化处理,设单向横坡0.3%排水。地表浇筑10cm 厚C20砼硬化,并在一侧设专门的排水沟,养生水管,用电布置在水沟另一侧。场内设钢筋堆放区、加工区,临时机电设备、锚具材料仓库,钢铰线堆放区、下料区等。100T-24m大龙门吊基础采用道渣枕木,30cm道渣上面间隔50cm铺设枕木,5T-21m小门吊采用砼基础,其断面尺寸为0.5×0.5m,以膨胀螺栓固定路轨。

2.2.2 西岸预制场

西岸预制场工作量相对较少,30mT梁与50mT梁共用一个预制场。预制场的布置采用与桥台顺接的路基上,占用路基长度300m,宽度24m,顺桥向布置底座,先预制30mT梁,后预制50mT梁。场地处理和配备设施与东岸类似。

2.2.3 预制场生产效率与预制工期

台座的数量设置须满足工期的需要。钢筋和波纹管制安3d,模板安装2d,浇砼1d,等强及张拉7d,压浆1d,转堆1d。每片梁的预制需要15d。西岸预制场每月可以制梁18片,东岸预制场每月可以制梁24片。

如表1所示。

3 50mT梁预制技术

3.1 50mT梁预制工艺

T梁预制采用一次形成工艺。预应力的施工按设计采用两端对称张拉。梁顶端设负弯矩钢束,波纹扁管在预制时预埋,架梁完毕浇筑墩顶梁后进行张拉。预制总体工艺流程为:预制场建设→安装钢筋骨架→安装波纹管→安装侧模板→浇筑混凝土→养护、拆除模板→清理孔道、安装钢绞线→腹板预应力张拉、孔道压浆→封端养护运往存梁场或架设。

3.2 预制施工技术要点

3.2.1 底模建设

场地整平后用30t振动压路机进行碾压密实。设置地表排水坡度以及排水沟。浇筑15cm厚的C20砼进行场地硬化处理。在场地上进行砼支墩的制作,并在上面铺设钢制底模面层。底模面层采用钢制底模,分段由专业加工厂加工而成,现场拼装。面板选用δ=6mm厚的钢板,骨架槽钢用[16,肋板选用∠50×5。底模预留吊孔位置,配合T梁采用兜底吊出坑。

底座制作时梁长方向按设计要求进行预留凹形曲线的反拱度（二次抛物线,中点3cm反拱）设置,但横向必须调平,同时注意边线的顺直,板角线设置止漏浆处理措施。

3.2.2 侧模制作

侧模钢板厚度6mm,加工成20块×2.50m/块的钢桁架式模板,两端横隔板各设一调节块调整不同梁长。外模板之间的接缝处理紧密相联,板块之间采用螺栓连接。湿接缝处的翼缘梳形模板厚度δ=10mm,根据梁顶板钢筋的间距开缝。为保证T梁的外观美观,侧模板设上、下两排对拉

拉杆,中间不设拉杆。T梁端头封头板加工成可活动的端封模板,预制时根据梁长变化适当调整。

3.2.3 钢筋的加工制作

钢筋在预制区内的专门钢筋加工场统一加工成半成品,运输至施工的底模位置,骨架一次绑扎成型。钢筋骨架采用临时支撑辅助绑扎一次成型。与波纹管等相互干扰的钢筋不得切断,采取合理措施避开。保护层垫块采用塑胶垫块,使用方便且效果较好。

3.2.4 波纹管的制作与安装

预应力波纹管绑扎定型在普通钢筋绑扎完成后进行。孔道采用金属波纹管,接管采用大一级的波纹管,接管长度不小于20cm。预应力波纹管孔道的曲线定位钢筋采用井字架型式,预应力管道定位按直线段50cm设一组,曲线段25cm设一组,控制预应力孔道位置偏差在10mm之内。所有孔道之间的连接、孔道与锚垫板的连接均确保密封防止漏浆。在布置波纹管时,保证锚垫板与孔道中心线垂直。为保证管道不致在砼浇筑时造成管道的压扁和堵塞等,波纹管采用软质硬塑料管作为内衬管。圆形管道内衬管直径为小一级的管道,扁波纹管采用4根φ18mm塑料管并排布置。为便于负弯矩波纹扁管的对接,预制T梁的预埋金属波纹管须在连续端预留3cm～5cm长度。

3.2.5 模板的安装与拆除

模板安装一次完成。模板经过充分清理、除锈,确保模板的整洁。模板的安装采用场内的小型门吊。模板对称安装并及时锁好对拉拉杆防止模板出现倾覆。施工中采用良好的海绵泡沫作为止漏材料来保证模板的密封性,侧模与底板处采用3cm×3cm方胶条密封。

3.2.6 砼的浇筑与养生

砼利用项目部的集中搅拌站拌制而成。浇筑前,认真检查所有预埋件。砼浇筑采用吊罐法进行,入模砼坍落度控制在12cm～14cm,利用插入式振动棒进行振捣和附着式振动器（功率不少于1.2kW,间距1m）辅助密实,采用斜向分段、水平分层、一次完成的方法。浇筑顺序:底板→腹板→顶板。砼供应不能间断,避免梁体出现施工冷缝,影响梁体整体受力。在砼初凝前将顶板横桥向拉毛,翼缘、梁端等现浇接触面凿毛。采用自来水人工喷洒养护,梁顶板采用土工布覆盖,潮湿养护不少于7d。

3.2.7 钢绞线的穿束

钢筋及预应力锚具、夹片有出厂合格证,进场时按规定进行外观检查、硬度检验,经检验合格后方可使用。钢绞线逐盘进行外观检查,表面不得有裂缝、毛刺、机械损伤、油污、锈蚀、死弯等缺陷。

砼浇筑完毕后,及时抽出内衬管,并对波纹管进行通水、排风,清理管道内壁,以减少水泥浆等杂物对钢绞线摩阻力的影响。所有预应力钢束采用砂轮机切割下料,下料长度要同时满足孔道长度及预应力张拉工作长度要求。钢铰线下料安排在预制场场内线材下料区进行,下料时远离火源,避免受重型机械的挤压。

3.2.8 预应力张拉与压浆

(1)张拉。

张拉前将张拉机具送有资格的检定单位进行校验。使用超过200次或半年后,重新校验。张拉前认真做到孔道中心、锚环中心、千斤顶中心“三心一线”,以便张拉工作顺利进行。

砼强度达到设计规定的张拉强度90%后（且龄期不小于5d）时进行预应力的张拉施工,施加预应力的钢束顺序如下:N2→N1→同步N3、N4,张拉程序:0→初应力15%sk→30%sk→100%sk（持荷2min）→锚固。张拉采用两端同时张拉,由专人操作,速度缓慢、均匀并同步进行,同时派专人负责观察梁体侧向挠度、梁顶起拱度。钢绞线张拉由控制张拉力和伸长量双控制,以控制张拉力为主,以伸长量校核;实测伸长量超过理论伸长量的±6％时,停止张拉,查找原因。张拉过程中,须用木条和垫木支撑梁体以免发生翻侧,严格控制腹板、梁顶的弯拱值不超过2cm,防止预制梁折断。伸长量计算:［（Lsk－L0.15sk）+（L0.3sk－L0.15sk）］－锚塞回缩量6mm。初始伸长量采用相邻级间（30%sk、15%sk）实测伸长量计算。

张拉结束后,外露部分钢绞线用手动砂轮机进行切除,外露钢绞线长度为3cm。钢绞线锚固后,用C40细石砼（或砂浆）封裹,保证管道压浆时水泥浆不外泄。

(2)真空压浆。

张拉完成锚头封锚后尽快压浆,以使预应力筋与梁体混凝土之间产生粘结力,均匀分布预应力,减少锚口处的预应力峰值。

工艺流程:压浆用水泥浆配合比专项试验→波纹管留孔→压浆设备准备→切割锚头部分钢绞线、封锚→锚头安装控制阀门→连接真空泵对孔道抽真空→制浆、压浆。

压浆时孔道内真空度控制在-0.1MPa左右。50m预应力T梁孔道较长,孔道为曲线,若按规范要求采用0.5Mpa～0.7Mpa压力,难以达到压浆饱满和密实的要求,施工中将压浆压力提高到

1.0Mpa～1.2Mpa。持压时间充分保证,对孔道进行二次压浆,可使水泥浆充满孔道,二次压浆的间隔时间以先压注的水泥浆充分泌水又未初凝为度。压浆后采用细石混凝土封裹锚具及张拉槽口。

3.2.9 构件的转堆与存放

(1)起吊。

梁体完成后,在梁腹板侧面标识桥名、梁编号、制作日期、施工和监理单位名称等。T梁起吊采用兜底吊梁法。梁体吊离台座时检查混凝土质量(主要是空洞、露筋、钢筋保护层等)。起

吊时先进行试吊,将梁体吊离支承面2cm～3cm后对各受力部位做细致检查,确认安全后才继续起吊。T梁转堆时,统一指挥、协调一致,防止倾斜、震动及碰撞,以免吊索及其它的装卸设备损坏梁体。

(2)存梁。

堆放构件的场地经平整、夯实,以免地面下沉造成梁体断裂及损坏。采取砼条形基础和枕木支垫在梁端的钢板位置,除用支座钢板位置仟作支承外,梁体底部其他位置严禁支承。在横隔板、腹板等位置用楔块嵌塞、木条支撑等措施预防梁体侧倾。构件按吊运及安装次序顺号堆放,并有适当通路。为了防止梁体起拱过大,存梁时间不宜超过两个月。

4 结语

综上所述,富湾特大桥50mT梁完成后,其质量符合设计和规范要求,而且梁体色泽统一、外观线形美观。预应力混凝土T梁采用附着式振动器与插入式振动器相结合的振捣工艺,有效地保证了“马蹄形”部分混凝土的振捣密实。在预制台座底上预设反拱值,成功解决了T梁的反拱值偏大影响桥面混凝土铺装的问题。采用真空压浆技术,且二次加压,保证了压浆的密实。

参考文献

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