小半徑預應力混凝土連續梁365JT施工365JT技術

摘要：本文詳細地介紹了青銀高速公路齊河北互通立交C匝道橋第四聯預應力混凝土連續梁的施工方法，主要針對小半徑現澆預應力橋梁的施工技術進行了重點說明，為類似工程施工提供參考。
關鍵詞：小半徑   預應力   混凝土   連續梁   施工
1. 工程概況
齊河北互通立交是青銀高速公路與京福高速公路相聯通的立交工程，該互通立交包括主線橋一座、匝道橋3座、匝道6條。C匝道橋曲線半徑僅為280米，其中第四聯上跨E匝道，為便于E匝道路基填筑，本聯必須迅速完成，因此施工工期十分緊張。第四聯跨徑布置為20+25+20米，梁高為1.35米，梁底到地面高度為9.6米。
2. 存在的問題
C匝道橋平曲線半徑只有280米，屬于小半徑曲線橋，若張拉時控制不當，則連續梁可能會因受力不均而出現較大的裂縫，甚至發生破壞，影響橋梁整體結構的安全，因此如何有效、安全地進行預應力的施工是本工程的重點和難點。
3. 各主要工序的實施
各主要工序的施工順序見下圖。







圖1預應力箱梁施工順序示意圖
3.1 地基處理
箱梁是一種薄壁結構，各部尺寸要求較嚴。因箱梁在未施加預應力以前，其自重完全由支架承擔，如地基處理不當，支架產生不均勻沉降，會導致梁體出現裂縫。橋址處地基為粘砂土，壓縮性較大，而且施工正處于雨季，基底處理十分重要。施工中首先將基底表面20厘米的上層土翻松，摻灰5%后壓實；然后在灰土上鋪10厘米級配碎石，壓實后在上面鋪設枕木作為支架的基礎，保證支架基礎有一定的連續性，防止地基的不均勻沉降。同時在地基周圍搞好排水設施。
3.2 支架的搭設
支架全部采用WDJ碗扣式滿樘支架，支架下墊枕木，頂底部均用可調節桿調整標高。經計算在橫梁和腹板位置支架橫向布置為間距60厘米，翼板及梁底空心部支架橫向布置間距為90厘米，縱向排距均為90厘米；立桿高度為120厘米、180厘米兩種，接頭位置根據高度交錯布設，因梁體位于小半徑曲線上，梁體橫坡較大，混凝土澆筑時支架橫向受力變化較大，因此橫向每隔一排設一道剪刀撐，以增強支架的橫向穩定性；縱向剪刀撐只在外側兩邊布設。
3.3 外部模板和內側模板的安裝
模板的安裝包括兩部分：（1）外側模板的安裝：為保證外觀質量，底模采用18㎜厚優質腹膜竹膠板，模板鋪設時要設置一定的預拱度，預拱度計算時考慮地基變形、支架變形及梁體的撓度等幾方面的影響。經計算預拱度取12㎜，在跨中按最大的預拱度設置，向兩端按拋物形式分配，通過支架頂部可調頂桿調節梁模板標高。（2）內模的安裝：為降低造價，內模采用10㎜厚普通竹膠板，內部用8×5㎝方木支撐，為便于拆卸、重復使用，縱橫木都不能太長，在綁扎完底板筋和腹板筋后將內模放入梁體并固定。在梁的1/4跨徑外部預留了天窗，以利于底板的振搗、整平和拆除模板。
3.4 支架的預壓
為消除支架和地基的塑性變形，驗證支架的可靠性，并控制好梁體的線型，支架全部經過預壓，預壓重量為梁體重量的1.15倍。經預壓觀測，跨中部位最大沉降量為15mm，與原先計算的預拱度與觀測結果基本相符，預壓48小時做好觀測記錄后卸載并重新調整梁體底部模板標高。
3.5 鋼筋綁扎和波紋管的固定
主筋焊接完成后吊裝到工作面上。波紋管連接時接口必須平齊,接頭施工時波紋管承插的方向與鋼絞線的穿束方向必須一致，以防止穿束時波紋管接頭翻卷，造成穿束困難。為防止澆筑時波紋管漏漿造成穿束困難，采用預先穿束法施工。每孔鋼絞線采用整體穿束，穿束時先將一根Φ14鋼筋端部彎成圓形并栓一根鋼絲繩穿過波紋管，鋼絲繩另一端固定在集束鋼絞線端部的鐵環上，用卷揚機牽引鋼絲繩，同時另一端人工配合將鋼絞線編束，推動鋼絞線完成穿束，穿束時不能將鋼絞線放在地上，以防治污染和銹蝕。
3.6 混凝土的澆筑
為便于泵送，混凝土坍落度為14～16㎝，為延長混凝土的凝固時間,防止早期收縮過大，混凝土中摻加緩凝減水劑。混凝土澆筑順序從低處向高處分層澆筑，施工時特別注意錨墊板下、橫梁及腹板位置的振搗。為減少混凝土的收縮產生的裂縫，橋面混凝土采用兩次收漿、一次拉毛處理。混凝土施工中要派專人用卷揚機對鋼絞線作小幅度雙向抽動，萬一漏漿，能防止鋼絞線被卡住。
4. 預應力的施工
4.1 預應力張拉力的計算
為使張拉力控制準確，采用油壓表讀數與伸長量雙控法。預應力以張拉力控制為主，張拉伸長值校核。伸長量ΔL按下式計算：
ΔL=ΔL1                                          （1）                                          ΔL1=P ∙L ∙[1-e-(KL+μθ)]/[Ag∙Es∙( KL+μθ)]           （2）
ΔL0=P0 ∙ΔL1/P                                    （3）
式中： P-鋼絞線張拉力；P0-控制初張拉力；L-鋼絞線從張拉端至計算斷面的長度；Ag-鋼絞線束的計算面積；Es-鋼絞線彈性模量；μ-鋼絞線與孔壁間的摩擦系數；K-孔道偏差系數；θ-鋼絞線從張拉端到計算截面轉角之和；ΔL0-初始應力伸長量；ΔL1-張拉控制應力伸長量。
4.2鋼絞線的張拉工藝
鋼絞線進場后及時進行試驗，檢查其抗拉松弛率、斷截面積等是否符合要求。錨具和夾片要做硬度和錨固性能試驗，油表和千斤頂也要重新進行校驗，以確定油表讀數和張拉力之間的關系。在混凝土強度達365JT設計強度的90%后，即可對縱向束進行張拉。由于C匝道橋第四聯位于小半徑曲線上，鋼絞線采用四臺YDCW4000型千斤頂同時對稱張拉，以防止受力不均勻，梁體出現大的變形和腹板處開裂。張拉前先將錨環孔眼和夾片外側涂上二硫化鉬鋰基潤滑油，以減少夾片和錨環之間的摩擦，避免夾片回縮不足，夾不住鋼絞線造成滑絲，工具錨環和夾片之間另外墊上一層塑料布，以利退錨。
鋼絞線的張拉順序為:N1 、N1///     N1/、N1//     N2、N2///&

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nbsp   N2 /、N2//。 
C匝道橋第四聯連續箱梁端部鋼絞線布置見下圖。
   
  



    


鋼絞線張拉程序為：安裝錨具、千斤頂     10%σcon     20%σcon    σcon（持荷2分鐘錨固）。
(1) 初張拉：先對千斤頂主缸充油，使孔道、錨具、千斤頂三者軸線相吻合，注意使每根鋼絞線受力均勻，當鋼絞線達到初應力0.1σcon時，做伸長量標記，此時記錄伸長量L1并觀察有無滑絲情況發生。
(2) 張拉鋼絞線束至20%σcon時記錄伸長量L2,計算10%σcon至20%σcon之間的伸長值L2-L1，以此作為10%σcon伸長值并與L1進行對比。
(3) 張拉采用兩端同時逐級加壓的方法進行，兩端千斤頂的加壓速度應接近相等，當兩端達到控制張拉力σcon時，繼續維持張拉力不變，持荷2分鐘，然后兩端回油，同時測量實際伸長量L3與設計值是否相符。實際伸長值(L2+L3)與理論伸長值之差應控制在6%以內。
(4) 錨固：打開高壓油泵截止閥，將一端千斤頂油缸油壓緩緩降至零，活塞回程，錨具夾片即跟進錨固。錨固時先將一端錨固，然后將另一端再張拉補足應力后錨固，兩端交叉進行先錨固，即一束在梁的一端先錨固，另一束在梁的另一端先錨固。
4.3 張拉時易出現問題的原因分析和處理方法
4.3 鋼絞線出現滑絲現象，可能由于以下原因：
4.3.1 錨環錐孔、夾片生銹或有雜質造成夾片回縮不到位。
4.3.2 夾片或錨環硬度不足，發生變形造成夾片夾不牢。
4.3.3 穿束時鋼絞線混亂，造成鋼束中鋼絞線受力不均勻，個別鋼絞線受力大于設計張拉應力。
4.3.4 錨具和夾片的錨固性能不符合要求。
4.3.5 鋼絞線彈性模量較大，夾片夾不牢固。
4.4  張拉中發生斷絲現象一般有以下原因
4.4 1 穿束時鋼絞線絞在一起，在波紋管中順序較亂，張拉后個別鋼絞線受力較大，超過鋼絞線極限抗拉強度。
4.4.2 夾片硬度太大，對鋼絞線線產生損傷。
4.4.3  鋼絞線穿束前受到損傷。
4.4.4 孔道阻塞，鋼絞線受力不均勻。
4.4.5鋼絞線存在質量問題。
4.5 發生夾片回縮不均勻、端部不齊可能由于以下原因
4.5.1 錨具和夾片之間摩阻太大，卸載時回縮不均勻。
4.5.2 錨具和夾片的錨固效率系數不符合要求。
4.5.3夾片質量不一致、硬度不同。
4.5.4 限位板和錨具之間空隙不適當，夾片滑出太多或者不能自由滑出，錨固時回縮不一致。
5. 壓漿、封錨
鋼絞線張拉穩定后即開始壓漿。壓漿的作用在于保護鋼絞線，隔離鋼絞線和空氣的接觸，避免鋼絞線生銹。壓漿前先用高壓清水沖洗管道，將鐵銹等雜質沖刷干凈。張拉24小時后，將鋼絞線用砂輪切割機割斷，錨具外留5㎝鋼絞線并用環氧樹脂砂漿將兩端封死，只留注漿孔和排氣孔。為保證壓進的水泥漿充分填塞波紋管，水泥漿中摻入膨脹劑，管道沖刷完成后開始壓漿，在排氣孔排出純水泥漿后將壓力控制在0.7MPa并持荷5min后封閉注漿孔和排氣孔。壓漿24小時后，綁扎封錨端鋼筋，立模澆筑封錨混凝土。
6. 結束語
齊河北互通立交C匝道橋采用以上方法施工，施工時間比原計劃提前了11天。做為小半徑曲線橋梁，施工中特別注意了預應力鋼絞線的張拉控制，張拉過程中梁體受力均勻，沒有出現裂縫和其它異常情況，為以后小半徑曲線連續梁的施工提供了參考。

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