1 工程概况
本文以八里街公路立交桥为实例对预应力混凝土施工技术进行探讨。该立交桥连接湘桂铁路和贵广铁路,线路横跨在直线上,在设计的过程中,需将桥面设计成坡度为1%的单面纵向坡。
八里街公路立交桥的具体参数为:孔跨全长约为108m。该立交桥应用的是预应力混凝土连续箱梁施工,箱梁属于单箱双室。该立交桥梁高约为2.3m,箱梁顶的宽度约为15.9m,箱体底部的宽度约为6.37m,悬臂根部厚均为54.9cm,外侧悬臂板的长度约为3.19m,外侧腹板的长度约为34.9cm,悬臂端部厚度约为21cm,线路中心悬臂板长度约为2.7m,中腹板厚度约为46~84cm,边腹板厚的范围为44~64cm,顶板厚度的范围为28~56cm,底板厚度的范围为24~54cm,预应力施工过程中应用的为纵、横双向预应力施工体系。
2 施工工序
具体施工流程如图1所示。
图1 施工工序图
3 施工技术
3.1 开始施工前的准备工作
3.1.1 支架准备
支架应用的为质量良好的碗扣式脚手架,完成支架的组装,运输到施工场地后,只有相关人员完成检查验收方可使用。
3.1.2 模板
不管是内模板,还是外模板,都应该现场加工,现场使用。
3.1.3 吊装平台
所有的施工材料需要凭借吊车运送至工作面,将吊装平台设置在梁体的第三跨衡阳,因为平台距离工作面距离较近,切平面相对稳定可靠,避免了因为吊车颠覆影响线路运营安全。
3.2 支架地基处理
3.2.1 测量放样
先将场地整理平整后,在施工场地放出线路走向以及施工范围。
3.2.2 测试地基承载能力
应用轻型触探器对断面进行检测,要求每个断面检测点的个数必须>3个,相邻检测点之间的距离为4m左右。另外,要求深度>1.5m,所测试地基承载能力必须>180kPa。
3.2.3 基底处理
通过对桥墩桩基施工发现,地面在0~4m为的土质为黏土层,该区域地基的承载能力为120kPa,不符合项目实际要求,所以需要对基地进行换填处理。在换填的过程中,采用分层填筑的方式进行换填,应用的是路基填筑料,完成填筑后需要进行分层夯实,控制每一层填筑的厚度≤40cm。完成夯实后,需要进行碾压,碾压过程由两边向中间进行,所有路段碾压的变数≥4遍。每一层完成填筑后,都需要进行压实度、承载力以及空隙率的检查。所有指标必须满足机床表层的相关标准。在换填的顶面需要应用型号为C30的混凝土基础,混凝土必须捣鼓密实,防止混凝土表面出现浮浆。完成捣鼓的混凝土表面必须保证平整密实。
3.3 支架安装
3.3.1 安装满堂支架
满堂支架一般是在箱梁施工过程中进行搭设,应用的材料为φ48mmWDJ碗扣型多功能钢管脚手架。底座可进行调配,支架的外侧需要设置竖向剪刀撑。将顶托设置在立杆顶部,纵向方木作为纵向分配枋,应以国内强化竹胶板制作箱梁外模、内模、端头模,均为现场加工制得。所有桥墩和支架的位置出现出土的区域需要应用普通钢管补强。根据实际情况对内箱支架进行适当调整,在支架下方需要设置砼垫块。为了防止在横向方木上产生大量的聚集荷载,内支撑位置应该和梁体正下面碗扣支架位置相同。
3.3.2 防抛、防护措施
在铺设梁体底模时尽量保持平顺。模板之间的间隙需要凭借胶带进行填缝,为了保证没有任何缝隙存在,翼板以下钢管支架与门洞间需要铺设塑钢丝网片。门洞的防抛网立柱都应用型号为φ40mm钢管制作,将钢管焊接至工字钢上面;应用型号为L8号角钢进行三角支撑的焊接,横向需要应用型号为φ12mm钢筋和钢管互相焊接。为了施工安全,需要挂放安全绿网。
3.3.3 支架预压
支架预压荷载通常为单孔梁体自重的120%。预压分3次进行:第一次需要加载梁体重量的50%,第二次需要加载梁体重量的100%,第三次需要完成全部荷载的加载。每完成一次加载后,都要观察是否处于稳定状态,如果达到稳定状态需要进行两次观测,观测时间间隙约为30min。如果两次观测结果一样,证明支架状态较为稳定,然后才能进行第二次、第三次加载工作。为了确保预压工况和实际工况一致,必须分区控制预压。控制预压时间>24h,卸载一次完成。测定预压过程所应用的仪器为精密水准仪,在加载工作开始前需要对观测点进行合理的布置,然后测定底膜顶面的高程h1,预压的荷载达到满荷程度后,第二次测量底膜顶面的高程h2,所有荷载卸除后,第三次测定底膜顶面的高程h3。
非弹性变形值(w)的计算公式见式(1):
(1)
弹性变形值(f)的计算公式见式(2):
(2)
现场需要吊车进行物料的起吊。为了保证起吊过程的安全,吊车起吊必须在专人指挥下方可完成,完成预压工作后,凭借吊车进行卸载。平板桩的装卸过程必须由专人指挥方可进行。
3.4 模板安装
所有的底模、内膜以及外模均由木模加工得来。由宽度为1.5cm的强化竹胶板制作成为面板,横向和竖向分配枋需要凭借方木制作而来,控制分配枋的间距≤0.3m,设置分配枋木时注意按照先竖向后纵向的顺序设置,模板的顶部、腹板以及底部都需要设置对拉螺杆,拉杆是应用型号为φ22mm精轧螺纹钢筋制作。
模板及钢筋应该按以下顺序进行安装:底模→侧模→绑扎底板→腹板钢筋的安装→纵向预应力管道的安装→腹板纵向预应力管道的安装→内箱模板的安装→顶板钢筋的安装。
3.5 钢筋加工及安装
3.5.1 钢筋安装、预应力管道安装
安装钢筋、预应力管道的时候需要按照以下步骤进行安装:绑扎底板普通钢筋→安装底板纵向波纹管→绑扎腹板钢筋→安装腹板内纵向波纹管→绑扎顶板普通钢筋。如果波纹管和普通钢筋的位置相互冲突,为了确保管道可以精准地进行安装,可适当调整和弯折梁体钢筋,准确定位钢筋网。梁体钢筋顶板保护层的厚度约为81mm,其他的保护层厚度均为32mm,在进行绑扎工作的过程中需要注意铁丝尾端不能深入到保护层内部。在接长预应力波纹管的过程中,需应用胶布密封处理接缝,控制密封的长度尽量多余接头位置300mm。为了防止漏浆现象的发生,接缝的位置需要凭借胶布缠绕至少3层。
3.5.2 锚具安装
依据锚具具体的设计位置安装锚具,为了避免在混凝土浇筑的过程中螺旋钢筋起不到应有的作用,需要凭借井子架对钢筋进行固定。
3.6 混凝土浇筑与养护
采用型号等级为C50高性能混凝土进行浇筑,完成浇筑工作后,需要应用型号等级为C50的收缩补偿混凝土。
混凝土完成浇筑后,需要进行养护,通常情况下,应用人工洒水的方式对混凝土进行养护。因为施工处于夏季,气温高,空气相对干燥,所以采用表面覆盖土工布,然后再进行人工洒水的方式进行养护,控制每2h进行一次洒水。洒水完成后,需要做好详细的记录,人工养护的时间为7d。7d后可以应用自然养护的方式对混凝土进行养护。
3.7 预应力施工
在预应力施工过程中可能会应用到以下施工材料或设备:锚具、千斤顶、钢绞线以及波纹管。不管是哪一种施工材料或设备,只有经过检查合格后才可进入施工现场进行使用。在施工过程中,使用预应力钢束前必须进行张拉锚固测试,然后依据摩擦阻力系数以及喇叭口具体的摩擦情况对预应力进行合理的调整,保证可以精准地控制预应力。
钢绞线下料长度的确定如下:凭借砂轮锯对钢绞线进行切割,钢绞线完成切割后必须理顺放置,然后用铁丝进行绑扎。钢绞线在绑扎过程中尽量控制同一束钢绞线不能出现扭结缠绕的现象,尽量理顺放置,方便后续使用。
4 结语
综上所述,预应力混凝土连续桥梁在施工过程中,需要根据项目的实际需要选择最为合理的施工方法,在施工过程中严格依据施工流程进行施工,旨在以保证桥梁工程质量为基础,最大限度地提高施工质量和施工效率。
参考文献
[1]阿卜杜拉.预应力混凝土连续梁桥的力学特性与关键技术研究[D].北京:北京交通大学,2014.
[2]王常才.连续梁桥施工关键技术研究[D].合肥:合肥工业大学,2007.
[3]李亚楠,杨健辉,魏加志,等.汾河特大桥预应力混凝土刚构连续梁施工技术探讨[J].铁道建筑,2013,(7).
[4]张军华.预应力混凝土连续梁桥施工关键技术研究[J].湖南农机,2011,(7).
[5]徐天良.预应力混凝土连续梁桥合龙施工关键技术[J].铁道建筑,2017,(4).
收稿日期:2018-06-18
作者简介:刘夏(1986-),男,四川泸州人,供职于中铁二局第二工程有限公司,研究方向:施工管理。