预制箱梁施工技术在市政桥梁工程中的应用探讨

发表时间:2020/12/2   来源:《建筑实践》2020年21期   作者:谭惠蒙 凌霄
[导读] 目前,我国桥梁上部结构大多采用预制箱梁结构

        谭惠蒙 凌霄
        宁波市政工程建设集团股份有限公司, 浙江 宁波 315000
        摘要:目前,我国桥梁上部结构大多采用预制箱梁结构。预制箱梁具有刚度大、抗扭性强等特点,其施工技术和工艺也相对成熟,所以得到了广泛应用。虽然预制箱梁在施工过程中,对施工环境的要求不高,但在整个桥梁施工过程中涉及的内容较多,在应用过程中可能遇到一些施工难点,会对施工质量造成一定的影响。为此,结合预制箱梁的施工工艺流程,对其施工质量控制要点进行了分析,以便为桥梁预制箱梁施工提供技术参考。
        关键词:桥梁工程;预制箱梁;质量控制
1预制箱梁施工的特点
        桥梁工程预应力钢筋混凝土箱梁预制施工中,通常用一层钢板铺置于混凝土台座的表面,以此充当底模,模台表面设计一定的预拱度,以保证箱梁梁体底面的平整性。拼装箱梁内部的模板时,首先要使其中的内模施工问题得到有效解决。在进行预应力混凝土箱梁的相关操作时,主要以流水化操作为主。这种方式不仅能够提高工作效率、缩短施工时间,还可以解决临时用地紧张的问题。因此,预应力箱梁预制施工的主要特点可以总结为工程施工周期较短、施工占用场地小、整体施工成本低。
2预应力箱梁预制施工过程
2.1预制场地及梁底座施工
施工中,首先要对箱梁预制场地进行硬化处理,即首先在预制区域内先填充砾料并碾压(厚度为40cm),然后用C20混凝土进行表层封顶(厚度为20cm),其中砂石料场需采用C20混凝土作为表层(厚度为10cm),最后要注意将场面排水设计成1%的纵坡,方便地面排水。
2.2施工模板制作和安装
        箱梁模板的外模一般采用整块的定型钢模板,其硬度和刚度必须符合设计规范要求,模板中间部分每节长度固定不变,一般为3m。组合钢模一般需要根据端模的角度和长度来定型组合。两节模板间的接缝通常采用错台“企口”缝对接,即将橡胶条加在缝隙内并用螺栓拉压紧密。用定型钢模板对其内膜进行拼装时,先在其顶面开一小孔,在顶部留设一个活动盖板,以便为之后的底板混凝土浇筑提供便利。箱梁模板的内模和底模也由两块模板组装而成,它与外模制作的区别在于其中间用栓钉进行衔接。
2.3钢筋制作及绑扎
        绑扎所用钢筋在钢筋加工厂制造完成后,在台座上直接进行绑扎和定型。钢筋焊接时必须采用电弧焊,焊缝长度和搭接长度均需满足相关规定,保证焊接质量。加工后的钢筋需由人力运到台座上,并进行底板、腹板及顶板钢筋的绑扎,同时预应力管道的安装也必须在同一时间内完成。为了避免浇筑混凝土时预应力管道发生位移,在安装管道时需注意:
(1)使用定型的金属钢波纹管;
(2)接头处要做好严格的衔接工作,保证不会漏浆;
(3)管道每到一定长度后应进行一次井字固定,增强稳定性。
2.4混凝土浇筑及拆模
        混凝土浇筑必须在确保钢筋、模板、预埋件、预应力孔道、混凝土保护层厚度等各项检验合格之后才能进行。浇筑时,首先要清理干净模板中存在的各种垃圾。现场施工人员在施工前要做到:(1)检查附着式振捣器是否正常工作;(2)检查搅拌后混凝土的和易性和坍落度是否满足使用要求;(3)对于不合格的混凝土要适当处理后使用或者直接丢弃。准备工作就绪后,从梁的一头向另一头逐渐推进施工。混凝土浇筑顺序为先浇底板混凝土,然后将表面磨平,接着进行内模压底模板、安装内模顶板、浇筑腹板混凝土等一系列工作,最后浇筑顶板混凝土。
2.5箱梁养生
箱梁混凝土浇筑完成后,应及时对其进行养护。养护工作一般需要等到混凝土表面达到一定硬度后才能进行,即采用麻布袋或草帘对其表面进行覆盖,然后洒水养生7d。


2.6预应力施工
        预应力张拉前,必须确保预制混凝土的实际强度与设计理论强度完全吻合。张拉千斤顶应根据以下不同的要求进行选择:
(1)纵向张拉钢绞线采用YCWl50B型千斤顶;
(2)油泵采用ZB4-500型油泵;
(3)采用1.5级工作油表,最大量程为100MPa。
根据计算的下料长度,在台座上用砂轮切割机对预应力钢绞线进行切割。切割前用黑色胶布缠绕切割位置以防切割时发生“炸头”意外,并将切好的钢绞线每隔1.5m左右绑扎一次。为了避免钢绞线因存放时间过长而锈蚀,应做到随用随下料。张拉时,要遵循纵向对称、均匀张拉的原则,主要步骤如下:
(1)确保构件的质量、几何尺寸等检查工作完成后,进行穿束张拉;
(2)两端钢垫板放置时,注意其端面与束向垂直;
(3)箱梁端部预埋钢板、锚具时,要先清理干净垫板接触面的焊渣、毛刺及混凝土残渣等杂物;
(4)根据现场数据或用相关仪器测量后,标定千斤顶油表读数;
(5)反复计算核对各张拉力对应的油表读数,确保准确无误;
(6)计算张拉力和预应力的损耗[2]。
        由于钢绞线为高强低松弛型,所以施工中一般不采用超张拉,而是使用夹片式等具有自锚功能的锚具来张拉,从而避免钢绞线因张拉力过大而造成损坏的风险。张拉过程一般采用双向控制,以张拉吨位对应的油表进行读数,此为主控;以钢束伸长量进行校核,此为辅控。钢绞线进行穿束时,先让一端套上穿束器,然后利用穿束器的引线穿过孔道并继续向前拉,直到两端均露出70cm的长度,穿好后对两端的编号(钢绞线都有各自的编号)进行核对,防止钢绞线交叉扭结。钢绞线的张拉程度主要分为以下四种:荷载、初应力、持荷、锚固。实测伸长值与理论伸长值相差不能过大,一般在-6%~6%之间,否则应暂停张拉工作,需查明原因并提出解决措施,且待监理工程师批准后才能继续施工。
2.7灌浆及封锚
        张拉完成后,为了避免钢绞线在预应力状态下与空气长时间接触而被空气中的水汽锈蚀,应及时对孔道进行压浆。压浆一般采用真空辅助压浆技术,普通硅酸盐水泥按照一定比例进行掺灰,配以HJ200型的灰浆拌和机。先用无齿锯切割之前张拉时留出的70cm钢绞线,使其剩余3~5cm即可(切割时剩下的长度过短会使夹片滑脱,过长会增加封锚的难度)。灌浆完成后,等水泥浆慢慢变硬到一定程度后,将锚具上的玻璃胶清理干净,然后进行封锚操作。封锚时先将梁端混凝土凿毛,再铺钢筋网,最后均匀浇灌上封锚混凝土。
3质量控制要点
        桥梁工程质量控制需要从全周期施工管理的角度进行分析和研究。首先,应加强原材料的选择和检验,包括水泥、碎石、混凝土、钢筋、钢绞线、锚具以及锚垫板等。其次,施工人员在进行预应力钢筋混凝土箱梁预制工作时,需要将混凝土与减水剂进行适当配置,提高施工材料的适应性[3]。在拌和过程中,需要对混凝土进行静态与动态标定,以提高材料配置的精确性(可借助电脑对其进行程序化配比控制,实现自动称量)。在控制模板质量时,施工人员要注意其密封性。在确定模板位置时,要避免出现错位现象。在张拉操作控制时,要注意张拉应力值的大小,并对预应力钢绞线的伸长值进行二次核对。在这个过程中,可能会出现由于波纹管破损而引起的钢绞线与混凝土之间摩擦力过大的现象(如遇到这种情况,施工人员要冷静处理,一般只需反复对其进行张拉,就能克服这种摩擦力过大的现象)。压浆施工的后续操作是封锚。在开展这项工作之前,工作人员要先做好清凿工作,并检查锚垫板下部混凝土的完好性。浇筑新的混凝土时,先对其进行润湿,以有效提高新旧混凝土之间的黏合性。
4结论
预应力钢筋混凝土箱梁预制施工过程中,离不开工作人员的相互配合,这就要求施工人员必须熟练掌握施工要点,强化施工效用,克服施工中的各种不利条件,仔细分析制约工程施工的各项因素,只有这样才能实现项目各环节的质量管控,确保安全施工。
参考文献:
[1]黄立勤.市政桥梁施工中预应力箱梁的应用分析[J].中国住宅设施,2017(12):60-62.
[2]汤光华.预应力混凝土箱梁施工质量问题控制与处理[J].湖南水利水电,2014(12):8-10.
[3]李圣荣.现浇箱梁暨预制箱粱施工关键技术[D].上海:同济大学,2008.
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