橋梁預應力工程施工難點及技術對策摘 要:以京津城際軌道交通工程北京環線特大橋跨五環連續梁橋為例,重點闡述了橋梁預應力工程施工難點,并針對施工難點提出了施工技術對策,為類似項目提供技術參考。關鍵詞:預應力束,施工難點,橋梁,質量,金屬波紋管1 工程概況 京津城際軌道交通工程,是我國第一條按照客運專線標準設計的,時速達350 km的高速鐵路建設項目,工程采用大量引進技術,科技含量高,質量要求嚴。本工程位于華北地區,連接北京、天津兩大直轄市,地處環渤海灣地區的中心地帶,該地區是全國經濟、技術最發達的地區之一。 北京環線特大橋起自北京南DK3+765.6~DK119+449.74,全長15.684 km。線路經行地區地形平坦開闊,平均海拔高程40.0 m。橋梁均為樁基基礎,圓端形橋墩,所有跨路地段上部結構均采用三跨P.C.連續梁形式,連續梁是本橋的控制性工程。而跨五環連續梁又是全線跨度最大、懸灌節段最多的梁,因此成為京津城際軌道交通工程全線控制工期的重點工程。 跨五環連續梁橋位于朝陽區十八里店鄉老君堂與西直河村附近,由(80+120+80) m的三跨連續梁組成,主跨與五環高速公路在25.4 km標志附近上跨斜交。 五環連續梁橋跨組合為(80+128+80) m,梁部設計為變高度三向預應力箱梁,箱梁節段分為2個0號段、4個懸灌施工段、10個支架現澆段、2個邊跨合攏段、1個中跨合攏段。0號段中心梁高9.6 m,梁底加厚段處寬8.8 m,其余寬為7.0 m,梁頂板寬13.4 m,頂板厚45 cm~65 cm;腹板厚110 cm~64 cm;底板厚120 cm~52 cm。 五環連續梁縱向預應力束:有頂板束340束、腹板束184束、底板束224束,最長的預應力管道達126 m,設計為金屬波紋管成孔。橫向每50 cm設置一道4-7?5的預應力鋼束,長度13.4 m。豎向在兩側腹板內每50 cm均設置一道?25的高強度精軋螺紋鋼束。2 施工技術難點 針對跨五環連續梁三向預應力束數量多、管道密集,各種鋼筋相互干擾大的設計特點,在施工過程中存在如下技術難點: 1)金屬波紋管成孔的縱向預應力管道容易進漿堵管。由于在制造、運輸和安裝金屬波紋管時容易變形、開裂、刺穿和接頭多等缺點,在混凝土澆筑過程中容易造成成孔的預應力管道變形、進漿和堵管。2)在預應力鋼筋穿束時容易將金屬波紋管壁拉下造成穿束困難,甚至堵管。由于在穿預應力鋼束時使金屬波紋管壁造成了破壞。3)金屬波紋管成孔的預應力管道線形定位偏差大,容易造成管道摩阻系數大。4)預應力管道和結構鋼筋的相互干擾,線形控制困難。由于連續梁結構鋼筋(特別是0號段鋼筋和現澆段齒塊鋼筋)密集、復雜、鋼筋多,造成預應力管道安裝困難,線形不易控制。5)由于施工工序多、各種鋼筋密集,容易造成橫向和豎向管道的通氣孔被鋼筋擠壓變形和被混凝土堵塞,造成通氣失效、管道壓降困難。3 施工對策3.1 防止金屬波紋管漏漿堵管對策 1)金屬波紋管加工。到場的金屬波紋管必須符合JG/T 3013預應力混凝土用金屬螺旋管的要求,直徑滿足設計要求,壁厚t≥0.3 mm,卷制接縫牢固、嚴密不漏漿,具有足夠的強度,以使其在混凝土的重力作用下能夠保持原有的形狀。 2)金屬波紋管的運輸、吊裝和儲存。必須采用專門的運輸車輛運輸,不能和其他物品混合運輸,防止運輸過程中被擠壓變形;必須采用模架整體吊裝,不能采用直接拴住兩點吊裝金屬波紋管;儲存時在金屬波紋管下方必須用木板支墊平整,上方用防雨布覆蓋嚴密,防止銹蝕。 3)金屬波紋管安裝前的檢查。所有管道必須形狀完好,沒有變形、扭曲和孔眼,否則應予切除更換。 4)金屬波紋管的切割。采用砂輪機切割,必須保持管口齊整,無向管內的毛齒和扁口。必須對每根切割的管口進行檢查,發現有向管內的毛齒和管口變形,應進行打磨齊平和校正圓順。 5)金屬波紋管的連接。連接套管比被連接管稍微大一個型號,連接套管長度不小于40 cm;將兩主管(被連接管)的管頭旋進連接套管,使其管口在連接套管的中間靠近,盡量密貼;套好后再用膠帶紙將套管兩頭包裹嚴密、牢固;必須采用粘性好的牛皮膠帶紙,不能采用透明薄型的膠帶紙。 6)錨墊板處金屬波紋管。金屬波紋管必須露出錨墊板長度不小于30 cm;并用棉紗封堵管口和壓漿孔。 7)金屬波紋管安裝后的保護。防止電焊等火花濺落到金屬波紋管上,氣割、電弧焊時防止燒傷管壁,必須遠離金屬波紋管;必須在其附近氣割、電弧焊時應該采用保護板(厚鐵板或厚木板)隔離;安裝好的預應力金屬波紋管道上不能壓重、踩踏。 8)金屬波紋管內穿塑料管。澆筑混凝土前必須在每根管道內穿上內襯塑料管,內襯塑料管外徑比金屬波紋管內徑小1 cm為宜,并具有一定的強度和柔韌性,保證起到金屬波紋管的內支撐作用,使混凝土澆筑時管道不變形;在混凝土初凝前后,將內襯塑料管來回抽動數次。3.2 預應力鋼筋穿束困難對策 1)鋼絞線編束:按照鋼絞線編束要求,應每隔1 m~1.5 m用鐵絲將整孔鋼絞線綁扎成一束;應將每根鋼絞線編號編束,且梳絲理順。2)將鋼絞線束一端線頭錯開綁扎成梭形,并包裹好或戴好梭形罩,緩慢伸進管道,從一端向另一端拖拉就位,防止鋼絞線頭碰撞金屬波紋管壁。3)如果整束鋼絞線穿過困難時可以采用先穿過一半數量,起到保護波紋管壁的作用;將其余鋼絞線頭錯開呈梭形拴在一起,再在先穿過的中間選用一根筋作為牽引線,將剩余鋼絞線穿入管道。4)對于以上方法均不能將預應力鋼束穿過管道時,就只有采取破除管道被堵塞位置的結構混凝土,進行開窗處理。3.3 管道線形偏差、摩阻系數大的對策 1)金屬波紋管的定位:必須按照設計位置放線定位,事先加工好定位鋼筋,按照一般直線段不大于60 cm一道定位鋼筋來固定金屬波紋管;曲線段應加密,特別是起彎點前后、最高點、最低點和接頭位置等處均應增加定位鋼筋,使其定位后不發生移動。2)在搗固混凝土前,搗固工人必須事先知道預應力管道的位置,并明確給予在管道周圍的搗固方法;不能將搗固棒直接接觸金屬波紋管。3)施工人員必須責任心強、工作仔細不馬虎,必須派專人進行金屬波紋管的連接、安裝、定位和檢查。4)在進行預應力張拉前,應選擇有代表性的管道進行管道摩阻系數測試試驗,計算控制應力時摩阻系數應采用試驗測試值。3.4 預應力管道和結構鋼筋的相互干擾對策 1)認真研讀圖紙,確定預應力管道處結構鋼筋的安裝方法和安裝順序。2)由于連續梁現澆節段結構鋼筋(特別是齒塊)復雜,與預應力管道的安裝定位干擾很大,在施工的全過程和每個工作面均派技術人員進行指導作業,防止安裝順序錯亂造成返工現象。3)由技術人員和測量人員在模板上測放出預應力管道的設計位置,作好線形控制和管道編號標記。4)安裝預應力管道下部的結構鋼筋,再沿管道控制線鋪設管道,套入結構的環形鋼筋,進行管道的架立和定位。5)進行預應力管道其余部位的結構鋼筋安裝、定位和連接。3.5 防止預應力管道通氣孔失效對策 1)在安裝結構鋼筋時,避免將通氣管擠壓變形,應派專人檢查通氣管、梳理管道,盡量從結構鋼筋的空隙處穿出來,防止受壓。2)在通氣管內增加一根硬度大的塑料管作內襯,即使在施工過程中承受一定壓力時也不至于將通氣管道堵死。3)應將通氣管道口用鐵絲綁扎或用封口膠臨時封嚴,盡量使通氣管口高出施工的混凝土面,防止水泥漿進入管道。4 結語 通過本工程的施工實踐,可以認識到施工過程工序質量的控制尤其重要。而預應力工程又是一個復雜和系統的工程,預應力鋼筋是連續梁結構中主要的受力承載結構,保證預應力管道安裝質量是結構受力良好的關鍵,因此必須在施工的全過程進行施工技術指導和有效的質量控制,以達到結構的設計標準。參考文獻:[1]劉 忠.大跨度預應力梁的施工工作總結[J].山西建筑,2006,32(15):113-114.
