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装配式部分预应力混凝土连续箱梁施工关键技术

2016-05-27来源:预制建筑网

装配式部分预应力混凝土连续箱梁,常称为组合箱梁,是一种先简支后连续部分预应力混凝土结构。具有抗扭刚度大、横向分布好、承载能力高、结构自重小、节约钢材、运输和吊装稳定性好等特点,在交通工程建设中得到广泛应用。常见的病害有:联中支座顶钢板倾斜或脱空,从而造成支座偏载破坏;联端滑动支座不水平;一束钢铰线(3~5根)中锚下长度不等、受力不均,锚环扭转;预制箱梁梁面浅层混凝土强度达不到设计的要求,通车后成为沥青路面破坏的重要原因之一等。

1、预制箱梁混凝土浇筑

1.1 防止混凝土表面色差、冷缝的措施

腹板与底板交界处,外表面常会出现色差,甚至局部能见到冷缝,成因是混凝土浇筑时先底板后腹板,以致底、腹板交界处振捣不实。正确的做法是:箱梁内模模板侧应设10~15cm 宽压板,拌合料入仓时,应先部分腹板、后底板再补足腹板,防止底、腹板连接面在混凝土表面产生缺陷。

混凝土浇筑时必须严格水平分层,确保振捣工人在振捣上层混凝土时振捣棒能插入下层5~10cm,及时引走下层混凝土的表面浮浆,防止砂浆过多集中,保证混凝土的均匀性。

下料时搁置在表层钢筋与模板间的拌合料应及时清除入仓,否则混凝土表面会形成斑点,高温季节尤甚。

1.2 确保梁面浅层混凝土达设计强度

混凝土浇筑至梁面时,常常会出现砂浆集中、含水量高的情况,有的施工单位常采用干水泥收面的错误做法,有的收面草草了事,未终凝就拉毛,形成松散层。正确的做法是:通过刮走浮浆,不断压磨挤水至终凝。既可以消除混凝土收缩裂缝于萌芽之中,也可以保证浅层混凝土强度达设计要求。

2、支座

2.1 联端支座

联端支座常会发生橡胶支座剪切变形和四氟板不水平的问题,交工验收时极易发现,届时很难处理。前者是因为梁体有纵坡,梁体安装时未采取临时限位措施造成的,后者是由于梁底预埋钢板和楔形钢板不标准(仅考虑纵坡未考虑张拉起拱影响),未采取相应措施造成的。

有的设计取消了调平用的楔行钢板,要求预埋钢板在预制梁体时凸出底板外,梁体安装后正好水平。这种做法不仅在预应力张拉时产生底板破坏的问题,而且因梁的纵坡不同,预埋钢板埋置时的倾斜度也不同,随张拉起拱值的变化而变化,施工困难,并且箱梁须分别堆放,增加了很多的工作。

2.2 联中支座

联中支座顶钢板是无载重的搁置在支座上浇筑湿接头混凝土的,立摸、浇筑时稍有不慎,就会脱空或倾斜,体系转换后可能造成支座偏载破坏,几乎无法处理,形成隐患。

为了避免上述问题的发生,可以在支座垫石混凝土中预埋4根Φ12的临时调平锁定螺栓,相应在支座顶钢板上开孔。当支座顶钢板安放到支座上后,用水平尺予以调平、锁定,在体系转换后再解除锁定。调平时如发现垫石不平也可以及时处理。

3、预应力张拉关键技术

3.1 锚下控制应力与钢铰线长度的控制

3.1.1张拉控制应力

设计锚下控制应力×钢铰线公称面积,习惯上称为锚下张拉力,包括预计的预应力损失值,但未包括锚圈口摩阻损失,因此不能把锚下张拉力与油顶张拉力混淆,后者是前者和锚圈口摩阻损失之和。目前上述问题往往被忽略了,造成预加应力不足,箱梁压浆后就无法处理,就形成了质量隐患。

3.1.2锚圈口摩阻损失

应注意的是在设计时,均不考虑此项损失,故应由施工单位补足此项预应力损失。施工中常用超张拉1.03 来补足。

3.1.3控制锚环间钢铰线长度的重要性(鉴于每束只有3~5 根钢铰线)

目前初张拉大多不采用单根张拉,以致张拉时锚环间短的钢铰线先受力,如其长度较标准长度 l短△(△=4.769×10-4×),当长度为的钢铰线拉应力达0.75 时,较短的钢铰线拉应力达0.8 。为此在编束和穿束过程中必须有控制锚环间钢铰线基本等长的措施和检查的手段,施工规范规定初张拉采用单根张拉,同时可以防止钢铰线缠绕问题的发生。

3.2 钢铰线试验弹模

由于施工单位购买的钢铰线实际断面面积偏大,张拉时应注意调整设计伸长量。

3.3 防止锚环扭转的措施

组合箱梁预应力钢铰线每束只有3~5根,初张拉往往采用整束张拉,锚下基本等长非常重要,必须采取一定的控制手段。施工中应按规定编束,编束要顺直,并在锚垫板、锚环上刻痕对准,防止锚环扭转。

3.4 张拉起拱度的控制

预应力混凝土箱梁张拉的起拱度是混凝土均匀性、张拉力、张拉时混凝土强度、弹模、断面尺寸正确性的综合反映。在预应力张拉完8 h(形变的滞后)后,宜测量跨中和1/4 点的起拱值并作记录,以改进混凝土浇筑、张拉工艺和作为试件发生问题时处理的重要依据。

3.5 箱梁侧向弯曲的防治

预应力孔道预留有问题会导致预应力筋偏位或采取非对称张拉,使箱梁,承受非对称预应力而发生侧向弯曲。箱梁的跨径越大,弯曲的危害越大,严重的会发生断梁事故。

为此,应严格按照设计精确布设和固定预应力管道,防止在混凝土浇筑中产生位移。箱梁张拉时严格按照设计和规范的规定进行对称张拉,边梁和翼缘板较宽的梁尤其要注意。

3.6 调平层

由于梁体的龄期差异,箱梁在横向上一般呈折线形,造成调平层的厚薄不均且有突变;浇筑调平层混凝土前洒水冲洗有积水和水膜;混凝土凝固时的收缩等使混凝土调平层极易脱空、开裂成为桥梁沥青面层破坏的主要原因。如按施工缝处理面广量大,不太可能。可行的办法是:在厚度允许的误差范围内凿除凸出部分;光滑部分凿毛;冲洗后清除积水略干燥后再浇筑调平层混凝土;振捣密实后刮浮浆压磨收面至终凝;成型后敲击听音查脱空。

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