橋梁鋼筋混凝土結(jié)合段施工技術探討

 橋梁鋼筋混凝土結(jié)合段施工技術探討

　　摘要：本文結(jié)合工程實例，對橋梁鋼筋混凝土結(jié)合段施工技術進行了分析，以供同行參考。

　　關鍵詞：施工技術；PBL傳剪鍵；混凝土；預應力　　

　　1工程概況

　　某大橋主橋為獨塔自錨式懸索橋，總體布置為：南岸混凝土錨跨（39.64m+40m）+混凝土加勁梁（4×40m+30m）+主跨鋼加勁梁（350m）+北岸混凝土錨跨（30m+29.6m）。　

　　2施工特點與要求

　　2．1結(jié)構(gòu)特點

　　鋼混結(jié)合段是鋼加勁梁與混凝土梁（北滘岸是混凝土加勁，和順岸是錨跨混凝土箱梁）結(jié)合的梁段，將傳遞整個懸索橋自平衡體系產(chǎn)生的軸向壓力及伴隨著的彎矩和扭矩。為了保證讓兩個剛度不同的結(jié)構(gòu)傳力順暢，并在成橋后長期營運階段，車輛荷載反復作用下，不出現(xiàn)疲勞而開裂，所以設計的結(jié)合段鋼筋密集，預應力管道繁多，鋼箱梁又伸入進來，施工空間狹窄，混凝土下落受阻，施工難度相當大。設計PBL剪力鍵結(jié)構(gòu)是一個新技術，對其力學性能沒有深刻的理解，施工經(jīng)驗缺乏。

　　2.2鋼混結(jié)合段施工順序的調(diào)整

　　全橋雙幅共四個鋼混結(jié)合段，結(jié)合段長均為1.5m，根據(jù)設計要求、施工實際情況，結(jié)合段與砼加勁梁之間不宜設置后澆帶或施工縫，為保證其整體性，分別增加箱梁一定長度為混凝土結(jié)合段。

　　北滘岸是由混凝土加勁梁與鋼加勁梁結(jié)合。主跨的鋼加勁梁先吊裝，鋼加勁梁的端面段約4.0m就位，等待與混凝土加勁梁結(jié)合�；炷�土加勁梁一端剩下6號梁段和7號梁段(合攏段)，6號梁段作為鋼混結(jié)合段。

　　和順岸鋼混結(jié)合段施工順序：由錨跨與鋼加勁梁結(jié)合。主跨的鋼加勁梁先吊裝就位，約4.0m長等待與錨跨混凝土箱梁結(jié)合。錨跨與鋼加勁梁對應一端，剩下總長約14.0m，其中9.0m長作為鋼混結(jié)合段，5.0m長作為合攏段。

　　2.3施工技術要求

　�。�1）為保證鋼砼結(jié)合段和砼箱梁整體性，底板、腹板、頂板一次整體現(xiàn)澆。

　�。�2）預應力管道連接、定位鋼筋、管道線型等應嚴加控制。

　�。�3）普通鋼筋密集，安裝空間狹窄，與預應力管道位置重疊點很多，其位置必須合理的調(diào)整，或增加加強鋼筋補強。

　�。�4）PBL剪力鍵位鋼筋必須嚴格按設計要求固定于孔位中間，保證混凝土能密實充滿，并防止施工外力作用移位。

　�。�5）嚴格控制混凝土施工質(zhì)量，采用和易性比較好，自流平的混凝土，防止混凝土離析、漏振現(xiàn)象。

　�。�6）鑒于結(jié)合段鋼筋密集區(qū)域混凝土下落及振搗困難問題，必須在混凝土澆筑工藝、措施上進行保證�！　�

　　3結(jié)合段鋼筋綁扎、預應力筋的安裝

　　3.1鋼筋綁扎

　�。�1）普通鋼筋安裝

　　鋼混結(jié)合段鋼筋布置復雜，定位要求準確，鋼筋下料前詳細熟悉施工圖紙，按照施工圖紙及施工規(guī)范要求進行加工，鋼筋安裝前根據(jù)鋼筋間距準確放樣，用紅油漆作出明確標示，按照標示位置準確安裝，鋼筋的安裝分兩次進行：先安裝底板和腹板、橫梁鋼筋及底板、腹板預應力管道，安裝內(nèi)模、頂模后，再安裝頂板、翼板鋼筋和頂板縱向預應力管道。嚴格按照設計及規(guī)范進行，特別注意底面?zhèn)让姹Ｗo層的墊設，處理好鋼筋與預應力束發(fā)生沖突時的相互關系，保證預應力管道位置準確，鋼筋位置挪動。將混凝土箱梁縱向主筋與鋼箱梁接觸的部位采用電焊連接，增強結(jié)合面的強度。                      

　　（2）PBL傳剪鍵鋼筋施工

　　鋼混結(jié)合段頂板、底板及腹板PBL傳剪鍵鋼筋均無法通長正常進行穿孔安裝，為保證PBL傳剪鍵鋼筋能按設計圖數(shù)量完成安裝，同時滿足PBL傳剪鍵鋼筋定位于PBL剪力孔中心的設計要求，在施工中將PBL傳剪鍵鋼筋截短穿孔后采用直螺紋機械連接連成整體，為保證PBL傳剪鍵鋼筋的整體性，減少機械連接接頭數(shù)量，在PBL傳剪板中PBL剪力孔對應位置進行開槽，PBL傳剪鍵鋼筋安裝完成后再將槽口處用δ1cm鋼板焊接復原。并將傳剪鍵鋼筋電焊固定牢固。              

　　3.2預應力安裝

　　鋼混結(jié)合段鋼箱梁與混凝土箱梁結(jié)合面縱向頂板采用φj15.24鋼絞線，12孔夾片式群錨體系，底板采用φj15.24鋼絞線，4孔夾片式群錨體系，腹板采用Фl32精扎螺紋鋼筋、YGM錨具。都采用PVC塑料波紋管道成孔。

　　鋼絞線采用兩端張拉，精軋螺紋鋼采用單端張拉。鋼箱梁端面60mm厚的鋼板在工廠加工時，根據(jù)設計圖紙鉆了預應力張拉端孔位。孔道壁經(jīng)打磨保證光滑避免損傷鋼絞線及粗鋼筋，波紋管距鋼箱梁端面板30cm長度內(nèi)做成喇叭口型過渡段。預應力管道安裝就位后，隨后將預應力筋先穿索就位，保證管道線型定位準確。

　　為了方便施工，預應力管道及穿索與普通鋼筋安裝穿插交替進行，采取了保護措施，確保預應力管道可靠�！　�

　　4混凝土澆筑

　　鋼混結(jié)合段采用聚丙烯晴纖維C50微膨脹混凝土。纖維用量為1kg/m3。聚丙烯晴纖維混凝土經(jīng)試驗后方可使用，按纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術規(guī)程CECS38：2004或JT/TS25-2004采用。

　　纖維的幾何特征和主要物理力學指標參考值                     

　　混凝土供應與錨跨混凝土供應方法相同，采用商品混凝土，粗集料選用5～25mm級配。由于1.5m結(jié)合段位置結(jié)構(gòu)復雜，鋼筋及預應力管道密集，砼澆筑質(zhì)量要求高，所以在砼澆筑過程中按各不同結(jié)構(gòu)部位采取不同的措施，并考慮澆筑順序。

　　4.1普通部位混凝土澆筑

　　混凝土采用兩臺汽車泵泵送至澆注點，每臺輸送泵配備3臺插入式振動器，多點振搗，每點相距30~50cm左右，振搗時間約10~30s。對每一振搗部位，必須振搗密實為止，密實的標志是混凝土停止下沉、不再冒出氣泡、表面呈現(xiàn)平坦、泛漿。預應力齒塊等鋼筋密集部位、模板角落及振搗器不能達到的地方，輔以小型振動棒或插釬插搗，以保證局部密實。

　　4.2鋼混結(jié)合面1.5m范圍混凝土澆筑密實措施

　�。�1）鋼混結(jié)合面1.5m范圍頂板混凝土面層為鋼板，設計圖紙預留有混凝土澆筑用孔，但根據(jù)現(xiàn)場觀察，原有混凝土澆筑用孔難以保證頂板混凝土澆注密實，我們于頂面鋼板切割增加澆筑用孔，以增加振搗孔和排氣。

　　（2）底板、斜腹板混凝土：在底板、斜腹板模板上按振搗半徑預留澆筑用孔，即將水平的鋼筋位置移動，將混凝土輸送管道直接插入下去，避免下落過程離析。以保證混凝土振搗密實及排氣；

　�。�3）直腹板混凝土：直腹板內(nèi)鋼筋布置密集，頂板所預留澆筑用孔難于保證該處混凝土振搗密實，擬于鋼箱梁鋼混結(jié)合面鋼板處安裝附著式振動器，每條直腹板對應位置安裝4臺附著式振動器，腹板兩側(cè)上、下各安裝一臺；

　　（4）斜腹板外側(cè)混凝土澆注時從頂面無法用振動棒對該部位進行振搗，擬于頂面鋼筋預留下人孔，安排振棒手直達該部位進行振搗，該部位混凝土澆注完畢后再將面板鋼筋安裝復原。

　　4.3混凝土澆注順序

　　從低處往高處澆，先澆注箱梁腹板至倒角以上15cm，再澆注箱梁底板混凝土，為避免澆注腹板時混凝土從底板處反漿現(xiàn)象，可待底板混凝土失去流動性后再澆注腹板剩余部分混凝土及頂板混凝土�；炷�土分層厚度嚴格按施工規(guī)范要求執(zhí)行，澆注上層混凝土時插入下層混凝土約10cm，以保證新澆混凝土與先澆混凝土結(jié)合良好。　

　　5預應力施工

　　預應力施工施工均由專職工程師具體負責，專門從事預應力施工的熟練工人承擔來保證預應力施工質(zhì)量。

　�。�1）張拉即將開始前，所有的鋼束在張拉點之間應能自由移動，同時構(gòu)件可以自由適應施加預應力時產(chǎn)生的水平和垂直移動。

　�。�2）按設計要求，當混凝土強度達到90%以上才開始預應力張拉。按照預應力操作工藝要求，安裝工作錨環(huán)及夾片，千斤頂工具錨環(huán)及夾片，千斤頂安裝時應注意錨環(huán)與錨墊板是否同心，并且與管道中心線在同一直線上，檢查千斤頂與壓力表的對應關系，一切準備就緒，才進行張拉。整個鋼混結(jié)合段按設計要求進行張拉，特別注意全斷面上對稱性，保證梁體在預應力張拉的作用下壓縮變形均勻。

　�。�3）張拉采用兩端雙控張拉。張拉程序為：0—→初始應力（10%σy）—→σy(持荷5min)—→(量尺)壓力穩(wěn)定后—→錨固。持荷時間一定要保證，這樣來消除多種因素造成的預應力損失。

　　（4）張拉過程中，兩端的操作人員默契配合，控制兩端的拉力及伸長量基本一致，必要時，可將領先一端暫停加壓操作改為持荷，等落后一端跟上來后，再同步進行。

　　（5）張拉完后，即填好現(xiàn)場原始記錄，將實測伸長量與設計比較，得出張拉結(jié)果數(shù)據(jù)是否符合設計及規(guī)范要求。

　�。�6）張拉后，鋼絞線沒有立即切斷，觀察一天，看有否滑絲現(xiàn)象，另外，對張拉前標記的外觀部位及主要受力部分進行跟蹤觀察、記錄，如發(fā)現(xiàn)裂紋或較大的外觀缺陷出現(xiàn)，應及時匯報，按要求處理。

　�。�7）孔道壓漿采用機械活塞式壓漿泵進行。壓漿前用手提砂輪機切割錨環(huán)處鋼絞線，用砂漿填塞錨環(huán)周圍的鋼絞線并用高壓水沖洗孔道，排除孔內(nèi)粉渣雜物，確�？椎罆惩�，并用空壓機吹去孔子內(nèi)積水。壓漿所用的水泥漿配合比由具有CMA認證資質(zhì)的質(zhì)監(jiān)部門設計，壓漿自下而上，采用一次壓漿法，以0.5MP的常壓連續(xù)進行作業(yè)，從一端壓向另一端，當排氣端排出符合施工規(guī)范要求的水泥漿（稠度14~18S）后，將排氣孔封住，并繼續(xù)加壓到0.7MP止，之后穩(wěn)定3~5分鐘，每個孔道一次壓完，中途不能停頓，水泥漿自調(diào)制到壓至孔道不宜超過45分鐘。壓漿后應從檢查孔抽查壓漿的密實度情況，如有不實，及時處理。

　�。�8）封錨處理：在鋼加勁梁一端張拉錨固的預應力的錨具，為保證封錨頭的混凝土的永久性，在端面板上的錨頭上，電焊一個向上開口的鋼板盒子（防腐處理），作為封錨頭混凝土的模板，并焊在上面，再澆注封錨混凝土。

　　6、結(jié)束語

　　由于PBL剪力鍵結(jié)構(gòu)是新技術，橋梁混凝土施工時嚴格按照設計標準和技術要求，取得良好的經(jīng)濟效益和社會效益，值得推廣�！�