山区高速公路立交桥T梁预制施工技术研究论文_张士友,易默成

(中交一航局第四工程有限公司,天津300450)

摘要:不同长度的T梁预留反拱值不同,致使T梁预制台座占用场地过大而成本过高;曲线桥梁预制T梁单片边梁的翼板宽度呈弧线形变化,致使施工控制难度加大,预制梁体外形难看,且易导致防撞墙施工困难。

关键词:台座;预留反拱;滑道可调式翼缘挡板

前言

本文主要解决场地不足情况下多型号T梁穿插预制施工解决办法,曲线位置预制梁体边梁弧线翼缘板的线形控制,及预制标准化的经济型施工理念,可供今后同类工程参考。

1背景

1.1工程简介

某高速互通立交桥涉及主线桥及匝道桥共9座,位于云南省内,三面环山一面为已通车高速公路,大型构件无法整件进场,共涉及预制梁体890榀,分为三种型号(其中20mT梁共125榀,30mT梁666榀,40mT梁99榀),且需要穿插使用。

1.2预制梁体重难点分析

(1)周边不具备大型构件进场运输条件,且可选预制场地位置线形长度较短,面积不足;

(2)设计梁体型号较多,不同梁体的预留反拱数值不同,20m梁2cm、30mT梁3cm、40mT梁4cm台座所需形式较多;

(3)曲线的存在致使边梁翼板呈曲线变化较大,且单跨内梁体长度变化较大(如40m梁型号最长梁与最短梁最大长度差达3.4m)

(4)预制工期较短,受场地影响底胎设置数量受限。

1.3预制场需要解决的问题

(1)解决场地受限的情况下台座通用设置问题;

(2)解决曲线处边梁翼缘板的线性设置问题;

(3)标准化施工情况下的投入的周转重复使用问题。

2预制场地布局及台座设置

2.1圆曲线反拱设置解决场地不足问题

在工程实施中,现场可选做预制场位置地理条件受限,T梁预制场长度320m,宽度92m,平面面积:29440m2,其中制梁台座共34个,存梁台座共55个。考虑到现场的地形、可设置最多台座的数量、工期要求等多方面条件因素,必须要实现台座的通用设置。

由于20m,30 m,40 m梁体的反拱不同,且预应力梁反拱一般根据二次线性方程式进行设计,一般情况如下:

预制台座的预留反拱为抛物线形式,即y=ax2+bx+c(施工中以预制台座中心线为x轴,台座中心最低点为坐标原点,垂直于台座竖直方向为y轴),假设T梁梁长为L,预留反拱值为m,通过计算如下:

a×(L/2)2+b×(L/2)+c=0

a×(-L/2)2+b×(-L/2)+c=0

a×02+b×0+c=-m

解算后c=-m,b=0,a=m/(L/2)2

则y= mx2/(L/2)-m

根据上列计算式,不同的梁长及设计预留反拱最大值,底胎的曲线形式不同,没有办法保证底座的通用。

如果坚持采用抛物线且设置底座通用将会导致梁体预留预应力孔道的对于y轴的不对称布置,将影响张拉后的受力情况。故此项目部经过仔细研究计算,周密考虑后采用圆曲线形式设置了台座的反拱。即以40米梁最大预留反拱为准,采用圆曲线形式设置台座的反拱渐变。通过套用圆的标准方程(x-a)2+(y-b)2=r2进行解算,得出圆曲线方程式:x2+ y2-(107-40)y=4×108,完成台座的设置,保证了y轴两侧预应力孔道以y轴的对称存在。

2.2工期方面说明

通过对台座反拱设置的调整,解决场地不足带来的缺陷,用以满足工期方面要求。通过调整,平均每天预制T梁数量可达到3榀,根据架梁顺序及进度安排生产工期,预计2016年9月制梁结束,架梁预计结束时间为216年10月底,制梁进度可完全保证架梁任务不受影响。

2.3镂空台座设置

在解决了整体台座布局后,需要解决底胎设置形式,采用镂空底座上铺设定型模板,节约成本。底模板可重复使用。由于同种规格预制梁梁长相差较大,在梁靴前后移动的空间内使用活动镂空钢支架支撑底模板。

3预制梁体方案

预制梁体施工涉及到模板制作、安装、钢筋加工、混凝土浇筑、梁体养护、出运等方面。由于工程涉及的型号种类较多,不同梁体型号需要穿插预制,且部分梁体架设在弧线位置,施工比较复杂。本工程在解决了曲线翼缘板施工的同时,做到了精细施工,并在钢筋及混凝土施工等方面均做到了精细标准化施工。现简述如下:

3.1模板配置

(1)为了解决翼缘板弧线的施工问题,在模板的竖向围檩处设置滑道式可调节侧挡,有效的解决了弧线的施工。在侧模悬臂侧设置滑动调节板,滑动板中部采用螺栓调节长度。滑动挡板一侧与侧模相连,另一侧与悬臂模板相连,根据悬臂长度进行内外调节。

(2)底模板采用混凝土台座与镂空钢支架台座穿插使用,如章节2.2解释所说,此种设计解决了不同梁长的T梁共用台座的难题,提高了底模板的利用率。

(3)张拉端底模板采用定型钢套里面铺设2cm厚钢板,钢板下采用四根螺栓调节梁靴纵坡。为防止张拉时模板下沉,在模板下方放置移动钢支墩 进行加固处理。

(4)由于边梁翼缘板悬臂长度不一,考虑到悬臂过长的翼缘板,在定制模板时对悬臂处加长39cm,且考虑到翼缘板厚度不得小于设计值,故加长段采用顺直模板,保证了翼缘板厚度。

(5)为了易于拆卸模板,横隔板在设计时采用双向坡度,并将横隔板内侧直角模板改为圆弧模板。

3.2钢筋加工标准化:

(1)采用钢筋自动加工设备,保证了钢筋加工尺寸统一,提高了工作效率,减少了人工数量。

(2)采用组装式半成品存放架,易于拆卸移动。并根据不同型号钢筋编号分类码放,标识清晰明确,便于施工操作,避免钢筋的错漏。

(3)采用活动钢筋安装定位胎具,保证钢筋定位准确的同时便于移动,可操作性强,保证了钢筋间距及位置准确。

(4)采用圆形穿入式垫块进行钢筋保护层控制,避免了垫块歪斜导致的保护层合格率较低的情况。

(5)预应力管道安装时采用专用标尺定位,保证管道位置准确。

(6)预应力钢绞线在穿束前进行编束编号,同时在张拉施工前,对锚具同样进行编号工作,且在安装时与钢绞线编号相对应。

3.3混凝土浇筑与养护

(1)对于T梁端头钢筋加密处,在绑扎钢筋时要预留振捣孔,确保振捣点数。

(2)在每一根振捣棒上都要标记深度,确保振捣到位,避免漏振现象出现。

(3)在振捣T梁马蹄部位时,采用附着式振捣器,每次振捣时间控制在10s左右,可多次振捣。当混凝土越过马蹄位置后,采用插入式振捣方式。

(4)喷淋管道采用地埋式,通过三通接口连接竖向喷头,有效的避免了管道的破坏;同时可拆卸喷头的设置,方便一人操作,节约用工,可操作性强,可调节喷淋管高度,切实可行。

(5)养护过程中,在排水管道尽头挖蓄水池,用水泵将水继续供入储水罐,循环利用以节约能源。

3.4智能张拉

(1)预应力张拉时,应同时满足混凝土强度达到90%及养护龄期不少于7天的条件。

(2)为保证主梁预应力钢束张拉质量,实行张拉吨位和伸长量双控,且需两端同时张拉,以张拉吨位为主,伸长量误差应控制在±6%范围内。

(3)对于智能张拉机要定期进行仪器校准,另外在平时张拉过程中,也要进行人工校准,如若发现有较大偏差,应停止张拉作业。

(4)智能张拉设备采用超声波测距采集伸长量,避免了传统机械测距系统易变形的现象,保证了伸长量测量准确。

3.5孔道压浆

(1)压浆浆体要严格控制水胶比(0.26-0.28之间)和流动度(12s-18s之间)。

(2)压浆过程中采用大循环模式,确保压浆孔道饱满密实。

(3)对智能压浆机要定期进行校准,防止出现称重不准导致浆体不合格的现象。

(4)压浆结束后,压浆阀门管在4-6小时后再进行拆除工作,确保压浆孔道饱满。

3.6制作及存放顺序

(1)T梁预制顺序严格按照与架梁顺序相匹配,并确保存梁时间不超过90d。

(2)存放顺序按照同一跨按上下层码放,方便后期出梁。

(3)预制台座及存梁台座均有相应编号,并将预制及存梁的T梁对应编号整理台帐。

(4)出梁时采用梁体包角固定钢丝绳,包角采用角钢及半截厚壁钢管焊接而成,厚壁钢管侧与钢丝绳相接触,避免钢丝绳损坏。

4预制场管理理念

(1)工厂化程序化台账化管理理念,针对每一道工序的施工都有相应记录,定岗责任到人,有效的降低错误发生率。

(2)标准化生产辅助措施采用可重复利用用具,有效的降低成本。如前面提到的可拆卸的半成品钢筋存放架,底模板及移动绑扎定位架等。

5本工程采用的工艺改进

(1)台座设置,采用圆曲线反拱设置解决了场地不足的问题,同时采用镂空台座设置,解决了梁长变化较大,梁靴模板前后移动的问题。

(2)滑道式可调节侧挡解决了翼缘板弧度变化较大的问题,保证了工程质量的同时T梁外观美观。

(3)将20mT梁底板宽度(48cm)更改为与30m,40mT梁一致的50cm,这样可增加底胎模板的利用率,同时方便施工。

(4)可拆卸存放架及移动绑扎定位架均提高了工具的使用率,降低了物品损耗,节约了成本。

6结语

本项技术研究中提到的包括圆曲线台座设置,滑道式可调节侧挡设置,可拆卸存放架及移动绑扎定位架等工序工艺,在一定程度上解决了T梁梁长变化较大,翼缘板弧度变化较大等对预制梁带来的难题,可为类似工程提供借鉴。

参考文献:

[1]高兴元.桥梁工程[M].天津:天津大学出版社,2010

[2]赵永申,李晓勇.预制T梁施工技术探讨[J].工程技术,2012(02)

论文作者:张士友,易默成

论文发表刊物:《建筑建材装饰》2016年3月第5期

论文发表时间:2017/1/4

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