淺談高速鐵路特大橋連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力施工的技術(shù)控制
2017-04-25
滬寧城際鐵路V標(biāo)無錫西特大橋中心里程DK165+896.180，橋梁全長18886.03米，為滬寧城鐵全線最長的橋梁。基礎(chǔ)采用鉆孔樁基礎(chǔ)，下部結(jié)構(gòu)采用實(shí)體墩臺和空心墩，上部結(jié)構(gòu)為32m雙線簡支箱梁493孔、24m雙線簡支箱梁36孔、2聯(lián)（32+40+32）m連續(xù)梁、2聯(lián)（40+56+40）m連續(xù)梁、4聯(lián)（48+80+48）m連續(xù)梁、7聯(lián)（32+48+32）m連續(xù)梁、1聯(lián)（32+48+48+32）m連續(xù)梁。其中，189#～192#墩（起訖里程DK162+516.86～DK162+694.26），各為一聯(lián)48+80+48m跨度的連續(xù)梁。每聯(lián)連續(xù)梁全長為177.2m，連續(xù)箱梁截面類型為單箱單室變高度截面，橋面板寬12.2m，箱梁采用斜腹板型式，截面中心箱梁梁體高度為3.83～6.23m，截面中心箱梁頂板厚42cm，底板厚45-80cm，腹板厚45-80cm，于支承處，箱梁頂、底、腹板局部加厚，全橋共設(shè)5處橫隔梁。在無錫西特大橋連續(xù)梁的預(yù)應(yīng)力施工中，著重對以下幾環(huán)節(jié)進(jìn)行了嚴(yán)格的控制。
一、張拉機(jī)具的選擇
施工前，要根據(jù)設(shè)計張拉力的大小選擇千斤頂?shù)膰嵨?、行程以及與之配套的高壓油泵和油表。由于施加到梁體上的預(yù)應(yīng)力值的準(zhǔn)確性對預(yù)應(yīng)力梁的質(zhì)量至關(guān)重要，張拉前，必須將張拉機(jī)具送有資格的檢定單位進(jìn)行校驗(yàn)，使用超過200次或半年后，必須重新校驗(yàn)。張拉機(jī)具由專職人員操作使用，本工程選擇兩臺YC250B型千斤頂，其張拉力大于控制張拉力的1.5倍以上，滿足施工要求。因此，M15—12、BM15—9均采用YCL250型千斤頂進(jìn)行兩端張拉；BM15—5采用YCQ-240型單孔穿心式千斤頂進(jìn)行單根張拉；高強(qiáng)精軋粗鋼筋錨具采用YGM，張拉采用YC60型千斤頂。工作油表采用1.5級，最大量程60Mpa，標(biāo)準(zhǔn)油表0.4級，最大量程為100Mpa。千斤頂與壓力表應(yīng)配套檢驗(yàn)和使用，千斤頂使用每200次以上或6個月以上應(yīng)重新進(jìn)行校對。
二、張拉前的準(zhǔn)備工作
千斤頂與油壓表配套檢驗(yàn)時，要分組編號，對千斤頂?shù)闹鲃庸ぷ鳡顟B(tài)（施加壓力）和被動工作狀態(tài)（回油）進(jìn)行檢驗(yàn)，得出千斤頂實(shí)際壓力與壓力表讀數(shù)之間的相應(yīng)對應(yīng)關(guān)系，制成圖表。實(shí)際使用時，同一組編號的設(shè)備應(yīng)對應(yīng)該編號的標(biāo)定曲線，不同組編號不得混用。
張拉前應(yīng)清除錨墊板上砼，檢查錨墊板下是否有蜂窩和空洞及其他嚴(yán)重缺陷，并采取補(bǔ)強(qiáng)措施。張拉前向孔內(nèi)壓風(fēng)，清除孔內(nèi)雜物。
根據(jù)千斤頂校驗(yàn)曲線查出各級張拉噸位下油壓表讀數(shù)，供張拉時使用。
根據(jù)設(shè)計要求，梁體砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的100%方可進(jìn)行張拉。
三、張拉操作程序
預(yù)應(yīng)力張拉順序應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計執(zhí)行?？v向預(yù)應(yīng)力鋼束采用兩端張拉，兩端應(yīng)保持對稱張拉，最大不平衡束不應(yīng)超過1束，張拉順序先腹板束，后頂板束，從外向內(nèi)對稱進(jìn)行。橫向預(yù)應(yīng)力束采用單端張拉，縱橋向交錯布置，橫向預(yù)應(yīng)力束彎曲半徑R=400cm。三向預(yù)應(yīng)力體系張拉順序?yàn)椋嚎v向-橫向-豎向。
張拉程序?yàn)?—0.1FK—0.2FK—1.03FK（持荷2min）--錨固
其中：FK為設(shè)計張拉控制應(yīng)力。
縱向預(yù)應(yīng)力鋼束鋼絞線強(qiáng)度fpk=1860Mpa，Ep=1.95×105Mpa，錨下控制張拉應(yīng)力為Ti：1240Mpa，F(xiàn)i、Wi、Bi、Di：1300Mpa。
橫向預(yù)應(yīng)力鋼束鋼絞線強(qiáng)度fpk=1860Mpa，Ep=1.95×105Mpa，錨下控制張拉應(yīng)力為1300Mpa。每節(jié)段最后一根橫向預(yù)應(yīng)力束待下節(jié)段砼澆注并且強(qiáng)度滿足張拉強(qiáng)度要求后與下一節(jié)段橫向預(yù)應(yīng)力一起張拉。位于腹板上彎索頂板張拉槽口內(nèi)橫向索可采用兩端張拉，其張拉端伸長量3.36cm。腹板上彎索張拉完后恢復(fù)槽口內(nèi)鋼筋、橫向預(yù)應(yīng)力管道并填筑張拉槽內(nèi)混凝土后再張拉槽口內(nèi)橫向索。
腹板豎向預(yù)應(yīng)力采用32mm預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋，鋼筋標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度fpk=830Mpa，Ep=2.0×105Mpa，張拉應(yīng)力為705Mpa，每延米張拉伸長量為0.317cm，（0.1FK以后的張拉伸長量），預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋應(yīng)采取反復(fù)張拉措施，確保錨固時錨具回縮量不大于1mm。
張拉過程中先張拉到0.1FK，然后開始張拉量測伸長值到0.2FK，最后張拉到要求的張拉控制應(yīng)力持荷后錨固。
張拉時采用張拉力和伸長值雙控，理論伸長值和實(shí)際伸長值誤差不應(yīng)超過-6%～+6%，如超出須停止張拉，查找原因。在張拉過程中，認(rèn)真填寫有關(guān)張拉記錄。
預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉過程中要嚴(yán)格按程序施工，均勻施加力。油泵操作人員給油和回油要慢，不得驟然間回油和給油。
四、張拉注意事項(xiàng)
1、千斤頂、油壓表、油泵應(yīng)互相配套。
2、千斤頂、錨圈與孔口中心線應(yīng)位于同一軸線上。
3、所有需要校驗(yàn)的張拉機(jī)具不準(zhǔn)超過校驗(yàn)期限，若機(jī)具在張拉過程中出現(xiàn)故障應(yīng)立即停止張拉作業(yè)。
4、油管不許踩踏攀扶，如有破損及時更換。
5、千斤頂內(nèi)有油壓時，不得拆卸油管接口，防止高壓油射出傷人。要保持安全閥的靈敏可靠。
6、張拉時，千斤頂后面嚴(yán)禁站人，張拉人員應(yīng)站在千斤頂兩側(cè)面操作。
五、預(yù)應(yīng)力粗鋼筋的張拉
預(yù)應(yīng)力粗鋼筋張拉采用軋絲錨和與之配套的YC60型行斤頂進(jìn)行。粗鋼筋下料長度按設(shè)計圖預(yù)應(yīng)力鋼筋材料表，并在下料時考慮增加掛籃軌道的錨固長度。張拉工作程序?yàn)椋?br />
檢查孔道是否暢通→將錨固端清理干凈→旋上錨具→用連接器連接千斤頂張拉桿與豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋→安裝工具錨→按程序張拉到設(shè)計噸位→檢查各項(xiàng)張拉控制指標(biāo)→上緊軋絲錨→卸載進(jìn)行二次復(fù)拉→旋下工具錨.
六、孔道壓漿
孔道壓漿選用設(shè)備為：真空泵、壓漿泵、空壓機(jī)、灰漿拌和機(jī)、自制貯漿桶?；覞{拌和時，水泥漿使用的水泥及標(biāo)號與梁體所用水泥相同，強(qiáng)度符合設(shè)計要求，水泥漿稠度為14—12s。
1、張拉完畢后應(yīng)及時進(jìn)行壓漿，壓漿前將錨塞周圍預(yù)應(yīng)力筋間隙用水泥漿封錨，為盡快達(dá)到壓漿程度，可在泥漿中摻入一定比例的水玻璃加快強(qiáng)度增長。
2、壓漿前應(yīng)用壓力水沖洗孔道，最后用壓縮空氣排除孔內(nèi)積水并吹干孔道。并對水泥漿攪拌機(jī)、壓漿泵、真空泵以及各種管道接頭進(jìn)行檢查，確認(rèn)可以正常工作。
3、按設(shè)計配合比進(jìn)行水泥漿的配制。材料的投料順序：水-外加劑-水泥，（更改投料順序會導(dǎo)致水泥漿攪拌不勻或攪拌困難）。拌好的灰漿經(jīng)篩子進(jìn)行過濾后存放在儲漿桶內(nèi)，儲漿桶設(shè)低速攪拌，并保持足夠數(shù)量，以使每個孔道壓漿能一次連續(xù)完成，灰漿拌和時必須使用機(jī)械拌和均勻，水泥漿自調(diào)制至壓入孔道的間隙時間不得大于40分鐘。
4、關(guān)閉所有通氣孔，開啟真空泵抽孔道內(nèi)空氣，至-0.08Mpa，（如果壓力達(dá)不到-0.08Mpa，說明管道密閉性不好，應(yīng)進(jìn)行管道檢查）。在真空泵壓力表到-0.08Mpa時，開動壓漿泵，壓漿泵的壓力表讀數(shù)隨漿體進(jìn)入而逐漸減??；直至漿體進(jìn)入真空泵透明管時，關(guān)閉吸真空閥門和真空泵，打開排漿閥門，將漿體引入特定容器，直至流出漿體的稠度符合要求。
5、按由低至高的順序，依次打開孔道中間的排氣管，直至流出稠度符合要求的漿體后關(guān)閉。
6、壓漿泵繼續(xù)加壓至0.7Mpa，并持壓2min后，如出現(xiàn)壓力有少許降低，進(jìn)行再次補(bǔ)壓至0.7Mpa后關(guān)閉進(jìn)漿閥。
7、同一孔道壓漿作業(yè)應(yīng)一次完成，不得中斷，如遇機(jī)械事故，不能迅速修復(fù)，則應(yīng)安裝水管沖掉壓入水泥漿，并將所有預(yù)留孔道輸通，重新壓漿。
七、結(jié)束語
通過對以上各作業(yè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了嚴(yán)格的技術(shù)控制，滬寧城際鐵路V標(biāo)無錫西特大橋連續(xù)梁的預(yù)應(yīng)力施工取了良好效果，經(jīng)檢測，工程合格率為100%，完全滿足了設(shè)計要求。
