重慶輕軌工程下石橋T構施工技術摘 要 介紹重慶輕軌工程下石橋16號、17號墩預應力砼T構的梁部施工技術,包括鋼筋混凝土、預應力、管道壓漿、標高控制及施工要點等。關鍵詞 T構 橋墩 預應力砼 施工技術1 工程概況 重慶輕軌較新線是我國西部大開發首期十大重點工程之一,線路縱貫長江和嘉陵江間狹長的渝中半島,穿行于中梁山至真武山之間的低丘地帶,總長14.35km,沿途共有14個車站、兩個主變電所、一個車輛段、一個控制中心。它的建成對改善居民出行條件、緩解日益增加的乘車難度、促進重慶及西部地區經濟發展和改善城市環境、減少污染都具有十分重要作用。 楊家坪—動物園區間下石橋16號、17號墩分別位于桃花溪暗渠兩邊。線路為直線,縱坡為-5‰。兩墩采用預應力砼T構,基礎為嵌巖樁,埋入中等風化砂巖內不小于4.0m。樁為Φ1500mm的人工挖孔樁,每個T構共四根樁,樁頂為610cm×610cm×250cm鋼筋混凝土承臺,承臺之上為300cm×300cm鋼筋混凝土墩柱。梁體為單箱、單室、變高度、變截面箱梁結構,梁長22.2m,梁體為后張法預應力串聯式梁。見圖1。
2 鋼筋混凝土施工 T構梁部采用掛籃懸臂灌注法施工,先安裝好支架,在支架灌注0號節段,再對稱向兩側依次灌注各梁段。2·1 0號段施工2·1·1 支架 支架采用鋼管腳手架搭設,平面縱橫間距0.4m,豎向間距1.0m,并設剪刀撐加固。在支架上面先縱鋪20cm×20cm方木,再橫鋪14cm×12cm方木,形成底模平臺,在底模鋪設前,采用掛籃的鋼模對支架按梁部懸臂段等荷載預壓,消除支架非彈性變形,核定彈性變形量,用以指導梁段立模設置預留上拱度,其核定彈性變形量為15mm。2·1·2 模板(1)分兩次立模、部分支撐骨架在第一次立模時一次完成,立模順序為底模、側模、內模、洞孔模及堵頭模。 (2)底模和側模采用特制大塊鋼模板,內模采用木板。內模骨架采用方木組成,支撐間距1.0m,骨架底部采用預制50號砼塊支承,其高度為底板厚度,內、外側模采用內撐外拉固定,保證穩固、不變形。堵頭板和人洞采用木模制作。 (3)底模安裝前先鋪方木。底模鋪好后預抬高15mm,測設中線,檢查標高,安裝外側模板,綁底板及部分腹板鋼筋,安裝預應力鋼束管道后灌注砼。 (4)內側模板采取邊灌注砼邊關模的措施施工,便于砼的布料和振搗密實,頂板及倒角處模板在灌注前一次立模成型。2·2 1號~3號段掛籃施工2·2·1 掛籃設計 采用桁架式掛籃。掛籃由貝蕾梁主桁架、提吊系統、后錨系統、模板系統和張拉操作平臺等六部分組成。底模和側模采用特制大塊鋼模板,內模和端模采用木模。2·2·2 掛籃施工 掛籃在工廠加工桿件,工地拼裝。拼裝程序為:主桁架→后錨系→前上橫梁→后上橫梁→前吊桿及下橫梁→后吊桿及下橫梁→底模→內模→外側模→張拉平臺。2·2·3 掛籃測試 掛籃拼裝完畢,應進行加載試驗。采用與設計相同的荷載加載預壓,分5級進行,利用鋼板作為荷載,測定掛籃彈性變形量為20mm。2·2·4 1號~3號梁段施工 掛籃性能測試后,卸載重新調整底模高度,綁扎底板鋼筋,安裝內模,綁扎腹板和頂板鋼筋。安裝外模和端模,灌注砼。當砼強度達到80%以上后張拉鋼束、壓漿。2·3 梁部砼工程 梁部由于自身結構特點和施工工藝要求,梁部砼必須具有高強、早強、緩凝、高流動態等特性,滿足泵送工藝要求,同時要求具有收縮徐變小、和易性好等特點。2·3·1 砼配制 采用商品砼,質量應滿足有關規范規定要求。2·3·2 灌注工藝 (1)采用泵車灌注。泵送前,先用水泥漿或與粗骨料減少50%的砼試泵,讓管壁潤濕減少阻力。 (2)梁段施工接縫除按設計加設連接筋外,砼端面必須鑿毛并洗凈。模板必須密貼箱體表面,嚴防漏漿。 (3)梁部底板中部以振動力較大的插入式搗固器搗固,最后用平板搗固器振平。當底板砼灌注完畢后立即加蓋部份模板封閉,防止灌注腹板時,砼從八字角底口冒出。底板邊角必須加強搗固,防止跑漿產生蜂窩、麻面及露筋等現象。 (4)在腹板頂部和頂板中部,鋼筋密布,預應力管道上下重疊,砼入模和搗固時,要加強保護。 (5)梁段砼澆注,要求懸臂兩端對稱平衡進行,且必須在砼初凝時間內完成。先澆注懸臂前端,后澆注新舊梁段接觸面,腹板也要對稱澆筑。2·3·4 施工要點 (1)灌注腹板時,嚴禁將砼散落在漏斗附近的頂板鋼筋骨架中,以防頂板出現蜂窩麻面。進料口周邊應加蓋封閉。 (2)頂板、底板上下層鋼筋要有足夠的定位剛度,保證骨架不變形。 (3)錨墊板位置、傾角及管道要固定牢靠,不得移動。2·3·5 砼的養護 (1)專人負責,根據環境溫度制定養生措施,并認真作好養護記錄。 (2)養護以灑水為主,梁部頂面鋪設草袋或鋸末保濕,兩側可懸掛草簾保濕,防止陽光直射梁體。2·4 鋼筋及預應力管道2·4·1 鋼筋施工 (1)在加工房加工鋼筋,現場安裝、綁扎。為加快速度,確保間距,梁部部份鋼筋可在地面綁扎,并焊成網片或骨架,利用吊車吊裝到模板內拼裝。吊裝時采用鋼管加強剛度,防止變形。 (2)安裝腹板鋼筋程序:①將腹板鋼筋插入底板上下層鋼筋網中,先綁扎倒角處斜筋、腹板下層縱向筋和預應力管上的定位筋;②安裝底板上的錨頭墊板及螺旋筋;③穿設底板預應力筋管道;④預埋預應力鋼絞線;⑤綁扎腹板鋼筋骨架;⑥安裝曲線預應力筋管道、錨墊板、螺旋筋并采取焊接或綁扎措施加以固定。2·4·2 預應力管道 (1)管道用波紋管制作,縱向采用咬口接縫, 節間采用套接。曲線管道在木模上壓制成型,放樣檢查。 (2)縱向管道隨梁部節段施工,逐節安裝,順穿束方向套接,接頭應固定。在接縫左右各5cm寬度范圍,先纏一層黑膠布,后包三層塑料薄膜,再纏一層黑膠布,并用20號鐵絲捆扎數道。每一梁段管節外露砼7~10cm。砼灌注中到砼初凝前要對預應力鋼絞線進行張拉。安裝管道時,按設計或在管道最高標高處設置排氣嘴,便于壓漿。3 預應力施工3·1 張拉準備 (1)對張拉設備進行檢校、核定。 (2)進行孔道摩阻試驗和錨圈摩阻試驗,修正參數。3·2 筋束加工 (1)鋼絞線下料長度應等于孔道長度加兩倍工作長度。工作長度視錨具、千斤頂及工作條件而定,采用80cm。 (2)將鋼絞線理直編束、松緊一致,每隔1m左右用18號~22號鉛絲綁扎成束。 (3)檢查波紋管是否完好、順直,然后將鋼絞線穿入波紋管。檢查墊板是否與孔道垂直,若有偏差,在張拉時用楔形墊圈校正。3·3·張拉設備 張拉設備見表1。3·4 縱向張拉 當砼強度達到設計的80%,方可進行張拉。張拉質量實行雙控,即以張拉力為主,以伸長量校核,誤差控制在±6%之內,并要求錨具回縮量不大于6mm。施工時按要求將錨具、頂壓器、千斤頂等組裝就位,務必保證孔道、錨具、千斤頂的軸線相重合,達到“三對中”張拉。工藝操作如下:0→初應力(0.1σk)→張拉控制應力σk(1339.2MPa)→持荷2min→卸載錨固3·5 橫向張拉 橫向預應力筋束采取單相張拉。工藝操作與縱向張拉相同。 以上預應力張拉,初應力為0.1σk,加載后觀察鋼絞線松緊程度,進一步打緊各楔塊,并在鋼絞線上劃線,作為伸長量初值。加載要均勻,張拉到設計噸位時應測伸長量終值,并與理論值校核。無問題后持荷2分鐘,卸載錨固。24小時后檢查無問題,方可將多余鋼絞線切割。4 管道壓漿 (1)管道壓漿是防止鋼束銹蝕和保證鋼束與混凝土之間握裹成整體的重要措施。因此,壓漿必須密實和飽滿。 (2)壓漿時間宜在張拉完畢后7天內進行。砂漿28天強度應大于50MPa。采用不低于525號普通硅酸鹽水泥,水灰比不得大于0.45,可摻加減水劑。凈漿應有較好的流動性(指標應不超過6S)、和易性、顆粒小、泌水率小。 (3)水泥漿采用攪拌機拌合均勻,拌合時間不少于1min。 (4)壓漿工藝:①用壓力水將管道沖洗干凈;②把拌好的砂漿過篩后存放于儲漿桶內,并仍低速攪拌;③采取一端壓注法。壓漿泵輸出0.5~0.7MPa壓力,保證管道砂漿密實,并有適當的保壓量。當壓注的砂漿從另一端出濃漿后,關閉出漿閥門,待壓力達到1MPa(長束管道)時,壓漿泵停機,同時關閉進漿孔閥門;④待砂漿流動性消失,拆除壓漿孔及出漿孔的閥門管節。5 標高控制 (1)梁部灌注期間的標高控制是一項十分重要的工作。引起梁部標高變化的主要因素有梁段砼、預應力張拉、溫度變化、砼收縮徐變等引起的荷載等。施工中主要采取梁段撓度計算與觀測相結合,對梁段的標高誤差,通過控制梁部底模標高來逐段進行調整。 (2)懸臂施工過程中,在不同時期和不同溫度下對已成梁體進行觀測,掌握主梁撓度隨溫度的變化規律,用以指導施工。6 施工要點 (1)梁段施工必須嚴格控制立模標高,保證梁部線形滿足設計要求。在施工過程中對稱作業,同步灌注砼,嚴格控制灌注量,防止脹模。 (2)各梁段預留孔位置要正確,孔道要垂直,孔徑應比吊桿直徑大2cm。 (3)鋼筋保護層采用同標號砼試塊支墊。為保證鋼筋骨架不變形,可增設“匚”形構造筋。 (4)在砼澆筑階段應平衡施工,不對稱重量要控制在一個梁段的底板重量內。立模時,各斷面應較設計厚度略小,并加固穩定,保證砼斷面誤差控制在±5mm之間。底板敝口灌注時,必須控制其厚度,多余砼予以清除。7 結束語 重慶輕軌下石橋16號、17號墩預應力砼T構,由于采取了所述施工技術和施工工藝,使工程順利按期完成,質量優良,運營至今,結構狀態一直良好,表明其施工技術十分成功。
2 鋼筋混凝土施工 T構梁部采用掛籃懸臂灌注法施工,先安裝好支架,在支架灌注0號節段,再對稱向兩側依次灌注各梁段。2·1 0號段施工2·1·1 支架 支架采用鋼管腳手架搭設,平面縱橫間距0.4m,豎向間距1.0m,并設剪刀撐加固。在支架上面先縱鋪20cm×20cm方木,再橫鋪14cm×12cm方木,形成底模平臺,在底模鋪設前,采用掛籃的鋼模對支架按梁部懸臂段等荷載預壓,消除支架非彈性變形,核定彈性變形量,用以指導梁段立模設置預留上拱度,其核定彈性變形量為15mm。2·1·2 模板(1)分兩次立模、部分支撐骨架在第一次立模時一次完成,立模順序為底模、側模、內模、洞孔模及堵頭模。 (2)底模和側模采用特制大塊鋼模板,內模采用木板。內模骨架采用方木組成,支撐間距1.0m,骨架底部采用預制50號砼塊支承,其高度為底板厚度,內、外側模采用內撐外拉固定,保證穩固、不變形。堵頭板和人洞采用木模制作。 (3)底模安裝前先鋪方木。底模鋪好后預抬高15mm,測設中線,檢查標高,安裝外側模板,綁底板及部分腹板鋼筋,安裝預應力鋼束管道后灌注砼。 (4)內側模板采取邊灌注砼邊關模的措施施工,便于砼的布料和振搗密實,頂板及倒角處模板在灌注前一次立模成型。2·2 1號~3號段掛籃施工2·2·1 掛籃設計 采用桁架式掛籃。掛籃由貝蕾梁主桁架、提吊系統、后錨系統、模板系統和張拉操作平臺等六部分組成。底模和側模采用特制大塊鋼模板,內模和端模采用木模。2·2·2 掛籃施工 掛籃在工廠加工桿件,工地拼裝。拼裝程序為:主桁架→后錨系→前上橫梁→后上橫梁→前吊桿及下橫梁→后吊桿及下橫梁→底模→內模→外側模→張拉平臺。2·2·3 掛籃測試 掛籃拼裝完畢,應進行加載試驗。采用與設計相同的荷載加載預壓,分5級進行,利用鋼板作為荷載,測定掛籃彈性變形量為20mm。2·2·4 1號~3號梁段施工 掛籃性能測試后,卸載重新調整底模高度,綁扎底板鋼筋,安裝內模,綁扎腹板和頂板鋼筋。安裝外模和端模,灌注砼。當砼強度達到80%以上后張拉鋼束、壓漿。2·3 梁部砼工程 梁部由于自身結構特點和施工工藝要求,梁部砼必須具有高強、早強、緩凝、高流動態等特性,滿足泵送工藝要求,同時要求具有收縮徐變小、和易性好等特點。2·3·1 砼配制 采用商品砼,質量應滿足有關規范規定要求。2·3·2 灌注工藝 (1)采用泵車灌注。泵送前,先用水泥漿或與粗骨料減少50%的砼試泵,讓管壁潤濕減少阻力。 (2)梁段施工接縫除按設計加設連接筋外,砼端面必須鑿毛并洗凈。模板必須密貼箱體表面,嚴防漏漿。 (3)梁部底板中部以振動力較大的插入式搗固器搗固,最后用平板搗固器振平。當底板砼灌注完畢后立即加蓋部份模板封閉,防止灌注腹板時,砼從八字角底口冒出。底板邊角必須加強搗固,防止跑漿產生蜂窩、麻面及露筋等現象。 (4)在腹板頂部和頂板中部,鋼筋密布,預應力管道上下重疊,砼入模和搗固時,要加強保護。 (5)梁段砼澆注,要求懸臂兩端對稱平衡進行,且必須在砼初凝時間內完成。先澆注懸臂前端,后澆注新舊梁段接觸面,腹板也要對稱澆筑。2·3·4 施工要點 (1)灌注腹板時,嚴禁將砼散落在漏斗附近的頂板鋼筋骨架中,以防頂板出現蜂窩麻面。進料口周邊應加蓋封閉。 (2)頂板、底板上下層鋼筋要有足夠的定位剛度,保證骨架不變形。 (3)錨墊板位置、傾角及管道要固定牢靠,不得移動。2·3·5 砼的養護 (1)專人負責,根據環境溫度制定養生措施,并認真作好養護記錄。 (2)養護以灑水為主,梁部頂面鋪設草袋或鋸末保濕,兩側可懸掛草簾保濕,防止陽光直射梁體。2·4 鋼筋及預應力管道2·4·1 鋼筋施工 (1)在加工房加工鋼筋,現場安裝、綁扎。為加快速度,確保間距,梁部部份鋼筋可在地面綁扎,并焊成網片或骨架,利用吊車吊裝到模板內拼裝。吊裝時采用鋼管加強剛度,防止變形。 (2)安裝腹板鋼筋程序:①將腹板鋼筋插入底板上下層鋼筋網中,先綁扎倒角處斜筋、腹板下層縱向筋和預應力管上的定位筋;②安裝底板上的錨頭墊板及螺旋筋;③穿設底板預應力筋管道;④預埋預應力鋼絞線;⑤綁扎腹板鋼筋骨架;⑥安裝曲線預應力筋管道、錨墊板、螺旋筋并采取焊接或綁扎措施加以固定。2·4·2 預應力管道 (1)管道用波紋管制作,縱向采用咬口接縫, 節間采用套接。曲線管道在木模上壓制成型,放樣檢查。 (2)縱向管道隨梁部節段施工,逐節安裝,順穿束方向套接,接頭應固定。在接縫左右各5cm寬度范圍,先纏一層黑膠布,后包三層塑料薄膜,再纏一層黑膠布,并用20號鐵絲捆扎數道。每一梁段管節外露砼7~10cm。砼灌注中到砼初凝前要對預應力鋼絞線進行張拉。安裝管道時,按設計或在管道最高標高處設置排氣嘴,便于壓漿。3 預應力施工3·1 張拉準備 (1)對張拉設備進行檢校、核定。 (2)進行孔道摩阻試驗和錨圈摩阻試驗,修正參數。3·2 筋束加工 (1)鋼絞線下料長度應等于孔道長度加兩倍工作長度。工作長度視錨具、千斤頂及工作條件而定,采用80cm。 (2)將鋼絞線理直編束、松緊一致,每隔1m左右用18號~22號鉛絲綁扎成束。 (3)檢查波紋管是否完好、順直,然后將鋼絞線穿入波紋管。檢查墊板是否與孔道垂直,若有偏差,在張拉時用楔形墊圈校正。3·3·張拉設備 張拉設備見表1。3·4 縱向張拉 當砼強度達到設計的80%,方可進行張拉。張拉質量實行雙控,即以張拉力為主,以伸長量校核,誤差控制在±6%之內,并要求錨具回縮量不大于6mm。施工時按要求將錨具、頂壓器、千斤頂等組裝就位,務必保證孔道、錨具、千斤頂的軸線相重合,達到“三對中”張拉。工藝操作如下:0→初應力(0.1σk)→張拉控制應力σk(1339.2MPa)→持荷2min→卸載錨固3·5 橫向張拉 橫向預應力筋束采取單相張拉。工藝操作與縱向張拉相同。 以上預應力張拉,初應力為0.1σk,加載后觀察鋼絞線松緊程度,進一步打緊各楔塊,并在鋼絞線上劃線,作為伸長量初值。加載要均勻,張拉到設計噸位時應測伸長量終值,并與理論值校核。無問題后持荷2分鐘,卸載錨固。24小時后檢查無問題,方可將多余鋼絞線切割。4 管道壓漿 (1)管道壓漿是防止鋼束銹蝕和保證鋼束與混凝土之間握裹成整體的重要措施。因此,壓漿必須密實和飽滿。 (2)壓漿時間宜在張拉完畢后7天內進行。砂漿28天強度應大于50MPa。采用不低于525號普通硅酸鹽水泥,水灰比不得大于0.45,可摻加減水劑。凈漿應有較好的流動性(指標應不超過6S)、和易性、顆粒小、泌水率小。 (3)水泥漿采用攪拌機拌合均勻,拌合時間不少于1min。 (4)壓漿工藝:①用壓力水將管道沖洗干凈;②把拌好的砂漿過篩后存放于儲漿桶內,并仍低速攪拌;③采取一端壓注法。壓漿泵輸出0.5~0.7MPa壓力,保證管道砂漿密實,并有適當的保壓量。當壓注的砂漿從另一端出濃漿后,關閉出漿閥門,待壓力達到1MPa(長束管道)時,壓漿泵停機,同時關閉進漿孔閥門;④待砂漿流動性消失,拆除壓漿孔及出漿孔的閥門管節。5 標高控制 (1)梁部灌注期間的標高控制是一項十分重要的工作。引起梁部標高變化的主要因素有梁段砼、預應力張拉、溫度變化、砼收縮徐變等引起的荷載等。施工中主要采取梁段撓度計算與觀測相結合,對梁段的標高誤差,通過控制梁部底模標高來逐段進行調整。 (2)懸臂施工過程中,在不同時期和不同溫度下對已成梁體進行觀測,掌握主梁撓度隨溫度的變化規律,用以指導施工。6 施工要點 (1)梁段施工必須嚴格控制立模標高,保證梁部線形滿足設計要求。在施工過程中對稱作業,同步灌注砼,嚴格控制灌注量,防止脹模。 (2)各梁段預留孔位置要正確,孔道要垂直,孔徑應比吊桿直徑大2cm。 (3)鋼筋保護層采用同標號砼試塊支墊。為保證鋼筋骨架不變形,可增設“匚”形構造筋。 (4)在砼澆筑階段應平衡施工,不對稱重量要控制在一個梁段的底板重量內。立模時,各斷面應較設計厚度略小,并加固穩定,保證砼斷面誤差控制在±5mm之間。底板敝口灌注時,必須控制其厚度,多余砼予以清除。7 結束語 重慶輕軌下石橋16號、17號墩預應力砼T構,由于采取了所述施工技術和施工工藝,使工程順利按期完成,質量優良,運營至今,結構狀態一直良好,表明其施工技術十分成功。