24m折線配筋先張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁施工技術(shù)

24m折線配筋先張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁施工技術(shù)

1濾板、折線先張簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)青藏鐵路的惡劣氣候和環(huán)境條件給橋梁的建造、建造和維護(hù)帶來(lái)了很大困難。鐵路延遲混凝土傳統(tǒng)梁的日照時(shí)間、溫度、濕度、干溫循環(huán)、冷凍和回波流量等內(nèi)部和外部因素影響，加速了舊路的老化，降低了強(qiáng)度和安全度。為了適應(yīng)年輕鐵路鐵路的特點(diǎn)，提高了橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性，減少了運(yùn)營(yíng)后的維護(hù)工作量和成本，采用了具有折扣形狀結(jié)構(gòu)的持久前梁。24m折線先張簡(jiǎn)支梁是青藏鐵路采用的新技術(shù)之一,為分片式T型截面普通高度梁,兩片梁組成一孔,兩片梁腹板中心距為2.0m,橫向在隔板處施加預(yù)應(yīng)力進(jìn)行聯(lián)接。梁全長(zhǎng)24.6m,跨度為24.0m,梁高為2.20m,梁頂寬2.070m,每片梁重83.4t。梁體混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50,施工方量為65.28m3/孔。該新型結(jié)構(gòu)由鐵道部專業(yè)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì),中鐵一局集團(tuán)橋梁建筑工程有限公司在青藏高原現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行預(yù)制施工(見(jiàn)圖1)。2得先張梁結(jié)構(gòu)(1)采用轉(zhuǎn)折器使預(yù)應(yīng)力鋼絞線彎起,顯著地減少了梁端主拉應(yīng)力,有效地改善了梁體結(jié)構(gòu)受力性能,使得先張梁能夠在大跨度橋梁結(jié)構(gòu)中使用。(2)青藏鐵路沿線自然環(huán)境異常惡劣,廣泛存在著多種腐蝕作用的外部介質(zhì)、多年凍土凍融頻繁、強(qiáng)大的風(fēng)沙破壞等作用,對(duì)混凝土的質(zhì)量和耐久性提出了較高的要求,為確保橋梁結(jié)構(gòu)投入運(yùn)營(yíng)后能夠安全、長(zhǎng)期性的使用,確?；炷粮咝阅芎透吣途眯?加強(qiáng)耐久混凝土控制。3fpk鋼絞線設(shè)計(jì)底模板整修——安裝轉(zhuǎn)折器、支座板——綁扎梁體鋼筋——安裝端模板——穿鋼絞線——張拉鋼絞線到0.5fpk——安裝側(cè)模板——綁扎橋面鋼筋——張拉鋼絞線到σk——灌注梁體混凝土——蒸汽養(yǎng)生一—拆?！羝B(yǎng)生85%設(shè)計(jì)強(qiáng)度——放張——移梁(fpk鋼絞線抗拉極限強(qiáng)度、σk張拉控制應(yīng)力)。4預(yù)應(yīng)力鋼絞線放張由于采用折線配筋結(jié)構(gòu)形式,有效地降低了梁端主拉應(yīng)力,改善了結(jié)構(gòu)的受力性能,因此導(dǎo)向裝置、張拉和放張工藝在折線配筋先張梁施工中顯得尤為重要。4.1導(dǎo)向裝置4.1.1導(dǎo)向裝置由兩部分組成,即埋入梁體的一次性使用部分和梁體下方連接用的可重復(fù)使用部分。4.1.2埋入梁體的一次性使用部分包括導(dǎo)向輥(采用半徑為19.5mm的圓形導(dǎo)向輥)、支承側(cè)板、連接螺栓等。梁體下方可重復(fù)使用部分包括與支承側(cè)板聯(lián)結(jié)的上下連接板、滑塊、銷軸、底座、定位螺栓、調(diào)整螺栓等。4.2預(yù)應(yīng)力工藝4.2.1鋼絞線張拉4.2.1.1采用工具鋼絞線張拉體系。預(yù)應(yīng)力鋼絞線分為直線筋和折線筋兩部分,首先將直線筋初調(diào),然后張拉折線筋,最后將直線筋張拉到設(shè)計(jì)噸位。4.2.1.2直線預(yù)應(yīng)力筋采用單端張拉。為整體初調(diào),單束張拉、千斤頂配合放張楔塊整體放張工藝。一端為千斤頂、另一端為楔形放張塊,兩端進(jìn)行整體放張。張拉工藝如下:0→整推四個(gè)大頂至0.2fpk(整體初調(diào))→單束張拉0.5fpk(持荷3min)→錨固→立模、綁扎橋面筋→單束張拉到控制應(yīng)力σk(持荷3min,測(cè)量伸長(zhǎng)值)→錨固。4.2.1.3折線筋采用兩端張拉。為單束初調(diào)、單束張拉、兩端均為放張楔塊整體放張工藝。張拉工藝如下:0→0.2fpk(單束初調(diào))→單束張拉0.5fpk(持荷3min)→錨固→立模、綁扎橋面筋→單束張拉到控制應(yīng)力σk(持荷3min,測(cè)量伸長(zhǎng)值)→錨固。4.2.2鋼絞線放張4.2.2.1當(dāng)梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的85%,彈性模量達(dá)到相應(yīng)值,且混凝土齡期不少于3d,并拆除模型后,即可放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線。鋼絞線放張應(yīng)力為1200MPa。在放張前,必須將轉(zhuǎn)折器定位螺栓松出,以便梁體縱向移動(dòng)。放松折線筋后,切斷轉(zhuǎn)折器側(cè)板,然后整體放張直線筋。4.2.2.2鋼絞線放張順序首先兩端同時(shí)整體放松折線筋,然后切斷導(dǎo)向設(shè)備支承側(cè)板,最后整體放松直線筋。放張折線筋時(shí)采用放張楔塊進(jìn)行放張,放張過(guò)程中梁體兩端應(yīng)交替逐漸整體徐徐放松,首先應(yīng)拆除放張器卡板,然后利用手動(dòng)千斤頂頂松楔形塊,應(yīng)盡量使同一端的兩個(gè)放張器同步,放完折線筋后,用氧氣切割預(yù)埋在梁體外側(cè)的轉(zhuǎn)折器側(cè)板。直線筋采用千斤頂配合放張楔塊進(jìn)行放張,首先給一端油泵送油,使千斤頂頂松一點(diǎn),緊接著松開(kāi)保險(xiǎn)箍,油泵徐徐回油,在另一端按照折線筋的放張方法進(jìn)行操作,直到鋼絞線全部放松,邊放松邊檢查梁底爬行情況。放張后及時(shí)測(cè)量梁體上拱度。4.3預(yù)應(yīng)力施工中的有關(guān)要求4.3.1張拉前應(yīng)將滑塊的中心位置用定位螺栓調(diào)整至與支座底板中心超前1～2cm(根據(jù)所在梁跨位置確定),同時(shí)給定位螺栓涂滿黃油,然后將前后定位螺栓擰緊。4.3.2穿折線筋時(shí)一定要注意將鋼絞線穿過(guò)導(dǎo)向架的正確位置,并入槽。放張前松開(kāi)轉(zhuǎn)折器定位螺栓以便滿足放張時(shí)梁體的變形,制梁臺(tái)座底模板上安裝支承側(cè)板的預(yù)留孔應(yīng)適當(dāng)加大,以便于支承側(cè)板的安裝入模和梁體的壓縮變形。施工中轉(zhuǎn)折器重復(fù)使用部分外露的活動(dòng)零件接觸面應(yīng)涂以潤(rùn)滑劑,以保證轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。根據(jù)青藏鐵路沿線的自然條件,為減少橋梁架設(shè)后的維修工程量,提高混凝土的耐久性能,在常用的四種常規(guī)原材料之外摻加了粉煤灰來(lái)改善混凝土內(nèi)部的微細(xì)孔隙,配制高抗凍融性能的混凝土。5.1合作比選擇具體C50、C55施工配合比見(jiàn)表1。5.2安裝梁體混凝土和振動(dòng)器5.2.1耐久混凝土施工采用自動(dòng)計(jì)量上料系統(tǒng)強(qiáng)制式攪拌機(jī)進(jìn)行集中拌合。每盤混凝土拌制時(shí)間控制在210s左右。采用吊罐灌注混凝土工藝。塌落度控制在90mm～120mm之間,施工性能、耐久性指標(biāo)滿足要求。5.2.2耐久混凝土攪拌完畢含氣量控制在3%～5%左右,經(jīng)運(yùn)輸損耗后,澆筑前含氣量控制在2%左右,可以有效地保證耐久性指標(biāo)。在灌注過(guò)程中要對(duì)塌落度、含氣量、泌水率三項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè),嚴(yán)格過(guò)程控制以保證耐久性指標(biāo)得到實(shí)現(xiàn)。5.2.3梁體混凝土灌注順序?yàn)橄鹊装?后腹板,然后橋面板,采用水平分層、斜向推進(jìn),逐步從梁一端向另一端推進(jìn)的灌注方案。工藝斜度以不大于1:3為宜,每一分層厚度不得超過(guò)20cm～30cm?；炷帘仨氝B續(xù)灌注,一次成型,并應(yīng)保證有足夠的密實(shí)度。先后兩層混凝土灌注間隔時(shí)間,應(yīng)不使下層混凝土初凝為宜。混凝土運(yùn)輸中不應(yīng)發(fā)生離析、漏漿、嚴(yán)重泌水及塌落度損失過(guò)多等現(xiàn)象。5.2.4用附著式振動(dòng)器并附以插入式振動(dòng)棒進(jìn)行振搗,振搗時(shí)間為30～45s,確?；炷琳駬v密實(shí)。每扇拼裝后的模板在腹板中部及下翼緣處,交錯(cuò)布置兩排1.1kW附著式振動(dòng)器9臺(tái),內(nèi)、外扇側(cè)模每側(cè)各布置17臺(tái)。當(dāng)混凝土表面不泛漿、不再下沉、不再出現(xiàn)氣泡、表面平坦時(shí),表明混凝土已搗固密實(shí)。5.2.5夏季施工時(shí),采用在模板鋼筋上噴灑霧水的方式進(jìn)行降溫。當(dāng)工地晝夜平均氣溫(最高和最低氣溫的平均值或當(dāng)?shù)貢r(shí)間6點(diǎn)、14點(diǎn)及21點(diǎn)室外平均值)低于+5℃或最低溫度低于—3℃時(shí),應(yīng)按冬季施工措施進(jìn)行處理。進(jìn)入冬季施工,應(yīng)對(duì)原材料進(jìn)行加熱。并在灌注混凝土前對(duì)模板覆蓋篷布通蒸汽進(jìn)行預(yù)熱的方法升溫,確?；炷寥肽囟仍?℃以上。灌注混凝土?xí)r,采用邊掀篷布,邊灌注施工方案,灌注完畢立即覆蓋篷布通低溫蒸汽,但通氣溫度與張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線(0.5fpk——σk)時(shí)的溫差不得超過(guò)20℃。對(duì)橋梁進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí),升降溫速度嚴(yán)格按照不超過(guò)10℃/h的速度執(zhí)行,盡量減少混凝土溫差裂紋,提高梁體混凝土耐久性。6導(dǎo)向式預(yù)應(yīng)力折線配筋的應(yīng)用意義由于先張梁具有施工周期短、工序簡(jiǎn)潔、節(jié)省材料、耐久性好等特點(diǎn),而采用直線配筋形式,跨度均局限在20m以下,但是由于導(dǎo)向式預(yù)應(yīng)力折線配筋這種新型結(jié)構(gòu)形式的應(yīng)用,有效地改進(jìn)了梁體的受力性能,使得生產(chǎn)主要用于未來(lái)高速鐵路大跨度先張梁橋梁結(jié)構(gòu)成為可能,對(duì)先張梁的施工技術(shù)是一次巨大的推進(jìn),對(duì)以后大跨度先張梁的生產(chǎn)具有重要的借鑒意義。4.1.3由于梁體放張后,預(yù)應(yīng)力混凝土梁體要產(chǎn)生壓縮量,因此導(dǎo)向裝置應(yīng)具有隨梁體放張時(shí)縱向位移的功能,工作中主要承受拉力。5dz-4確定配合比根據(jù)耐久混凝土施工配合比選定周期長(zhǎng)的特點(diǎn)和具有使混凝土在低溫、負(fù)溫條