負彎矩張拉工藝

1、先簡支后連續(xù)箱梁體系轉(zhuǎn)換施工工藝初探孫福生（中鐵二十五局第五工程有限公司隧道一公司）摘要：隨著技術(shù)的發(fā)展，橋梁越來越多地采用了先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)體系。簡支梁具有構(gòu)造簡單，施工方便可廣泛采用工業(yè)化施工，制安裝方便的優(yōu)點，而連續(xù)梁橋無斷點，行車舒適，且由于支點負彎矩的存在，使跨中正彎矩值明顯減少，從而減少材料用量及結(jié)構(gòu)自重，這些特點是簡支梁橋所無法比擬的。先簡支后連續(xù)梁橋剛好發(fā)揮了上述兩種梁橋的優(yōu)點，克服它們的缺點。其施工特點是先按簡支梁規(guī)?；┕ぃ笥脻窠涌p把相臨跨的梁塊連接成連續(xù)梁，從而得到連續(xù)梁優(yōu)越的使用效果。簡支變連續(xù)轉(zhuǎn)換過程便成了施工關鍵，本文通過實例對體系轉(zhuǎn)換施工技術(shù)進行探討研究。關鍵詞

2、：連續(xù)箱梁 先簡支后連續(xù) 體系轉(zhuǎn)換 施工工藝一、工程概況K28+767.2忻河鐵路分離立交是忻州環(huán)城高速公路為跨越忻河鐵路、舊臺忻線、（莊力互通連接線）、忻定干渠而設。橋梁采用4-30+4-30+5-30+4-35+4-30+4-30m裝配式預應力砼連續(xù)箱梁梁，共6聯(lián)，箱梁采用單獨預制、簡支安裝、現(xiàn)澆連續(xù)接頭的先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)體系；下部結(jié)構(gòu)橋臺采用肋板臺，橋墩采用柱式墩，基礎采用鉆孔灌注樁。橋梁全長777m。由簡支轉(zhuǎn)換為連續(xù)體系，是通過在箱梁端部頂部負彎矩區(qū)內(nèi)增設負彎矩預應力束來實現(xiàn)的，而為配合梁體結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換過程中需在箱梁端部布設相應臨時支座并適時拆除來實現(xiàn)其體系的轉(zhuǎn)換。負彎矩區(qū)預應

3、力束的張拉及臨時支座的安裝拆除，是能否實現(xiàn)體系順利轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)，也是先簡支后連續(xù)箱梁橋施工的難點工序之一。二、體系轉(zhuǎn)換施工工藝下面以4×30米一聯(lián)為例，介紹體系轉(zhuǎn)換施工工藝簡支后連續(xù)梁體系轉(zhuǎn)換大致可以劃分為4個階段，施工階段示意圖如下圖所示。第1階段：架設預制主梁，形成由臨時支座支承的簡支狀態(tài)，梁跨中存在正彎距。此時,主梁主要承受一期恒載的自重作用及相應的施工荷載。兩箱梁處于簡支狀態(tài)。第2階段:澆筑第、跨及第、跨間的接頭混凝土,待其達到設計強度,張拉負彎矩區(qū)鋼束,壓注水泥漿。二次鋼絞線的張拉逐漸從靜定結(jié)構(gòu)向超靜定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換。此時,主梁主要承受結(jié)構(gòu)一期自重作用及相應的施工荷載;在已經(jīng)形

4、成的連續(xù)梁段,結(jié)構(gòu)的徐變變形開始受到約束,產(chǎn)生徐變次內(nèi)力。第3階段:連接第、跨,過程同第二階段;此時,主梁主要承受一期自重、施工荷載及徐變次內(nèi)力。第4階段:拆除臨時支座,完臨時支座拆除完成后，靜定體系轉(zhuǎn)變?yōu)槌o定體系，完成簡支變連續(xù)的轉(zhuǎn)換。完成橫向接縫制作由于墩頂處二次應力的出現(xiàn)，使墩頂處產(chǎn)生二次負彎矩，極大程度上降低了跨中的正彎矩，且墩頂處存在著較大剪力。自此形成連續(xù)梁橋;此時,結(jié)構(gòu)承受自重作用(包括橫向接縫部分的二期自重) 、施工荷載、徐變次內(nèi)力。2.1、預制梁架設1、先預制主梁，混凝土達到設計強度的90%后，張拉正彎矩區(qū)預應力鋼束，壓注水泥漿并及時清理箱梁底板通氣孔。2、制作臨時支座；

5、臨時支座由無縫鋼管制成，分別由上部，底座和漏砂口構(gòu)成。在上部和底座無縫鋼管內(nèi)腔填充了干砂，支撐箱梁時箱梁壓于臨時支座上部頂板，當進行體系轉(zhuǎn)換降低梁體時，同時將所有臨時支座漏砂口螺栓打開，臨時支座腔內(nèi)的干砂就均勻緩慢流出，支座上部下降，實現(xiàn)箱梁整體降低，下落于永久支座上。3、逐孔安裝主梁，置于臨時支座上成為簡支狀態(tài)。22體系轉(zhuǎn)換絞縫施工示意圖（橫向濕接縫與絞縫施工示意圖相同）2.2.1、安裝底模及永久性支座1、永久支座安裝（1）、先將墩臺墊石頂面去除浮沙，表面應清潔、平整無油污。若墩臺墊石的標高差距過大，可用水泥砂漿調(diào)整。（2）、在支承墊石上按設計圖標出支座位置中心線，同時在橡膠支座上也標上十字

6、交叉中心線。將橡膠支座安放在支座墊石上，使支座的中心線同墩臺上設計位置中心相重合，支座就位準確。（3）、同一片梁的兩個支座應處于同一平面上，為方便找平，可于澆注前在橡膠支座與墊石間鋪涂一層水泥砂漿，讓支座在重力下自動找平。（4）、在澆注砼梁體前，在橡膠支座上需加設一塊比支座平面稍大的支承鋼板，鋼板上焊錨固鋼筋與梁體相連接。將此支承鋼板視作現(xiàn)澆梁模板的一部分進行澆注。為防止漏漿，可在支承鋼板之間四周空隙處，用紗回絲，油灰或軟木板填設。以后在拆除模板時，再將填充物除去，按以上施工可使支座上下面同梁底鋼板、墊石頂面全部密貼。2、底模安裝永久支座放好后在永久性支座外周圍安裝底模，。根據(jù)實際情況，我合同

7、段采用竹膠板作為底模，為嚴防漏漿，永久性支座與底模間的縫隙采用密封膠密封。2.2.2、鋼筋安裝 按濕接縫鋼筋構(gòu)造圖綁扎鋼筋，縱向鋼筋按設計要求進行連接。預制梁伸出的頂板上層和底板下層鋼筋采用單面焊連接；預制梁伸出的其他構(gòu)造鋼筋可用鐵絲綁扎。2.2.3、安裝預應力束道 為防止預應力筋與管道之間摩擦引起的應力損失增加及改變預應力筋的受力，應嚴格控制預應力束道的位置。束道在兩預制梁端與現(xiàn)澆段相接處的位置偏差應控制在2mm以內(nèi)。在現(xiàn)澆段中預埋與預制梁中同種材料的預應力束道（本次施工采用波紋管），須與預制梁段對應束道順接，確保連接可靠，不漏漿。對進場的鋼絞線按要求進行檢驗，檢驗合格后才能投入使用。預應力

8、鋼絞線的下料長度，為孔道的凈長加上構(gòu)件兩端的預留張拉用的預留長度；預應力束的切斷采用砂輪切割機，以保證切口平整，線頭不散。禁止采用電弧切割下料。鋼絞線切割時，在每端離切口3050mm處用鐵絲綁扎。鋼絞線的盤重大、盤卷小、彈力大，為了防止在下料過程中鋼絞線紊亂并彈出傷人，事先制作一個簡易的鐵籠。下料時，將鋼絞線盤卷在鐵籠內(nèi)，從盤卷中央逐步抽出，以策安全。鋼絞線的編束用20號鐵絲綁扎，鐵絲扣向里，間距11.5m。編束時應先將鋼絞線理順，并盡量使各根鋼絞線松緊一致。綁好后的鋼絞線束編號掛牌堆放。預應力鋼束在穿束前應排列理順，沿長度方向每隔2m3m用鐵絲捆扎一道。穿束一般采用人工直接穿束，也可借助一根

9、5的長鋼絲作引線，用卷物機進行穿束。2.2.4、立側(cè)模 因梁板絞縫和橫向濕接縫也跟著兩次施工，須在絞縫處支立側(cè)模，橋梁邊板處的濕接縫模板采用與橋梁邊板側(cè)模同形狀的鋼模板，其它根據(jù)實際需要設置模板。濕接縫采用懸掛鋼模板施工。見上圖（絞縫施工示意圖）2.2.5、澆注現(xiàn)澆混凝土 在日溫最低時，澆筑連續(xù)接頭、中橫梁及其兩側(cè)與頂板負彎矩束同長度范圍內(nèi)的橋面板(梁與梁之間絞縫)混凝土； 為防止混凝土收縮引起現(xiàn)澆段與預制梁的開裂及預應力損失，混凝土中摻加膨脹劑。因鋼筋密集，規(guī)定混凝土石子的粒徑不大于2cm。根據(jù)配合比，嚴格控制各材料用量，由于墩頂連接處存在負彎距，須防止墩頂處出現(xiàn)微裂紋。由于墩頂連接鋼筋比較

10、密，為了保證墩頂混凝土澆注質(zhì)量，墩頂混凝土澆筑較緩慢，振動棒必須振搗密實，防止空洞產(chǎn)生。墩頂連接可分兩次澆注，先澆注連接梁肋，澆注完成后，在混凝土沒有初凝前，綁扎面板連接鋼筋，再澆注面板混凝土。在澆注時要保證混凝土澆筑速度，防止施工縫的產(chǎn)生。為防止振搗入倉困難和卡棒現(xiàn)象，使用小直徑振動棒配合大直徑振動棒。最后用平板式振搗器，確?，F(xiàn)澆段混凝土密實。同時，因現(xiàn)澆段連同其上橋面鋪裝混凝土一起澆注，則須控制好表面平整度。全橋是在形成連續(xù)結(jié)構(gòu)后，在墩頂澆注后的三天內(nèi)應防止動荷載在橋面上作用，防止墩頂混凝土處出現(xiàn)微裂紋。2.2.6、養(yǎng)生 混凝土施工完畢，為防止早期收縮出現(xiàn)裂縫，在搗實抹平后即用塑料薄膜覆蓋

11、，在混凝土初凝前，掀開塑料薄膜，混凝土會泛水至表面，這時進行二次收漿，以控制平整度及防止出現(xiàn)裂縫。收漿完再用塑料薄膜覆蓋待下次灑水養(yǎng)生時，換土工布灑水代替塑料薄膜繼續(xù)養(yǎng)生。2.2.7、張拉預應力束及壓漿 待現(xiàn)澆混凝土強度達到要求后，張拉預應力束。預應力束采用扁錨錨固，用YDC24Q型千斤頂對預應力束中的每根預應力筋后封錨并及時壓漿。 1、準備工作（1）、混凝土強度檢驗預應力筋張拉前，需提供構(gòu)件混凝土的同條件養(yǎng)護試件的強度試壓報告。當混凝土的試件強度達到設計強度的85%以后，且齡期不小于7天后方可張拉預應力鋼束。張拉時采用張拉應力和伸長量進行“雙控”控制，以張拉應力為主，伸長量進行校核。張拉過程

12、中作好記錄，對張拉過程中出現(xiàn)的滑絲、斷絲等現(xiàn)象應及時處理以確保張拉質(zhì)量。（2）、構(gòu)件端頭清理構(gòu)件端部預埋鋼板與錨具接觸處的焊渣、毛刺、混凝土殘渣等應清除干凈。（3）、安裝錨具與張拉設備根據(jù)預應力筋張拉錨固體系不同，分述于下。1）鋼絞線束夾片錨固體系：安裝錨具時應注意工作錨環(huán)或錨板對中，夾片均勻打緊并外露一致；千斤頂上的工具錨孔位與構(gòu)件端部工作錨的孔位排列要一致，以防鋼絞線在千斤頂穿心孔內(nèi)打叉。2）安裝張拉設備時，對直線預應力筋，應使張拉力的作用線與孔道中心線重合；對曲線預應力筋，應使張拉力的作用線與孔道中心線末端的切線重合。2、預應力筋張拉順序兩頭同時張拉，具體張拉順序為：T3、T2、T1過程

13、：初應力（10%k）-二倍初應力-100%k（持荷23min）-錨固。k=0.75Ry=1395MPa每次張拉均應量測伸長值。3、張拉伸長值校核預應力筋張拉時，通過伸長值的校核，可以綜合反映張拉力是否足夠，孔道摩阻損失是否偏大，以及預應力筋是否有異?，F(xiàn)象等。因此，對張拉伸長值的校核，要引起重視。預應力箱梁張拉時的控制應力，應以張拉時的實際伸長值與理論計算伸長值進行校核。實際伸長值與理論伸長值相差應控制在6%以內(nèi)，否則應暫停張拉，查清原因并采取措施加以調(diào)整后，再繼續(xù)進行張拉。詳見張拉計算書4、孔道壓漿箱梁預應力孔道壓漿采用真空壓漿工藝，在正式施工前應進行相關工藝試驗，以檢驗壓漿設備的機械性能、漿

14、體的技術(shù)指標和壓漿作業(yè)的工藝參數(shù)，在確認施工工藝滿足要求后，方可展開規(guī)模施工。壓漿工作一般在張拉作業(yè)完成后盡早完成。壓漿工藝控制要點：真空壓漿設備按操作規(guī)程連接，如下圖所示：壓注前應采用高壓空氣或壓力水沖洗管道，對懷疑油污的管道，可采用對預應力腱無腐蝕作用的中性洗滌劑摻配的壓力水沖洗。沖洗完成后的孔道，應用壓縮空氣吹出積水；壓漿前啟動真空泵，使孔道真空度達到-0.06-0.1Mpa且保持穩(wěn)定；壓漿作業(yè)應連續(xù)進行，并且真空泵保持連續(xù)工作，當空氣濾清器中有漿體出現(xiàn)后，關閉閥門4，真空泵退出工作，然后打開閥門3，當閥門3中流出正常漿液時，關閉閥門2，在0.7MPa的壓力下持壓12min，關閉閥門1和

15、壓漿泵，完成壓漿；壓注過程應緩慢、均勻的進行，斷面壓注順序為自下后上依次壓注，并從最高點的排氣孔排出空氣和泌水；水泥漿從漿料拌和到壓入孔道，持續(xù)時間一般在3045min范圍，對長度較長、直徑較大或在炎熱天氣條件下，壓漿應采用較快的速度；整個壓漿過程應做好記錄，同時每一工作班應制作不少于3組標準試件并進行標準養(yǎng)護；壓漿完成后，必須將所有沾有水泥的設備清洗干凈。2.2.8、拆除臨時支座在二次張拉、灌漿、封錨完成，待灌漿強度達到100后，方可對臨時支座進行拆除，將結(jié)構(gòu)承重轉(zhuǎn)化在永久支座上，完成簡支變連續(xù)體系的轉(zhuǎn)化。解除臨時支座時，應特別注意嚴防高溫影響橡膠支座質(zhì)量。臨時支座拆除時注意保證墩頂各永久支座同時受力，從而杜絕應力集中現(xiàn)象的發(fā)生，保證了體系轉(zhuǎn)換的安全。由于墩頂混凝土澆注完成后，整個蓋梁位置已經(jīng)完全被封閉，人