劉 飛
(貴州科達公路工程咨詢監理有限公司)
北盤江特大橋位于貴州省六盤水市水城縣發耳鄉和營盤鄉交接,北盤江是界河,該大橋是水盤高速公路項目的重要工程,橋梁全長達1 261 m,道路設計等級為高速公路,設計車速在80 km/h,橋梁標準寬度為21.5 m。
橋梁主跨采用290 m 預應力混凝土斜腿式連續剛構,主橋跨引橋發耳岸為先剪支后連續預應力混凝土T 梁,營盤岸為先簡支后連續預應力混凝土T 梁,主橋墩是雙柱式波比空心墩,梁截面采用單箱單室構造,橋面寬度為10.5 m。
全橋采用290 m 跨徑預應力混凝土空腹式連續鋼構。是亞洲最大跨度預應力混凝土連續剛構橋,同時也是世界上最大的預應力混凝土空腹斜腿式連續剛構。大橋設計新穎,結構壯觀宏偉,空腹式結構是世界首創,工程設計和施工工藝施工方法等均比較新穎。
一旦出現這兩種情況,將對導致懸灌橋預應力筋受力不均勻,懸臂不能達到設計的預應力大小,影響懸灌橋的使用功能。斷絲一般在夾片范圍內發生,頂壓夾片時發生斷絲則是因為頂壓夾片力不對中或者由于夾片小頭未按照規定倒角造成。滑絲斷絲的處理主要方式是增加對其他鋼絞線的控制張拉力作為應力補償,重新張拉,或者采用備用束滑絲。如果在頂塞之前發生斷絲則需要停止張拉,更換斷絲和截面削弱的鋼絲,重新張拉。如果在賽頂之后發生,就需要先放松鋼絲束,如果滑絲發生在切絲后,就需要采用氣割方式對一段的錨環緩慢加熱,使用氣割設備緩慢加熱氣割一段錨環,再重新張拉。
(1)張拉設備導致的問題,需要更換設備重新張拉,設備使用200 次以上需要更換。
(2)如果是彈性模量和估計值偏差太大,需要進行現場取樣實驗,對伸長量進行重新計算。
(3)如果是測量出現問題,需要對具體情況進行調查,并重新計算伸長值。
(4)孔道摩擦導致的超限需要對初應力進行適當提高,或者使用備用孔道增加預應力。
如果預應力張拉之后,錨板下混凝土出現開裂,將會對預應力的施加帶來影響,影響橋梁的施工進度和質量安全,導致懸灌橋預應力筋受力不均勻,形成了安全隱患。錨板下混凝土變形開裂主要是因為錨板附近鋼筋布置很密,澆筑混凝土時振搗不密實,混凝土疏松,預應力下發生變形。
錨板下混凝土變形開裂的預防處理主要是在錨墊板下布置足夠的鋼筋,提高鋼筋混凝土的承載能力,同時在澆筑時候就要注意錨頭區混凝土的質量,避免出現蜂窩狀缺陷。如果出現開裂,需要取下錨具,加筋,使用高強度混凝土進行修補,并加厚錨下墊板。
(1)水泥漿拌合質量控制
把水加進攪拌機,再加水泥,充分攪拌之后摻加料,拌合時間持續2 min 以上,保證拌合均勻,施工時稠度不能比水泥漿配比稠度底,水泥漿從拌制到壓入孔道延續時間根據氣溫確定,但是要控制在30~45 min 之內,如果時間過長流動性降低,則需要廢棄,不能使用。
(2)壓漿的質量控制
壓漿過程中,預應力孔道壓漿壓力不足、管道漏洞和錨頭處預應力筋間隙封封堵不嚴導致壓漿不密實,預應力筋和梁體混凝土不能夠牢固的固結成為整體,導致預應力筋的腐蝕,這些問題是壓漿過程中最普遍的問題,對預應力梁的使用壽命有著嚴重的威脅。
為了減少壓漿過程中存在的各種問題對預應力梁使用性能的影響,在錨頭位置預應力筋間隙需要使用水泥漿、環氧樹脂膠進行填塞,有必要時可以在錨頭設置封錨罩,壓漿結束后拆除,減少冒漿造成的壓漿壓力損失,但是也要保證排氣孔通常,壓漿前可利用壓力水對排氣孔進行清洗,檢查是否存在冒水漏水現象,如果存在要采取措施進行封堵。采用活塞式壓漿泵施工,要求壓漿壓力能夠保證孔內水泥漿的密實度,壓力要逐漸增加,最大壓力在0.6 MPa 左右,壓漿要使另一端水泥漿達到設定的密實度,漿液飽滿,排氣孔排除和規定稠度相同的水泥漿后停止灌漿。
(3)封端質量控制
對合攏頂板束和底板束,錨頭外露,需要重新做封端,封端施工在孔道壓漿之后需要立即沖洗梁端的水泥漿,端面混凝土鑿毛。綁扎端部鋼筋網,把預留鋼筋和鋼筋網焊在一起。
(4)早期開裂和遠期下撓控制
養護條件對預應力混凝土早期強度影響很大,預應力箱梁橋根部截面細部尺寸已經屬于大體積混凝土,強度較高,水泥用量大,水化熱大,內外溫差較大,容易出現早期裂縫,施工中在混凝土中添加適量粉煤灰能夠控制水化熱,摻量達到25%就能夠有效控制水化熱。通常情況下預應力混凝土在澆筑后1 d 就能夠達到溫度峰值,在澆筑后1~4 d 內內外溫差均比較大,容易出現早期開裂,并且拆模時間不能太早,防止表面熱量散失過快而開裂。粉煤灰的加入會增加混凝土早期徐變系數,會減小玩齡期的徐變系數,加載齡期增加,效果逐漸減弱。
張拉箱梁頂板鋼束會導致橋面上撓,張拉合龍段鋼束會導致橋面標高的改變,如果張拉中跨合龍段,則會升高中跨各梁段,邊跨各梁段就會下沉。懸灌橋受力狀態、結構安全和使用壽命都和預應力有著直接的關系,預應力能夠控制混凝土的徐變和收縮變形,能夠引起結構內力的重分布,內力的變化將進一步影響徐變和收縮,如此循環作用下最終結構能夠達到一個極限平衡狀態,為了使懸灌橋結構達到理想的受力狀態,需要對其縱向預應力質量進行控制,提高T 構橋的使用性能,延長使用壽命。
[1]交通部第一公路工程總公司.公路施工手冊:橋涵[M].北京:人民交通出版社,2010.
[2]李輔元.橋梁工程[M].北京:人民交通出版社,2013.
[3]蘇權科,張文忠.橋梁施工違規糾正手冊[M].北京:人民交通出版社,2010.