預(yù)應(yīng)力蓋梁施工技術(shù)

張 敖

廣州市市政集團(tuán)有限公司 廣東 廣州 510630

1 工程概況及蓋梁工程數(shù)量

1.1 工程概況

本項(xiàng)目為廣東省某公路橋梁工程TJ1標(biāo)，合同段內(nèi)主要以橋梁施工為主，兼有部分路基、改路、改渠等工程。主要工程規(guī)模： 3座主線橋，長(zhǎng)3905.9m；互通式立體交叉2處，蓋梁均為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土采用C50混凝土，墩柱頂面在拆除墩柱模板時(shí)均已鑿毛處理。

1.2 蓋梁工程數(shù)量

本標(biāo)段環(huán)洲南路高架橋蓋梁共計(jì)80片，其中，雙柱式方形墩蓋梁42片，三柱式方形墩蓋梁4片，雙柱式圓形墩蓋梁31片，三柱式圓形墩蓋梁3片。蓋梁高度約7～10m。

圖1 蓋梁典型蓋梁圖

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，蓋梁鋼筋骨架采用在第一鋼筋場(chǎng)內(nèi)加工成型，骨架鋼筋用運(yùn)輸車運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，然后用35T汽車吊吊裝到蓋梁底模上面進(jìn)行焊接，模板采用定型鋼模板，進(jìn)場(chǎng)后首先進(jìn)行打磨、試拼，經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格才能使用。

2 總體施工方法及工藝流程

本項(xiàng)目蓋梁工程采用外加工整體式鋼模板。蓋梁鋼筋骨架及零構(gòu)件要在鋼筋場(chǎng)加工，用運(yùn)輸車運(yùn)到蓋梁施工現(xiàn)場(chǎng)，配置35t汽車吊吊裝，鋼筋在底模上綁扎安裝，然后進(jìn)行模板安裝，最后再進(jìn)行混凝土澆筑。待混凝土達(dá)到2.5MPa時(shí)方才能進(jìn)行側(cè)端模板拆除，然后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，待砼強(qiáng)度達(dá)到不小于設(shè)計(jì)值的85%時(shí)進(jìn)行第一次預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉，壓漿、封錨。完成第一次張力、壓漿、封錨后拆除底模及支架，鋼棒抽出后，在預(yù)留孔內(nèi)灌注水泥漿，預(yù)留孔表面水泥漿摻入一定的白水泥，使預(yù)留孔顏色與墩柱一致，待壓漿混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后開始架設(shè)小箱梁，然后進(jìn)行第二次預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉、壓漿、封錨。混凝土采用混凝土泵車或料斗吊送方式澆筑。

蓋梁施工流程如下：

鋼管柱安裝—砂箱安裝—貝雷片吊裝—工字鋼及作業(yè)平臺(tái)安裝—底模鋪裝—堆載預(yù)壓及卸載—鋼筋骨架、零構(gòu)件及預(yù)應(yīng)力管道錨具綁扎、安裝—側(cè)模、端模、擋塊模板安裝及驗(yàn)收—墊石鋼筋預(yù)埋及接地預(yù)埋件預(yù)埋—砼澆筑—拆模養(yǎng)生—第一次預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿、封錨—梁板架設(shè)—第二次預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿、封錨[1]。

3 支架搭設(shè)

3.1 鋼棒安裝

圖2 鋼管柱布置側(cè)面圖

(1)在每個(gè)墩柱四周搭設(shè)鋼管腳手架。前后每邊腳手架為雙排腳手架，立桿采用單立管。搭設(shè)尺寸為：立桿的縱距1.2m，立桿的橫距0.6m，立桿的步距1m，立桿的高度為鋼棒位置，四周每4.8m高度布置一道剪刀撐，采用的鋼管腳手架類型 48×3.5。腳手架只承受施工人員及跳板荷載，要求同時(shí)施工人數(shù)不得大于兩人。腳手架底座必須要堅(jiān)實(shí)，土基必須要夯實(shí)，在土基上澆筑10cm厚C15砼，或鋪設(shè)墊板，墊板厚度不小于10cm，且跨度不小于兩跨。

(2)在每個(gè)鋼管柱上各放置砂箱裝置一個(gè)，砂箱緊貼墩柱放置，砂筒壁厚1.2cm，砂箱上蓋及下墊2cm厚鋼板。然后進(jìn)行貝雷片吊裝，貝雷片放在砂箱上面，兩排貝雷片之間采用特制的加長(zhǎng)鋼銷連接，兩側(cè)之間采用對(duì)拉螺栓及槽鋼連接固定。

(3)砂筒加工完成后需采用萬(wàn)能壓力機(jī)進(jìn)行超載20%試壓，使用前桶箱內(nèi)的砂需按10kN荷載加壓，避免不均勻沉降。所用砂子應(yīng)用干凈中粗砂，以防砂體板結(jié)給放砂帶來(lái)困難。

3.2 鋼管柱安裝

鋼管柱支墩做成采用雙鋼管立柱，順橋向間距為2.6m，鋼管（Φ500×8mm）間用“槽鋼平撐”或槽鋼平撐加槽鋼剪刀撐進(jìn)行焊接，頂?shù)缀附?0～12mm厚帶螺栓孔的法蘭（400×400mm），形成可栓接的兩腳“板凳”或支墩桿件。在支墩位豎向逐節(jié)接長(zhǎng)，上下節(jié)間對(duì)齊，立即用螺栓聯(lián)接后吊車方可松鉤。

支墩節(jié)段在施吊前應(yīng)檢查各處的焊接情況，如有焊縫開裂等異常情況時(shí)應(yīng)通知技術(shù)部門查明原因，進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)或更換材料。

首節(jié)吊安前應(yīng)計(jì)算和復(fù)核好支墩高度和選配管節(jié)，使之和地面標(biāo)高、蓋梁設(shè)計(jì)高程相匹配，避免返工。首節(jié)管節(jié)安施時(shí)應(yīng)控制其豎直度，在兩個(gè)互相垂直的方向用吊線墜的方法觀察，也可用測(cè)量?jī)x器精準(zhǔn)控制。鋼管底部插入混凝土基礎(chǔ)，混凝土基礎(chǔ)橫橋向?qū)挾葹?.6m，順橋向長(zhǎng)度為3.2m，厚度為0.4m。

3.3 貝雷片安裝

(1)貝雷片由專業(yè)人員安裝，長(zhǎng)度長(zhǎng)出蓋梁兩端各1m以上，做預(yù)應(yīng)力張拉施工平臺(tái)。

(2)貝雷片（標(biāo)準(zhǔn)貝雷片規(guī)格：300cm×150cm）與調(diào)坡鋼桁架之間用卡扣聯(lián)接固定，綁扎間距為高度20cm以上為0.5m，高度20cm以下為1m。貝雷片之間采用銷連接，兩側(cè)貝雷架分別在懸臂端與跨中位置用自制10號(hào)槽鋼十字框架鎖定。兩側(cè)貝雷架上設(shè)自制?20螺桿在墩柱兩側(cè)對(duì)拉鎖緊。

(3)蓋梁寬2m，工作平臺(tái)一側(cè)1m，工作平臺(tái)上面滿鋪鋼板，四周設(shè)置安全防護(hù)網(wǎng)要求符合《建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范》，工字鋼及鋼板鋪設(shè)完成逐次檢查固定。在平臺(tái)明顯位置設(shè)置允許負(fù)載值及限定允許的作業(yè)人數(shù)，物料應(yīng)及時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)，不得超重、超高堆放，操作平臺(tái)使用中應(yīng)每月不少于1次定期檢查，應(yīng)由專人進(jìn)行日常維護(hù)工作，及時(shí)消除安全隱患。

(4)在支點(diǎn)處設(shè)加強(qiáng)腹桿，在每片貝雷梁支點(diǎn)位置焊接10號(hào)槽鋼作為豎桿，即在鋼棒的正上方位置，對(duì)兩片貝雷梁各設(shè)兩條豎向腹桿（[10#槽鋼，高度約140cm，上下端頂住貝雷梁的上下弦桿），增強(qiáng)貝雷梁在支點(diǎn)處的抗剪能力。

(5)貝雷片的吊裝采用2臺(tái)35t吊機(jī)雙機(jī)抬吊，最重的兩片貝雷梁總重為8.4t，吊機(jī)工作半徑取8m，起重臂長(zhǎng)度取22m，查《吊車噸位參數(shù)表》，得允許起重量為8.44t，貝雷梁重量8.4＜8.44×2×0.8=13.5t，滿足要求。

3.4 調(diào)坡鋼桁架安裝

對(duì)于高度在20cm以下的調(diào)坡范圍，采用φ28螺紋鋼筋加工楔形鋼桁架來(lái)調(diào)坡，對(duì)于高度在20cm以上的調(diào)坡范圍，采用10號(hào)槽鋼加工楔形鋼桁架來(lái)調(diào)坡，鋼桁架按照10#蓋梁設(shè)計(jì)橫坡2%的坡度加工，加工長(zhǎng)度為6m一節(jié)。

調(diào)坡鋼桁架與貝雷梁之間用卡扣聯(lián)接固定，綁扎間距為高度30cm以上為0.5m，高度30cm以下為1m。

3.5 橫梁安裝

調(diào)坡鋼桁架安裝后上面再鋪14工字鋼作橫梁，工字鋼長(zhǎng)4m，蓋梁底部位置間距50cm，走道板位置間距100cm，具體規(guī)定詳見附圖。

3.6 施工平臺(tái)安裝

工字鋼伸出蓋梁側(cè)模兩側(cè)的工字鋼頂面鋪設(shè)鋼板，同時(shí)在其外緣安裝防護(hù)欄桿，用作蓋梁的施工平臺(tái)，施工平臺(tái)與安全爬梯連接，施工平臺(tái)采用裝配式欄桿行護(hù)，裝配式圍欄高度為1.2m，上下橫桿間距為0.6m，立竿間距不得大于2m，圍欄根部設(shè)置高度不低于0.18m的擋腳板，圍欄立柱安裝完成后安裝綠色安全防護(hù)網(wǎng)，安全防護(hù)網(wǎng)滿布整個(gè)圍欄范圍，并用細(xì)鐵絲綁扎。

4 底模鋪裝和支架預(yù)壓

蓋梁底模采用定型鋼模板，鋼板厚6mm，外側(cè)橫肋采用10#槽鋼、間距30cm，縱肋采用10#槽鋼焊接間距40cm。底模安裝好后，進(jìn)行柱頂鑿毛，清理模板，刷脫模劑，經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收后，安裝鋼筋。安裝底模板前要考慮預(yù)拱度，以消除支架沉降及支架拆除后梁體在自重荷載下產(chǎn)生的饒度。

預(yù)拱度計(jì)算公式：f=△1+△2

式中：△1—支架變形量； △2—梁體砼及其他荷載重量產(chǎn)生的饒度。

跨中與懸臂端的預(yù)拱度根據(jù)預(yù)壓結(jié)果數(shù)據(jù)和計(jì)算得出的撓度綜合考慮，而墩柱位置的預(yù)拱度按0mm考慮，其他點(diǎn)按二次拋物線公式計(jì)算、設(shè)置。

支架搭設(shè)完成后，對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓取得支架變形數(shù)據(jù)，為后續(xù)支架提供預(yù)拱數(shù)值，預(yù)壓重量為1.10倍蓋梁砼量加施工荷載的重量，通過(guò)連續(xù)測(cè)量，支架穩(wěn)定后卸載。

堆載重量=1.1*（砼自重+施工荷載）=1.1*（427.96t+35.3t）=509.59t

試驗(yàn)采用全荷載，模擬實(shí)際荷載分布情況，加載使用袋裝中砂,每袋堆積密度取1.5t/m3，故共使用袋裝中砂340袋。預(yù)壓加載分三級(jí)：根據(jù)規(guī)范，加載分級(jí)進(jìn)行且不應(yīng)少于3級(jí)。擬定按荷載量的60%、80%、100%，共加載3次。加載寬度為蓋梁底板寬，每次加載以堆碼高度進(jìn)行控制。具體加載過(guò)程：第一次加載重量為總荷載60%，觀測(cè)貝雷梁及鋼棒撓度；第二次加載重量為總荷載80%，觀測(cè)貝雷梁及鋼棒撓度；第三次加載重量為總荷載100%，觀測(cè)貝雷梁及鋼棒撓度[2]。

支架預(yù)壓滿足驗(yàn)收條件后，即可卸載。人工配合吊車吊運(yùn)砂袋均勻卸載，卸除順序從兩端向中間，對(duì)稱、均衡、同步卸載。

5 鋼筋制作安裝和預(yù)應(yīng)力材料安裝及側(cè)模、端模、擋塊模板安裝

5.1 鋼筋制作安裝

5.1.1 原材管理

進(jìn)場(chǎng)后的鋼筋原材使用前，工地試驗(yàn)室按規(guī)范要求抽檢、送檢，合格后經(jīng)監(jiān)理工程同意才開始使用。鋼筋原材進(jìn)場(chǎng)后，根據(jù)鋼筋廠家、規(guī)格、長(zhǎng)度等指標(biāo)分別存放在鋼筋加工車間的原材存放區(qū)內(nèi)。鋼筋原材采用定型的U型型鋼支架存放，根據(jù)鋼筋長(zhǎng)度分別設(shè)置4～5道存放支架。鋼筋進(jìn)場(chǎng)后及時(shí)報(bào)請(qǐng)監(jiān)理按規(guī)定比例抽檢，合格后投入使用。每種型號(hào)鋼筋料堆前，設(shè)置物資狀態(tài)標(biāo)識(shí)牌，標(biāo)明鋼筋驗(yàn)收狀態(tài)。

5.1.2 鋼筋半成品加工

鋼筋在加工場(chǎng)內(nèi)統(tǒng)一制作成半成品，將半成品運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)蓋梁一側(cè)，適量吊裝至操作平臺(tái)上，直接在底模板上進(jìn)行鋼筋骨架片的綁扎。鋼筋間距、保護(hù)層用模具定位。鋼筋保護(hù)層墊塊采用與主體結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度同標(biāo)號(hào)或高標(biāo)號(hào)的水泥砂漿墊塊，間距按圖紙要求布置。鋼筋骨架采用雙面焊，其焊縫長(zhǎng)度不小于5d，每批鋼筋焊接前都要進(jìn)行試焊，試焊質(zhì)量經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行施焊。

5.2 預(yù)應(yīng)力材料安裝

蓋梁鋼筋骨架準(zhǔn)確就位后安裝波紋管、鋼絞線、端頭螺旋筋、錨墊板；波紋管根據(jù)設(shè)計(jì)鋼束坐標(biāo)定位，直線部分間距0.5m，曲線部分間距0.4m，波紋管接頭外套直徑大5mm的波紋管，長(zhǎng)度30cm，縫隙用膠帶布纏緊。過(guò)長(zhǎng)的鋼絞線安裝困難時(shí)，采用鋼絞線穿孔器輔助穿孔。波紋管定位筋焊接時(shí)，焊接附近的波紋管要覆蓋，以防損傷波紋管，造成穿孔。

鋼絞線在鋼筋加工場(chǎng)內(nèi)下料，對(duì)整束鋼絞線和束中單根鋼絞線進(jìn)行編號(hào)，每根鋼絞兩端編號(hào)相同，并與錨具各孔編號(hào)對(duì)應(yīng)。下料完成后，用梳束板編束，逐根理順，并綁扎成束，綁扎間距控制在1.5m內(nèi)，防止力筋相互纏繞。

采用整束穿束工藝，穿束過(guò)程中可前后拖動(dòng)，但不得扭轉(zhuǎn)。穿束完成后，應(yīng)檢查鋼絞線和錨具錨孔編號(hào)是否一致，防止鋼絞線穿錯(cuò)錨孔。最后鋼筋骨架四周安裝保護(hù)墊塊，以上工作均完成自檢合格報(bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)收，合格后方能進(jìn)行側(cè)模和端模的安裝。

5.3 側(cè)模、端模、擋塊模板安裝

1.側(cè)模采用矩形狀鋼模板，標(biāo)準(zhǔn)塊長(zhǎng)度3m，高度2.8m，模板結(jié)縫貼雙面膠帶，保證結(jié)縫密實(shí)。

2.鋼筋、預(yù)應(yīng)力材料安裝好后，經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收后安裝蓋梁側(cè)模，蓋梁側(cè)模、端模、和擋塊模板均采用定型鋼模制作，厚度5mm，標(biāo)準(zhǔn)塊長(zhǎng)度3m，上下設(shè)對(duì)拉桿，拉桿間距1m，側(cè)模外側(cè)設(shè)鋼管斜撐，上口設(shè)葫蘆拉緊，間距5m左右，在所有模板接縫處均設(shè)置聚乙烯塑料止?jié){墊。側(cè)模安裝后，外面用拉桿固定。拉桿用φ20mm圓鋼，上下設(shè)兩道，在蓋梁砼處不穿拉桿。預(yù)埋墊石鋼筋，然后調(diào)整加固、支撐，檢查垂直度，經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后進(jìn)行下道工序。

3.墊石鋼筋安裝：蓋梁側(cè)模安裝好后，測(cè)量復(fù)核后蓋梁四角點(diǎn)坐標(biāo)無(wú)誤后，定出墊石鋼筋安裝位置，安裝墊石鋼筋。

4.防雷接地預(yù)埋件安裝：蓋梁安裝墊石鋼筋后，通過(guò)測(cè)量確定蓋梁防雷接地預(yù)埋件位置，安裝防雷接地預(yù)埋件，具體見附件圖紙。

6 砼澆筑及拆模

澆筑順序?yàn)閺亩罩斚蚩缰蟹较驅(qū)ΨQ澆筑，先補(bǔ)平墩頂蓋梁部分，再按照水平方向分層澆筑，當(dāng)蓋梁有縱坡時(shí)，澆注應(yīng)從低處向高處分層澆注。如懸臂端過(guò)大時(shí)，應(yīng)特別注意支架懸壁端過(guò)載發(fā)生頃覆。

當(dāng)蓋梁混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa時(shí)(一般12～24小時(shí))，可拆除側(cè)模板，此時(shí)尚不能拆除底模。拆模后養(yǎng)護(hù)：砼終凝后開始養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)采用表體覆蓋土工布、頂面安放滴水桶方式，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7天，養(yǎng)護(hù)期間使砼表面始終處于濕潤(rùn)狀態(tài)。拆模時(shí)，注意保護(hù)蓋梁表面及棱角。模板拆除要輕撬慢卸，以防損壞構(gòu)件邊角。模板用吊車分片卸下，吊入平整的場(chǎng)地或有楞木擱置的場(chǎng)地上，清除粘在模板上的混凝土，涂刷脫模劑備用。

蓋梁砼強(qiáng)度不小于設(shè)計(jì)值85%時(shí)可以進(jìn)行鋼絞線進(jìn)行穿束，預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿、封錨工作，底模拆除，必須等到蓋梁砼達(dá)到90%的設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才能進(jìn)行。拆底模時(shí)，將砂箱里面砂子放出，砂箱上座自由下落，輕敲底模，則模板自然落下，用吊車把底模吊放在平整的地面上，進(jìn)行清理、刷油等保養(yǎng)工作。