預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁懸拼365JT施工365JT技術(shù) 
  摘要：結(jié)合工程實際介紹大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁懸拼施工的優(yōu)點，對線形控制、剪力腱的365JT設(shè)計、匹配面處理、壓漿質(zhì)量要求等問題進(jìn)行了探討。  
  關(guān)鍵詞：鐵路橋　預(yù)應(yīng)力混凝土梁　連續(xù)梁　懸拼
1　引言　　近年來，連續(xù)結(jié)構(gòu)體系梁已成為預(yù)應(yīng)力混凝土橋的主要橋型之一。連續(xù)梁或剛構(gòu)主要采用懸臂施工法，其中懸臂澆筑(簡稱懸澆)是連續(xù)結(jié)構(gòu)早期的施工方法，至今仍應(yīng)用廣泛；后來發(fā)展的懸臂拼裝法(簡稱懸拼)逐漸被人們認(rèn)可。石(門)長(沙)鐵路長沙湘江特大橋的設(shè)計與施工，是我國大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁懸拼的一次成功嘗試。　　石長鐵路長沙湘江特大橋位于湖南省望城縣，全橋長2 475 m，主橋為9跨1聯(lián)的單箱單室直腹板變截面三向預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，跨徑61.65 m+7×96 m+61.65 m，居全國同類鐵路橋梁之首，主橋共有8個T構(gòu)，2個邊跨段，9個合龍段。每個T構(gòu)分為23個節(jié)段塊(含1個0#塊)。0#塊長6.0 m(含兩側(cè)各0.15 m濕接頭)，于墩頂現(xiàn)澆；1#～10#塊長4.0 m，11#塊長3.7 m，合龍段長2.6 m。1#～11#塊都是利用我國自行研究、設(shè)計和制造的第一臺96 m大跨度造橋機(jī)來懸拼的。實踐表明，懸拼具有以下優(yōu)越性：　　(1)進(jìn)度快。傳統(tǒng)的懸澆法灌注1節(jié)段梁周期在天氣好時也需要1星期左右；而采用懸拼法，節(jié)段預(yù)制可與下部結(jié)構(gòu)同時施工，且拼裝速度快。本橋在正常情況下，2天可拼6個節(jié)段。　　(2)制梁條件好，混凝土質(zhì)量高。懸拼法將大跨度梁化整為零，在地面制造，制梁條件好，操作方便、安全，便于控制施工質(zhì)量。　　(3)收縮、徐變量少。混凝土收縮與徐變是它作為粘滯體的2種與時間有關(guān)的變形性質(zhì)。采用懸拼法，可增大加載齡期，減少徐變，減少混凝土收縮的影響。如預(yù)制的節(jié)段養(yǎng)護(hù)3個月，其收縮影響可減少50%以上，徐變特性系數(shù)φt可以減少60%以上。　　(4)線形好。節(jié)段預(yù)制采用長線法，長線法是在按梁底曲線制作的固定底模上分段澆筑混凝土的方法，能保證梁底線形。　　(5)懸拼前可知道混凝土28 d強(qiáng)度。懸臂澆筑的混凝土有時會因達(dá)不到強(qiáng)度而造成事故，處理起來較麻煩，必要時須炸掉重來。這在工程實踐中是發(fā)生過的，影響了工期，損失較大。采用懸拼法，節(jié)段梁在地面有足夠的時間，可以想辦法彌補(bǔ)工程施工中的不足。　　(6)適合多跨梁施工。當(dāng)橋梁跨度越大，橋跨越多，則越能體現(xiàn)懸拼法的優(yōu)越性，也就越經(jīng)濟(jì)。　　后張法預(yù)應(yīng)力懸拼體系使大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土箱形截面梁的施工技術(shù)提高了一個新的水平，但有些問題還值得研究與實踐。
2　線形控制　　懸拼的各梁段連接后梁頂或梁底中心的連線稱為梁頂或梁底的線形，相關(guān)的預(yù)拱度計算和施工控制測量工作即稱為線形控制。橋梁的線形不順，首先有損外觀；如線形控制不嚴(yán)，合龍段有不允許的高差，將影響穿束工作，且增大鋼束張拉阻力；橋中線誤差，將增大梁的扭矩。對于鐵路橋來說，線形控制比公路橋更顯得重要，原因是鐵路軌底標(biāo)高已定，梁高程誤差只有靠道碴厚度來調(diào)整。橋的跨度越大，線形控制的重要性就越趨突出。　　要控制好線形，應(yīng)該把握以下環(huán)節(jié)：　　(1)節(jié)段預(yù)制　　當(dāng)采用長線法預(yù)制節(jié)段時，臺座可按半個“T”或整個“T”制作。臺座的基礎(chǔ)須按一定的允許承載力設(shè)計，避免制梁時臺座的沉降影響預(yù)制線形。臺座的底模標(biāo)高應(yīng)是可調(diào)的，以便制梁時進(jìn)行必要的高程(梁底線形)調(diào)整。應(yīng)對臺座標(biāo)高進(jìn)行精確測量。　　(2)正確計算線形高程　　根據(jù)設(shè)計圖、施工組織設(shè)計及預(yù)制線形，可以得到預(yù)計的各種計算參數(shù)值，并提前進(jìn)行預(yù)拱度及撓度的理論計算，得到各節(jié)段塊制造與施工安裝高程。　　節(jié)段預(yù)制完以后，需稱重，比較實際重量與設(shè)計重量，確定梁體自重誤差對懸拼線形的影響。在計算T構(gòu)的標(biāo)高時，要注意連續(xù)梁一般是逐孔逐跨推進(jìn)式施工，在確定T構(gòu)的施工安裝高程前，須考慮前一T構(gòu)的標(biāo)高，因其標(biāo)高會受到相鄰T構(gòu)張拉合龍跨底板束等的影響。如圖1所示，張拉底板束Ny時，懸臂前端標(biāo)高會減少Δh。
 圖1　張拉底板束對懸臂前端標(biāo)高的影響　　(3)正確測量，總結(jié)規(guī)律　　在每一節(jié)段梁定位前后都要對線形(高程、中線)等進(jìn)行精確測量，及時匯集監(jiān)控數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，總結(jié)規(guī)律，為下一T構(gòu)懸拼控制提供參數(shù)，調(diào)整下一T構(gòu)的控制高程。　　測量最好定時進(jìn)行(以早晨為好)，以減少溫度影響。因為箱梁受日照影響，沿梁高或上、下游的溫度梯度是非線性的，若不定時、適時測量，如測量時的溫差太大，會引起懸臂的溫差變形，測量數(shù)據(jù)可能會對施工產(chǎn)生誤導(dǎo)作用。　　(4)控制1#塊線形　　懸拼法施工的0#塊一般是在墩頂灌注。1#塊以后的節(jié)段是在地面上用長線法預(yù)制。1#塊位于懸臂的根部，其它塊在其延長線上，它的安裝精度對以后的懸拼線形影響極大。0#塊與1#塊之間采用濕接頭是十分必要的，有利于精確控制1#塊的線形。安裝中主要通過調(diào)整1#塊的安裝線形進(jìn)行線形的調(diào)整，必須嚴(yán)格控制其高程、中線的位置，盡量減少懸拼時的糾偏工作。　　(5)線形調(diào)整　　由于各種原因，實際線形總是偏離設(shè)計線形，要求安裝時隨時調(diào)整。調(diào)整分2種：一是根據(jù)已安裝T構(gòu)實測資料，修正1#塊的安裝高程；另一種是1#塊以后的糾偏。糾偏工作必須及時進(jìn)行，因為對采用長線法預(yù)制的拼裝塊只能作微量糾偏，且若不及時糾偏，線形誤差會越來越大，造成糾偏困難，且不易保證接合面的質(zhì)量。糾偏可采用以下措施：　　①墊銅片或石棉網(wǎng)。使節(jié)段塊向有利方向偏轉(zhuǎn)。石棉網(wǎng)經(jīng)環(huán)氧樹脂凈漿浸透，以便粘貼。寬度在10 cm左右，以控制最大預(yù)留縫的膠量和厚度的均勻性；厚度可根據(jù)計算求得，一次調(diào)整石棉網(wǎng)厚度不宜大于5 mm。　　②利用臨時張拉束。臨時張拉可采取張拉一部分力筋，或在箱梁內(nèi)壁設(shè)置臨時張拉齒塊，如圖2所示。在各臨時張拉束上施加不同的力，擠出匹配面上多余的環(huán)氧樹脂膠泥，也可以達(dá)到糾偏的目的。實踐證明，其操作相對方便，效果也較明顯。
 圖2　箱梁內(nèi)壁臨時張拉齒塊示意　　糾偏時，一次不宜太多，不僅要注意安裝塊的中心線與高程，更要注意其傾斜度，使糾偏工作順利進(jìn)行，避免反復(fù)糾偏，以確保合龍段的中心線與高程的精確性。
3　剪力腱的設(shè)計　　剪力腱也稱剪力槽，設(shè)在箱梁底板、腹板和頂板端部，其作用主要有以下2方面：　　(1)傳遞剪力。節(jié)段塊的剪力傳遞，主要靠摩阻力，部分靠剪力腱。腹板剪力腱主要是抵消豎向剪力；頂板剪力腱主要完成頂板橫向力的傳遞。當(dāng)橋面較寬、翼板懸臂較長時，懸臂部分也須設(shè)置。　　(2)施工定位。節(jié)段塊端部匹配面上設(shè)置剪力腱，懸拼時能起到很好的定位作用，便于懸拼施工。　　因此，懸拼施工的橋梁，剪力腱不可不設(shè)，也不是越多越好，多了將給制造、安裝帶來不便。要綜合多方面的因素，合理設(shè)置剪力腱。例如根據(jù)連續(xù)梁在懸拼施工過程中及成橋后的受力特點可知：在靠近支點處豎向剪力較大，向跨中逐漸減小，最后幾乎為零，可酌情減少腹板剪力腱。4　匹配面的處理　　對于預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)來講，如預(yù)應(yīng)力筋遭到銹蝕是危險的，80年代英國個別預(yù)應(yīng)力梁橋曾出現(xiàn)過嚴(yán)重的問題，甚至造成橋梁倒塌，使人們對倍受歡迎的后張法預(yù)應(yīng)力表示懷疑，英國運輸部曾于1992年暫停新建該種結(jié)構(gòu)。　　為推廣采用懸拼后張法預(yù)應(yīng)力混凝土橋，須解決好幾個關(guān)鍵問題，防止力筋的銹蝕：　　(1)匹配面的粘結(jié)劑　　目前，較好的粘結(jié)劑是采用環(huán)氧樹脂加水泥作填料來配制。資料表明，其實用性能良好，可根據(jù)溫度情況采用不同的配方，能較好的滿足力學(xué)性能和工藝方面的要求。　　因設(shè)置了剪力腱，匹配面凹凸不平，如圖3所示，豎直膠接縫厚度δs與斜面厚度δx不等，δ

[1][2]下一頁

[NextPage]

x=δs.cosα，給涂膠工作帶來不便。要保證涂膠既薄又均勻，且臨時張拉后膠接縫厚度最好不超過1 mm。
 圖3　匹配面膠接面示意　　后張法縱向力筋孔多采用埋置式制作，即在構(gòu)件內(nèi)設(shè)定的鋼筋位置預(yù)埋波紋管道，便于以后穿束張拉。頂板束通常是通長束，越靠近支點的節(jié)段塊，其頂板束越多。因此在膠拼時需要妥善處理孔口。可粘貼一塊厚約10 mm的經(jīng)環(huán)氧樹脂浸泡過的海綿墊圈，效果較好，可防止壓漿時漏漿及匹配面處串孔、堵孔等現(xiàn)象，影響以后穿束。　　(2)匹配面的錨頭封端處理　　封錨端實際上是一個槽口，因錨頭和錨墊板有一定的厚度以及鋼束割斷后有預(yù)留長度，故該槽口需保證一定深度。對匹配面來講，可以說是一個削弱。處理不好，錨頭封端處可能成為匹配面上最薄弱的環(huán)節(jié)。　　如圖4所示，一方面，由于力筋張拉后，節(jié)段混凝土局部承壓相當(dāng)大，錨頭混凝土?xí)a(chǎn)生徐變；另一方面，封端用的混凝土?xí)a(chǎn)生收縮。這將會造成匹配面不密貼，甚至?xí)霈F(xiàn)裂縫，根本就不存在預(yù)應(yīng)力了。故較早進(jìn)行錨頭封端可使該處受到一定的預(yù)壓力，比較有利，這就需要根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定合理的錨頭封端時間，既不影響工程進(jìn)度，又能保證該處質(zhì)量，防止開裂。另外，為了較好地避免該處局部開裂，封端混凝土中適當(dāng)加一些微膨脹劑。
 圖4　封錨端示意
5　壓漿　　管道壓漿的目的是為了保證預(yù)應(yīng)力筋不受腐蝕。目前的工藝是先用高壓水檢查管道的暢通、匹配面的密貼情況以及封端情況后再進(jìn)行正式壓漿，直到出漿口出濃漿。封閉出漿口持壓幾min，以保證水泥漿盡量充滿管道。　　壓漿是在局部封錨后進(jìn)行的，尚未進(jìn)行封端，封錨水泥砂漿極易收縮開裂，造成壓漿時漏漿，直接影響持壓效果；且水泥漿在管道內(nèi)會產(chǎn)生收縮，使壓漿質(zhì)量難以控制。故除了保證封端質(zhì)量外，若在水泥漿中加入適量微膨脹劑，選取合適的配合比，則既能使壓漿工作能順利進(jìn)行，又能使凝固后的水泥漿盡量充滿管道，盡可能地排出管道內(nèi)的水和空氣，避免力筋受蝕。　　值得提出的是，在正式壓漿前，必須檢查管道暢通及滲漏情況，在壓漿時，若從一端壓不通，須及時處理，不得從另一端補(bǔ)壓了事。
6　部分預(yù)應(yīng)力　　采用懸拼施工，節(jié)段塊匹配面沒有普通鋼筋通過，粘結(jié)劑粘結(jié)強(qiáng)度不能保證等同于整體混凝土抗拉強(qiáng)度。若采用部分預(yù)應(yīng)力，結(jié)構(gòu)受荷載作用后，下翼緣會出現(xiàn)拉應(yīng)力，可能引起膠接面的開裂，使力筋受蝕。在沒有可靠構(gòu)造、施工措施前，作者以為部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁不能采用懸拼施工。并建議在最不利荷載組合作用下，梁的各個截面混凝土有不小于0.5 MPa的壓應(yīng)力作為儲備。
7　結(jié)語　　大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的懸臂拼裝施工，使連續(xù)梁這種古老的結(jié)構(gòu)體系有了更為廣闊的發(fā)展前景；同時，采用造橋機(jī)懸拼施工，加快了我國修建標(biāo)準(zhǔn)化大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的進(jìn)程。如何更加完善設(shè)計細(xì)節(jié)，提高施工管理水平，防止力筋受蝕，增強(qiáng)橋梁耐久性能，成為橋梁建設(shè)者們新的課題。

上一頁[1][2]