碾 北 公 路 公 鐵 立 交 橋


TRANBBS施工TRANBBS技術(shù)與質(zhì)量控制
趙月亭
齊鐵工程總公司路橋工程公司

[內(nèi)容摘要]我公司2000年承建的碾北公路公鐵立交橋是一座大型橋梁。結(jié)構(gòu)形式為裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，最大跨徑為35米，全橋長101.54m。由于跨越濱洲鐵路及經(jīng)濟造價上的原因，該橋TRANBBS設(shè)計較為復(fù)雜，堪稱黑龍江省公路建設(shè)史上的“尖、新、奇、特”。針對本橋設(shè)計上的箱梁、墩蓋梁上墊石、三角楔形塊并存、抗震錨栓設(shè)置、高墩柱等問題，本文對施工中采用的新工藝、新技術(shù)做了較全面的論述。可供有關(guān)橋梁施工人員參考。



主題詞：碾北公路公鐵立交橋……蓋梁無支架法……墊石及楔形塊……抗震錨栓……箱梁預(yù)制……施工質(zhì)量控制。




1、 工程概況
黑龍江省碾北公路k64+802公鐵立交橋，采用分離式立體立叉形式與濱洲鐵路交匯于k312+521m。交叉形式：與鐵路交角145度，與蓋梁交角125度。此橋座落在3000米半徑的公路平曲線上，全長101.54米。大橋采用主線上跨形式，結(jié)構(gòu)形式：上部為裝配或預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，共計三孔（30m+35m+30m）。下部為三柱式橋墩、肋板埋置式橋臺。基礎(chǔ)為鉆孔樁基礎(chǔ)。
其30m、35m兩種箱梁（本橋箱梁為斜角）的設(shè)計與施工，達到了90年代先進水平。而蓋梁上墊石、楔形塊、錨栓的設(shè)計，也對施工單位提出了新的課題。



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2、 施工工藝
對在施工中經(jīng)常采用的工藝，如鉆孔樁基礎(chǔ)施工工藝等，本文不再論述。僅就碾北公路，公鐵立交橋采用的新工藝、新技術(shù)做介紹。
2.1橋墩蓋（帽）梁無支架法施工
由于公鐵立交橋靠近鐵路限界，施工場地十分狹小，而橋墩又較高，給施工帶來一定困難。在蓋梁施工中如果采用常規(guī)的木排架或其它支托設(shè)備、費工費料，很不經(jīng)濟，故在本橋施工中采用“無支架法”施工。施工用具由鋼軸、扣件、工字鋼組成。
（1） 施工準(zhǔn)備
① 在澆筑墩柱混凝土前，設(shè)定預(yù)留孔位置、尺寸。鋼軸、扣件、工字鋼經(jīng)計算驗證是否符合要求（主要是剪力計算）。
② 計算高度。計算高度為墩柱頂面（即蓋梁底面）距預(yù)留孔的高度，即鋼軸直徑、
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　　　扣件高、工字鋼高、墊木、木楔、底模厚度之和。
③ 預(yù)留孔采用預(yù)埋薄壁鋼管成孔的方法，管徑以大于鋼軸直徑2cm為宜。預(yù)埋時在管兩端用編織袋塞住，以防澆筑墩柱混凝土?xí)r，混凝土進入管內(nèi)。孔向為順橋向。
(2)安裝
① 墩柱混凝土達到設(shè)計強度50%以后，即可鑿出預(yù)留孔。將鋼軸穿入預(yù)留孔，將扣件扣在鋼軸兩端，然后將同蓋梁等長的工字鋼兩片分別放置在鋼軸兩端扣件上，用倒鏈將工字鋼捆牢與墩柱密切。
② 在工字鋼上橫鋪方木（枕木亦可）及蓋梁底模，抄側(cè)蓋梁底模標(biāo)高及軸線，檢查幾何尺寸，合格后即可進行鋼筋綁
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扎、支立側(cè)模等工序，進行蓋梁混凝施工。
(3)拆除
① 蓋梁混凝土強度達到設(shè)計強度70%以時后，即可拆除蓋梁底模、方木、工字鋼、扣件、鋼軸。
② 用高標(biāo)號混凝土將預(yù)留孔封死。
2.2蓋梁墊石、楔形塊、錨栓
（1）因箱梁不等高（30m箱梁高1.3m,35m箱梁高1.55米），故設(shè)計在蓋梁上分別設(shè)計了墊石、楔形塊（楔形塊是使所采用的板式支座處于水平狀態(tài)）。用墊石的高度來彌補30m箱梁的高度，使35m箱梁同30m箱梁得以結(jié)合成一體。在施工中墊石及楔形塊須在蓋梁混凝土澆筑完畢，混凝土達到初凝后再進行支模澆筑，采用此方法保證了墊石及楔形塊位置及幾何尺寸。
（2）錨栓施工采用“預(yù)埋鋼管法”，如不采
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用此法，箱梁無法架設(shè)（橫移），而且錨栓位置也無法保證。預(yù)埋鋼管直徑比錨栓略大，埋置位置等嚴(yán)格依照設(shè)計設(shè)置的錨栓位置，當(dāng)蓋梁混凝土強度達到設(shè)計強度100％后，即可割除高出墊石、楔形塊的鋼管，待箱梁架設(shè)完畢后，即可將錨栓插入鋼管內(nèi)，用電焊焊結(jié)牢固。
2.3箱梁預(yù)制
箱梁預(yù)制的工藝流程為：安裝底模→安裝鋼筋骨架→埋設(shè)波紋管→支模→穿鋼絲束→澆筑混凝土→養(yǎng)護拆模→張拉預(yù)應(yīng)力鋼絲→孔道壓漿→封錨→移梁。
工藝原理與一般現(xiàn)場預(yù)制梁基本相似，不同處及改進處：采用組合鋼形式的側(cè)模、活動形式的鋼、木芯模、預(yù)應(yīng)力孔道為鋼波紋管、采用后張鋼錐型錨張拉體系、孔道注漿采用壓漿帽、混凝土自然法養(yǎng)生、卷揚機移梁。本文僅就不同處和改進處做論述。余不再述。
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（1）模板體系。采用鋼模板、鋼支架，結(jié)構(gòu)形式為拼裝式。模板由底模、側(cè)模和芯模三部分組成。
①底模由2mm厚鋼板和150mm木方及60mm厚木板構(gòu)成（木材選用東北落葉松，材質(zhì)一等）。用預(yù)埋螺栓置于臺座上，在梁吊起點處設(shè)置活動升降板，以便吊裝。考諜到箱梁混凝土強度達到設(shè)計強度100%后方可張拉，故底模不設(shè)反拱。
②側(cè)模。側(cè)模沿梁長分成10個節(jié)段（以梁橫隔板為界），每套側(cè)模由26塊單元模板組成，每次單元模板由面板、支承面板的肋條及鋼支架，頂拉桿、底拉桿及震動支架組成。單元模板由2.8厚鋼板模壓成型，與標(biāo)準(zhǔn)鋼模板形式結(jié)構(gòu)相同。鋼支架采用75#角鋼，單件結(jié)構(gòu)，布設(shè)采用60cm長度為段的自由組合式，然后用拉桿固定，使之與側(cè)模密貼。
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③芯模。芯模采用鋼、木模結(jié)合式，結(jié)構(gòu)為鉸接式，以便于每次的拆裝組合，反復(fù)使用。
（2）孔道留設(shè)。孔道留設(shè)采用預(yù)埋波紋管法。預(yù)埋波紋管是采用鍍鋅雙波紋金屬軟管永久埋設(shè)在箱梁中而形成預(yù)留孔道。
①波紋管是由鍍鋅薄鋼帶經(jīng)制管機壓波后卷成，具有重量輕、剛度好、彎折方便、連接容易、與混凝土粘結(jié)性好等優(yōu)點，可以作成各種形狀的孔道。
②安裝時須先根據(jù)圖紙所給定的坐標(biāo)及位置，用鋼筋做成支架（井字架）與梁體鋼筋固定好，然后穿入波紋管，波紋管長度不夠時，可用大一號的同型波紋管連接，接頭管長度為200mm，用密封膠帶將接處封好，以防止水泥漿漏入，阻塞管道。
③波紋管埋設(shè)完畢后，電、氣焊嚴(yán)禁靠近，以防灼管。
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(3)張拉鋼絲。預(yù)應(yīng)力鋼材張拉時的控制應(yīng)力，應(yīng)以張拉時的伸長值進行校核。實際伸長值與理論伸長值相差應(yīng)控制在6%以內(nèi)，否則就暫停張拉，查明原因并采取措施加以調(diào)整后，再繼續(xù)張拉。理論伸長值的計算方法如下：
p · L100
Ay·Eg

ΔＬ＝

　　
p· ［1-e-(kL +uθ )
 KL+uθ

　P＝
　

式中：ΔＬ—預(yù)應(yīng)力鋼材理論伸長值（cm）。
　　　　Ｐ—預(yù)應(yīng)力鋼材的平均張拉力（Ｎ）
　Ｌ—從張拉端至計算截面孔道長度（m）。
　Ａy—預(yù)應(yīng)力鋼材截面面積（mm2）；
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Eg—預(yù)應(yīng)力鋼材的彈性模量Mpa(N/mm2)
P—預(yù)應(yīng)力鋼材張拉端的張拉力（Ｎ）
θ—從張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和（rad）。
K—孔道理每m局部偏差對摩擦的影響系數(shù)；
u—預(yù)應(yīng)力鋼材孔道壁的摩擦系數(shù)。
張拉順序按照圖紙規(guī)定，張拉程序為：
0→初應(yīng)力→105%δk(持荷5分鐘)→δk。（錨固）
　　①張拉前對梁的幾何尺寸和外觀要進行檢查，張拉時混凝土強度不得低于設(shè)計規(guī)定的100%(C40)。
　　②張拉按設(shè)計要求的順序進行，用張拉力與伸長值雙控制，合格后即可錨固，張拉過程中要認(rèn)真觀察梁端有無裂紋，反拱度及其發(fā)展速度。張拉中的情況和數(shù)據(jù)應(yīng)及時做好記錄。
③張拉以張拉應(yīng)力控制為主，以鋼絲伸長量
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進行校核，故張拉前要對鋼絲

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束的理論伸長進行計算，經(jīng)便張拉時與實際伸長值進行比較。
　　④頂錨要逐端進行，一端頂完后，需觀測另一端，大缸油壓是否下降，如下降則需補至控制力后再施頂。兩端頂完后，即可退楔，張拉即告完成。經(jīng)檢查合格后，方可割支超長部分鋼絲，鋼絲外露長度為自錨塞尾端起30mm長度。
(4)孔道注漿。孔道注漿采用比錨具直徑大2cm的鋼管（用鋼板卷制亦可）一端封住留一孔成帽子狀，罩在錨具上，用螺栓固定好，將壓漿咀插入即可壓漿。注漿一次注完，待壓漿后，即可將帽子摘下。相比其它方法省工。
①壓漿工作應(yīng)在張拉工作結(jié)束后盡早進行，最多不超過24小時。壓漿順序自下而上逐孔進行，一片梁應(yīng)連續(xù)壓完。
②水泥漿標(biāo)號為40#采用525#水泥，水灰比宜在0.4以內(nèi)，泌水率最大不超過4%，拌和3小
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時時泌水率控制在2%,24小時后泌水須能全部被吸收。水泥漿摻FDN—５高效減水劑，摻量為水泥用量的0.7%，摻入鋁粉（膨脹劑），摻量為水泥用量的0.01%。
　　③水泥漿稠度控制在14s~18s之間，水泥漿調(diào)制后應(yīng)經(jīng)常攪動，并應(yīng)在30~40分鐘時間內(nèi)用完，壓漿時灰漿泵的壓力取0.5~0.7Mpa。由于箱梁孔道較長，壓力可適當(dāng)加大。
　　④打開兩端壓漿嘴閥門，由一端壓入水泥漿，當(dāng)另一端冒出濃漿時，關(guān)閉其壓漿嘴，壓漿端繼續(xù)壓漿，壓力達到1Mpa時，保壓2分鐘左右，然后關(guān)閉閥門，水泥漿終凝后，方可拆除壓漿嘴。
3施工質(zhì)量控制
質(zhì)量控制嚴(yán)格按照《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》進行分項工程檢驗評定，嚴(yán)格按照《公路橋涵施工規(guī)范》進行施工作業(yè)。
3.1軸線及標(biāo)高控制
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(1)軸線控制。根據(jù)JD18-1、JD18-2、ZD1、ZD7,找出ZD18,測出其曲線轉(zhuǎn)角是否為24度25分13秒。以JD18為起點，用經(jīng)緯儀，光電測距儀測出YZ點。在ZY點支經(jīng)緯儀，測出0#臺、1#墩、2#墩、3#臺的位置，并設(shè)置控制樁。
(2)標(biāo)高控制。根據(jù)設(shè)計水準(zhǔn)點：BM31: 218.145m、BM32: 210.826m、BM33: 190.156m,復(fù)核BM32是否準(zhǔn)確，無誤后即用BM32控制全橋標(biāo)高。
3.2預(yù)應(yīng)力鋼絲張拉質(zhì)量控制
(1)張拉時，混凝土強度不低于設(shè)計規(guī)定的40Mpa，且養(yǎng)生期不低于3天。
(2)張拉過程中，現(xiàn)場檢查，確保按設(shè)計及《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定進行。
初始應(yīng)力張拉時應(yīng)劃線作標(biāo)記，以便記錄伸長量和滑絲情況，超應(yīng)力張拉時應(yīng)復(fù)查伸長量，頂塞退楔時，應(yīng)認(rèn)真檢查有無斷、滑絲現(xiàn)象，并
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做好鋼絲及錨塞回縮量記錄。在核對張拉力滿足設(shè)計要求后，方可壓漿、封錨。
3.3材料質(zhì)量控制
(1)水泥出廠合格證、二次試驗報告必須齊全，出廠超過3個月要重新檢驗，合格后方可使用。
(2)砂、石各項性能指標(biāo)必須符合有關(guān)《規(guī)范》規(guī)定。
(3)鋼筋、鋼絲必須符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，必須有出犬　合格證和二次試驗、化驗合格檢驗單。

通過對施工完成橋梁主體工程的檢驗，證明上述工藝方法可行，質(zhì)量評定達到優(yōu)良。碾北公路公鐵立交橋的建設(shè)，標(biāo)志著我公司的建橋水平處省內(nèi)領(lǐng)先地位。進一步提高了我公司在公路建設(shè)市場的競爭力，使我公司取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益

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