摘要:长沙潇湘大道北段龙王港桥和高架桥工程为鱼腹式现浇预应力箱梁结构,在预应力张拉下槽口封堵施工中,采用了预留注浆孔、下槽口原模封闭支模、灌浆料直接灌注施工新技术,取得了良好的质量、经济效果。本文结合现场情况对该项施工技术进行简要的介绍,并对实施效果进行简单的评估。
关键词:鱼腹式预应力箱梁 张拉槽口 注浆孔 原模支设 灌浆料
前言
鱼腹式预应力箱梁桥是近两年逐步兴起的一种桥梁结构形式,它具有整体受力性能好、线条流畅、景观效果好、跨度上适用性强、易于处理与桥墩的连接和造型的协调等特点,越来越受到设计者的亲睐,在城市基础设施建设中得到广泛的应用。
潇湘大道龙王港桥及高架桥工程是长沙市“一洲两岸”城市形象工程的重要组成部分,均为鱼腹式现浇预应力箱梁结构,工程的施工质量尤其是混凝土外观质量要求非常高,需达到清水混凝土要求。其中预应力张拉下槽口的封堵是箱梁施工中的重要一环,施工技术难度大,对混凝土的外观质量影响大。本文以该工程为例,介绍了下槽口封堵的成套施工工艺,应用了新的技术和新的材料,可为类似工程的施工提供借鉴。
1 工程简介
龙王港桥及高架桥工程位于长沙市岳麓区潇湘大道潇湘嘴至龙王港路段,是长沙市“一洲两岸”城市形象工程的重要组成部分。高架桥为陆上桥,桥长761m,桥面宽17m,双向四车道;龙王港桥为跨龙王港河的分离式双幅桥,桥长90m,桥面总宽38.5m,单幅箱梁净宽19.24m,全长90m。两桥均采用直径1.8m的钻孔灌注桩基础,下部配置“花瓶式”桥墩,上部结构采用大悬臂流线型单箱三室形同鱼腹的“鱼腹式”连续箱梁结构形式(见图1)。
在两桥上部箱梁结构施工时,其预应力钢束布置密集且复杂,按设计需在箱梁下部预留共计130处张拉槽口,与张拉槽口位置相冲突的箱梁非预应力钢筋根据设计意见进行先切割、后焊接恢复处理。预应力筋张拉完毕后需将该部分被切割钢筋进行恢复,并采用不低于原强度等级的砼封堵槽口。
2 施工方法
对箱梁预应力张拉下槽口进行封堵的常规方法为在下槽口处支设开口斜模,高标号混凝土直接浇筑,混凝土达到强度后拆除模板,再凿除多余混凝土并进行打磨恢复至原箱梁线型的施工方法,同时针对极易出现的砼浇筑不密实的情况,需采用后注浆进行处理。整个处理方法施工工艺复杂,需投入大量人工凿除混凝土,易造成人力和材料的极大浪费,并且混凝土强度和外观质量难以得到保证。常规施工方法示意图见图2。
在本工程的施工过程中,我们结合工程实际情况,大胆采用了预留直径10cm的注浆孔、下槽口原模封堵支模、灌浆料直接灌注的施工新技术,混凝土一次成型,无需对砼进行凿除、打磨。其施工工艺如下:
2.1 施工顺序
根据现场情况及设计单位要求,确定槽口钢筋恢复并封槽的施工顺序为:非预应力钢筋恢复→清理注浆孔→槽口周边清理→原模支设→灌注灌浆料→拆模及养护。
2.2 非预应力钢筋恢复
由于箱梁部分非预应力钢筋与张拉槽口位置存在冲突,依据设计意见,对该部分相冲突钢筋进行切割处理;同时,在箱梁整体施工完毕后需将该部分被切割钢筋进行焊接恢复。在箱梁砼浇注完成且达到一定强度后,人工使用钢钎或小型电钻等工具凿除下槽口周边钢筋砼保护层,使结构钢筋露出,露出长度大于10D(D为钢筋直径),凿出钢筋时需错位开凿,即同一截面面的钢筋开凿时需隔一根凿一根;凿除砼时注意轻锤轻凿,不能用力过猛,尤其开凿张拉端头附近钢筋时需严格执行;凿出钢筋只需凿除3—4cm钢筋保护层砼使钢筋刚好露出即可,不能扰动凿出钢筋形态,不能损伤到砼体的深层结构。在箱梁预应力筋张拉、压浆完毕后,用与被割钢筋同规格的一段钢筋与两边露出的钢筋接头焊接,单面焊焊接长度不得小于10D,双面焊焊接长度不得小于5D,使结构被割钢筋完全恢复。
2.3 清理注浆孔
在箱梁混凝土浇筑时,用内径为10cm的PVC管贯穿下槽口与顶板面进行预埋,PVC管需定位准确、固定牢靠,避开预应力波纹管。在箱梁混凝土浇注完成后,即可对注浆孔进行清理疏通,确保灌浆料能顺利流入。www.tmgc8.com
2.4 槽口周边清理
将槽口内部及槽口周边凿开的混凝土面进行清理,先将凿除过程中碎裂不稳定的砼体清除干净,然后用毛刷等工具清理砼表面杂物,最后用清水将砼表面冲洗干净。
2.5 原模支设
本工程的箱梁施工采用的是钢木组合模板体系,即由满堂架、定形钢托架、双面覆膜竹胶板组成的模板体系。在箱梁混凝土浇注完毕后,模板拆除时对该处的钢托架(见图3)进行编号,当下槽口处非预应力钢筋恢复完毕、槽口面清理完毕后,利用同一编后的钢托架配合双面覆膜竹胶板、脚手架进行槽口封堵时模板的支设,双面覆膜竹胶板铺设范围四周应超出下槽口边缘30cm以上,并在模板与已成形的混凝土面之间用双面胶粘结密合,以保证灌浆时不会发生漏浆现象,封堵的槽口处混凝土线形与原箱梁外观线形保持一致。
2.6 灌注灌浆料
采用先进的ICG-Ⅱ无机粘结灌浆料进行浇筑。灌浆料从槽口上部的预留注浆孔处灌入,过程中插入钢筋或其它棍状物进行插捣,以保证灌浆料密实无空洞。
2.6.1ICG-Ⅱ无机粘结灌浆料产品存在以下特点:
⑴自流、自密实、微膨胀:现场加水搅拌后,直接灌入修补部位,无需振捣即可填充满修补部位。
⑵早强、高强且持久高强:1d强度最高可达40MPa,设备灌注1d后即可进行调试或运行。28d强度达80MPa以上,无后期强度倒缩之虑。
⑶耐久:抗裂、抗水渗、耐化学腐蚀、耐水、耐中温(500℃)。
为保证槽口封堵的强度等级,我们采用ICG-Ⅱ-70无机粘结灌浆料作为主要材料,其主要物理力学性能指标为:
ICG-Ⅱ-70灌注材料主要物理力学性能指标表
型号
抗压强度(MPa)
骨料粒径(mm)
水料比
(质量比)
自流度(mm)
1d
3d
7d
28d
ICG-Ⅱ-70www.tmgc8.com
≥25~35
≥50~60
≥60~70
≥70~85
≤5.0
0.14~0.16
≥250
容重(kg/m3)
凝结时间(h)
粘结力(MPa)
竖向膨胀率(%)
初凝
终凝
圆钢
螺纹钢
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