大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土c50懸臂式鋼絞線鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土c50懸臂式鋼絞線鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

本工程為南京區(qū)與新機(jī)場(chǎng)連接線跨線橋工程，下部分結(jié)構(gòu)為220cm人工鉆探樁、200cm獨(dú)立柱、sd混凝土懸臂式蓋梁（c50）。頂部結(jié)構(gòu)為34個(gè)孔，先占34個(gè)孔的預(yù)埋混凝土空心板的簡(jiǎn)單支臂，全長(zhǎng)13.25m，橋面寬度18.25m。橋的中軸線在直徑為66m和90m的兩個(gè)圓形曲線上。合同規(guī)定開(kāi)工日期為1997年2月1日,竣工日期為1997年6月18日。1梁式施工的選擇1.1孔長(zhǎng)及梁長(zhǎng)調(diào)節(jié),設(shè)(1)該橋蓋梁結(jié)構(gòu)為中間設(shè)一寬40cm的間隔墻,每個(gè)墩頂設(shè)兩道梁縫。曲線上單孔跨徑內(nèi)、外側(cè)不等,通過(guò)梁長(zhǎng)調(diào)節(jié),故每孔17片板梁的長(zhǎng)度由曲線外側(cè)至曲線內(nèi)側(cè)遞減,又因曲線半徑較小所以單孔梁的長(zhǎng)度差異較大。(2)全橋每孔梁跨13～25m不等,變化較大。(3)該工程工期短,部分施工時(shí)間處于冬季。經(jīng)業(yè)主協(xié)調(diào)新機(jī)場(chǎng)聯(lián)結(jié)線的另4座橋340片梁亦由我處集中預(yù)制,預(yù)制梁數(shù)增加到918片。1.2板梁預(yù)制、張拉臺(tái)座安裝該橋控制工期的工程量為板梁預(yù)制。根據(jù)該工程工期短,處于冬季施工及板梁長(zhǎng)度差異較大的特點(diǎn),要確保按合同工期、質(zhì)量要求完工,同時(shí)創(chuàng)造最佳經(jīng)濟(jì)效益,需要解決兩方面的問(wèn)題:(1)受施工場(chǎng)地限制,板梁預(yù)制、張拉臺(tái)座的數(shù)量有限,如果采用常用的混凝土冬季施工方法——蓄熱法施工、覆蓋養(yǎng)護(hù),則因受工期限制,將要大大增加臺(tái)座數(shù)量,這是難以實(shí)現(xiàn)的。(2)板梁長(zhǎng)度13～25m不等,張拉臺(tái)座設(shè)計(jì)長(zhǎng)度只能按最長(zhǎng)梁考慮,在預(yù)制較短的板梁時(shí),勢(shì)必大大增加鋼絞線的損耗。結(jié)合工程實(shí)際情況,我們決定采用現(xiàn)場(chǎng)蒸汽養(yǎng)護(hù)預(yù)制板梁,以減少臺(tái)座數(shù)量,降低工程成本,縮短制梁周期。設(shè)計(jì)制作鋼絞線連接器及放張器,以求最大限度地降低鋼絞線損耗量,使預(yù)應(yīng)力放張均勻,保證梁體質(zhì)量,提高產(chǎn)品合格率。2預(yù)制板梁組張拉臺(tái)座設(shè)計(jì)成四路一聯(lián),長(zhǎng)度按最長(zhǎng)梁25.47m考慮,每路可預(yù)制4片板梁,臺(tái)座長(zhǎng)度取108m。采用鋼結(jié)構(gòu)的張拉臺(tái)座端橫梁和C25混凝土縱梁,在縱梁之間設(shè)混凝土橫系梁,以提高臺(tái)座的穩(wěn)定性。2.1kn結(jié)構(gòu)端橫梁長(zhǎng)10m,設(shè)計(jì)承載能力為13000kN,由2片I50c工字鋼與厚20mm的鋼板焊接組成(見(jiàn)圖1)。在下側(cè)工字鋼翼板開(kāi)20mm槽口,以便鋼絞線穿過(guò)。2.2截面尺寸和內(nèi)跨聯(lián)索縱梁設(shè)計(jì)荷載為13000kN/5=2600kN,為C25混凝土結(jié)構(gòu)。端部截面尺寸700mm×450mm,中間段截面尺寸500mm×450mm(圖2)。縱梁間設(shè)系梁橫向聯(lián)結(jié),系梁截面尺寸為200mm×200mm,間距1000cm。梁端表面設(shè)一塊厚20cm的鋼板,以求傳力均勻。3絞線壓延器和裝置3.1放張器3.1.1預(yù)應(yīng)力錨索錨索與鋼絞線張拉放張器的構(gòu)造如圖3所示。兩根?42mm高強(qiáng)螺栓,一根正絲,一根反絲,由45號(hào)?45mm圓鋼加工而成。兩螺母之間及高強(qiáng)螺栓與鋼絞線固定器之間用2×2?28mm鋼筋對(duì)稱雙面搭焊連接,鋼絞線采用單孔錨具錨固于鋼絞線固定器上(圖4)。放張器加工成型后要進(jìn)行焊接抗拉強(qiáng)度試驗(yàn),確保使用安全。放張時(shí),人工均速旋松放張器螺母,使兩螺桿同時(shí)向外移動(dòng),從而達(dá)到鋼絞線預(yù)應(yīng)力釋放的目的。3.1.2每根鋼絞線張拉力n采用ASTMA416-92(279級(jí))?15.24mm低松弛鋼絞線,Ry=1860MPa,Ey=1.95×105MPa,鋼絞線控制應(yīng)力為0.78Ry,則每根鋼絞線張拉力N=203kN。(1)螺栓強(qiáng)度檢算(2)連接鋼筋強(qiáng)度檢算(3)連接鋼筋與鋼絞線固定器及連接筋與螺母之間焊縫強(qiáng)度的檢算D=60mm,d=28mm,δ=3mm,N=203kN。τ=N/(hu·∑If)式中:hu——焊縫計(jì)算厚度;D——螺栓直徑;If——焊縫長(zhǎng)度;d——連接鋼筋直徑;δ——焊接表面至兩個(gè)圓鋼筋公切線的距離。(4)連接鋼筋與螺桿之間焊縫強(qiáng)度檢算故放張器安全。3.2鋼筋混凝土與雙向異構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接器由兩個(gè)鋼絞線錨固器組成,鋼絞線錨固器之間采用2?28mm鋼筋雙面搭焊連接(見(jiàn)圖5)。使用鋼絞線連接器,將長(zhǎng)度小于張拉臺(tái)座的短頭鋼絞線連接使用,減少鋼絞線的浪費(fèi)。4控制蒸汽排放蒸汽養(yǎng)護(hù)棚由可折疊移動(dòng)式?15mm鋼管支架外覆帆布外罩組成。設(shè)計(jì)蒸汽量為0.78kg/(m3·h),安置二臺(tái)0.5t/h蒸汽鍋爐于張拉臺(tái)側(cè)面?；炷凉嘧⑼戤?靜置4～6h,拆除模板。加溫養(yǎng)護(hù),升溫速度控制在(10℃～15℃)/h,恒定溫度不超過(guò)60℃。蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)間在24h左右。蒸汽養(yǎng)護(hù)后期逐漸降低蒸汽排放量,降溫速度控制在(10℃～15℃)/h。拆除蒸汽養(yǎng)護(hù)棚時(shí),混凝土表面溫度與環(huán)境溫度之差不得大于20℃。5張力、張力和張力5.1鋼絞線初始張拉控制預(yù)應(yīng)力張拉采用單束張拉法,張拉機(jī)具采用QYC-230型穿心式千斤頂及YBZ型電動(dòng)油泵,工具錨采用Vm15-1夾片式錨具,張拉控制采用應(yīng)力值與伸長(zhǎng)值的“雙控法”,以應(yīng)力值控制為主,伸長(zhǎng)值校核為輔。單束鋼絞線控制張拉力為:σ控=σK+(σS錨+σSW)σ控=σΚ+(σS錨+σSW)式中:σK——設(shè)計(jì)張拉應(yīng)力;σS錨——錨具與橫梁、橫梁與縱梁之間壓縮值及夾片回縮值之和;σSW——因蒸汽養(yǎng)護(hù)溫差造成的應(yīng)力損失值。5.2旋松帶張器的點(diǎn)待梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%,即可進(jìn)行應(yīng)力釋放,放張操作要點(diǎn):①人工旋松放張器螺母,用力要均勻;②鋼絞線放張順序:左右對(duì)稱分級(jí)放張直至應(yīng)力全部消除,每一級(jí)放張,各束鋼絞線放張螺母旋松的絲數(shù)應(yīng)相同;③禁止一次放松完一根鋼絞線,再放松下一根鋼絞線的作法,嚴(yán)格按要求分級(jí)放張。6預(yù)應(yīng)力的鋼絞線連接器鑒于上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為大量異形梁,工程工期短,部分施工時(shí)間處于冬季等特點(diǎn),制作的張拉臺(tái)座及移動(dòng)折疊式蒸汽養(yǎng)護(hù)棚,簡(jiǎn)便易行,縮短了制梁周期,降低了工程成本。預(yù)應(yīng)力施工中,采用鋼絞線連接器