金钢砂混合压浆料作为预制梁梁底调平块的施工工艺

金钢砂混合压浆料作为预制梁梁底调平块的施工工艺

曹硕1周进兴2

曹硕1周进兴2

1.浙江省交通规划设计研究院杭州310000

2.海港路桥股份有限公司台州318000

摘要：从工艺原理、施工流程、质量控制措施等方面介绍一了种新的预制梁梁底调平工艺，将其与传统的预制梁梁底预埋钢板调平方法作对比，指出其优点，并将其应用于工程实例，取得了较为良好的效果，可为类似工程提供借鉴。

关键词：金钢砂；预制梁；梁底调平

ConstructionTechnologyofmixedGoldSteelSandandGroutingmaterialofasbottomlevelingBlockofprefabricatedBeam

CaoShuo1ZhouJinXing2

Abstract：AnewprefabricatedT-beambottomlevelingtechnologyisintroducedfromtheaspectsoftechnologyprinciple，constructionflow，qualitycontrolmeasures，andcomparedwiththetraditionalpre-buriedsteelplatelevelingmethodofprefabricatedT-beambottom，anditsadvantagesarepointedout.Ithasbeenappliedtoengineeringexamplesandhasachievedgoodresults，whichcanbeusedasreferenceforsimilarprojects.

Keywords：goldsteelsand；prefabricatedTbeam；beambottomleveling

由于桥梁存在纵横坡，预制梁梁底不是水平的，而桥梁支座顶面必须保证是水平状态。根据桥梁设计规范要求，当桥梁纵坡大于1％时，应在梁底采取措施，使支座保持水平，即需设置纵向调平构造；而桥梁一般均需设置横坡，为使支座横向保持水平，同时还需进行横向调平。为保证梁底预埋钢板与支座在水平状态下接触面完全贴合，需要采取措施保证预制梁梁底水平。新建预制梁桥传统上主要有三种做法。第一种在预制梁底设置混凝土楔形块，该楔形块与预制梁一起浇筑，需要使楔形块底面保持水平。即在梁板预制时，在梁底支座位置同步现浇一个凸出的楔形块。楔形块四个角点凸出梁底面的高度hi根据纵横坡确定，即hi＝h0±a×i纵％±b×i横％，其中h0为支座中心点凸出高度，a为楔形块纵桥向宽度，b为楔形块横桥向宽度。第二种是根据桥梁纵坡、横坡，将等厚（或者按设计要求角度加工）的钢板直接按照计算好的倾斜角度现浇（连续端）或预埋（伸缩缝端）在梁底。一般钢板预埋时将钢板中心露出梁底1.5cm，以方便调整。第三种做法是预制梁时先不考虑桥梁纵横坡，直接在梁底预埋一块底部水平的钢板。架设预制梁时，在预埋钢板与支座顶之间加入一块根据桥梁纵横坡定制的楔形调平钢板，保证钢板底部与支座水平密贴。由于各梁纵横坡变化不定，第一种和第二种做法需要对每片梁的梁底钢板的调平角度进行计算，预制前进行定位，如果要严格按设计要求施工，预制梁台座必须按设计要求调节，由于每跨梁板纵横坡都不一致，需要调节的台座多，这样费用高、调节误差大、梁板张拉时因梁板位移要引起预埋钢板与台座位置冲突，影响梁板施工质量和台座的使用功能，并且只能做到理论上梁底预埋钢板与支座在水平状态下接触面完全贴合。同时各梁必须编号，不能互换，大大增加了预制梁的施工和管理难度。第三种做法虽然预制梁板时施工简便，但需要对每片梁的楔形块进行定制打磨加工，一方面增加了钢板用量，另一方面其制作费用也会大大增加。文献[3]中对未设置梁底预埋钢板的老桥进行T梁梁底支座更换时，将一块楔形钢板与支座上钢板焊接在一起，然后用粘钢胶（JGN）填充钢板与梁底间隙，待JGN结构胶完全固化后再将顶升的梁体二次落梁。

文献[4]对浙江省内一条高速公路和两条省道上21座空心板梁桥支座结构进行了调查与检测，发现不管空心板梁梁底采用楔形块还是调平钢板，均存在较为普遍的钢板位移、锈蚀，甚或支座变形和脱空现象。

本文提出一种新的思路，即通过将金钢砂、压浆料、水按一定比例混合后，代替梁底调平钢板，使得支座能在水平平面上与上部构造完全密贴。本施工工艺简单，易操作，通过工程实践，取得了较好的应用效果。

1工艺原理

金刚砂，又称棕刚玉，是用矾土、碳素材料、铁屑三种原料在电弧炉中经过融化还原而制得的棕褐色人造刚玉，是市场上较为常见的一种材料。金钢砂耐磨损，且混合压浆料后具有坚硬、流动性小、初凝时间长的特性。按特定比例将金钢砂与压浆料、水混合后，以2cm厚度涂在预制梁支座顶面，能使支座顶面与预制梁底按设计要求的纵横坡在水平状态下密贴，且该混合料块在终凝后在较大荷载下不再变形。

2施工工艺流程及操作要点

2.1施工工艺流程

本工艺施工方法较为简单，可按下列流程进行。施工准备→墩顶支座标高复核→材料准备→金钢砂、压浆料、水搅拌均匀→混合料装桶→现场以2cm厚度按梁板支座上钢板尺寸涂在支座顶面→修整边缘与支座顶面平齐→清理支座周边混合料废渣→架梁→养生。

2.2操作要点

施工前所有材料、设备、工具等均应运抵施工现场，待墩顶支座安装完毕后，复核支座安装型号、方向、标高，并报监理工程师确认无误。

将金钢砂、压浆料、水按5：1.7：0.4的比例加入小型振动搅拌机，搅拌15min，使其混合均匀备用。

现场检查桥墩爬梯安全性。工人佩戴安全帽，防护设备后，带一小桶制备好的金钢砂混合料，爬上桥墩盖梁，将支座顶面清理干净。用铲子将金钢砂混合料涂在支座顶面，并用一根直径20mm的短钢筋标定金钢砂混合料厚度。修整金钢砂混合料四周，使其与支座四周平齐。清理支座四周废渣，并装桶集中处理。

铺设完成后即可架梁、梁板架设后自然养生。

3质量控制措施

采用金钢砂混合料作为梁底调平块，关键是要求其在上部结构自重和车辆荷载作用下不发生持续变形。因此混合料搅拌完成后，需要制作试块，进行抗压强度试验。

一般预制梁采用的最大支座为GPZ3.5型盆式支座。标准试块为50x50x2cm，采用抗压强度试验机，可采用4000kN的力进行抗压强度试验。经试验，试块在试验48h后未发生持续变形，且其初凝时间大于6h，因此可认定金刚砂混合料即可满足梁板安装强度要求，又有利于长时间人工操作施工。

现场支座顶面涂金钢砂混合料时，应借助直径20mm的短钢筋或其他措施，控制其涂抹厚度，以免影响架梁后的梁顶标高。

4工程实例

03省道义乌段改建工程二期北段全长8.825公里，共有8座桥梁，桥梁上部结构采用跨径20m、25m、30m、40m四种跨径的预制T梁，桥梁纵坡最大2.9%，桥梁横坡最大3.73%，本标段共计预制T梁板1243片。原施工图设计中对预制T梁梁底调平采用传统的梁底预埋钢板做法，如图2所示。

经业主、施工、设计各方沟通，将预制T梁梁底调平方法变更为本文介绍的新工艺，架设梁板完成后的现场图如图3所示。应用后工程质量达到了设计及施工规范要求，通过质检部门的检测评定，其实际效果良好。

采用本工艺后，预制T梁梁板时，不论设计时桥梁纵横坡为何值，均可采用统一的预制梁台座，大大较少了预制梁场技术员和施工人员的工作量。根据原设计图纸，每片预制T梁梁底预埋钢板的尺寸为520x520x25mm，重量为102.1kg，全标段共需钢材材料总重约为127吨，加上加工成本，每块钢板的综合成本约为550元。采用本工艺后，梁底调平其经济成本仅需考虑人工成本，材料成本基本可以忽略不计。

需要注意的一点是，采用本工艺架设梁板后，因不可避免的人工因素，其梁顶标高和设计标高会有1～２cm误差，可通过调整预制T梁梁顶调平层厚度来修正。

5结论

与传统采用梁底预埋钢板对预制梁梁底调平相比，本施工方法具有以下明显的优点：

1、保证了梁底预埋钢板与支座在水平状态下接触面完全贴合、确保了支座受力均衡、延长了支座的使用寿命。保证了预制梁板均衡受力。

2、因梁底预埋钢板与支座在水平状态下接触面完全贴合，使梁和支座完全按要求进行温度变形、减少了不必要的约束。保证了支座的稳定受力。

3、用金钢砂混合料替代梁底调平钢板，施工方法简便，不需要根据桥梁纵横坡进行复杂的计算，而且节省了梁底调平钢板打磨、抛平、台座处理的工程量。除了管理成本外，可大大减少梁底预埋钢板的材料和加工经济成本。

4、本方法还解决了预制梁梁底钢板外露易锈蚀的问题。

5、质量能够满足规范要求，施工安全、质量能得到可靠的保证。

参考文献：

[1]陆士平.预制T梁板坡度设置设计方案的优化[J].公路交通科技，2014（7）：191-193.

[2]王建.梁底预埋钢板纵坡调节装置的设计与应用[J].建材与装饰，2013（3）：167-168.

[3]李永鳞陈雄飞吕澄刚.不中断交通更换简支T梁桥支座及T梁梁底的调平处置[C].大跨径桥梁创新技术论坛文集，2010：202-207

[4]刘文忠，朱奕勤.公路空心板梁桥支座的病害分析[J].公路与汽运，2008（128）：121-123.

[5]浙江省交通规划设计研究院.03省道义乌段改建工程二期施工图[Z].杭州：浙江省交通规划设计研究院，2016.

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[8]王昌将，叶建龙，余茂峰.一种梁底纵横坡自调平结构：，CN204224991U[P].2015.