钢筋砼连续箱梁施工方法的简述
一、工程概况:
杏元村立交K9+343.997跨线桥属于西安绕城高速公路E标段内一单元工程,上跨主线,起讫里程K0+463.355—K0+557.435,全长94.08m。结构形式:上部为20m+2×24m+20m的四跨钢筋砼连续箱梁,下部为150×250cm矩形桥墩,埋置式桥台,钻孔灌注桩基础。
箱梁全长87.92m采用C40砼浇筑,共591.6m3,钢筋112.6t,主梁合拢温度100C-150C,主梁温升按200C考虑,降温和砼收缩按-150C考虑,顶、底板温差按顶板温升50C考虑。
施工现场地形比较平坦,多为果园及耕地,地表地层为60-70cm的深褐色硬塑亚粘土,下层多为粗砂,含少量卵石,局部含有中细砂透镜体,松散,[σ]=160kpa,[τ]=50kpa。
二、箱梁支架、模板的施工介绍
(一)箱梁支架的施工
1、箱梁施工采用搭架现浇,支架基础必须稳定,在下部结构施工完毕后,对支架基础做如下处理:
(1)挖除略宽于支架范围内的软弱土层及软弱部位。
(2)整平、夯实基底用18t光轮压路机静压两遍。
(3)垫30cm厚砂砾料,洒水碾压至最佳干密度的93%以上,人工将表面进行精平,严格控制表面的标高,支架基础除采用砂砾换填外,也可以采用二灰土进行换填处理,由于该桥莅临灞
河,料源丰富,且经济实惠,施工简便,故采用砂砾料换填,在换填范围外侧挖排水沟,防止集水浸泡地基。
(4)由于在施工0#、4#台帽时,先填土,后施工的台帽。第一、四跨锥坡处有较多的土方,为了不发生土方的倒运,不增加费用和利于以后的锥坡施工,故不挖除第一、四跨锥坡处土方,将两侧桥台的填土横桥向,按支架的排距做成台阶状,每踏步用砂袋码砌,人工夯实。每一踏步高度按碗扣式支架的长度模数施工,一般为60cm.
2、为了保证支架体系能满足施工需求,承受上部结构的施工荷载,支架必须有足够的强度和刚度,该桥支架采用碗扣式脚手架。在支架搭设之前,先计算出上部结构的恒载,再加上施工荷载、振动荷载、风荷载等,推算出每一支撑单元体系承受重量,查碗扣式脚手架单根的承载力[σ]值,最后确定每跨的行距、排距:90×120cm,在剪应力较大处适当缩小排距90×90cm,在两侧翼缘板荷载较小处适当加大行距:120×120cm,既能满足施工需求,又可以降低成本。
3、碗扣式立杆下设可调底托,底托下垫20×15cm方木和枕木,增大受力面积,有些施工单位用现浇砼条形基础代替方木,我单位施工的该桥长度短,使用枕木或方木,虽前期一次投资较大,但长远考虑,可重复利用。立杆上可调顶托上垫两层10×15cm和10×10cm方木,纵向横向交错布置,纵向10×15cm方木按支架间距固定在支架顶托上,横向10×10cm的方木进行了单面刨光,由于底模采用拼装式钢模板,间距控制在45cm(若底模采用1cm厚的高强镜面竹胶板,上层方木的中心间距控制在30cm,方木调平后,上铺竹胶板,用电钻或尖头小钢钎在竹胶板上打孔,孔径小于圆钉直径,钉上圆钉,固定在下面方木上)。
(二)箱梁模板制作安装:
1.底模采用现有的拼装式钢模板,模板间用螺栓连接,底模上每隔一块板布置一处高程控制点,调整梁的竖曲线和预拱度,大致调到比控制高程大3~5mm的高度后,对底模进行预压,
预压完后,将底模清洗干净,粘贴一层塑料地板革,保证砼外表的光洁度和减少拼缝对外观的影响。粘贴时,由于早晚温差大,受热胀冷缩的影响,地板革变形较大,始终有气泡出现,不平展,最后通过试验决定粘贴和底板砼施工时放在晚上进行,拆模后,砼的外观很好,光滑如镜,个别处有皱折现象。
2.侧模、翼缘板底模采用1cm厚高强镜面竹胶板,竹胶板选用板面平整光滑,没有翘边,脱片和明显损伤的,加工切割竹胶板时采用合金钢锯片切割,保证了切割出来的竹胶板断面整齐,不起丝、翘边。用10×10cm方木和5cm厚木板加固竹胶板侧模,侧模底部按钢模上的标准孔距打眼,用螺栓将侧模与底模连接紧密。竹胶板制成的侧模可根据底模的竖曲线和桥梁的平曲线任意调整,优于钢模,拼缝用腻子和双面贴海棉条堵塞严密,不能漏浆。
3.制安好的模板除几何尺寸,线形符合设计要求外,模板的平整度小于1.5mm,垂直度小于1mm,板缝间的高低差不大于1mm,缝宽小于0.5mm,曲线半径较小时,底、侧模均可采用竹胶板,便于线型的顺畅美观。
4.在翼缘板外边缘向内5cm处设置滴水槽,可用PVC管一剖为二,通长设置,钉在竹胶板上[或用(3+2)×2cm的梯形木条]滴水槽也必须保证线型顺畅与桥梁边线一致。设计上无滴水槽,或为泄水孔,或为泄水槽时,无须在支模时考虑,只要箱梁砼浇筑或防撞护栏砼浇筑前预埋好铸铁泄水管或泄水槽即可。因箱梁砼分二次浇筑,需留设施工缝,为保证施工缝不外露,在翼缘板内缘与侧板交界处钉1cm高木条,以使施工缝留在翼板内。
5、内模分两次安装,第一次浇筑底腹板砼前,制作安装腹板内侧模板腹板内模采用预先制作好的定型竹胶板拼接好,(模数符合时,也可使用钢模板加少部分木模进行拼接)拼缝要严密,用钢管和方木对撑,支撑要牢固,可以抵抗施工过程中发生的震动和偶然冲撞。腹板内、外侧模之间用钢筋抵住,可保证腹板的厚度。第二次浇筑顶板前安装顶板内模,用60cm长立杆和下可调在已浇好的底板上搭架,满铺组合钢模,局部用木模拼接,上面用油毛毡粘贴平整(也可不用,
主要是便于拆模,如顶板内模上刷模板油,会污染钢筋,经济的办法应是浇顶板砼前浇滑石粉水,肥皂水等办法,但也不能倒在钢筋上,影响握裹力),在每孔顶板内模上预留出拆模孔(60×150cm),箱梁内模拆除后,预留孔用吊模的方法支模浇筑,箱室的头模也采用竹胶板、方木制作,严格按设计尺寸施工,否则安装时会影响保护层的厚度。
箱梁模板的制作和安装在经济可行的前提下,必须满足施工,设计的要求。
二、模板、支架预压
1、根据设计要求,在模板支撑加固好后,在底模上按本跨恒载重量的80%进行全断面预压,通过预压前后对模板上各控制点进行高程测量,可以了解支架的变形,下沉量,所以在拼装底模时将高程上调,比设计值略高3-5mm,以抵消正常的沉落,因加载支架上每一个接缝处的非弹性变形,在一般情况下,横纹木料为3mm,顺纹木料为2mm,木料与金属或木料与圬工的接缝为1-2mm,顺纹与横纹木料接缝为2.5mm。
2、预压采用砂袋进行,事先对装好的砂袋进行随机抽样三次,每次10袋,计算出每袋的平均重量,然后根据每跨的荷载算出每平方米的袋数,对底板、翼板进行100%的预压,在预压前、预压中,对模板多次进行定点观测,将观测数据对比,判断沉落量是否均匀,直到沉落量不再出现,趋于稳定后,开始减压,完全卸载后再进行1-2次观测,发现基本没有大于3mm的反弹值,利用可调顶托将沉降量较大处(最大的沉落量12mm),超出要求的地方调整设计高。
三、钢筋的制作与安装
1、钢筋的制作要符合设计及施工规范要求,钢筋的表面要洁净,使用前清除表面的油垢、漆皮、鳞锈等。
2、腹板钢筋骨架在钢筋加工时,以孔为单位加工成片,人工搬运至现场,绑扎成形构成整
体,用40t吊车垂直运输,吊装到位,吊装时为防止骨架变形或脱焊,应适当加固,吊装后及时就位,局部变形进行调整,合格后进行每段骨架之间的连接,用帮条焊。钢筋接长在加工厂时采用闪光对焊,焊接质量要保证,在箱梁上焊钢筋时要在下面垫铁皮以防电焊渣烧伤地板革。
3、钢筋安装的位置要准确无误,保护层符合设计要求,均匀一致,钢筋骨架要在局部增加支撑,保证其施工刚度。
4、腹板钢筋与模隔梁钢筋交叉处有冲突时,应尽可能调整横隔梁网片的高低,尽可能加高横隔梁主筋,减少其上部素砼的厚度,使其支座上方受拉区主筋净保护层尽可能小。
5、当钢筋安装发生冲突时,本着构造筋让位于非主要受力筋,非主要受力筋让位于主要受力筋的原则,同时要保证各种预埋件(筋)的位置不能变。
6、顶、底板钢筋分两层,为保证层与层之间的间距,中间加设钢筋马凳,底板、侧腹板等外露面的保护层用塑料垫块,避免了砼垫块在拆模后可以明显看出来的弊端,其它不外露部分可用砼垫块。
四、砼的施工简述
1、箱梁砼分两次浇筑,第一次浇筑底、腹板砼210多方,第二次浇筑顶、翼板砼380方。
2、浇筑砼前,对各作业班组、服务人员、管理人员召开动员会议,进行各项准备工作的周密布置和安排,做好各种应急准备工作。
3、砼浇筑前,对支架、模板、钢筋和预埋件位置等进行全面大检查,模板内的杂物、积水、钢筋上的污垢清理干净。
4、第一次砼浇筑按30cm左右的厚度从箱梁一侧向另一侧推进,先浇侧板、横隔梁,后底板的方法分层进行,上层砼在下层砼初凝前浇完,上、下层同时浇筑前后距离保持在1.5m以上(侧板内模拆除后,砼表面的气孔较多,后在K8+920跨线桥的砼施工时,采用先底板,后腹板、横隔梁的方法,拆除内模后砼的外观效果较好),依次推进。用了19个多小时将四跨箱梁的底板、腹板砼浇筑完毕。
第二次砼的浇筑,底腹板砼浇筑完毕后,凿除预留施工缝上的水泥浆和松散层,清除钢筋上粘染的砼浆,箱梁顶板钢筋和翼板钢筋绑扎完毕后,进行清仓,特别是施工缝用水冲洗干净,浇砼前在施工缝上铺2-3cm厚1:2水泥砂浆,第二次浇筑砼380方,仍采用砼搅拌车运输,第二次砼浇筑的宽度加大,选用的泵车臂长33m,可直接浇筑到位,并减少挪移泵车的次数,虽然第二次浇筑的砼方量较大,但积累了上次的经验,又是大面积的作业,减少了移泵车的次数,工人操作也熟练,方便。只用了23小时便将顶板砼浇筑完毕。
5、砼采用50m3/h的砼搅拌站集中拌和,两辆砼运输车水平运输,运距100m。砼泵车垂直输入送至模板仓内,第一次砼泵车的臂长为27m,砼的振捣采用插入式振动棒,操作方法严格按《施工规范》要求进行。
6、在浇筑过程中,试验人员到位检查砼的均匀性和坍落度,将结果及时反映给施工员和搅拌站,进行调整,同时制作足够的试块,以便检查不同龄期砼的强度。设置专人检查支架、模板、钢筋和预埋件位置等情况,施工技术人员盯班作业,随时观测砼的高程,检查标高桩的准确性,并进行现场指导,监督,检查,生产副经理跟班作业,统一指挥,协调,提出应急措施。
7、砼浇筑完后,对砼表面及时抹平,并拉毛,以便和桥面铺装层砼的接合,并预埋桥面铺装高程控制桩。
8、浇筑完的砼要及时养护,表面用麻袋覆盖,由于日平均气温远远大于50C,始终洒水保
持湿润。
由于箱梁砼的标号高,体积大,所以产生的水化热很大,底板上设置的通风孔前期又起不到作用,会造成砼表面的干缩裂缝,故砼浇筑的时间都选在气温较低晚上进行,选用水化热较小的水泥。
砼达到100%强度落架时,为防止箱梁的受力不均匀造成裂缝,根据《施工规范》从跨中向两侧支座方向依次循环卸落,先拆除翼缘板底模,再拆除主跨底模。
刘东鲁
2002年5月16日
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