箱梁满堂支架施工(推荐6篇)
一、概述
1、工程概况
安庆长江公xx桥E标工程南岸堤外引桥为双幅分离式桥梁,单幅一联6跨(6×40m=240m)为单箱单室预应力混凝土斜腹板等截面连续梁,梁高2.5m,箱梁顶板跨12.75m,底板宽5.384m,箱梁顶、底板厚均为0.25m ,腹板厚0.5m,两侧翼缘板悬臂长度均为2.85m,全桥仅在桥墩支点截面处设置端,中横梁。桥面横坡在-3%~2%变化,桥面横坡由梁底垫石变高度使梁体整体旋转而形成,箱梁横断面与梁高均保持不变;桥面纵破为2.75%。桥面横坡见下表: 桥面横坡一览表
墩 号 桥 面 横 坡 梁底轴线与桥轴线距离(cm)左幅(%)右幅(%)左幅 右幅 YR11 0.116 0.020 662.20 657.15 YR12-1.217 0.020 665.65 657.15 YR13-2.551-2.551 669.00 655.60 YR14-3.000-3.000 670.15 654.35 YR15-3.000-3.000 670.15 654.35 YR16-3.000-3.000 670.15 654.35 YR17-3.000-3.000 670.15 654.35 箱梁采用单向预应力体系,纵向预应力钢束设置采用фj15.24钢绞线,Rby=1860Mpa,波纹管制孔。每跨单侧腹板内设置6束16孔钢束,在接缝处采用钢束联结器接长;顶板设置12束7孔钢束,钢束长为14米,一端为P锚,一端为张拉锚,钢束跨越桥墩顶分布置,每侧各长7米;底板设置4束7孔钢束,一端为P锚,一端为张拉锚,每束钢束跨越施工接缝分布在两跨内。
2、施工方法简介
南堤外引桥位于缓和曲线段,桥位区多为农田、耕地及居民拆迁区,陆地施工条件相对较好。施工时,先将桥位地基处理后,采用扣件式满堂脚手架单幅逐跨现浇施工工艺进行施工,施工时,翼缘模板及外侧模采用定制钢模板(按首跨长配置一套模板),内模采用胶合板(按首跨长配置一套模板),底模采用玻璃钢竹胶板(按一个标准跨和一个首跨长度配置)。总体施工工艺流程如下:
3、施工工艺流程
二、满堂支架搭设及预压
1、地基处理
先用推土机将表层耕质土、有机土推平并压实;承台基坑清淤后采用分层回填亚粘土并整平压实。原有地基整平压实后,再在其上填筑大约30cm的黄土,并选择最佳含水量时用振动压路机进行辗压,辗压次数不少于3遍,如果发现弹簧土须及时清除,并回填合格的砂类土或石料进行整平压实,然后在处理好的黄土层上铺设20cm石子,采用人工铺平,用YZ16吨振动压路机进行辗压。在石子层上按照安装满堂支架脚手钢管立杆所对应的位置铺设枕木;为尽量减少地基变形的影响,在承台基坑回填好的地基上铺设大型废钢模板(此处不铺设枕木),废钢模板铺设时,面板朝下。压实的黄土层及石子层的宽度大约为28米。为避免处理好地基受水浸泡,在两侧开挖40×30cm的排水沟,排水沟分段开挖形成坡度,低点开挖集水坑。
2、支架安装
本支架采用“扣件”式满堂脚手架,其结构形式如下:纵向立杆间距为90cm,横向立杆间距除箱梁腹板所对应的位置处间距按46cm布置外,其余按90cm左右间距布置(可详见《堤外引桥满堂支架横向布置图》),在高度方向每间隔1.2m设置一排纵、横向联接脚手钢管,使所有立杆联成整体,为确保支架的整体稳定性,在每三排横向立杆和每三排横向立杆各设置一道剪刀撑。在地基处理好后,按照施工图纸进行放线,纵桥向铺设好枕木,便可进行支架搭设。支架搭设好后,测量放出几个高程控制点,然后带线,用管子割刀将多余的脚手管割除,在修平的立杆上口安装可调顶托,可调顶托是用来调整支架高度和拆除模板用的,本支架使用的可调顶托可调范围为20cm左右。
由于整个堤外引桥位于缓和曲线上,因此拟将每跨支架划分为8个直线段拟和桥面箱梁曲线,每个直线段5m。施工时注意支架间距应相应调整。
脚手管安装好后,在可调顶托上铺设I14工字钢,箱梁底板下方的I14工字钢横向布置,长6m,间距为0.9m;由于本方案外侧模板及翼缘模板为大型钢模板,为考虑模板整体移动,在翼缘板下所对应的位置I14工字钢采用顺桥向布置。I14工字钢铺设好后,然后在箱梁底板下宽6米的I14工字钢铺设6X12cm的木枋,木枋铺设间距为:在箱梁腹板所对应的位置按18cm布置,底板其余位置按30~35cm布置。木枋布置好后可进行支架预压。
3、支架预压
安装模板前,要对支架进行压预。支架预压的目的:
1、检查支架的安全性,确保施工安全。
2、消除地基非弹性变形和支架非弹性变形的影响,有利于桥面线形控制。
预压荷载为箱梁单位面积最大重量的1.1倍。本方案采用水箱加水分段预压法进行预压:施工前,按照水箱加工图纸加工好水箱,水箱采用3mm厚钢板进行满焊加工,加工好后进行试水试验,确保水箱不漏水。每一段预压长度为20米左右,由于首跨现浇长度为47米,故首跨需分三次预压,标准跨为40米及尾跨33米均需分两次预压。根据箱梁横截面特性,共制作6个大水箱(B型水箱)和6个小水箱(A型水箱),大水箱尺寸为:3米高,3米宽,6.5米长;小水箱尺寸为:1.5米高,2米宽,6.5米长。水箱加工后采用16t汽车吊进行吊装就位,大水箱安放在箱梁底板所对应的位置,小水箱安放在两侧翼缘板所对应的位置,12个水箱布置成3排4列,然后用水泵加水进行预压(详见《堤外引桥预压步骤示意图》)。
为了解支架沉降情况,在加水预压之前测出各测量控制点标高,测量控制点按顺桥向每5米布置一排,每排4个点。在加载50%和100%后均要复测各控制点标高,加载100%预压荷载并持荷24小时后要再次复测各控制点标高,如果加载100%后所测数据与持荷24小时后所测数据变化很小时,表明地基及支架已基本沉降到位,可用水管卸水,否则还须持荷进行预压,直到地基及支架沉降到位方可卸水。卸水时通过水管将水排至水沟中或桥位区外,以免影响处理好的地基承载力,卸水完成后采用16t汽车吊将水箱前移。卸水完成后,要再次复测各控制点标高,以便得出支架和地基的弹性变形量(等于卸水后标高减去持荷后所测标高),用总沉降量(即支架持荷后稳定沉降量)减去弹性变形量为支架和地基的非弹性变形(即塑性变形)量。预压完成后要根据预压成果通过可调顶托调整支架的标高。
经过几跨施工,得出支架预压后总沉降量在4~15mm之间,最大非弹性变形量为13mm,平均非弹性变形量为7mm左右。
4、支架受力验算
①、底模板下次梁(6×12cm木枋)验算:
底模下脚手管立杆的纵向间距为0.9m,横向间距根据箱梁对应位置分别设为0.46 和0.9 m,顶托工字钢横梁按横桥向布置,间距90cm;次梁按纵桥向布
置,间距35cm和18cm。因此计算跨径为0.9m,按简支梁受力考虑,分别验算底模下斜腹板对应位置和底板中间位置:
a、斜腹板对应的间距为18cm的木枋受力验算
底模处砼箱梁荷载:P1 = 2.5×26 = 65 kN /m2(按2.5m砼厚度计算)模板荷载:P2 = 200 kg/m2 = 2 kN /m2 设备及人工荷载:P3 = 250 kg /m2 = 2.5 kN /m2
砼浇注冲击及振捣荷载:P4 = 200 kg/m2 = 2 kN /m2 则有P =(P1 + P2 + P3 + P4)= 71.5 kN /m2
W = bh2/6 = 6×122/6 =144 cm3 由梁正应力计算公式得:
σ = qL2/ 8W =(71.5×0.18)×1000×0.92 / 8×144×10-6
= 9.05 Mpa < [σ] = 10Mpa 强度满足要求; 由矩形梁弯曲剪应力计算公式得:
τ = 3Q/2A = 3×(71.5×0.18)×103×(0.9 /2)/ 2×6×12×10-4
= 1.21 Mpa< [τ] = 2Mpa(参考一般木质)
强度满足要求;
由矩形简支梁挠度计算公式得:
E = 0.1×105 Mpa;
I = bh3/12 = 864cm4
f max = 5qL4 / 384EI = 5×12.87×103×103×0.94 / 384×864×10-8×1×1010
= 1.273mm< [f] = 1.5mm([f] = L/400)
刚度满足要求。
b、底板下间距为35cm的木枋受力验算
中间底板位置砼厚度在0.5~0.7m之间,按0.7m进行受力验算,考虑内模支撑和内模模板自重,木枋间距0.35m,则有:
底模处砼箱梁荷载:P1 = 0.7×26 = 18.2 kN /m2
内模支撑和模板荷载:P2 = 400 kg/m2 = 4 kN /m2 设备及人工荷载:P3 = 250 kg /m2 = 2.5 kN /m2
砼浇注冲击及振捣荷载:P4 = 200 kg/m2 = 2 kN /m2
则有P =(P1 + P2 + P3 + P4)= 26.7 kN /m2
q=26.7×0.35=9.345t/m<71.5×0.18=12.87 t/m 表明底板下间距为0.35m的木枋受的力比斜腹板对应的间距为0.18m的木枋所受的力要小,所以底板下间距为0.35m的木枋受力安全。
以上各数据均未考虑模板强度影响,若考虑模板刚度作用和3跨连续梁,则以上各个实际值应小于此计算值。
②、顶托横梁(I14工字钢)验算:
脚手管立杆的纵向间距为0.9m,横向间距为0.9m和0.46m,顶托工字钢横梁按横桥向布置,间距90cm。因此计算跨径为0.9m和0.46m,为简化计算,按简支梁受力进行验算,实际为多跨连续梁受力,计算结果偏于安全,仅验算底模下斜腹板对应位置即可:平均荷载大小为q1= 71.5×0.9=64.35kN/m
另查表可得:
WI14 =102×103mm3 ;
I = 712×104mm4 ; S = I / 12 跨内最大弯矩为:
Mmax = 64.35×0.46×0.46/8= 1.702kN.m 由梁正应力计算公式得:
σw = Mmax / W = 1.702×106 /(102 ×103)
= 16.69 Mpa < [σw] = 145Mpa 满足要求; 挠度计算按简支梁考虑,得:
E = 2.1×105 Mpa;
f max = 5qL4 / 384EI = 5×64.35×1000×0.464×109 /
(384×2.1×105×712×104)
= 0.053mm< [f] = 2.25mm([f] = L/400)刚度满足要求。
③、立杆强度验算:
脚手管(υ48×3.5)立杆的纵向间距为0.9m,横向间距为0.9m和0.46m,因此单根立杆承受区域即为底板0.9m×0.9m或0.46m×0.9m箱梁均布荷载,由工字钢横梁集中传至杆顶。根据受力分析,不难发现斜腹板对应的间距为0.46m×0.9m立杆受力比其余位置间距为0.9m×0.9m的立杆受力大,故以斜腹板下的间距为0.46m×0.9m立杆作为受力验算杆件。则有P = 71.5 kN /m2 由于大横杆步距为1.2m,长细比为λ=ι/ i = 1200 / 15.78 = 76,查表可得υ= 0.744,则有:
[ N ] = υA[σ] =0.744×489×215 = 78.22 kN
而Nmax = P×A =71.5×0.46×0.9 = 29.6 kN,可见[ N ] > N,抗压强度满足要求。
另由压杆弹性变形计算公式得:(按最大高度11m计算)
△L = NL/EA = 29.6×103×11×103/2.1×105×4.89×102
=3.171mm 压缩变形很小
单幅箱梁每跨混凝土340m3,自重约884吨,按上述间距布置底座,则每跨连续箱梁下共有765根立杆,可承受2525吨荷载(每根杆约可承受33kN),比值为2525/884 = 2.86,完全满足施工要求。
经计算,本支架其余杆件受力均能满足规范要求,本处计算过程从略。④、地基容许承载力验算:
根据地质资料可知,南岸堤外引桥轴线上地表土质基本为亚粘土层,分别有:重亚粘土、轻亚粘土、人工填土(粉质轻亚粘土,砂壤土)等。地基碾压密实处理并铺垫20cm厚石子前,地基承载力在100~130Kpa之间。出于安全考虑,处理后仍按100Kpa设计计算,即每平方米地基容许承载力为10t/m2,而箱梁荷载(考虑各种施工荷载)最大为7.15t/m2,完全满足施工要求。
三、模板工程
为保证现浇箱梁的外观质量光洁度、表面平整度和线形,加快施工进度,本工程箱梁底模采用铺设竹胶板,外侧模采用大块钢模板,箱体内采用胶合板木模。
1、底模:
箱梁底模采用竹胶板,模板加工时可根据箱梁线形曲线及宽度将模板分段(按顺桥向每5m为一段考虑)制作,将每一段视为直线段,即分段用折线代替圆曲线,从而提高了模板的使用效率。
锯板采用合金锯片,直径400毫米,120齿左右,转速3800转/分,在板下垫实时锯切,以预防毛边。玻璃钢竹胶板存放时板面不得与地面接触,要下垫方木,边角对齐堆放,保持通风良好,防止日晒雨淋,并定期检查。
当一跨砼浇筑好后,等强度达到80%后,便可张拉、压浆,压浆完成后可将底模板下的可调顶托下降,将I14工字钢、木枋和竹胶板脱离底板,取下竹胶模板等。
2、内模:
箱梁内模采用九合板,木枋顺向布置,木枋截面尺寸为6X12cm,木枋布置间距为35cm左右。为施工方便,内模分块加工成几种型号,并确保同一类型号的模板能够互用;加工时,将面板和木枋通过铁钉加工成整体。为便于内模从箱梁内取出,在每一跨箱梁顶板上预留两个160㎝(纵向)×100㎝(横向)的人洞,人孔分布在每跨离桥墩10米处,不能跨越施工缝;每一跨箱梁底板钢束张拉、压浆及封锚完成后,将人孔浇注砼封闭。
箱梁内模支撑采用υ48×3.5脚手管做排架,立柱支撑在底模顶面上,脚手管顺桥向按0.9米设置一排,每排7根,且每排均需设置剪刀撑和纵、横水平撑,以增加支架的整体稳定性,防止内模胀模,内模支架的搭设原理及方式与满堂脚手架的搭设原理及方式基本相同;立柱支撑点必须与横桥向底模下的工字钢位置对应,而且立柱不可直接支撑在底模顶,两者间须垫设混凝土垫块。经受力验算,内模及内模支架均能满足规范要求,本处计算过程从略。
浇注砼之后,等强度达到设计强度的30%后方可进行拆除内模。如果拆模时间过早,容易造成箱梁顶板砼下饶、开裂,甚至倒坍;如果拆模时间过晚,将增大了拆模难度,造成拆模时间长且容易损坏模板。具体拆模时间由现场技术人员视现场砼的凝固情况把握好。
3、封头模板和翼缘端模板
端横隔板封头模板采用玻璃钢竹胶板,施工接缝处缝头模板采用5mm厚钢板制作。内侧翼缘端模板采用[20a槽钢(翼缘板砼厚为18cm);外侧翼缘板由于防撞护栏设计构造的缘故,留有10cm的后浇段,采用4cm厚的泡沫板,安装及拆除时十分方便,虽然泡沫板只能一次性使用,但由于其价格便宜,与采用钢板相比更为经济。
4、外侧模板和翼缘模板
为确保外观美观,本箱梁外侧模板和翼缘模板采用大型钢板,由专业模板加工厂家加工制作;为施工方便,将外侧模板和翼缘模板加工成整体,每块模板宽为2.7米。
面板采用5mm厚钢板,横肋采用∠70角钢,背带采用2[10槽钢,背带间距为90cm,每块模板上设有3道背带,每道背带上设置两根υ18的拉杆。经受力验算和施工检验,此模板强度和刚度完全能够满足施工要求。
为调模、脱模方便,模板外侧每道背带上设有3根可调丝杆用来支撑模板,确保模板在浇注砼时不向外倾倒。可调丝杆的上端与模板采用铰联结,下端与翼缘模板下方的横向I14工字钢铰联结,每块模板下方的3根横向工字钢通过钢筋连成整体,横向工字钢安装在顺桥向外侧模行走轨道上(纵向I14工字钢)。为确保模板整体不向外滑移,翼缘模板下方的横向工字钢与底板下方的横向工字钢通过“C-C”型紧索具连接在一起,如此一来,浇注砼时两侧腹板砼向外的胀力可以相互抵消。
首跨外侧模板及翼缘模板安装时,采用16t汽车吊起吊。模板起吊前,要将相应的丝杆和横向I14工字钢联接好,在模板就位时,要将模板上的横向工字钢与底模板下的横向工字钢位置对齐。由于每块模板面板均为平面,没有按照箱梁平曲线设置弧面,故安装模板时,确保模板与模板之间留有15mm左右的间隙,以此来调出箱梁的平曲线(实际为若干折线)。模板之间的间隙通过木板条和玻璃胶进行堵塞,不留缝隙。当砼强度达到设计强度的50%~60%时,方可脱离外侧模板和翼缘模板。脱模时,只需将每块模板上的可调丝杆收紧,模板就会自动脱离砼表面,十分方便。为确保外侧模和翼缘模能够顺利行走,应确保模板脱离砼面不小于8cm。
外侧模行走采用5t或10t卷扬机拖动行走,由于箱梁处于平曲线内,故每次只能行走1~2块模板。模板行走时,卷扬机安放在已浇梁段顶板上,通过人孔、型钢和钢丝绳等将卷扬机固定。为确保钢模板能够行走至将施工梁段的最前端,应确保卷扬机钢丝绳的导向轮安装在施工梁段最前端的前方。为确保模板行走时不脱离行走轨道,将模板下方的横向工字钢通过钢筋等卡在工字钢轨道上。
根据施工实践,外侧模及翼缘模板只需1.5天左右便可全部行走到位,而每一跨箱梁张拉需不少于一天的时间,由于模板行走可在张拉前一天进行。故在张拉完成之前模板能够全部行走到位后。单侧模板行走到位后,便可一边进行调模,另一边进行模板行走,大大缩短了工期。
四、混凝土施工
1、混凝土配合比的设计及要求 ①混凝土强度等级为C50 ②水泥:采用华新P052.5水泥。③粗骨料:东至县香口产5~25cm级配。④细骨料:江西赣江产中粗砂。
⑤单幅箱梁一次浇筑最大方量约408m3,2个50 m3的混凝土站,实际生产能力约为35m3/h,初凝时间不得小于12h,坍落度为14-18cm。⑥每灌搅拌时间不小于90s。
⑦确保砼的流动性、和易性、秘水性及可泵性能够施工及质量要求。
2、箱梁混凝土浇筑
由于砼为整跨浇注,方量较大,浇注时间长,首跨浇注方量为408m3,标准跨每跨浇注方量为340m3。如果采用一台搅拌站浇注,按每小时20m3计,则首跨至少需要浇注20小时,经过讨论,拟采用两台搅拌站进行浇注。
由于其它标段的箱梁浇注均出现了不同程度的问题,如腹板砼冷缝及分层现象较明显、顶板砼表面有裂纹、箱梁内翻浆现象严重。项目部对造成这些问题的原因及预防方法进行了专门的讨论,经过讨论,一致认为:腹板砼出现冷缝和分层现象是由以下一种或几种原因引起①浇注气温过高或风干现象严重造成砼出现假凝现象。②砼初凝时间过短。③砼浇注补料间隔时间过长。④砼振捣不力,在每次补料前没有将砼表面假凝层破碎。⑤砼配合比不均匀,某层砼浇注坍落度过大,某层砼浇注坍落度过小。顶板砼表面出现裂纹是由以下一种或几种原因引起①浇注气温过高或风干现象严重造成砼表面容易开裂。②砼养护不力或养护不及时。③砼表面抹面不力,没有修浆。④砼配合比不合理。箱梁内翻浆现象严重是由以下一种或几种原因引起①砼坍落度过大。②砼浇注时,每一层浇注过厚。③砼振捣方法不对,振动时间过长。④砼初凝时间过长,砼浇注补料间隔时间过短。⑤砼浇注时气温偏低或雨天浇注。
针对以上问题,项目部做出了如下措施:每一跨砼浇注总体上遵循从低处向高处即从南到北的顺序浇注,浇注步骤分四步进行,详见《堤外引桥砼浇注步骤示意图》。
按照示意图所示的浇注工序进行,有效地控制了每一层砼的浇注厚度,既有利于砼振捣,又有效地减少了底板砼的翻浆现象,同时有效地控制了每一次砼浇注后的布料间隔时间。施工过程中,当每一段顶板浇注好后,立即用潮湿麻袋盖好进行养护,防止风吹开裂。每一跨砼浇注时间为13小时左右,采用本方法浇注的砼,拆模后,外观质量较好,没有出现分层和冷缝现象,砼顶面没有出现裂纹。
五、小结
1、本工程的满堂支架地基处理与安庆长江公xx桥其它标段满堂支架地基处理相比,工序上更为简单,造价上更为经济,实践表明结构上也能很好的满足施工及规范要求。
2、采用水箱加水进行预压,表面上看加工水箱价格高,但由于其周转次数多,所花劳动力少,多次周转使用后,比采用砂袋码砂进行预压所花造价要低;且水箱加水进行预压,工序简单,施工进度快,比采用砂袋码砂进行预压要安全,值得推广使用。在今后的施工中,如果采用满堂支架施工的跨数较多,建议采用水箱加水法进行预压;否则宜采用砂袋码砂法进行预压。如果采用水箱加水法进行预压,建议在水箱底部设计若干滚轮或滚轴,以便2~3人就能推动水箱前移。
满堂支架是在桥梁的一联或多跨桥下设置支架, 体系转化很少或没有体系转化。满堂支架现浇箱梁主要适用于桥梁墩台较低且地基条件较好的旱地或潜水桥位制梁, 是现浇箱梁施工中较为常见的方法。文章结合某客运专线桥梁施工实例针对满堂支架现浇箱梁施工中的几个关键环节进行论述。
2 施工程序
施工准备→基底处理→支架搭设→支架预压→支座、底模安装→钢筋、管道、侧模安装→混凝土浇筑、养护、拆除侧模→预应力筋安装、张拉, 孔道压浆→拆除底模、卸落支架。
3 主要施工方法
3.1 基底处理
桥位处基底土质较差, 地基承载力为120KPa, 不能满足施工要求, 因此需在搭设满堂支架前, 对地基进行处理。首先把施工区范围内的地表土、淤泥及杂物清理干净, 局部处理合格, 整体弄平后, 再分层填土压实, 压实度按93%控制。最上层填50cm厚12%的石灰土, 分2层碾压成型, 压实度不低于93%。处理后采用轻型触探仪测试, 地基承载力满足要求后, 按设计支架基础位置, 横桥向浇筑厚10cm, 宽25cm的C25混凝土条形基础。
3.2 支架搭设
3.2.1 支架布置。
支架采用Φ48×3.5型碗扣式满堂支架。顺桥向间距90cm, 横向间距90cm;桥墩四周和中横梁位置的纵横间距加密为60cm×60cm。剪刀撑纵向设置9道, 布置在桥墩处、1/8跨、1/4跨、3/8跨、跨中对称布置;横向设置5道, 布置在两侧翼板处、两侧腹板处和梁体中间部位。支架立杆底部设底托, 顶部设顶托, 顶托上布设10cm×10cm方木 (纵向间距为90cm, 横向间距45cm) , 其上铺100cm×150cm的底模。
3.2.2 搭设要求。
(1) 支架搭设从一端向另一端或从跨中向两端延伸, 按底托、立杆、水平加固件、剪刀撑的顺序自下而上逐层进行, 每层高度不超过3m。 (2) 立杆在1.8m高度内的垂直偏差不得大于5mm;全高的垂直偏差小于支架高度的1/600, 且不得大于35mm。 (3) 剪刀撑、交叉支撑应与立杆和水平加固件同步安装, 扣减、锁臂安装齐全并及时拧紧, 扣件螺栓的扭力矩为40~65N·m。 (4) 支架安装过程中, 及时校正立杆间距、垂直度、纵横向直线度和水平杆的水平度等, 避免误差累计影响支架质量。
3.3 钢筋、预应力筋施工
3.3.1 钢筋绑扎。
现浇箱梁钢筋在钢筋加工场进行加工, 然后在运至施工现场进行绑扎。先绑扎底板钢筋, 再绑扎腹板钢筋, 最后绑扎顶板钢筋。纵向钢筋采用双面搭接焊, 焊接质量符合《钢筋焊接及验收规程》的相关规定。为保证混凝土保护层厚度, 在模板和钢筋之间采用垫块支垫, 垫块的耐久性和抗压强度不得低于梁体混凝土强度, 垫块应互相错开分散布置, 不得横贯保护层的全部截面, 垫块数量不得少于4个/平方米。在钢筋绑扎过程中, 注意安装固定预应力管道和各类预埋件位置准确。
3.3.2 预应力钢筋制作。
钢绞线下料长度主要考虑箱梁的孔道长度、锚具夹具的厚度、张拉千斤顶的长度、张拉伸长值、外露长度和钢绞线弹性回缩, 并通过计算确定。钢绞线切割采用切割机切割。钢绞线下料切断后, 端头齐整, 同束内长度相对差值不应大于计算下料长度的1/5000, 且其极差不得大于5mm。下料后的钢绞线在地坪上进行编束, 每束内的钢绞线逐根整理顺直, 并进行编号, 每隔1m用22号铁丝编织、合拢捆扎。
3.4 模板制作安装
底模按现浇箱梁底面形状分块拼装, 并设置相应的预拱度。预拱度按梁体两端支垫为零, 跨中最大, 其余梁端按二次抛物线分配的原则设置。
侧模板根据吊装拆除方便及定位线性控制需确定分块。就位时用倒链调整纵横向位置, 用模板支撑杆件和底部螺栓调整高度和垂直度。各模板之间、采用Φ16对拉螺栓进行紧固和支撑。
内模板和横梁模板使用刨光木模板, 外罩厚塑料。内模板安装前应进行试拼装, 对模板尺寸、平整度等进行检验。内模板调整好后, 分节吊装准确定位, 并在箱梁腹板上设置Φ10对拉螺栓。
模板安装后应符合下列要求:拼缝严密, 无错台;模板总长偏差±10mm;底模板宽度偏差0, +5mm;模板倾斜度偏差≤3‰;腹板中心线与设计位置偏差≤10mm;底模不平整度偏差≤2mm/m;腹板厚度偏差+10mm, 0, 底板厚度偏差+10mm, 0, 顶板厚度+10mm, 0, 桥面板中心线与设计位置偏差≤10mm。
3.5 混凝土浇筑
混凝土浇筑沿纵桥向按“斜向分段、水平分层、由低到高”的原则进行。斜向分段长度为4m;分层厚度主要考虑混凝土生产供应能力、浇筑速度、振捣能力、现浇箱梁的特点等因素, 此梁分层厚度取30cm。混凝土浇筑横桥向按“先底板与腹板倒角, 后底板, 再腹板, 最后顶板”的顺序进行, 在浇筑过程中两侧腹板的混凝土高度要保持基本一致。在浇筑混凝土过程中, 对于钢筋密集的支座顶部、预应力锚垫板周围及横隔梁等难于浇筑振捣密实的部位, 加强振捣管理。腹板与底板交接部位浇筑时, 派专人进入腹板进行振捣。
3.6 预应力筋张拉
现浇箱梁采取预张拉措施, 预张拉在梁体顶板和底板各选取2~3束对称的预应力筋束, 在混凝土达到设计强度的60%进行。预张拉前应拆除端模、松开内膜。预应力筋终张拉应在混凝土强度、弹性模量及龄期达到设计要求后进行。当正式张拉前应先用初始应力 (0.15~0.25σk) 张拉一次, 测量伸长值初读数, 同时做好量测伸长值的标记。预应力钢绞线张拉程序为:0→初应力→σk→持荷2min→锚固。
当纵向预应力钢束采用两端张拉时, 在张拉过程中应保持两端同步, 且两端的伸长量基本一致。张拉实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计要求, 否则应暂停张拉, 待查明原因并采取措施予以调整后, 方可继续张拉。
预应力筋在张拉控制应力达到稳定后, 方可锚固。锚固完结并经检验合格后即可切割端头多余的预应力筋。切割采用砂轮锯, 不得采用电弧或气焊。切割后的预应力筋的外露长度大于其直径的1.5倍, 且大于30mm。预应力筋终张拉后48h内应完成管道压浆作业。管道压浆按先纵向、再竖向、后横向的顺序进行。纵向和横向预应力管道应自下而上进行;竖向预应力管道从最低点向最高点进行。
3.7 模板拆除
箱梁侧模和内模在混凝土强度达到设计强度的70%后拆除;底模在混凝土强度达到设计强度且预应力孔道压浆强度也达到设计强度后方可拆除。模板拆除按“端模→内膜→侧模→底模”的顺序进行。
4 结束语
在低位连续箱梁施工中, 满堂支架法有其特有的优势, 周期时间短, 施工辅助设备少, 减少人力物资费用, 具有良好的经济效益。随着我国交通工程设施建设, 满堂支架现浇箱梁施工将被大量使用, 要提高现浇箱梁的施工质量, 就要抓好施工中的关键环节, 不断完善满堂支架现浇箱梁施工工艺。
参考文献
[1]中铁三局集团有限公司.高速铁路桥涵工程施工技术指南[S].中华人民共和国铁道部, 2011.
[2]何山.满堂支架现浇箱梁施工技术[J].山西建筑, 2010, 11.
关键词:满堂支架地基处理清淤换填灰土
1工程概况
该地基处理法以江苏南部地区某现浇箱梁桥作为施工分析依据,浅述一下应用。该桥梁位于太湖支流端,全长约700m,水深约0.3~0.8m左右,其中淤泥平均深度约1.0m~1.5m左右,该区域场地空旷,没有通航要求,附近有大量废弃土源可以利用,且附近有石灰厂,此为清淤回填灰土提供较好的基础条件。
2工艺原理
通过对现浇箱梁支架地基基础受力分析和利用计算机对地基受力后的沉降计算,采用与基础顶所受上部箱梁浇筑荷载相当重量的袋装黄沙进行预压沉降结果分析,使之能够满足设计和规范的强度、稳定性要求。支架部位地基基础经处理后可以进行上部支架搭设。
3主要工艺流程及施工要点
3.1施工工艺流程
3.2施工要点:
3.2.1根据工程实际情况,布设围堰,其便道侧可以作为围堰作用,地基处理横断面。
3.2.2可行性理论计算。
3.2.3试验段地基处理方案及要点①对现浇箱梁30米宽范围内土方进行开挖:清除湖底淤泥层至设计图纸所示意的第三层,层厚1.40~6.70米。②在黏土层上分五层填筑5%石灰土,灰土填筑按公路路基施工技术规范要求进行,施工时须确保以下几点:a确保清淤彻底。b确保灰土灰剂量充足的前提下分层填筑且碾压密实,压实度约达到93区标准。c确保施工前后排水畅通。③在5%灰土顶浇筑一层C15素混凝土作为支架底座基础,混凝土为整体满浇,结构尺寸为,厚度,15cm、宽度:3000cm、长度:全桥现浇箱梁范围。
3.2.4试验段预压
①试验段地基受力计算
根据施工图纸,计算箱梁荷载,得到下列图示:
试验段地基受力示意图
备注:该示意图为主桥箱梁19米箱室范围内的受力荷载,翼板部分荷载较小未示意。
②预压方式
在P17~P18墩区间选取35m长作为试验段,在15cm厚砼基础上均匀铺设与设计预压荷载同当重量的袋装黄砂预压。
3.2.5地基预压试验段沉降工况观察
①测点布置
②沉降工况观察
对试验段进行沉降观测是为了获得堆载预压下的沉降实测值,并将其与理论计算值进行对比分析;以便确定该施工方案是可行,还是应采取措施,以减小或消除因地基不均匀沉降而造成现浇箱梁混凝土损坏,同时根据对预压前及预压后的连续测量进行结果评定,最终确定地基承载情况、稳定情况及预压时间。本次沉降观测具体按以下顺序进行:沉降观测点埋设后先进行两次平行初测,以确定工况点初始读数,堆载后在20天内共观测16次。
3.2.6成果分析及结论①成果分析:从测量数据得出,试验段堆载后10天内,地基沉降最总体相对偏大不能满足稳定要求:从第11天开始地基沉降开始趋于稳定,达到了设计要求的每天沉降量小于1mm的稳定指标;为了获得更多的地基沉降、变形参数,以便将来更好的指导施工,所以延长了对该试验段的测量、观测时间,从沉降观察数据看出,累计总沉降量最大值为25.9mm,小于加载后理论计算26.3mm。②结论:试验数据显示地基承载力、稳定性能够满足满堂支架施工要求,其次因本次所选试验段为全桥地基状况最薄弱地段,根据满堂支架立杆所受应力能够通过节点、横杆进行分散的受力原理,研究、分析认为该方法地基处理后进行满堂支架施工,能确保工程施工质量、提高安全施工系数,加快施工进度,确保施工工期。
4资源节约、效益分析
4.1在浅水区域基础采用本法施工,能够加快工程进度,较早产生社会效益,同时经后来测算,节约施工成本约30%左右。
4.2极大提高了施工安全系数,对上部结构施工起到了很好安全保障。
摘要:随着经济的发展与开发战略的实施和深入,我国在山区修建的高速公路也越来越多,桥梁施工受地形、地质和水文影响的情况更加突出,本文结合工程实例与作者的工作实践,互通式立交桥小半径现浇箱梁支架施工技术进行了分析探讨,对所提及的施工技术与工艺可在以后类似的桥梁工程中运用。
关键词:互通式立交桥;小半径;现浇箱梁
公路互通立交工程中,多采用曲线桥梁和匝道桥这此桥梁线型变化多端,结构受力比较复杂,特别是小半径曲线梁桥,除承受弯矩、剪力外,还有较大扭矩和翘曲双力矩的作用。本文一座互通立交匝道桥施工经验,从场地处理、支架设计及搭设、支架预压等方面简述了小半径曲线现浇箱梁支架施工技术。
一、工程概况
A互通式立交大桥跨径布置为21+25+25+25+21m,桥梁总长为133m。上部结构为现浇连续预应力砼箱梁,箱梁梁宽10m,为单箱双室结构,箱梁高1.4m,顶板厚0.15m,腹板厚度在支点位置为0.6m,跨中为0.4m。大桥夹于丘陵、山地中间,施工场地狭窄,桥跨原地面高差达20余米。桥梁位于缓和曲线上,半径较小,仅为80m,这给安全施工、技术管理工作带来很大的难度。
图1:桥型立面图
图2:桥型平面图
二、工程特点
1、地面高差大
大桥夹于丘陵、山地中间,施工场地狭窄,坡面陡峭,桥跨原地面高差达20余米,施工难度较大。
2、桥梁半径小
大桥位于缓和曲线上,最小半径仅为80m,桥梁半径小,给支架设计和施工带来不小难度。
三、支架方案选择
根据设计图纸要求,大桥上部结构采用支架现浇法进行施工。目前,支架现浇箱梁工艺可分为满堂支架与少支点支架。满堂支架其中包括普遍脚手架钢管、碗扣式脚手架钢管等。针对本桥地质、地形等特点,从安全、经济等方面综合考虑,最终选择满堂支架作为本桥支架方案。
不同方案比选如下表所示:
表1 不同方案比选表
支架类型
经济性
安全
工期
适用性
普遍脚手架支架
本桥桥长133m,净高平均为10m,根据以往施工经验,每立方米需要投入脚手钢管40kg,共约投入532t吨钢管
承载力较大。当脚手架的几何尺寸及构造符合规范要求时,单管立柱的承载力可达15KN-35KN。但对基础整体性要求较高
拆装方便,搭设灵活,但由于扣件、钢管数量较多,工期较长
对各种地形、地质情况均适用,范围较广,但支架高度超过20m以后,安全性能降低
碗扣式脚手架
钢管用量与普遍脚手架支架基础相同
承载力大,立杆连接是轴心承插,横杆同立杆靠碗扣接头连接,接头具有可靠的抗弯、抗剪、抗扭力学性能,因此结构稳固可靠,承载力比同情况的扣件式脚手管提高15%以上
钢管均为通用杆件,拼拆快速省力,仅用铁锤即可完成全部作业,相比普遍脚手架基础节省时间
适用范围较广,但如果支架位于曲线上时,适用性较差,且支架高度超过20m以后,安全性能降低
少支点钢管支架
采用钢管桩作为基础,型钢、贝雷架以及分配梁组成支撑体系,用钢量相对较少
钢管体系相对脚手架比较稳定,由于支点少,对基础要求相对较高
采用吊装设备进行安装,施工时间较短
适用范围相对较广
结论:由于本桥处于曲线上,且半径较小,碗扣式脚手管适用性较差,且桥址处场地较狭窄,起重设备进出难度较大,故综合考虑各种因素,最确选择普遍脚手架支架方案
四、主要施工工艺
1、场地处理
针对本工程原地面起伏较大的特点,首先根据原地面标高分为6段分别进行原地面处理。对于大型压实机械设备能直接的到达的第4段,在清理地表腐植土后,将清表后原地面用20t压路机碾压密实,直到没有轮迹为止。同时利用该段路基挖方区石方按40cm一层进行填筑,并碾压密实,直至标高满足要求。对于其余大型压实机械无法到达的区域,先进行重力式挡土墙的施工,清表后采用小型夯实机具按20cm一层进行填筑并夯实,基础处理宽度为每边比桥面宽1m。基础处理完毕后,其上浇筑15cm厚C20砼,基础外侧应修筑排水沟,以利排水,避免基础长时间积水,降低基础承载力。
图3:场地处理图
2、支架设计及搭设
脚手管材料采用外径48mm,壁厚3.5mm钢管。位于正常段箱室底的支架横向按照90cm布置;位于腹板位置的支架按照60cm布置;两侧翼板下间距按100cm布置,上下步距按1m进行布置,纵桥向间距均按照70cm布置,箱梁底角加劲撑锁在两根立杆上,翼板外侧留0.3m作为操作平台。同时,由于本桥半径较小,桥梁外侧纵向间距比内侧大,故支架搭设时,应严格控制桥梁外侧间距按设计进行放线,同时内侧间距根据外侧支架进行调整。支架搭设前应设置垫板,按照梁底与地面的高差布设脚手管支架,支架安装时应严格控制其垂直度,并注意剪刀撑的安装。立柱顶托上纵桥向铺设12×12cm方木,横桥向铺设12×12cm方木,间距中到中30cm。12×12cm方木上面铺设18mm竹合板,作为底模。
图4:支架横断面布置图
3、支架预压
为消除地基不均匀沉降和支架非弹性变形的影响,检验支架的稳定性和安全性,同时也为取得弹性变形参数,为底模预拱度提供数据,保证成桥后线型美观,支架搭设完毕后,应进行堆载预压,预压荷载本次取1.2倍箱梁自重。预压材料主要以砂石材料为主,根据混凝土容重与砂石容重比值,按照箱梁实际重量分布进行荷载加载,加载顺序为20%→50%→80→120%,共分4极加载,每级架载后应注意观察支架变形情况。沉降观测点的布设为:在每跨的跨中、1/4跨径处设沉降观测断面,每个断面在底板模板上各设置3个观测点,每天进行观测。加载前,每天当各监测点最初72h的沉降量平均值小于5mm时,可以判定支架预压合格。
图5:支架观测点设置
以第一跨为例,每阶段观测数据如下表。
表2 各阶段观测数据
断面
观测点
原始标高
24h
沉降量
(mm)
48h
沉降量
(mm)
72h
沉降量
(mm)
L/4断面
H1
545.395
545.383
545.380
545.379
H2
545.459
545.450
545.448
545.448
0
H3
545.334
545.324
545.323
545.323
0
L/2断面
H1
545.713
545.700
545.696
545.695
H2
545.771
545.760
545.760
0
545.760
0
H3
545.649
545.637
545.635
545.634
3L/4断面
H1
546.010
546.001
546.000
546.000
0
H2
546.072
546.062
546.060
546.059
H3
545.950
545.942
545.941
545.941
0
平均沉降量(mm)
10.44
1.78
0.44
沉降量随时间变形曲线如下:
图6:随时间变形支架变形曲线
由以上图表可知,72h小时的沉降量平均值小于5mm,支架预压合格,可以进行卸载,卸载后及时进行标高数据采集,以取得弹性变形以及非弹性变形数据,为预拱度设置提供依据。
表3 卸载后观测数据
断面
观测点
原始标高
卸荷前
卸荷后
支架、地基弹性变形f1(mm)
支架、地基非弹性变形f2(mm)
L/4断面
H1
545.395
545.379
545.383
H2
545.459
545.448
545.451
H3
545.334
545.323
545.325
L/2断面
H1
545.713
545.695
545.7
H2
545.771
545.760
545.767
H3
545.649
545.634
545.636
3L/4断面
H1
546.010
546.000
546.003
H2
546.072
546.059
546.063
H3
545.950
545.941
545.945
平均变形量(mm)
4.44
8.22
由上表可知,支架、地基弹性变形为f1=4.44mm,支架、地基非弹性变形为f2=8.22mm,施工预拱度=设计预拱度+f1+f2,因该桥设计未对预拱度作特别说明,则施工预拱度为f1+f2=12.66mm。根据相关要求,施工预拱度按二次抛物线进行分配,抛物线方程为。则梁底各点预拱度为
表4 梁底各点预拱度调整值
序号
y(mm)
X(m)
序号
y(mm)
X(m)
4.36
12.40
7.81
11.25
10.33
9.19
11.94
6.20
12.63
2.30
根据上表将各点预拱度调整后,进行后续钢筋、模板以及混凝土的施工。
五、结论
针对A互通式立交大桥跨越深谷且处于小半径曲线上的特点,合理选择支架施工方案,同时对支架进行预压,取得相关参数,根据该参数确定了箱梁的施工预拱度,并加以调整。大桥安全、优质、高效完成了上部结构的施工,箱梁外观质量、成桥线型均符合相关要求,获得业主和监理单位的认可和好评。
参考文献:
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构承担,但要进行设计计算。高度超过24米的落地式钢管脚手架,必须单独编制专项施工方案,并由施工企业技术部门的专业技术人员及监理单位专业监理工程师进行审核,审核合格由施工企业技术负责人和监理单位总监理工程师签字。脚手架的施工方案应与施工现场搭设的脚手架相符,当现场因故改变脚手架类型时,必须重新修改脚手架方案并经重新审批后,方可施工。脚手架搭设前,施工负责人应按照施工方案要求,结合施工现场作业条件和队伍情况,做详细的技术交底和安全交底,并有专人指挥搭设。
2、吊装作业的安全管理
计划必须在具体施工之前进行,它是确保安全生产的第一步。具体的作业计划应该包括以下内容:相近的任务描述;具体工作的实施步骤;各个环节的具体要求;负责人;作业环境和地点;所涉及到的设施设备与工具;约定的指挥信号;员工防护用品等。其中员工的防护用品包括安全头盔、手套、防滑胶鞋、全身式安全带、听觉和视觉保护装置。
在具体的实施过程中,可能会遇到一些突发的自然或者认为的情况,引起施工环境变得恶劣,影响正常施工。在这种情况下,会涉及到关键性起吊的规程。安全性起吊主要是指出现以下情况时所涉及到的起吊计划:施工过程中使用多台起重机;货物总质量高于最大负载;操作员无法目视起吊货物时;毗邻电线、管线1.5m之内;遇到严重恶劣天气条件,如暴风雨、沙尘暴、雷电等。起吊计划应该有专业的起重技师和专业人员进行审核,并按照附录中的检查表逐一检查,最后由生产单位负责人或项目负责人签字批准(如图)。
总之,在当前市场竞争日趋激烈的情况下,我们要严把建筑施工的各个环节,切实做好施工安全保证,促进建筑项目的顺利建设,做到安全生产、文明生产。
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[3]黎凯旋.加强建筑施工安全管理[J].科技资讯.2010(22)
二河国道主干线贯穿我国西部地区,起于二连浩特,止于河口,是沟通华北、西北及西南三大经济区的主要干线。路线起于陕西省宁陕县筒车湾镇二里坡,止于洋县槐树关,路线全长61.91 km。项目起点LK168+500,终点LK171+700,全长3.255 km。公路按山岭重丘区高速等级公路设计,行车速度80 km/h,路面结构为沥青混凝土,设计行车荷载汽车超—20、挂车—120,整体式路基宽度24.5 m,分离式路基宽度12.5 m,桥梁与路基同宽。
2 施工工艺
2.1 基底处理
基底采用换填处理。平整场地后,使原地面成人字形横坡,以利排水。用压路机将原地面碾压密实,上铺20 cm厚石屑,再用压路机碾压密实。基底处理完成后,应较原地面高20 cm左右。基底两侧设排水沟。
2.2 支架搭设
因第一跨支架高度仅为2 m,据此,采用CKC门式钢支架搭设满堂支架。立柱间距为60 cm×60 cm。第二跨和第三跨支架高度在6 m~7 m之间,采用扣件式钢管支架,满堂红布置。支架主要由立杆、横向水平杆(小横杆)、纵向水平杆(大横杆)、剪刀撑和斜撑组成,立杆、小横杆、大横杆为主要受力构件。钢管为ϕ48 mm×3.5 mm,钢管立柱的纵向间距为60 cm,横向间距为90 cm。大横杆为12 cm×12 cm方木,小横杆为10 cm×10 cm方木。支架侧设剪刀撑,支架底铺设垫木(厚5 cm),并应注意垫木底必须与基底密贴,支架顶托上顺桥向铺设12 cm×12 cm方木作为纵梁(大横杆),其上再铺10 cm×10 cm方木为横梁(小横杆),其上铺1.8 mm厚胶合板模板,模板安装完成后,应对支架加载预压,预压重量与箱梁恒载相同,同时认真观测支架沉降位移情况,卸载后模板标高不符合要求时,应予以调整。
2.3 模板安装
本项目现浇梁拟采用胶合板作外模和内模,板厚18 mm。模板与分配梁连接紧密,模板配置规格和方向全桥统一,板缝一致。板缝批腻子,并打磨光滑,模板安装完成后进行等载预压,消除非弹性变形,卸载后应重新调整标高并将模板顶清扫,用水冲洗干净。铺设箱梁钢筋时应注意严禁在模板顶面上直接拖拉钢筋,以免划伤模板表面,需要在模板上焊接钢筋时,禁止直接施焊,钢筋与模板间须设置如石棉板等耐火隔热材料,以免焊渣灼伤模板。
由于本标内箱梁的箱体较宽,为保证底板的施工质量,箱梁分两次灌注。外模一次性立模到位,内模分两次立,第一次立到梁底板的承托顶部以上300 cm。灌注第一次混凝土后,接槎处按施工缝处理完成后,第二次立模,完成腹板及顶板模板支立工作。在第一次灌注混凝土前,按设计位置和数量预埋ϕ10 cm塑料管作为通气排水孔道,塑料管在灌注时应用纸或聚乙烯泡沫填堵,混凝土灌注后应清除干净,使孔道畅通。
为满足设计要求:箱梁施工完毕后,不可在箱体内滞留永久性支撑,本桥计划在箱梁顶板预留1 m×0.8 m的天窗,在浇筑箱梁顶板时预留,顶板浇筑完毕,混凝土强度满足脱模要求后,由工人进入箱体内拆除内模,再以吊挂模板法支立天窗部分的模板,焊好搭接钢筋,进行天窗部分混凝土的浇筑。
2.4 箱梁钢筋工程
在支架预压完成、模板清洗干净、支座安装完成后,即可安装箱梁钢筋。由于箱梁混凝土浇筑分两步进行,故钢筋安装亦分两步进行。首先安装底板及部分腹板钢筋,在第一次混凝土浇筑完成,内模安装完成之后,再绑扎剩余腹板钢筋、桥面顶板钢筋及其他预埋件。
2.5 箱梁混凝土的浇筑
根据本标段现浇箱梁箱体较宽,跨度较大的特点,箱梁体不能一次浇筑完成,否则难以保证箱体底部混凝土的密实,故而分两次浇筑。第一次浇筑梁底板和腹板,处理施工缝;第二次浇筑顶板混凝土。应注意,第一次和第二次浇筑的时间应间隔至少24 h以上;第二次浇筑前,应检查脚手架有无收缩和下沉,并打紧各楔块,以保证最小压缩和沉降(见图1)。
2.6 施加预应力
采用千斤顶从梁两端同时双向对称张拉。其工艺流程如下:做好张拉准备工作→混凝土强度达到90%以上→安装预应力张拉设备→检查→施加预应力→回油锚固。
当梁体混凝土强度达到设计强度的90%以上时,进行张拉。张拉时采用油表读数和预应力束伸长量双控进行,梁中预应力束均为曲线布置,初始应力定为0.20δk(δk为控张应力)。
张拉机具与锚具配套使用,在进场前应检查和校验,千斤顶与配套使用的油泵、油表一起配套校验,以确定张拉力与压力表读数间的曲线关系,所有压力表精度不宜低于1.5级,检验千斤顶用的试验机或测力计不得低于±2%。
2.7 孔道压浆
在锚固完成后,使用无齿锯或电动砂轮机割除多余钢绞线,锚具外露长度不小于5 cm。预应力束张拉完成后应尽早压浆。压浆顺序为先底层后上层逐孔一次性连续压完,每孔压浆应从孔道一端压浆孔压入,由另一端压浆孔排气和泌水,压浆应缓慢均匀进行,当另一端排出的水泥浆与压入的水泥浆稠度相同时,即可停止。压浆最大压力值一般宜为0.5 MPa~0.7 MPa,每孔压力达到最大值后有一定的稳定时间。
2.8 封锚
压浆结束后,对封锚端混凝土进行凿毛,并将周围冲洗干净,设置封锚端钢筋网、立模、浇筑封锚混凝土。现浇箱梁施工工艺见图2。
3 结语
通过西汉高速公路满堂支架现浇箱梁的实际应用,成功地验证了此项施工技术科学、有效,解决了现场施工中的难点,提供了有力的技术保障。通过此施工技术的实际应用,箱梁施工方法不仅易于操作、简单有效,有效地提高了生产效率,而且保证了梁体质量和施工安全。
摘要:通过西汉高速公路满堂支架现浇箱梁的成功施工,对实际满堂支架现浇施工技术进行了科学的检算和总结,并结合工程实例进行了印证、阐述,为以后解决满堂支架现浇施工中的重难点提供了有力的技术保障。
关键词:高速公路,箱梁,施工技术,满堂支架
参考文献
关键词:现浇箱梁;支架施工;质量控制
0.引言
在高速公路与地方主干道交叉或互通立交跨越地方主要道路时,考虑到桥梁整体线型、外观,或是跨度较大等原因,较多采用现浇连续箱梁桥梁。但是,现浇箱梁施工中支架基础处理、支架本身质量控制、支架安装、支架卸拆等将会对现浇箱梁施工安全及质量造成较大影响。在此,以一个较有代表性的现浇箱梁桥梁对支架基础处理、支架搭设及支架拆卸等方面控制要点作详细分析。
1.工程概况
某高速公路跨省道跨线桥为主线桥,结构设计为全幅2联(左幅9孔,右幅10孔)均为PC连续箱梁,桥面宽为半幅16.75m,桩号范围为:左幅K89+770.98~K89+997.02桥长226.04m,跨径组合为3×25+(5×25+20);右幅K89+780.98~K90+027.02桥长246.04m,跨径组合为(2×20+2×25)+6×25,平均桥长236.4m。所有桥墩顶均不设置盖梁,在4#左幅、5#、6#、7#全幅、8#、9#右幅墩顶均设置有横隔梁,其中5#墩、7#墩均为全幅共2根立柱,6#墩全幅共3根立柱,5#、6#、7#横隔梁为左右幅整体连通。因此,横隔梁左右幅连通的第5#、6#、7#跨左右幅必须同时施工。
2.碗扣式支架具体布设方案
本工程中除跨线部分采用门洞方案外,其他地段全部采用Φ48×3.5mm的碗扣式钢管满堂支架进行搭设,支架上纵梁采用两根Φ48×3.5mm,横梁采用10cm×10cm方木。每隔4~6m设一道剪刀撑,剪刀撑必须首尾相连,成封闭状态。箱梁底立杆横向布设为:3×90cm+2×60cm+2×90cm+2×60cm+3×90cm+3×60cm+2×90cm+2×60cm+3×90cm。腹板均位于两根横向60cm间距的立杆之间,箱体下立杆横向间距为90cm,其纵横梁布置见表1所示。
3.基础处理及支架施工控制要点
现场施工中每一个环节的处理能否达到方案要求、外界条件变化是否准确判断并及时采取相应措施等,均会对支架施工质量安全产生极大影响,因此,在施工前必须对现场技术人员、管理人员及安全管理人员进行详细交底,做好每个现场操作人员的技术交底及培训,各个工序环节进行全程监控,重点工序做好各项事前检测检查并留存施工处理照片等。以该省道跨线桥现浇箱梁支架施工中各个环节控制为例,阐述支架施工各个工序控制要点。
3.1地基处理
支架下地基处理,是支架施工的关键环节之一,现就该桥各个不同地质地形支架基础处理作详细说明:
(1)该桥第2~4跨地基为冲积层淤泥、亚粘土或有机物质等,地表水长期浸泡,承载能力十分脆弱,无法满足支架验算确定的承载力要求。根据施工方案,该段基础采用换填砂砾石+填土+3%水泥凝结石粉加固处理。在换填前,组织人员、机械对桥下排水系统进行整理,在桥梁投影边线1m外挖出排水沟,对桥下冲积凹谷地带进行降水排水,个别标高较低点位采用井点降水。降水晾晒几天后,表面干燥可以站人,安排专人,根据现场情况对地基进行静力触探试验,试验结果表明,最深在3m处基底承载力能达到120kPa,可以满足基础处理要求,据此对基底进行砂砾石换填处理,换填砂砾层顶面高度高出地表常水位30cm,宽度为桥梁投影线外1m。对先前施工桩基已填筑的施工平台,用20t压路机进行碾压,若压实过程中有弹簧现象,进行反开挖重填,若在反开挖后地下水较高的采用砂砾石换填。
(2)第1跨、第8、9跨左幅及第10跨右幅均位于陡坡上,应进行挖台阶处理。陡坡坡面的土地质较好,均为全风化泥质粉砂岩或强风化泥质粉砂岩,并且没有地表水,所以,直接在原地面上开挖台阶。台阶开挖前,由测量放样出每排立杆,按照放样位置确定开挖宽度、长度,开挖台阶顶宽不小于50cm。台阶纵向与支架立杆纵向一致,台阶横向与立杆横向一致,纵横向相互垂直;如果台阶过高,外侧边坡坡率因素,会导致部分碗扣支架的立杆会落在坡面上,对支架受力及稳定性极为不利,因此,台阶高度不得大于1m,若原有地形为陡坎,则必须加设挡墙。每级台阶边缘外立面用5cm厚的C20混凝土或M7.5砂浆或砌砖墙封闭,以防地表水或砼浇筑后养生水流入台阶,造成台阶冲刷,导致承载支架的平台受力面积减小,基础压强增大。同样,在台阶顶面必须用小型压实机具进行压实,压实后在台阶上浇筑15cmC20混凝土,确保台阶的承载能力及承载条件稳定。
(3)第1跨、左幅第4跨及右幅第5跨与冲积层较厚的第2、3、4跨交界处为陡坎,且左幅第4跨左侧一半为省道路堤,土质均为亚粘土,不宜直接采用开台阶施工,综合考虑到省道通车安全及路基稳定,确定在陡坎边缘上设置底宽1.75m~2.75m,项宽0.75m,高2m~4m的M7.5浆砌片石挡墙,挡墙外立面竖直,靠平台内侧采用1:0.5的斜坡,挡墙台背空隙采用砂砾石小型压实机具分层压实或用中粗砂分层水密振实填筑,台背部分在顶面下10cm~50cm范围填筑40cm厚填料最小强度(CBR)大于3%的土石填料,并用小型压实机具压实。
(4)第5、6、7、8跨右幅地面为全风化泥质粉砂岩的地表,地势平整,可直接清除表层土30cm,只对个别坑洞进行换填,用20t压路机压实达到93%,顶面形成2%~4%的纵、横坡,直接铺筑10cm厚3%水泥石粉面层压实即可。所有基础处理完成后,均须在桥梁两侧设置排水沟与自然沟渠接顺,在基础顶石粉面层上的支架空隙內每5m设置一条横向宽5cm×深3cm的排水沟,与两侧排水沟接顺,在路中心线上设置一条纵向5cm×5cm的排水沟。确保施工期间所有桥上流下的养生水从桥下排水系统顺利排出桥外。
3.2碗扣式支架搭设控制要点
(1)碗扣支架构配件外观质量必须满足以下要求:1)钢管应无裂纹、凹陷、锈蚀,不得采用接长钢管;2)铸造件表面应光整,不得有砂眼、缩孔、裂纹、浇冒口残余等缺陷,表面粘砂应清除干净;3)冲压件不得有毛刺、裂纹、氧化皮等缺陷;4)各焊缝应饱满,焊药清除干净,不得有未焊透、夹砂、咬肉、裂纹等缺陷;5)对立杆等受力构件每个检查,横杆等作抽样检查。
(2)在各项材料进场时,全面检查材料尺寸,与施工方案中市场计算受力采用材料尺寸不符的全部不予使用。
(3)立杆及横杆搭设:立杆必须竖直,且各节立杆及底托、顶托必须同轴,严格控制立杆垂直度、底托插入立杆长度、顶托插入立杆长度等指标。横杆与立杆连接必须将碗扣扣紧,中间的立杆为四个方向有横杆连接,边上的立杆有3个方向有横杆连接,整个支架搭设完成后形成一个连续整体。立杆搭设时,支架均须在桥梁立柱位置将支架立杆与立柱扣接,防止侧向力对支架稳定性的影响,
4.支架预压
支架搭设完毕并铺设底模板后,对支架进行充分的预压,采用砂袋或水作为预压荷载时,压架砂袋荷载的重量不小于箱梁自重的100%,并根据支架预压沉降及卸载后弹性回复的观测成果,预留支架沉降量。待沉降稳定后持续24小时,以消除非弹性变形及不均匀沉降。确保支架具有足够的刚度和稳定性,并根据实测的支架弹性变形值做适当的修正,预留箱梁的预拱度。
(1)加载顺序:分三级加载,第一次、第二次分别加载箱梁重的40%,第三次加载箱梁重的20%。加载时应在腹板及横隔梁或箱梁端处适当加高砂袋高度,水预压时用砂袋堆码塘埂,纵向塘埂设置在箱梁的各腹板位置上,横向塘埂间距不宜大于6m。
(2)预压观测:顺桥向在箱梁底模上每跨布置三排,位置设在每跨的L/2、L/4处及墩顶部处,每组分左、中、右三个点,三点均设置在腹板位置,在点位处固定观测杆,以便于沉降观测。采用水准仪进行沉降观测,布设好观测杆后,加载前测定出其杆顶标高。沉降观测过程中,每一次观测均找测量监理工程师抽检,并将观测结果报测量监理工程师认可同意。第一次加载后,每2个小时观测一次,连续两次观测沉降量不超过3mm,且沉降量为0时再进行第二次加载,按此步骤直至第三次加载完毕。第三次加载沉降稳定后,经监理工程师同意方可卸载。
(3)卸载:人工配合吊车吊运砂袋均匀卸载,卸载同时继续观测。卸载完成后记录好观测值以便计算支架及地基综合变形。根据观测记录整理出预压沉降结果,调整支架顶托的标高来控制箱梁底板及悬臂的预拱高度。
5.结语
本工程是某省道跨线桥现浇混凝土支架施工的一个实例,由于该桥地形及地质状况比较有代表性,包括了常见的支架施工中可能遇到的情况,通过该实例的分析,较全面的阐述支架混凝土施工中支架施工控制的各个关键点:支架方案选定、支架受力验算、基础处理、支架等原材料质量检查重点项目、支架搭设检查指标及支架等载预压施工等。
参考文献:
[1]建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范(JGJ166-2008)[S],2009.
[2]建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范(JGJ130-2001)[S],2001.
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