趙 健
(上海浦東公路養(yǎng)護建設(shè)有限公司,上海市200137)
浦東國際機場北通道新建工程西起申江路,東至浦東國際機場主進場路,道路分為高架道路和地面道路。主線高架橋梁上部結(jié)構(gòu)形式均為“蝶式”大挑臂圓弧型預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁,梁高2.4 m,一箱多室。里程樁號(K8+921~K9+527),全長606m,跨徑布置為:(35m+35m)+(35m+35m)+(35m+40m+35 m)+(35 m+40 m+40 m+35 m)+(35 m+35 m+35m)+(35m+38 m+35 m)。預(yù)應(yīng)力混凝土等高度連續(xù)箱梁標準跨徑布置為3×35 m,橫斷面采用單箱6室,箱梁結(jié)構(gòu)總寬度30.2 m,橋面采用雙向2%橫坡,頂板厚0.22 m,底板厚0.20 m,跨中段腹板厚0.35 m,端部腹板放大至0.70 m。設(shè)置邊墩橫梁及中墩橫梁,不設(shè)跨中橫梁。邊墩墩頂處橫梁厚1.0 m,中墩墩頂處橫梁厚2.0 m。本標段現(xiàn)澆連續(xù)箱梁采用滿堂支架施工方法,滿堂支架采用碗扣式多功能鋼管腳手架?;炷敛捎蒙唐坊炷粒炷凉捃囘\輸,混凝土泵車澆筑。
如前所述,該工程工程量大,工期緊,質(zhì)量要求高,為按期高質(zhì)量地完成該工程,進行了詳細的施工部署??傮w施工流程為:地基處理→支架搭設(shè)→箱梁底模板鋪設(shè)→支架預(yù)壓及觀測→綁底、腹板鋼筋、安裝波紋管→安放內(nèi)側(cè)模→澆注底、腹板混凝土→拆除內(nèi)側(cè)模、安裝頂模→綁扎頂板翼板鋼筋→澆注頂板翼板混凝土→覆蓋灑水養(yǎng)生→鋼絞線下料及穿束→張拉、壓漿→落模、拆除支架。限于篇幅,下面重點闡述滿堂式支架施工方法、混凝土施工工藝及預(yù)應(yīng)力施工工藝。圖1為總體施工部署。
碗扣式多功能鋼管腳手架能根據(jù)施工要求,組成不同組架尺寸和施工荷重的單、雙排腳手架、支撐柱架等施工裝備。碗扣式支架與普通扣件式鋼管支架及門式鋼管支架相比,碗扣式多功能鋼管腳手架具有如下優(yōu)點:(1)接頭拼拆速度比常規(guī)快5倍以上;(2)拼架避免螺栓作業(yè),可降低勞動強度;(3)齒碗扣接頭具有極可靠的抗彎、抗剪、抗扭強度,故整架穩(wěn)定強度比常規(guī)提高;(4)配備有保障高層腳手架施工的整套安全設(shè)施,使用安全可靠;(5)構(gòu)件不易丟扣件、輕便、牢固,不怕一般銹蝕,日常維護簡單,運輸緊湊方便。因此,碗扣式多功能鋼管腳手架被建設(shè)部列為重點推廣項目。
該工程支架采用的碗扣式多功能鋼管腳手架,立桿主要采用3.0 m、2.4 m、1.8 m三種,立桿接長錯開布置,頂桿長度為1.5 m、1.2 m、0.9 m,橫桿采用0.9 m、0.6 m、0.3 m三種組成,頂?shù)淄胁捎每烧{(diào)托撐。根據(jù)腳手架搭設(shè)高度和施工荷載,碗扣支架的布置為:非跨中段底板下采用縱向×橫向×步距=60cm×90 cm×120 cm;跨中段底板下采用縱向×橫向×步距=90 cm×90 cm×120 cm;內(nèi)側(cè)翼緣板下采用橫向×步距:90 cm×120 cm;外側(cè)翼緣板下采用橫向×步距:120 cm×120 cm;橫隔梁下采用縱向×橫向×步距:60 cm×60 cm×60 cm;腹板下采用橫向×步距:60 cm×60 cm。地基基礎(chǔ)是整個支架搭設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),根據(jù)現(xiàn)場地表和地質(zhì)情況,采取不同的地基處理措施。出于安全考慮,處理后地基承載力按120 kPa設(shè)計計算,即每平方米地基容許承載力為12 t/m2,而箱梁荷載(考慮各種施工荷載)最大為10.5 t/m2。支架位于原混凝土地坪或瀝青路面時,地基可不進行處理,鋪設(shè)木板或澆筑混凝土地梁后直接搭設(shè)滿堂支架;承臺基礎(chǔ)回填部分、明暗浜及原綠化部分處理后均在上面澆注15 cm厚的C20混凝土墊層與兩側(cè)路面銜接。支架安裝嚴格按照圖紙布置位置安裝,碗扣支架為定型支架,安裝時先確定起始安裝位置,并根據(jù)地面標高確定立桿起始高度安裝預(yù)制塊,利用可調(diào)底托將標高調(diào)平,避免局部不平導(dǎo)致立桿不平懸空或受力不均,安裝可采取先測量所安裝節(jié)段地面標高,根據(jù)所測數(shù)據(jù)計算出立桿底面標高,先用可調(diào)底托將4個角標立桿高調(diào)平后掛線安裝其它底托,后安裝立桿。第一層拼好之后,必須由工程技術(shù)人員抄平檢查平整度,如高差太大,必須用底托調(diào)平。拼立桿時必須用吊線錘檢查其垂直度,防止立桿偏心受力。接頭部位必須連接牢固。支架搭拼時應(yīng)掛線以控制調(diào)平和線型。頂托和底托外露部分不超過30 cm,自由端超過30 cm長的桿件要增加水平桿鎖定;混凝土預(yù)制塊或者木板與地面鋪裝層之間要密貼,達到面受力,嚴禁形成點受力。頂托螺扣伸出長度不大于30 cm,縱向方木接頭不能有空隙,且不能懸空,若有空隙用扒釘十字交叉連接,方木間用木楔塞緊,且用釘子釘牢。橫向鋼管間若有空隙,用粗鋼筋焊接或用直扣件將兩鋼管連成一體。碗扣支架搭拼完之后,用扣件式鋼管在立桿上沿縱橫向每隔4排設(shè)置一道剪刀撐,剪刀撐設(shè)置時從頂?shù)降滓B續(xù),搭接頭保證不小于60 cm,接頭卡不少于2個,與水平橫桿的夾角為45°~60°,兩剪刀撐不允許自相交,要求布置在立桿兩側(cè)。
預(yù)壓在支架搭設(shè)完成以后進行,壓重時將根據(jù)事先計算的相應(yīng)部位的重量來放置壓重,根據(jù)設(shè)計要求最大加載按主梁自重的1.1倍計算。預(yù)壓分三級加載,第一次加載重量為梁體自重的50%,持荷穩(wěn)定后進行第二次加載,加載重量為梁體自重的50%,持荷穩(wěn)定后進行第三次加載,加載重量為梁體自重的10%。壓重的垂直運輸由25 t汽車吊完成,加載時土袋布置順序與混凝土澆筑順序一致。在每一跨箱梁的兩端墩橫梁、跨中及1/4跨位置的支架頂部共5個斷面,在主線標準段(標準段整幅)橫斷面的左端、中心、右端以及靠中心的兩塊腹板面上各設(shè)置5個沉降觀測點,共25個觀測點,在其相應(yīng)的地基基礎(chǔ)上也設(shè)置25個觀察點,每跨總共設(shè)置50個觀測點;在預(yù)壓前對底模和地基基礎(chǔ)的標高觀測一次,在預(yù)壓的過程中平均每2 h觀測一次,觀測至沉降穩(wěn)定為止,將預(yù)壓荷載卸載后再對底模和地基基礎(chǔ)標高觀測一次,從以上的觀測資料中計算出支架的彈性變形及地基的下沉。
支架預(yù)拱度設(shè)置:預(yù)拱度計算公式為f=f1+f2+f3。其中,f1為地基彈性變形;f2為支架彈性變形。由計算可知f2為5~8 mm,取f2=8 mm;f3為梁體撓度。預(yù)拱度最大值設(shè)置在梁的跨中位置,并按拋物線形式進行分配,算得各點處的預(yù)拱度值后,通過支架上的頂托對底模進行調(diào)整。預(yù)壓完成移除砂袋,根據(jù)實測的沉降量對連續(xù)箱梁線型重新放樣,調(diào)整立桿高度。
混凝土澆筑前應(yīng)對支架、模板和預(yù)埋件進行認真檢查,清除模板內(nèi)的雜物,并用清水對模板進行認真沖洗。為防止混凝土本身的收縮及施工時間較長,混凝土中應(yīng)摻入緩凝劑。梁部混凝土采用商品混凝土,混凝土輸送車運輸、泵送,插入式振搗器搗固。該橋梁箱梁均為現(xiàn)澆連續(xù)箱梁,由于箱梁高度超過2 m,為保證混凝土澆筑的密實性,混凝土澆筑應(yīng)分兩次進行。分層在箱梁頂板以下,第一次澆筑底板和腹板部分;第二次澆筑頂板部分,兩次澆筑的接茬部位按施工縫處理。箱梁兩次混凝土澆筑的分界點為箱梁翼緣板外端向內(nèi)1.6~1.8 m處。箱梁混凝土澆筑順序為水平分層縱向分段,澆筑時應(yīng)首先從低端梁向高端梁進行。施工中應(yīng)嚴格控制施工縫的留設(shè)位置,服從施工圖設(shè)計要求,并做好施工縫的清理工作及加強措施,如表面拉毛(鑿毛)、插筋,澆筑混凝土?xí)r灑水泥砂漿等。
為避免商品混凝土有時因故不能及時運到,應(yīng)在現(xiàn)場附近準備另一家混凝土拌合站備用?;炷吝\輸線路的選擇確保混凝土運輸迅速、順利、方便,并盡量縮短運輸距離,同時避開塞車高峰?;炷涟柚魄埃瑢Ω黝惡馄鬟M行檢查,使其保持靈敏、準確,在使用過程中注意保管、檢查,使各類衡器始終保持良好的工作狀態(tài)。拌制混凝土?xí)r,嚴格按簽發(fā)的混凝土級配通知單所規(guī)定的各類材料及其配合比例進行配料,不得隨意變更?;炷涟柚破陂g,保持骨料具有穩(wěn)定的含水率。遇有雨天時,及時測定骨料的含水量,并及時調(diào)整砂、石、水的用量,確?;炷僚浜媳确弦蟆;炷翑嚢柢囋谘b第一車混凝土前應(yīng)向滾筒內(nèi)加水滾動,再將水傾倒出去,使其滾筒、葉片濕潤,以免吸漿。攪拌車運送過程中應(yīng)以2~4 r/min慢速滾動,出料前應(yīng)快速轉(zhuǎn)動1 min,以保持混凝土的和易性。攪拌車到達混凝土灌筑地點時,及時測定混凝土坍落度,發(fā)現(xiàn)問題及時同拌和廠聯(lián)系并采取措施,嚴禁任意加水來調(diào)整坍落度。攪拌車到達混凝土灌筑地點時,及時灌筑,不準停留時間過長,同時及時振搗,避免蜂窩、麻面、漏搗。盡量加快混凝土的澆筑速度,使次一層的澆筑能在先澆筑的一層混凝土初凝以前完成?;炷翝仓跄罅⒓催M行養(yǎng)護。在養(yǎng)護期間,應(yīng)使其保持濕潤,防止雨淋、日曬和受凍。因此,對混凝土外露面,待其表面收漿、凝固后即用草簾等物覆蓋,并應(yīng)經(jīng)常在模板及草簾上灑水,灑水養(yǎng)護的時間,應(yīng)不少于《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T F50—2011)所規(guī)定的時間。一般在常溫下,對于硅酸鹽水泥應(yīng)不少于7 d?;炷猎陴B(yǎng)護期間或未達到一定強度之前,防止遭受振動。因此,在強度未達到2.5 MPa以前,禁止行人通行,并禁止安裝其上層結(jié)構(gòu)的模板及支撐物等設(shè)施。
預(yù)應(yīng)力張拉是整個結(jié)構(gòu)受力設(shè)計的關(guān)鍵部位,在滿足混凝土強度達到設(shè)計強度的100%和齡期達到14 d以上的條件下方能進行張拉施工。張拉所用的千斤頂、壓力表、油泵等設(shè)備進行檢驗,并提供回歸方程。張拉使用的千斤頂和壓力表、油泵應(yīng)配套校驗以確定張拉力與壓力表讀取之間的關(guān)系曲線,每個階段所需要的張拉力和壓力表讀數(shù),應(yīng)校驗出來,以便操作人員掌握。根據(jù)箱梁的結(jié)構(gòu)特征,為防止結(jié)構(gòu)變形異常,避免出現(xiàn)裂縫及上拱現(xiàn)象,預(yù)應(yīng)力施工中按先長后短,先腹板后頂板,先中間后兩側(cè),對稱張拉原則進行張拉。
根據(jù)設(shè)計,錨具用OVM,固定端采用P型錨,擠壓頭通過擠壓機,把鋼絞線固定。所有錨具、夾片均做強度、硬度試驗,不合格不準使用。到貨后加強現(xiàn)場檢驗工作,凡有裂紋、傷痕、腐蝕和尺寸超允許偏差,不準使用。千斤頂用YCW300、YCW400兩種。使用前,千斤頂、油泵全部由計量單位標定,每張拉200束后,重新標定。張拉前清理錨墊板上的水泥漿和鐵銹,并檢查其與波紋管孔中心垂直度,如有偏差,用楔形鋼墊塊調(diào)整。當(dāng)箱梁混凝土強度達到設(shè)計強度的100%時,原則上滿足14 d齡期以上,經(jīng)監(jiān)理同意后開始張拉,按先長后短,先腹板后頂板,先中間后兩側(cè),對稱張拉原則進行張拉并做好編號工作。鋼絞線在澆注混凝土以后穿好,將外露的鋼絞線長度調(diào)整好后,安裝工作錨板及夾片,錨板應(yīng)安放在錨墊板的槽內(nèi),套入夾片并用小鋼管將夾片均勻打緊,所有的夾片外露量應(yīng)一致,采用倒鏈滑車提升安裝千斤頂,調(diào)整活塞外伸量至最小位置(不可到0位),頂靠均勻無隙。張拉采用應(yīng)力應(yīng)變雙控制,以應(yīng)力控制為主,應(yīng)變?yōu)檩o。實際伸長量與設(shè)計值偏差以±6%為標準,應(yīng)力以標定值為準。
為保證預(yù)應(yīng)力施工安全,施工中還應(yīng)注意如下事項:(1)高壓油泵千斤頂之間的連接點,各接口必須完好無損,油泵操作人員要戴防護眼鏡。(2)油泵開動時,進、回油速度與壓力表指針升降,應(yīng)平穩(wěn)、均勻一致,安全閥要經(jīng)常保持靈敏可靠。(3)張拉前,操作人員要確定聯(lián)絡(luò)信號;張拉兩端相距較遠時,宜設(shè)對講機等通訊設(shè)備。(4)張拉操作中若出現(xiàn)異常現(xiàn)象(如油表震動劇烈、發(fā)生漏油、電機聲音異常等),應(yīng)立即停機進行檢查。(5)張拉完畢后,對張拉施工錨兩端,應(yīng)妥善保護,不得壓重物,管道尚未灌漿前,梁端應(yīng)設(shè)圍護和擋板。(6)嚴禁撞擊錨具、鋼束及鋼筋。
為確保預(yù)定施工方案能得到實施,工程施工中,重點加強施工技術(shù)管理,嚴格執(zhí)行以總工程師為首的技術(shù)責(zé)任制,施工管理標準化、規(guī)范化、程序化。認真校對圖紙,嚴格按標準、規(guī)程組織施工。及時進行技術(shù)交底,發(fā)現(xiàn)問題及時解決。堅持三級測量復(fù)核制,各測量樁點認真保護,施工中可能損毀的重要樁點要設(shè)好護樁,施工測量放線要反復(fù)校核。認真進行交接班,確保中線、水平及結(jié)構(gòu)物尺寸、位置正確。試驗室全面負責(zé)本標段工程中的鋼材、水泥、粗細骨料、外加劑等原材料的送樣;負責(zé)混凝土及水泥砂漿配合比的驗證;負責(zé)混凝土、砂漿試件制作及施工控制;負責(zé)試驗資料的收集、整理和歸檔。施工所用的各種檢驗、測量、試驗儀器設(shè)備定期進行校核和檢定,確保儀器設(shè)備的精度和準確度。要把好各工序中間的質(zhì)量檢驗關(guān),對加工的成品、半成品和隱蔽工程按要求認真檢查驗收,并報駐地監(jiān)理工程師檢查簽證。投入先進的機械設(shè)備,加強其維修和管理,以完好的施工機械確保工程質(zhì)量。組織推廣應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備,用“四新”技術(shù)保證工程質(zhì)量,組織對關(guān)鍵工序的人員進行培訓(xùn)、考核。
浦東國際機場北通道作為中環(huán)線向東延伸線,是連接中環(huán)線和上海浦東國際機場間的快速通道,其施工質(zhì)量必須引起高度重視。限于篇幅,本文重點闡述了14標主線高架橋梁現(xiàn)澆連續(xù)箱梁滿堂式支架施工方法、混凝土施工工藝及預(yù)應(yīng)力施工工藝,并簡要說明了施工中采取的技術(shù)保證措施。工程達到了預(yù)期的施工質(zhì)量目標,說明本文所闡述的施工方法是切實可行的,工程中所采用的碗扣式多功能鋼管腳手架、現(xiàn)澆連續(xù)箱梁分層澆筑技術(shù)及預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)值得進一步推廣應(yīng)用。
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