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        公路橋單聯(lián)多跨現(xiàn)澆預應力混凝土連續(xù)箱梁施工技術(shù)

        2012-12-08 07:23:58辛賀艷南水北調(diào)中線工程建設(shè)管理局河南直管局
        河南水利與南水北調(diào) 2012年20期
        關(guān)鍵詞:波紋管張拉支座

        □辛賀艷(南水北調(diào)中線工程建設(shè)管理局河南直管局)

        1.工程概況

        文昌大道公路橋是南水北調(diào)總干渠與焦作市文昌大道的路渠交叉建筑物,屬于城市-A級,位于深挖方渠段。該道路為焦作市主要交通干道,車流量大,分設(shè)快、慢車道。此橋全長201m,為現(xiàn)澆預應力混凝土連續(xù)箱梁橋,全橋單聯(lián)5跨(5×40m)。橋面寬28m,橋面橫坡單向1.5%,箱梁底寬17.5m,梁高2.71m。

        2.現(xiàn)澆混凝土預應力箱梁施工總體程序

        根據(jù)設(shè)計圖紙要求,現(xiàn)澆箱梁全橋單聯(lián),從中間跨向兩端施工,共分3個施工階段,5次施工。第一施工階段施工中間跨(第3跨)長56m,施工縫設(shè)在3#墩前和4#墩后均為8m;第二個施工階段施工(第2跨與第4跨)各長40m,施工縫設(shè)在2#墩前和5#墩后均為8m;第三施工階段施工兩端跨(第1跨與第5跨)各長32m,具體見圖1:

        圖1 施工總體程序圖

        3.施工方法

        3.1 施工工藝流程

        平整場地→支架基礎(chǔ)處理→搭設(shè)支架→支架預壓→底模制安→綁扎鋼筋骨架→綁扎箍筋、安裝波紋管、穿鋼膠線→安裝內(nèi)模、外模及頂板鋼筋→澆筑箱梁→混凝土養(yǎng)護、拆?!A應力張拉、錨固→預應力孔道壓漿→封錨→拆除支架。

        3.2 支座安裝

        文昌大道公路橋共設(shè)置18個支座,分別為固定支座、順橋向支座、橫橋向支座、雙向支座。

        在墊石上劃出支座縱橫中心線,同時在支座頂、底板上標出中心線。將地腳螺栓穿入底板(頂板)地腳螺栓孔并旋入底柱內(nèi),在錨固螺栓孔位置以外的支承墊石頂面涂滿環(huán)氧砂漿調(diào)平層,調(diào)平層高程略高于支座設(shè)計高程,當支座調(diào)至設(shè)計高程時,用墊塊將支座墊起,再用環(huán)氧砂漿注螺栓周圍空隙及支座底板四周未填滿環(huán)氧砂漿的部位。待砂漿硬化后,拆去支座墊塊,并用環(huán)氧砂漿將墊塊部位填滿。支座安裝完畢檢查合格后,拆除支座出廠時頂、底板間的連接構(gòu)件,并安裝支座防塵圍板。

        3.3 箱梁底模支撐系統(tǒng)

        該橋單跨自重近2500t,箱梁底模支撐系統(tǒng)分為兩大部分,第一部分是地胎膜支撐系統(tǒng),第二部分為腳手架支撐系統(tǒng)。

        3.3.1 地胎膜支撐系統(tǒng)

        公路橋下部結(jié)構(gòu)樁、柱、墩施工時,開挖采用鋼筋混凝土護壁方案進行垂直開挖,基坑平面開口為9.0m×17.5m,頂部做混凝土地圈梁鎖口,開挖過程中基坑側(cè)壁采用20cm厚的C20鋼筋混凝土護壁,邊開挖邊護壁。

        底部地胎模的結(jié)構(gòu):5cm的碎石墊層,20cm厚的C20混凝土。澆筑混凝土墊層前,在碎石墊層上鋪設(shè)槽鋼,形成5m×18m方格,澆筑C20混凝土墊層時,以槽鋼頂為墊層頂面控制。為保證連續(xù)梁體的美觀和梁體與胎模的隔離,在C20混凝土表面滿鋪一層膠合板。

        3.3.2 腳手架支撐系統(tǒng)

        根據(jù)箱梁結(jié)構(gòu)特點,將支架系統(tǒng)受力分為兩個區(qū)域,槽內(nèi)采用Φ48mm×3.5mm鋼管碗口連接搭設(shè)滿堂架作為箱梁施工的支架系統(tǒng),單根桿件長度為3m、0.9m、0.6m3種。首先,箱梁底部區(qū)域為結(jié)構(gòu)受力最大部位,施工過程中分別由橋墩、支架及系梁聯(lián)合受力支撐,該部位支架排距、步距均為0.6m;其次,上下游翼板部位,施工過程中全部由支架受力,該部位支架排距0.9 m、步距3m??v向剪刀撐分別為5.4m(長)×5.4m(寬)、5.6m(長)×5.4m(寬)由底層至頂層間距4.5m一層布置;橫橋向剪刀撐5.4m(寬)×8m(高)均勻布置3層。

        模板支架系統(tǒng)的安全性是此橋施工的關(guān)鍵,首先根據(jù)《路橋施工計算手冊》校核模板剛度、撓度,再驗算支架系統(tǒng)的受力。

        在底層模板安裝完成后,還要對支架系統(tǒng)進行預壓,驗證支架系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。預壓荷載采用砂袋,加載過程為分級均勻加載,即60%、100%、110%進行加載。預壓檢測,在預壓范圍的四個角點和橫橋向兩邊中間各布置1個觀測點,先對支架系統(tǒng)原始高程測量,然后每級加載完成后,每隔12h觀測1次,連續(xù)觀測3次再進行下一級加載,最后卸載完成6h后再觀測1次即可。根據(jù)記錄分析支架系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

        3.4 箱梁模板系統(tǒng)

        箱梁兩側(cè)及翼板模板支撐采用碗扣架支撐,模板采用鋼模板。箱梁內(nèi)模支撐,一次澆筑兩側(cè)內(nèi)模采用組合鋼模板,支撐采用鋼管腳手架,間距0.75m×1.0m,水平加設(shè)兩道橫拉桿,鋼管支撐在鋼筋上,支撐鋼管的鋼筋部位與下底模之間用架立筋直接撐至混凝土胎模上。底模上以1m間距梅花形布置混凝土墊塊支撐內(nèi)側(cè)模板。鋼管頂部鋪設(shè)6×10方木,方木上鋪鋼模板。

        3.5 鋼筋施工

        鋼筋及預應力孔道安裝順序:支座預埋鋼板→橫梁鋼筋骨架安裝→底板底層橫筋勻鋪→箍筋架立→肋板縱向主筋穿入并與箍筋綁扎→底板底層鋼筋→底板頂層鋼筋(含架立筋及通氣孔預埋件)→波紋管固位筋→孔道安裝→穿束→錨墊板及螺旋加強筋安裝固定→錨下鋼筋網(wǎng)片→下八字筋→箱室內(nèi)模及側(cè)模安裝→頂板底層鋼筋→頂板頂層鋼筋→上八字筋→箱梁防撞墻預埋鋼筋→邊跨梁端伸縮縫預埋鋼筋及模板安裝。

        3.6 波紋管施工

        箱梁預應力管道埋設(shè)采用波紋管成孔的方法,波紋管接長采用30cm波紋管套接,管道制作嚴格按設(shè)計曲線布設(shè),采用坐標法控制,并在鋼筋骨架上沿箱梁縱向每50cm間距設(shè)1道定位網(wǎng)片,定位筋采用φ12鋼筋制作,成“井”或“U”字形,波紋管從中間通過,保證預應力管道的位置準確。

        3.7 預應力鋼絞線施工

        鋼絞線編束先將單根鋼絞線在加工場用砂輪切割機下料,以保證切口平整、線頭不散,再轉(zhuǎn)運至現(xiàn)場進行編束,編束時鋼絞線順直,不得交叉扭轉(zhuǎn),采用先安裝波紋管后穿束,穿束時核對長度,對號穿入孔道。鋼絲束應從一端穿入孔道,并從另一端處抽出至少680mm,以保證該端在張拉時有足夠的工作長度。采用整束穿,將鋼絞線編束扎緊嚴格控制鋼絞線下料尺寸,兩端對齊,同時每隔1.0~1.5m用鐵絲綁扎1道,前端套上φ8的長鋼絲作為引線牽引,全束穿好后應保證端頭與設(shè)計位置平齊,以利于下一步張拉。

        3.8 箱梁混凝土施工

        3.8.1 泵車的布置

        根據(jù)現(xiàn)場現(xiàn)有設(shè)備情況,采用臂長為46m的泵車進行混凝土澆筑。第一施工段現(xiàn)場情況每端可布置兩臺,混凝土泵車的水平布料工作半徑按41m考慮;第二、三施工段現(xiàn)場情況一端可布置兩臺,46m混凝土泵車的水平布料工作半徑按41m考慮。

        3.8.2 澆筑順序及分層

        根據(jù)箱梁結(jié)構(gòu),第一施工段先從2#槽中隔墩下料,然后分層呈梯狀向前澆筑,每層澆筑長度約4m、層厚約40cm,每層臺階預留2m左右,縱向混凝土澆筑從左岸向右岸呈梯狀分層連續(xù)澆筑,長度方向每層澆筑4m左右向前推進,下層混凝土初凝前完成上層混凝土澆筑。

        第二、三施工段分別從1#、4#、0#、5#中隔墩下料,澆筑方法同第一施工段。

        混凝土振搗根據(jù)泵車布料進行配置,下部人員在前,上部人員縱向隨后,振動器根據(jù)施工長度均勻擺放,確保人動機不動。

        箱梁頂面覆蓋棉被,要保證箱梁頂面完全覆蓋,并灑水養(yǎng)護。上結(jié)結(jié)構(gòu)混凝土未達到2.5MPa前,不得使其承受行人、運輸工具、模板、支架及腳手架等荷載。

        3.8.3 拆模

        混凝土強度達到25MPa時方可拆除側(cè)模,混凝土強度達到30MPa時方可拆除頂模板。梁模板拆除時,先拆除內(nèi)模及翼緣板部位,再拆除腹板。底板模板在卸架后再拆除,拆除時橫向應同時、縱向應對稱均衡拆除,從跨中向支座方向依次循環(huán)拆除。

        3.9 預應力張拉

        預應力張拉分為3個階段。第一施工段采用兩端同時張拉;第二、第三施工段均采用單端張拉。在施工縫設(shè)置處,全部預應力鋼束采用連接器連接。

        現(xiàn)場采用4臺450t千斤頂進行同步張拉。箱梁澆注完畢后在混凝土強度達到設(shè)計強度的85%以上后張拉鋼束,實際伸長值與理論伸長值的誤差控制在±6%范圍內(nèi),否則暫定張拉,分析原因,采取相應措施后方可繼續(xù)張拉。預應力筋張拉錨固后,在48h內(nèi)完成孔道壓漿,以免造成鋼絞線銹蝕。

        3.10 支架系統(tǒng)拆除

        現(xiàn)澆箱梁支架拆除必須待預應力束全部張拉完畢,且管道壓漿的強度均達到設(shè)計強度的80%以上時方可進行。每跨沿軸線方向中間開始開挖,每個地胎膜澆筑塊為一個開挖單元,每用挖掘機把地胎膜底部挖空1m左右,直至整個地胎膜澆筑塊拆除,然后向兩邊推進。落架應遵循對稱、緩慢、均勻的原則,按照橫向全斷面同時、縱向?qū)ΨQ均衡卸落的方式。橫向部位應從懸臂處按順序卸落。

        4.結(jié)論

        文昌大道公路橋單聯(lián)多跨連續(xù)現(xiàn)澆混凝土箱梁施工,其特點有:每跨單聯(lián),橋面寬體積大;施工難點:支架系統(tǒng)安全設(shè)置,連續(xù)混凝土澆筑組織措施,預應力張拉控制。

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