李現(xiàn)平
(邢臺路橋建設總公司,河北 邢臺054001)
高速公路施工往往會受到施工現(xiàn)場地形的限制??招谋”诟叨帐┕ぜ夹g因能夠較好地適應復雜地形的施工而越來越多地在高速公路墩臺構(gòu)造設計施工中得以應用??招谋”诟叨帐且环N輕型的橋墩形式,它具有較好的力學性能,強度、剛度以及穩(wěn)定性等均能滿足施工要求,同時施工速度快、工程造價低,能夠節(jié)省大量的混凝土和材料,因此在高速公路橋墩施工中被廣泛應用。不過,空心薄壁高墩施工工藝較為復雜,因此在其施工過程中,應加強質(zhì)量控制。
某高速公路大橋全長234.34m,其中上部結(jié)構(gòu)采用2×30m+5×35m PC 連續(xù)T 梁和PC 連續(xù)-剛結(jié)T梁。下部結(jié)構(gòu)則采用柱式墩、箱型墩配樁基礎以及柱臺配樁基礎。本工程部分墩臺采用雙薄壁空心墩,其高度介于40~81.6m之間,基礎采用鉆孔灌注樁。
根據(jù)本工程的具體情況,空心薄壁高墩采用翻模法施工技術。為了確保施工場地內(nèi)的正常運輸,施工場地修建了施工便道,同時對高墩位置處的部分場地進行了平整。另外,在高墩上設置塔吊,用于模板的安裝和拆卸,以及鋼筋和混凝土運輸。
空心薄壁高墩施工流程如圖1所示。
(1)模板高度的選定
翻模的主要組成部分為4 節(jié)段大塊組合模板、支架以及內(nèi)外工作平臺。每一節(jié)翻轉(zhuǎn)的主要組成部分為內(nèi)外模板、模板固定架、圍帶以及拉桿等。根據(jù)本工程的具體情況,翻模模板采用大塊組合鋼模板拼裝而成??紤]到工期較為緊迫,高墩施工的任務較大,決定每套一共采用4 層模板,每層1.5m,共6m。在施工中每次澆筑完成3節(jié)模板,即每次翻3 層模板,澆筑4.5m 高的混凝土。
圖1 空心薄壁高墩施工流程
(2)模板構(gòu)造設計
空心薄壁高墩一共有內(nèi)外2套模板,其中內(nèi)模板采用定型鋼模板,而外模板則采用整體鋼模板。考慮到墩身的高墩較大,模板需要反復使用,因此鋼外模面板采用厚鋼板制作,其厚度控制為6mm。模板和槽鋼采用焊接的連接方式,以此作為施工的操作平臺,這樣能夠有效地提高混凝土的美觀。
(3)模板拉筋設計
模板拉筋的設計應滿足安全系數(shù)不小于2的要求,本工程拉筋采用的是精軋螺紋拉筋。這種拉筋具有強度和剛度高的特點,同時不需要因為壁厚發(fā)生變化而調(diào)整拉筋的長度。在對拉筋進行設計時,應對安立狀態(tài)下模板的抗風性和穩(wěn)定性進行驗算,從而確保其滿足局部強度的要求。
考慮到空心薄壁高墩高度較大,采用30m以上的吊車無法滿足施工需要,因此本工程決定在主墩墩身處設置塔吊,以此用于模板施工以及鋼筋和混凝土運輸。
考慮到本工程中墩身的高度要求,采用兩種人行上下通道。當墩身的高度超過30m 時,人行安全通道采用門式爬梯。門式爬梯設置在高墩的旁邊,同時通過墩身的通氣孔將其與爬梯固定在一起,每隔5m 固定一次,這樣可以確保爬梯穩(wěn)定。出于安全施工的需要,在爬梯上每隔15~20m 的高度設置一個休息平臺。當墩身的高度低于30m 時,人行安全通道采用搭設鋼管腳手架作為簡易通道。在空心薄壁高墩的施工過程中,應做好安全防范措施,加強各個施工人員的安全教育,同時在合適的位置設置警示標志。作業(yè)人員必須根據(jù)安全要求佩戴相應的安全裝備,在施工中應嚴格遵守相關的安全施工要求,注意用電、用火安全。
上下層混凝土之間的接長鋼筋長度為4.5m。為了確保豎向鋼筋相接時穩(wěn)固,應在墩身內(nèi)面與外面鋼筋網(wǎng)內(nèi)用18 槽鋼做成門型支架支撐,這樣可以有效預防鋼筋的傾斜,同時支架下部利用下層混凝土露出的鋼筋橫向固定位置,在支架上可以進行鋼筋網(wǎng)貼的接長作業(yè)。當進行豎向主筋接長時,采用直螺紋套筒,其余鋼筋的接長則采用焊接的方式,一般采用電弧焊。在對主筋套筒的連接時,直螺紋接頭應滿足受力性能不低于主筋的要求,同時還應確保接頭位置處于同一斷面的數(shù)量不得超過50%。在主筋連接施工中,應加強對接頭的檢查,確保每個接頭牢固。當進行其余鋼筋的電弧焊接時,對于Ⅰ級鋼筋應采用T422 焊條,而Ⅱ級鋼筋則應采用T506 以上的焊條。對于單面焊,應將接頭的搭接長度控制在10 倍的鋼筋直徑以上,而雙面焊,則應控制在鋼筋直徑的5倍以上。鋼筋安裝完成之后應對其進行檢查。表1所示為鋼筋的檢查項目。
表1 鋼筋的檢查項目
(1)攪拌和運輸
本工程中混凝土在拌和站進行集中拌和,完成之后采用混凝土攪拌運輸車將其運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場。在施工現(xiàn)場采用天泵或者塔吊對混凝土進行垂直運輸。
(2)澆筑施工
本工程中墩臺最高可達80m以上,因此對混凝土的要求較高,需要滿足和易性、泌水性以及早強的要求。
①改善混凝土的內(nèi)部條件,在其中摻入緩凝高效減水劑,同時應根據(jù)氣候條件對坍落度和水灰比進行適當?shù)恼{(diào)整。
②在混凝土的運輸過程中,罐車應保持不斷的轉(zhuǎn)動,從而避免混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象?;炷敛捎梅謱硬剂系姆绞?,每層厚度應控制在30cm,確保布料均勻。
③封頂施工。當模板翻升接近墩頂封閉段時,應暫時停止施工。利用墩頂實體段以下通風孔搭設外側(cè)施工平臺,同時安裝好外模板、圍帶、模板固定架等。在空心墩壁內(nèi)側(cè)預埋構(gòu)件作為設置鋼橫梁的支點,接著在橫梁上設置傳力桿件作為支撐,然后設置封頂段底模,最后即可進行墩頂封閉段混凝土的澆筑。
(3)混凝土的養(yǎng)護
當混凝土澆筑完成之后,應及時進行養(yǎng)護施工,以避免裂縫出現(xiàn)。當模板拆除完成之后,應在墩柱的外圍設置噴淋裝置,一般采用鋼管或者硬質(zhì)水管。同時采用高壓水泵供水,以此作為墩柱混凝土灑水養(yǎng)護裝置?;炷恋酿B(yǎng)護時間應控制在7d以上。
(1)在高墩的施工過程中,需要進行多次翻模,因此應確保墩身的垂直度和中心位置的準確性。在施工中,對于墩身位置的定位采用的是三維空間定位法。采用全站儀對墩身的四角坐標進行控制。在模板安裝之前,應先在墩身上測放出模板的四個控制點。在對模板進行安裝時,應采用鉛垂線對墩身模板的垂直度進行控制。模板安裝完成之后,應對墩身四角的坐標進行復核,確保與理論數(shù)值相符。在每次混凝土澆筑施工之后,均應對墩身四角的坐標進行測量,從而確保墩身的尺寸滿足要求。
(2)當進行混凝土的澆筑施工時,往往需要進行多次澆筑,這會對混凝土的外觀質(zhì)量造成影響,因此應采取措施確?;炷恋耐庥^質(zhì)量?;炷恋母鞣N材料組成成分均應來自同一廠家,以確保外觀的一致性。為了確?;炷翝M足要求,應對混凝土的配合比進行適當?shù)恼{(diào)整,同時在其內(nèi)摻入適量的粉煤灰和減水劑,從而確?;炷令伾鶆?。在混凝土澆筑施工之前,應先對上次混凝土的施工面進行鑿毛處理,同時對各個構(gòu)件進行細致的檢查,確保滿足要求,并采用高壓水槍對雜物進行清理。
(3)當對混凝土進行分層澆筑時,應確保厚度、順序和方向符合工序要求。當采用插入式振動棒對混凝土進行振搗時,其移動間距應控制在1.5 倍的振動器作用半徑之內(nèi),同時確保振搗棒與側(cè)模之間的距離控制在5~10cm 之間,避免對側(cè)模和預埋構(gòu)件造成碰撞。澆筑施工應盡量安排在一天溫度最低時進行。對混凝土進行養(yǎng)護時,應確保其保持濕潤,通常情況下每隔3~6h 灑水一次。
空心薄壁高墩施工技術由于能夠較好地適應復雜的施工地形,因此在高速公路墩臺構(gòu)造設計施工中得以廣泛使用。本文結(jié)合某橋梁施工實例,系統(tǒng)地探討了空心薄壁高墩的施工過程,同時結(jié)合成功的實踐經(jīng)驗,提出切實可行的施工控制技術。工程實施效果表明,空心薄壁施工速度快、工程造價低,能夠節(jié)省大量的混凝土和材料,可在高速公路橋墩施工中廣泛應用。
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