李貝貝(中鐵十五局集團第四工程有限公司,河南省鄭州市450000)
對某大橋邊跨合龍段滿堂支架施工方法的探討
李貝貝(中鐵十五局集團第四工程有限公司,河南省鄭州市450000)
質(zhì)量決定了一項工程的好壞。因此,結(jié)合工程實際科學合理的選擇施工方法,對整個橋梁工程是非常重要的。本文依據(jù)多年從事公路橋梁的施工經(jīng)驗并結(jié)合實際的工程案例就滿堂支架施工技術(shù)展開闡述,以供同行參考。
邊跨;合龍段;滿堂支架;施工方法
某大橋同護岸呈96°夾角,主橋為雙幅雙塔單索面預(yù)應(yīng)力混凝土部分斜拉橋,橋梁總長257.96m。本橋設(shè)計6個合龍段,其中邊跨4個。合龍段均長2.0m,單個頂寬23.3m,底寬18.3m,梁高在橫橋向由2.05m漸變至2.40m,腹板均厚50cm,底板厚27cm,頂板厚28cm。全橋合龍采取先邊跨,后中跨的順序,下面從邊跨合龍段滿堂支架的施工方法著重闡述。
該大橋邊跨合龍段均位于河岸部位,邊跨合龍段采用碗扣式滿堂支架搭設(shè)。在底腹板部位立桿設(shè)計間距90×60cm,步距120cm;在翼板部位立桿設(shè)計間距90×90cm,步距120cm;底托高度統(tǒng)一為15cm,頂托隨停車場縱橫向坡比調(diào)整,頂托可調(diào)范圍在4~35cm之間。剪刀撐在橫橋向每3.6m布置一道,縱橋向每2.7m布置一道。
底板和側(cè)模模板均采用δ1.5cm厚的竹膠合板,模板下部設(shè)縱向小方木模板背肋和橫向大方木橫向分配梁,其中縱向分配梁采用9×9cm紅松木,中心間距0.15m布置,橫向分配梁采用12×15cm紅松木,在底腹板部位間距為0.6m,在翼板部位間距為0.9m。
2.1 滿堂支架搭設(shè)
搭設(shè)滿堂支架時按照放置縱向掃地桿→立柱→橫向掃地桿→第一步縱向水平桿→第一步橫向水平桿→加斜撐→第二步縱向水平桿→第二步橫向水平桿→立柱加高的搭設(shè)順序進行施工。滿堂架搭設(shè)完畢后進行檢查,確保立桿垂直度和橫縱桿間距。
滿堂支架搭設(shè)完畢后,在支架外側(cè)設(shè)密目安全網(wǎng)和防拋網(wǎng)。頂托上設(shè)置縱橫向方木分配梁,其中縱向分配梁采用9× 9cm紅松木,中心間距0.15m布置,橫向分配梁采用12×15cm紅松木,在底腹板和翼板部位的間距均為0.9m。按設(shè)計尺寸和標高要求鋪設(shè)底模和側(cè)模,為下一步支撐體系預(yù)壓做準備。
2.2 支撐體系預(yù)壓
預(yù)壓目的是為了檢驗支架及地基的強度及穩(wěn)定性,消除混凝土施工前支架的非彈性變形;檢驗支架的受力情況和彈性變形情況,測量出支架的彈性變形。預(yù)壓的方法采是用砂袋按13#截面荷載值進行預(yù)壓:預(yù)壓前仔細檢查支架各節(jié)點是否連接牢固可靠,沉降觀測點是否布置。預(yù)壓的荷載根據(jù)箱梁自重、模板荷載、施工荷載及充分考慮施工過程中不可預(yù)見的荷載等,合理確定壓載總重量。采用堆載的方法壓于支架上,并設(shè)觀測點進行觀測。支架及底模、側(cè)模安裝完成后,采用汽車吊吊運,按照箱梁設(shè)計重量分配預(yù)壓荷載,并按計算出的總荷載的120%進行超載預(yù)壓。
2.3 底模、側(cè)模標高調(diào)整及內(nèi)模安裝
在支撐體系預(yù)壓后,根據(jù)預(yù)壓結(jié)果和設(shè)計標高進行底模、側(cè)模標高調(diào)整,并復(fù)核箱梁中線、邊線,報監(jiān)理工程師檢驗合格后方可進行下一步施工。在底模、側(cè)模標高調(diào)整到位報驗合格后,綁扎底腹板鋼筋,施工豎向預(yù)應(yīng)力體系,在報監(jiān)理工程師合格后安裝內(nèi)模。內(nèi)模采用竹膠合板和大小方木制作,前期可在后場制作成組,施工時進行拼裝。內(nèi)模的支撐采用滿堂支架,同時為防止內(nèi)模上浮,對內(nèi)模采用I16工字鋼進行壓扛處理,并將I16工字鋼采用φ8mm鐵絲與下部支架體系連接。模板與鋼筋之間采用從專業(yè)墊塊生產(chǎn)廠家制作的混凝土墊塊,墊塊強度大于50MPa?;炷翂|塊一般每隔50cm布置一個,呈梅花型布置,如在邊角部位可適當加密。
內(nèi)模安裝完成后,報監(jiān)理工程師合格后,進行箱梁頂板鋼筋和縱向預(yù)應(yīng)力體系的安裝。
2.4 鋼筋加工綁扎以及縱向預(yù)應(yīng)力管道安裝
2.4.1 鋼筋加工及綁扎
鋼筋在后場加工場制作成半成品,編號后分類堆存,根據(jù)現(xiàn)場需要,由汽車運輸至現(xiàn)場,用塔吊或汽車吊直接吊至作業(yè)現(xiàn)場,由人工安裝、綁扎。鋼筋綁扎的順序為底板→腹板→頂板,分兩次進行。第一次安放底板鋼筋、布置底板縱向預(yù)應(yīng)力波紋管,同步進行腹板鋼筋綁扎及布置豎向預(yù)應(yīng)力管道和豎向預(yù)應(yīng)力筋。第二次安放箱梁頂板鋼筋、布置頂板縱向預(yù)應(yīng)力管道及橫向預(yù)應(yīng)力管道和鋼束。鋼筋的接長應(yīng)順直、綁扎應(yīng)牢固;鋼筋安裝質(zhì)量嚴格按照規(guī)定執(zhí)行。
2.4.2 縱向預(yù)應(yīng)力管道安裝
邊跨合龍段預(yù)應(yīng)力管道設(shè)置于底板和頂板內(nèi),縱向預(yù)應(yīng)力采用管內(nèi)徑90mm的鋼波紋管;當普通鋼筋與預(yù)應(yīng)力管道位置有沖突時,應(yīng)移動普通鋼筋位置,確保預(yù)應(yīng)力管道位置正確,但禁止將鋼筋截斷;波紋管使用前應(yīng)進行嚴格的檢查,看是否存在破損,發(fā)現(xiàn)損傷無法修復(fù)的堅決廢棄不用;做好波紋管定位工作,嚴防上浮、下沉和左右移動,其位置偏差不得大于1cm,對固定波紋管的“U”型筋進行加密,每50cm布置一道。
2.5 勁性骨架的施工
根據(jù)圖紙,本橋合龍段勁性骨架設(shè)計為外鎖定,利用掛籃軌道,邊跨合龍段施工前,在10#梁段和12#梁段頂板和腹板相應(yīng)部位預(yù)埋鋼板,鎖定時將掛籃鋼軌焊接在預(yù)埋鋼板上(預(yù)埋鋼板厚度1cm)。勁性骨架在橋?qū)挿较蛟O(shè)置5組,如圖1所示。
圖1 勁性骨架橫橋面布置圖
2.5.1 勁性骨架施工前的準備工作
對箱梁上部和內(nèi)室的雜物進行清理,邊跨合龍段所需材料不得堆載于已澆注梁段上;由于合龍段是控制全橋線性的關(guān)鍵工序,所以在10#和12#塊澆注時,對箱梁中線、邊線和標高應(yīng)嚴格控制;在邊跨合龍前3天,配合監(jiān)控單位對10#塊、12#塊按時間段對標高進行復(fù)測,記錄相應(yīng)溫度值,按照監(jiān)控單位分析提供的數(shù)據(jù)控制合龍段的標高;對勁性骨架鎖定需要的材料和設(shè)備準備齊全,并在鎖定前進行認真檢查,以保證勁性骨架合龍順利完成。
2.5.2 勁性骨架鎖定施工
勁性骨架在底腹板鋼筋安裝完成后進行施工,而且根據(jù)連續(xù)的溫度觀測結(jié)果,選擇夜晚氣溫較恒定時段鎖定勁性骨架,合龍段勁性骨架要求焊接迅速完成,并形成剛接,焊接時在預(yù)埋件周圍采取降溫措施,避免燒傷混凝土。為保證勁性骨架焊接迅速完成并確保施工質(zhì)量,在橫橋向設(shè)5臺電焊機,分別放置于每組勁性骨架鎖定點處,在環(huán)境溫度達到要求后,5臺電焊機同時工作,確保5組勁性骨架鎖定同步進行,盡量控制在1h內(nèi)完成鎖定,以減小誤差。在勁性骨架鎖定后進行邊跨合龍段混凝土澆注。
2.6 混凝土澆注以及養(yǎng)護方法
合龍段施工的影響因素較多,而且很復(fù)雜,但主要應(yīng)克服溫度應(yīng)力作用的影響,尤其應(yīng)避開受不均勻日照而產(chǎn)生的箱體混凝土內(nèi)部的溫度梯度,使箱梁懸臂端產(chǎn)生復(fù)雜的變化,因此合龍段安排在夜間一天中最低溫度進行合龍段混凝土澆注施工。本橋合龍段混凝土設(shè)計無特殊要求,采用C50混凝土,其配合比組成已經(jīng)通過監(jiān)理試驗室檢測驗證,如表1所示。
表1 C50混凝土配合比(kg/m3)
2.6.1 混凝土澆注
合龍段采取一次澆注成型,先對稱的澆筑底板和腹板連接處,從兩側(cè)腹板處向中央推進,以防發(fā)生裂紋,平衡對稱施工?;炷敛捎梅謱訚仓?,每層宜30~40cm厚。合龍段混凝土設(shè)計方量35.24m3,考慮到腹板澆注時底板不翻漿,計劃在4h內(nèi)完成合龍段混凝土的澆注。
試驗人員現(xiàn)場跟班作業(yè),隨時測定坍落度和和易性變化情況,及時通知攪拌站進行調(diào)整。混凝土振搗人員須經(jīng)培訓后上崗,要定人、定位、定責,分工明確,尤其是鋼筋密布部位、勁性骨架槽鋼內(nèi)、拐(死)角及新舊混凝土連接部位指定專人進行振搗。
混凝土以插入式振搗棒振搗,對鋼筋和波紋管密集處輔以小型30mm的振動棒進行振搗。插入振搗厚度以30cm厚為宜,要垂直等距離插入到下一層5~10cm左右,其間距不得超過60cm。混凝土振搗嚴格按照規(guī)范進行,要求表面泛漿,不再冒氣泡,混凝土不再下沉。施工人員一定邊振搗、邊觀察,防止漏振或過振,技術(shù)人員跟班作業(yè)。振搗混凝土時,應(yīng)避免振動棒與波紋管接觸振動,混凝土振搗后,要立即對管道進行檢查。未振搗完前,禁止操作人員在混凝土面上走動,否則會引起管道下垂,促使混凝土“擱空”、“假實”現(xiàn)象發(fā)生。
2.6.2 混凝土養(yǎng)護
澆筑完成后,應(yīng)立即用土工布覆蓋,并灑水自然養(yǎng)護,保持土工布濕潤,灑水養(yǎng)護時間不小于7d。合龍段混凝土未達到設(shè)計強度的90%之前,禁止在跨中范圍內(nèi)堆放重物或行走施工機具,以防人為原因造成合龍段混凝土開裂,并采用混凝土試塊與梁體的同條件養(yǎng)護。
2.7 預(yù)應(yīng)力體系張拉
邊跨合龍段混凝土強度達到設(shè)計強度的90%后,按照先長束后短束的順序?qū)Φ装錌s類鋼束進行張拉,單側(cè)邊跨共24束Bs類鋼束,采用2套350kN千斤頂進行單端對稱張拉施工,在橫橋向由兩側(cè)向中間推進。
邊跨頂板縱向預(yù)應(yīng)力為Hs類,共14束,在底板Bs類張拉完成后對其進行張拉,同樣在橫橋向由兩側(cè)向中間推進。在邊跨縱向預(yù)應(yīng)力張拉完成后,進行豎向預(yù)應(yīng)力張拉。
2.8 孔道壓漿
壓漿采用普通壓漿工藝,孔道兩端密封,壓漿前先壓縮空氣清除管道內(nèi)雜質(zhì),使用活塞式壓漿泵緩慢均勻進行。對縱向預(yù)應(yīng)力和墩頂橫梁預(yù)應(yīng)力體系壓漿的最大壓力控制在0.5~0.7MPa,對豎向預(yù)應(yīng)力壓漿的最大壓力控制在0.3~0.4MPa。壓漿應(yīng)使孔道另一端飽滿和出漿。并使排氣孔排出與規(guī)定稠度相同的水泥濃漿為止。在關(guān)閉漿口后,宜保持一個不小于0.5MPa的穩(wěn)壓期,該穩(wěn)壓期的保持時間不小于3min。
2.9 體系轉(zhuǎn)換
根據(jù)設(shè)計圖紙要求,在邊跨合龍完成后,結(jié)構(gòu)由剛構(gòu)狀態(tài)轉(zhuǎn)換成單懸臂梁,需按設(shè)計要求解除0#塊臨時固結(jié)體系,即切斷臨時錨固預(yù)應(yīng)力鋼筋,拆除臨時鋼管支墩,具體轉(zhuǎn)換順序和施工方法如下:松開懸澆臨時支撐鋼管內(nèi)的φ32精扎螺紋預(yù)應(yīng)力鋼筋,由中間向兩邊在墩身兩側(cè)對稱放松,要做到緩慢、均衡確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。氣割割除支撐鋼管頂端約20cm鋼板后,鑿除此部分混凝土,氣割割斷精扎螺紋鋼筋,拆除支撐鋼管。解除主墩和過渡墩支座限位鋼板,使支座處于自由活動狀態(tài)。邊跨體系轉(zhuǎn)換前需測量各梁段的標高。在解除過程中,監(jiān)測各梁段的標高變化,如出現(xiàn)異常情況,立即停止作業(yè),找出原因,以確保施工安全。
實踐表明,本工程采用進行滿堂支架的施工技術(shù),使工程質(zhì)量和工程進度得到了保證,并且還確保了箱梁的剛度和穩(wěn)定性要求。
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2095-2066(2016)36-0222-02
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