摘要:簡要介紹了烏尉高速公路WYTJ-02標段工程概況,結合該標段大型橋梁薄壁空心墩的施工,從鋼筋綁扎、模板制作和安裝、混凝土澆筑、薄壁空心墩墩頸實體段施工等方面闡述了薄壁空心墩施工技術,通過薄壁空心墩的實際施工實驗,驗證了本文所述高速公路橋梁工程薄壁空心墩施工技術具有可行性和參考價值。
關鍵詞:高速公路;橋梁工程;薄壁空心墩;緩凝混凝土;墩身垂直度
0" "引言
高速公路橋梁的傳統(tǒng)實心墩施工技術存在材料成本高、施工工期長等諸多問題。與傳統(tǒng)實心墩相比,薄壁空心墩不僅材料成本低、施工速度快,還可以減少對環(huán)境的影響。此外,薄壁空心墩具有結構輕巧、抗震性能好等特點,能夠滿足高速公路橋梁的設計要求,可實現節(jié)能減排目標。因此,研究薄壁空心墩施工技術對于推動高速公路橋梁建設和發(fā)展具有重要意義。
本文簡要介紹了烏尉高速公路WYTJ-02標段工程概況,結合該標段大型橋梁薄壁空心墩的施工,從鋼筋綁扎、模板制作和安裝、混凝土澆筑、薄壁空心墩墩頸實體段施工等方面闡述了薄壁空心墩施工技術。
1" "工程概況
烏尉高速公路(G0711高速公路烏魯木齊至尉犁段)的WYTJ-02標段,起訖樁號為ZK33+392(YK33+388)~K49+442,路線全長16.282km,設計時速為100km/h,整體式路基寬度為26m,分離式路基寬度為13m,瀝青混凝土路面,雙向四車道高速公路技術標準。主要工程包括:5.10km雙幅路基,8道涵洞,總長為9.04km的橋梁20座,總長為13.896km的隧道3座,后峽立交互通和U型轉彎各一處,其大型橋梁采用薄壁空心墩施工技術。
2" "薄壁空心墩施工關鍵技術
2.1" "鋼筋綁扎
2.1.1" "鋼筋加工和就位
大型橋梁的薄壁空心墩很高,其鋼筋不可能一次連接、焊接成形,通常需要在工地附近設置鋼筋加工場。在鋼筋加工場按照鋼筋加工圖紙進行分段加工并運往工地,然后在壁空心墩工位上分段進行螺紋連接、焊接或綁扎。為了保證鋼筋的位置精度,要按照鋼筋安裝圖紙將鋼筋準確地固定在設定的位置上。
2.1.2" "鋼筋連接和綁扎
薄壁空心墩身的主筋使用螺紋機械通過螺紋連接。薄壁空心墩身的其他鋼筋,在鋼筋上畫好定位線,采用十字花扣、反向十字花扣等方法進行綁扎[1-2]。在綁扎過程中,要對鋼筋的位置進行調節(jié),每個相交處都要用鋼絲纏繞牢固,如有必要也可用點焊固定。鋼筋綁扎工作臺示意如圖1所示。
在綁扎鋼筋時,要注意鋼筋的規(guī)格、數量和長度必須符合設計要求,不能隨意更改。鋼筋的垂直度、水平度、間距等也要符合設計要求,不能有偏差。鋼筋的綁扎要牢固,不能有松動或脫落現象。在綁扎施工過程中要注意保護鋼筋,避免其受到損壞或變形。
2.2" "模板制作和安裝
2.2.1" "外模板制作
薄壁空心墩順橋方向兩側的外模板各為1塊3.2m寬的鋼模板,其外加角部位尺寸為3cm×3cm,形成順橋方向3.2m寬的外模板。橫橋方向兩側的外模板各由2塊帶角端板、寬度均為3.0m的鋼模板構成,其總寬度為6.5m??招臉蚨彰總€節(jié)段共安裝6塊外模板。
薄壁空心墩外模板使用厚度為5mm的熱軋鋼板制作,外模板的橫肋和豎肋均使用角鋼制作,中豎肋和中橫肋使用扁鋼制作,背肋使用[16槽鋼制作,并在每個截面上都配有雙層拉桿[3]。
橫橋方向各節(jié)段每側各有2個端模,順橋方向每側各有6個端模,每個節(jié)段共32個端模,均使用?16鋼筋螺栓和雙螺母擰緊。外模工作平臺的托架采用角鋼焊接而成,踏板寬度為0.8m,護欄高度為1.0m。模板整體結構示意如圖2所示。
2.2.2" "內模板制作
薄壁空心墩內模板可分為標準模板、邊模板和角模板。內模板采用帶角鋼的組合式鋼模板,箱室內的變截面部分采用異形模板和異形角鋼模具。面板選用3.5mm的熱軋鋼板,模板的橫肋和豎肋均使用角鋼制作,中豎肋和中橫肋均使用扁鋼制作[4]。
2.2.3" "模板安裝
模板加工精度關系到混凝土的外觀質量,為此要對模板進行預制拼裝,對模板的各個部分的幾何尺寸、接縫和平面度都要進行嚴格檢測。鋼筋綁扎檢查合格后安裝模板,安裝前使用電動鋼絲刷打磨模板,并在模板上均勻涂刷脫模劑。模板按照先內模、后外模的順序進行安裝。模板安裝完畢后,穿入拉桿進行模板加固。在內、外模板之間套上PVC硬質塑料管,以免在澆筑過程中發(fā)生滲漏。在內、外模板之間增加一個內支承來調節(jié)壁厚。采用拉桿與兩層模板間的聯(lián)接螺栓來完成模板的安裝與調節(jié)。
2.3" "混凝土澆筑
2.3.1" "澆筑方法
薄壁空心墩所用混凝土在拌合站集中攪拌,用運輸車運送到工地。60m高度以下采用泵車或起重機輔助進行混凝土澆筑,60m以上采用塔機進行混凝土澆筑。根據公路橋梁施工技術規(guī)范要求,混凝土豎向運輸宜采用泵送。泵管可沿著預制墩或安裝特殊支架布置,盡量避免采用塔式起重機。
薄壁空心墩宜采用適度緩凝混凝土,入模時的坍落度控制在140~180mm?,F場施工時,試驗室根據氣溫調控坍落度,以滿足施工要求。將混凝土分層均勻澆注,每一層混凝土的厚度為20~30cm?;炷帘砻媾c模板上緣之間的間距應控制在2~3cm以內。
在上一道混凝土初凝之前,澆筑下一道混凝土,然后再由兩側向中間、四面向中間澆筑,并使用插入式振動棒進行振搗。必要時應摻入一定量的外加劑,其摻入量根據氣溫、水泥性能等方面選定。混凝土澆筑的中斷時間不能超過上一次澆筑混凝土的初凝時間[5]。
2.3.2" "混凝土配合比
薄壁空心墩使用的混凝土配合比如表1所示。
2.3.3" "混凝土溫度控制
氣溫處于高溫狀態(tài)時,混凝土澆注溫度不應超過30℃,預計的混凝土保溫溫度應在45℃以下。同時模板、新澆筑的混凝土要避免直接暴露在日光下,模板與鋼筋之間的溫度和環(huán)境溫度都不能高于40℃。
冬季施工時,要對混凝土配合比、塌落度進行嚴格控制[6]。集料表面應采用隔熱材料,不能夾帶雪、凝塊物。加料前,攪拌機必須用熱水或蒸氣清洗。
2.4" "薄壁空心墩墩頸實體段施工
2.4.1" "墩頸實體段封底施工
薄壁空心墩墩頸實體段封頂的技術難度和施工難度較大。在薄壁空心墩施工到墩頸實體段時,要預先計算出墩頸實體段底模所需方木及木板的厚度。墩頸實體段頂部標高加上該方木及木板的厚度,即為支撐拖架預埋工字鋼頂面的位置。
按照該位置在空心段預埋工字鋼支撐托架,布設方木和作為底模的木板,對薄壁空心墩墩頸實體段進行封底。薄壁空心墩墩頸實體段封底施工如圖3所示。
2.4.2" "墩身垂直度控制
在薄壁空心墩接高墩頸實體段之前,先用垂球法測量已完工空心段的各個側面,然后將長度為30cm的鋼筋懸掛在混凝土表面,讓其自由下落,使其成為固定點。待其穩(wěn)固后,使用卷尺測定其與墩身面上下兩點之間的距離,并計算其垂直度。
根據設計規(guī)范要求,當墩柱高度小于5m時,其垂直度允許偏差應<5mm;當墩柱高度在50~60m時,其垂直度允許偏差應≤H/1000,且≤20mm;當墩柱高度>60m時,其垂直度允許偏差應≤H/3000,且≤30mm,并將垂直度偏差控制在0.3%以內。如果垂直度超出容許值,則在后續(xù)模板施工時,要檢查模板上下口,并用垂線調節(jié)模板進行糾正[7]。
2.4.3" "模板的調整和定位
在每一節(jié)混凝土澆筑之前,先將模板放樣定位。其軸線偏差不超過10mm,斷面尺寸不能超過10mm;如超過規(guī)范要求,則應調整模板。在四面模板上拉中心線,并檢查中間點的位置,以此為依據引導模板的調整。
3" "施工效果分析
3.1" "實驗準備
為了驗證該高速公路橋梁工程薄壁空心墩的施工效果,以后峽立交橋10#、11#薄壁空心墩為實驗對象,通過實驗來評估本文所述薄壁空心墩施工技術在實際工程中的可行性。為此做了以下實驗準備工作:一是準備薄壁空心墩所需的材料,如鋼筋、混凝土和模板等。二是根據設計要求進行薄壁空心墩施工,確保其幾何尺寸和質量符合技術要求。
3.2" "實驗過程
薄壁空心墩按照本文所述薄壁空心墩施工技術進行操作,控制每個施工步驟的質量和準確性。完工后對墩身外觀質量、墩身尺寸偏差、墩身垂直度偏差、鋼筋保護層厚度、混凝土抗壓強度等各項質量指標進行測試,記錄并分析測試結果。
3.3" "實驗結果分析
3.3.1" "質量檢測結果
該薄壁空心墩完工后,經檢測得到了各項質量檢測數據,經歸納整理后得出了檢測結果。薄壁空心墩施工質量檢測結果如表2所示。
3.3.2" "檢測結果分析
由表2可知,該薄壁空心墩外觀質量、尺寸偏差、垂直度偏差、鋼筋保護層厚度、混凝土抗壓強度、混凝土抗?jié)B性能、墩身與承臺的連接質量,以及墩頂高程偏差,均在允許偏差范圍內,均符合相關規(guī)范和設計要求。
上述數據表明:該工程在施工過程中嚴格控制了質量,并達到了預期的質量效果。該工程在施工過程中對各項技術指標的控制非常準確,施工質量穩(wěn)定可靠,本文所述該高速公路橋梁工程薄壁空心墩施工技術具有一定的可行性和參考價值。
4" "結束語
高速公路橋梁工程施工質量,對整個橋梁的結構穩(wěn)定性和使用壽命具有重要影響。通過采用先進的施工技術和嚴格的質量控制措施,可提高橋梁的整體質量和安全性能,確保薄壁空心墩的施工質量滿足規(guī)范和設計要求。在未來的高速公路橋梁建設中,薄壁空心墩施工技術將繼續(xù)創(chuàng)新和發(fā)展,為橋梁施工提供更加高效、安全、可靠的施工方案和技術支持。
參考文獻
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