王宇新(山西省建筑科學(xué)研究院,山西 太原 030001)
某高速公路有一互通跨線橋,該跨線橋為匝道橋,上跨主線,孔跨布置為30-40-30m,全長107m。箱梁高2m,梁室高1.55m,底板厚0.2m,頂板厚0.25m,腹板寬0.5m。箱梁采用C50 混凝土,共1230.8m3。
現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)方案
現(xiàn)澆箱梁支架采用滿堂式碗扣支架,在碗扣架上搭設(shè)橫向、縱向方木,箱梁底模板及側(cè)模板采用厚1.5cm的高強(qiáng)度竹膠板,箱室內(nèi)模采用木模板。箱梁混凝土澆筑采用二次澆筑法,第一次澆筑至腹板與翼緣板連接處,第二次澆筑頂板;在箱梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%時方可開始預(yù)應(yīng)力張拉[1]。
此工序施工技術(shù)要點:必須保證地基寬度和承載力滿足計算要求,排水通暢。
首先要使用推土機(jī)配合平地機(jī)清地表、整平、碾壓密實,壓實度保證在90%以上。其后開始填筑25-30cm厚砂礫,并設(shè)置2%~3%的橫向坡度,砂礫層的壓實度要求是93%以上,砂礫層上再澆筑15cm 厚C15 號混凝土,這樣地基面高出周圍地面約40cm,雨水自然無法浸泡。
此工序施工技術(shù)要點:支架間距控制在計算值之內(nèi),不能大于計算間距。
該跨線橋現(xiàn)澆箱梁為單幅3 跨整體施工,支撐方式采用滿堂式碗扣支架。碗扣支架采用WDJ式支架,架桿外徑4.8cm,壁厚0.35cm,內(nèi)徑4.1cm。通過計算:支架順橋向縱向間距0.9m,橫隔板處縱向間距0.6m;橫橋向間距梁底為0.9m,翼緣板底為1.2m,縱橫水平桿豎向間距1.2m。同時考慮到支架的整體性和穩(wěn)定性,在縱、橫向布置斜拉鋼管作為剪力撐。
(1)測量放樣
使用全站儀放樣,在地基上放出箱梁的豎向投影線,然后使用工程線、紅油漆做標(biāo)志,根據(jù)投影線定出單幅箱梁的中心線,同時再用工程線、紅油漆做標(biāo)記。依據(jù)中心線向兩側(cè)輻射、對應(yīng)布設(shè)碗扣底托、支架。
(2)安設(shè)立桿墊塊
依據(jù)立桿位置布設(shè)立桿底墊板,墊板采用5cm 木板,使立桿處于墊板中心,墊板放置平整、牢固,檢查墊板底部不能有懸空。
(3)碗扣支架安裝
依照橫桿、立桿的計算組合,由底向頂逐次安裝立桿、橫桿。安裝時注意立桿在墊塊中心位置,常規(guī)做法是:先全部裝完一個作業(yè)面的底部立桿及部分橫桿,再逐層往上安裝,同步安裝其余橫桿。橫桿、立桿全部安裝完成后,開始安裝斜撐桿,斜撐通過扣件與碗扣支架連接,安裝斜撐的連接點盡可能在框架結(jié)點上。
(4)頂托安裝
考慮到在高空支架上作業(yè),為安全、省時,在地上大致先調(diào)整頂托的伸長度,然后運到支架上部進(jìn)行組裝。依據(jù)計算梁底高程確定橫橋向控制斷面的間距,順橋向設(shè)左、中、右三個控制點,精準(zhǔn)調(diào)出頂托頂面的標(biāo)高。其后明顯的標(biāo)明頂托伸出值的標(biāo)記,方便校核。隨后再用拉線內(nèi)插方法,依次調(diào)好各個頂托高程,頂托伸出量保持30cm以內(nèi)。
此工序施工技術(shù)要點:頂托安放的縱、橫方木接頭必須錯開。
頂托高程調(diào)整完成后,要再安放10cm×15cm的方木縱梁,在縱梁上安放10cm×10cm的方木橫梁,橫梁間距30cm,長度隨橋梁寬度確定,比頂板各邊寬出50cm,用做支撐外模支架及施工、檢查人員通行。安放縱橫方木應(yīng)注意橫向方木與縱向方木的接頭位置相互交錯,同一平面位置上不能有相鄰的兩根橫向方木接頭。
此工序施工技術(shù)要點:逐步加載,注意觀測沉降。
現(xiàn)澆箱梁線形受支架變形及地基沉降的影響,因此縱、橫梁安裝完成后要對支架施工預(yù)壓。通常預(yù)壓采用袋砂,范圍控制在箱梁底部,預(yù)壓的重量控制在箱梁總重1.1-1.2 倍。懸臂板自量較輕,根據(jù)預(yù)壓實測的結(jié)果,對懸臂模板調(diào)整預(yù)拱度就可以保證施工質(zhì)量。
(1)加載順序:通常為三級加載,一次、二次各為總重的30%,第三次加載達(dá)到總重的100%。
(2)觀測預(yù)壓:觀測位置理論上設(shè)在單跨的L/2,L/4 處及墩部處,各組在左、中、右設(shè)三個點。點位處安置固定的沉降觀測桿。
布置觀測桿,可以用水準(zhǔn)儀觀測沉降,加載之前、先測出桿頂高程、并且通知監(jiān)理單位的測量工程師參與、抽檢和認(rèn)可。首次加載完成后以2個小時為單位進(jìn)行觀測,連續(xù)兩次觀測沉降量不超過3mm,即沉降量接近零時,再開始二次加載,依此程序,直至第三次加載完成。在第三次加載完成、沉降接近為零后,經(jīng)監(jiān)理工程師認(rèn)可,預(yù)壓觀測工序就算完成。
(3)卸載:預(yù)壓完成采用汽吊吊運砂袋卸載,同時還要堅持觀測測桿并準(zhǔn)確記錄觀測;依據(jù)記錄計算、整理出預(yù)壓結(jié)果,綜合考慮支架變形及地基沉降因素調(diào)節(jié)支架頂托的高程,決定箱梁底板及懸臂保持最科學(xué)的預(yù)拱度。
此工序施工技術(shù)要點:模板應(yīng)接縫平整、線性美觀,安裝牢靠。
(1)箱梁底模板
為保證大面平整度,底模板采用了1.5cm 厚高強(qiáng)竹膠板,安裝前模板徹底涂刷脫模劑,橫坡按設(shè)計規(guī)定2%橫坡,橫向?qū)挾葎?wù)必要大于梁底寬度不小于5cm,以便于底模上支立側(cè)模。模板間連接部分采用海綿膠條粘貼、保證不會漏漿,模板錯臺控制在1mm。模板拼接縫縱橫成線,無錯縫現(xiàn)象。
鋪設(shè)底模板完成以后,開始平面放大樣,測量底板縱橫向高程,間距為 5m 網(wǎng)格點,依據(jù)測量結(jié)果使底模板控制到設(shè)計標(biāo)高。再次重復(fù)校核底模板高程。
(2)側(cè)、翼緣板模板
側(cè)、翼緣板模板同樣采用1.5cm 厚高強(qiáng)竹膠板。測量放樣定出箱梁底板邊線,用紅油漆標(biāo)記在底模板上,使用墨線連接成線后組裝側(cè)模模板。側(cè)模板與底模板接縫處粘貼海綿膠條防止漏漿。在模板后安設(shè)縱橫方木肋條,連接使用鋼管及扣件與支架連,用來固定支撐側(cè)模。翼緣板底模安裝與箱梁底板模板安裝做法相同,外側(cè)擋板安裝與側(cè)模板安裝使用相同工序。擋板模完成后、檢測調(diào)整翼緣板線型,保證線性流暢美觀;最后整體檢測標(biāo)高和線型。
(3)箱室模板
施工中箱梁混凝土分兩次澆筑,自然就分兩次安裝箱室模板。首先使用鋼模內(nèi)模板、方木橫撐,定位筋準(zhǔn)確固定定位,整體用通線校驗鋼模位置和線型?;炷镣瓿? 天后拆除內(nèi)模,使用方木搭設(shè)排架,其上鋪2cm 厚的長木板,木板上鋪一層油毛氈,油毛氈接頭搭接不小于5cm,搭接部分用小鐵釘釘實,以防漏漿。在各孔設(shè)計位置留設(shè)入孔,以便混凝土凝固后拆除、搬移內(nèi)模?;炷翝仓^程中要配備專人檢查內(nèi)模變化情況,保證有變化及時修整[2]。
此工序施工技術(shù)要點:鋼筋的加工和安裝必須符合規(guī)范及設(shè)計要求,同時注意預(yù)埋件的位置要準(zhǔn)確。
(1)箱梁鋼筋的安裝順序
a綁扎安裝箱梁底板下層鋼筋;
b安裝腹板鋼筋骨架和鋼筋,橫隔板鋼筋骨架和鋼筋;
c安裝和綁扎箱梁底板上層鋼筋網(wǎng)、側(cè)角鋼筋;
d待首次混凝土澆筑強(qiáng)度上拉以后,安裝和綁扎頂板鋼筋、側(cè)角鋼筋和護(hù)欄、以及伸縮縫等預(yù)埋件。
(2)鋼筋加工及安裝
加工鋼筋要按照設(shè)計尺寸下料、成型,安裝鋼筋要保證數(shù)量、間距、位置準(zhǔn)確。該綁扎的必須規(guī)范綁扎,可先焊接的鋼筋提前批次焊接,就能方便操作時間、提高工效。焊接長度、焊縫飽滿度等技術(shù)指標(biāo)要符合設(shè)計及規(guī)范要求。
鋼筋加工及安裝注意下列項:
a場地內(nèi)鋼筋堆放按不同種類、規(guī)格、等級和生產(chǎn)廠家分別掛牌存放。存放要下墊、上蓋的方式,盡可能避免鋼筋受潮生銹。
b鋼筋最好集中制作,然后運至現(xiàn)場安裝。
c為確保混凝土保護(hù)層的厚度符合設(shè)計要求,提前預(yù)制與主梁等標(biāo)號的混凝土墊塊承墊。
d鋼筋安裝過程中,同步考慮設(shè)計的預(yù)留孔道及預(yù)埋件,預(yù)埋件位置要固定準(zhǔn)確,如果發(fā)生沖突,鋼筋可以適當(dāng)調(diào)整,保證預(yù)埋件位置準(zhǔn)確。
e焊接鋼筋骨架用分層調(diào)焊法,就是自中心向兩端對稱、錯開焊接,先下部,后上部。鋼筋焊接要注意焊機(jī)的電流量,避免超大電流量或操作不當(dāng)造成探傷、咬筋現(xiàn)象。焊接優(yōu)先考慮雙面焊,雙面焊條件限制時,再考慮單面焊接。焊縫的焊渣要全部清除干凈。鋼筋焊接自檢合格后報監(jiān)理工程師檢驗,得到監(jiān)理工程師簽認(rèn)后進(jìn)行下道工序施工。
f在鋼筋位置與預(yù)應(yīng)力管道或錨件位置發(fā)生沖突時,適當(dāng)調(diào)整鋼筋位置,確保預(yù)應(yīng)力構(gòu)件位置符合設(shè)計要求。鋼筋焊接時注意防止鋼絞線和金屬波紋管道被電焊燒傷,致使后道工序施工或張拉時斷裂或管道堵塞無法壓漿。鋼筋加工安裝完畢,經(jīng)自檢及監(jiān)理工程師簽認(rèn)后,進(jìn)行下道工序施工[3]。
此工序施工技術(shù)要點:混凝土的各項指標(biāo)要滿足設(shè)計及規(guī)范要求,同時要保證混凝土澆注的連續(xù)性,分次澆注要控制好間隔時間。
混凝土采用1200 型混凝土拌合站集中拌合,8 臺罐車運送,現(xiàn)場采用2 臺泵車澆注混凝土,再聯(lián)系1 臺泵車以備用。
箱梁混凝土分兩次澆筑,第一次澆筑底板和腹板至肋板頂部,二次澆筑頂、翼板;兩次接縫按施工縫處理。混凝土澆筑從一端向另一端呈梯狀分層連續(xù)澆筑,上層與下層前后澆筑距離保持2m左右,在下層混凝土初凝前澆筑完上層混凝土?;炷翝仓?yīng)注意以下事項:
(1)混凝土澆筑前,用人工及吹風(fēng)機(jī)將模板內(nèi)雜物清除干凈,對支架、模板、鋼筋和預(yù)埋件進(jìn)行全面檢查;同時對拌合站、混凝土罐車、混凝土泵車、發(fā)電機(jī)和振搗棒等機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢查,確保所有機(jī)械設(shè)備運作正常。
(2)混凝土澆筑應(yīng)對稱縱向中心線,先中心,后兩側(cè)對稱澆筑。分層厚度為30~50cm,澆注過程中,隨時檢查混凝土的坍落度。
(3)混凝土振搗采用Φ30mm 插入式振動棒,配合Φ50mm 震動棒;震動棒移動間距不超其作用半徑的1.5 倍。(作用半徑約為振動棒半徑的8~9 倍)正常也就在20cm~40cm 之間移動。
(4)振動棒振搗時與側(cè)模保持5~10cm的距離,避免振搗棒接觸模板和預(yù)應(yīng)力管道等。分層振搗時振搗棒要插入下層10cm 左右。振搗至混凝土不再下沉,不再冒氣泡,表面平坦、泛漿為止,再徐徐提出振動棒,盡可能避免漏振或過振。
(5)在混凝土澆筑過程中安排專人檢查支架和模板情況,模板若出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象,要及時用海綿條進(jìn)行填堵?;炷翝仓?,在L/2、L/4 截面底模板下掛垂線,每截面分左邊、左中、中線、右中、右邊布設(shè)5 道。垂線下系鋼筋棍,地面對應(yīng)位置也埋設(shè)鋼筋棍,在兩根棍交錯位置劃紅油漆標(biāo)記線,用作觀測混凝土澆筑過程中底板沉降情況,情況異常要停止混凝土澆筑,待排查原因后再繼續(xù)施工。
(6)第一次澆筑混凝土,澆注至腹板頂部時,注意施工縫的銜接;本次的混凝土完成面要略高出設(shè)計腹板頂部1cm 左右,將混凝土頂面的水泥漿和松散部分鑿除掉,露出堅硬的混凝土粗糙面,沖刷干凈。
第二次澆筑箱梁頂板混凝土?xí)r,在L/2、L/4、墩頂?shù)葦嗝妫蓛?nèi)側(cè)向外側(cè)按照5m 間距布鋼筋棍,鋼筋棍要焊在頂層鋼筋上,使頂端標(biāo)高為頂板面標(biāo)高。用提漿棍滾壓至表面泛漿,提漿棍滾壓后人工抹面,抹面時要架設(shè)木板,不可以踩混凝土面。抹面30 分鐘左右再用抹光機(jī)進(jìn)行整平抹面,人工收漿抹面在最后。
抹面分兩次進(jìn)行:第一次抹面是對混凝土進(jìn)行找平,在混凝土接近終凝、表面無泌水時,進(jìn)行二次抹面收光;然后橫橋向進(jìn)行拉毛處理,可采用鋼絲刷橫橋向拉毛,深度控制在1~2mm。特別注意掌握拉毛時間,早了帶漿嚴(yán)重會影響平整度,晚了則拉毛深度不夠,憑經(jīng)驗在混凝土表面用手指壓有輕微硬感時拉毛為宜。
(7)箱梁頂板預(yù)留孔混凝土在澆筑前,先清除箱內(nèi)雜物,避免堵塞底板排水孔。主梁頂面預(yù)留孔四壁鑿毛,填筑預(yù)留孔混凝土?xí)r要振搗密實。
(8)混凝土養(yǎng)生采用土工布覆蓋灑水養(yǎng)生,保證混凝土表面始終處于濕潤狀態(tài),養(yǎng)生時間不少于7 天。用于控制張拉、落架的混凝土強(qiáng)度試塊放置在箱梁室內(nèi),同條件進(jìn)行養(yǎng)生。養(yǎng)生期內(nèi),橋面嚴(yán)禁堆放材料。
(9)強(qiáng)度達(dá)到100%后及時進(jìn)行鋼絞線的張拉。
通過上述施工技術(shù)控制,混凝土的施工順利。箱梁是橋梁的承重結(jié)構(gòu),因此,在施工前,一定要制定出施工工藝規(guī)程,對所有參與施工的人員進(jìn)行施工技術(shù)交底;掌握關(guān)鍵工序的施工技術(shù)要點,嚴(yán)格按規(guī)范要求檢測各項指標(biāo),確保混凝土箱梁的施工質(zhì)量。
[1]肖山鷹,周興生.淺談現(xiàn)澆箱梁施工 [J].科技風(fēng)2008(21):14-15
[2]林樹森,楊愛文.淺談現(xiàn)澆箱梁外觀質(zhì)量控制[J].山西建筑2010(7):206-207
[3]金剛 .淺談現(xiàn)澆箱梁施工工藝 [J].黑龍江交通科技,2011 (3):92-93