文/趙學(xué)超
(中鐵十六局集團(tuán)二公司 天津)
本文是在天平路子牙河立交橋腹拱施工過(guò)程中,以一般現(xiàn)澆梁施工工藝為前提依據(jù),結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際精心總結(jié)了子牙河立交橋腹拱施工中先進(jìn)施工方法,以期為今后類似工程提供有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)借鑒。在大體積大傾斜度混凝土的施工應(yīng)用中,我們深入鉆研施工方法與行之有效的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),總結(jié)出本文,實(shí)踐證明,應(yīng)用該施工技術(shù)在有效縮短工期、確保工程質(zhì)量方面取得了良好成果。
子牙河立交位于子牙河上,主橋全長(zhǎng)為181米,跨徑為:48m+85m+48m,為葵型拱橋,拱圈曲線為4次拋物曲線,腹拱在主跨和邊跨中間,半徑R=1133.3cm,最大傾斜角度為61.65°,屬?gòu)?fù)合型上承式拱橋,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎、受力復(fù)雜、施工難度大、運(yùn)營(yíng)安全性突出。拱圈為矩形箱型截面,箱拱砼澆筑在一個(gè)封閉結(jié)構(gòu)內(nèi),結(jié)構(gòu)厚度大部分小于30mm,內(nèi)有鋼筋,如何實(shí)現(xiàn)分層澆筑和保證現(xiàn)場(chǎng)砼質(zhì)量是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。
(一)支架搭設(shè)。因腹拱基礎(chǔ)在主拱和邊拱上面,主拱和邊拱又是四次拋物線,支架搭設(shè)前在拱頂斜面上澆筑0.2~0.4米寬的臺(tái)階找平。支架采用滿堂碗扣式支架,支架縱橋向間距0.6米,橫橋向根據(jù)上部荷載分布不同,間距0.6~0.9米,橫桿步距1.2米。支架的底部位于主拱拱頂上,上下用絲杠調(diào)節(jié)高度,使橫桿相連,根據(jù)凈空的不同,選用長(zhǎng)度合適的立桿。由于支架上方木與模板斜交,順橋向增加鋼管撐桿,水平方向用絲杠頂住15*15方木,間距不大于1.2米。鋼管撐桿用絲托撐到兩端方木,中間用扣件與立桿扣牢。支架體系縱橫向均設(shè)5道剪刀撐,剪刀撐與立桿的夾角在45~60°之間。(圖 1)
(二)鋪設(shè)模板
1、標(biāo)高控制。拱架搭設(shè)完畢后,支架上橫橋向設(shè)置15×15方木橫梁作為底模的肋木,方木要長(zhǎng)出底模1米,以便加固側(cè)模。調(diào)整標(biāo)高形成弧線,標(biāo)高調(diào)整采用切線支距法,測(cè)出每道方木距離,根據(jù)拱底曲線公式計(jì)算每道方木坐標(biāo)值,坐標(biāo)值加預(yù)拱度即為方木高程。
2、底模鋪設(shè)。肋木按設(shè)計(jì)調(diào)整標(biāo)高后,固定3厘米的木板,彎成曲線形狀。肋木與每塊木板間加木楔,木板上鋪竹膠板,長(zhǎng)邊順橋向且與線路方向平行,板與板之間留1~2毫米縫隙,以免熱脹冷縮時(shí)將竹膠板拱起。板縫置于木板上方,不得懸空。外側(cè)模采用竹膠板與木板組合的形式,下口固定15×15肋木上,上口從支架上設(shè)支撐,必要時(shí)設(shè)拉桿,下角貼海綿條,以免下角漏漿。在竹膠板的接縫徑向設(shè)置,保證線形美觀。(圖2)
3、內(nèi)模鋪設(shè)。第一道橫梁下50cm至拱腳采取一次澆筑到頂,內(nèi)模采用整體木模,在木工廠制作成形,現(xiàn)場(chǎng)拼裝,考慮到拱腳處弧度較明顯,采用竹膠板后背不同高度的方木制作成形蓋板,現(xiàn)場(chǎng)吊裝,頂板至底板加拉桿,箱室內(nèi)模焊鋼筋以保證頂板和底板厚度。外露腹板一次澆筑完成,內(nèi)模和側(cè)模用拉桿固定,內(nèi)模打眼安放預(yù)埋鋼筋,頂上加壓板。其余部分分兩次澆筑,底板頂和頂板頂采取邊澆筑邊加壓板。內(nèi)模要注意八字腳的制作,要求接縫嚴(yán)密,支撐牢固。(圖3)
底模內(nèi)壓板為整體不分段,除拱頂段其他段模板都做成封閉結(jié)構(gòu),在模板頂留天窗,天窗安排預(yù)留,每排在腹板頂、箱室頂中部、中隔墻頂部留天窗,排距不大于2.0米,天窗口用以灌注和振搗混凝土。底板中部是混凝土不易灌到的地方,也是插入式搗鼓器無(wú)法振搗的地方,在底板中部也留天窗口,用以觀察混凝土灌注情況,以及補(bǔ)充混凝土和振搗混凝土。天窗口采取壓板設(shè)計(jì),窗口尺寸50×80cm。
(三)鋼筋加工綁扎。箱拱為普通鋼筋混凝土,由于箱梁結(jié)構(gòu)尺寸小造成鋼筋間距小、布置密集,給鋼筋制作、綁扎帶來(lái)一定難度,要求鋼筋制作精確、綁扎準(zhǔn)確、固定牢靠。
1、鋼筋制作。鋼筋制作前要核對(duì)鋼筋規(guī)格、型號(hào)、種類是否與圖紙相符,確認(rèn)鋼筋已進(jìn)行檢驗(yàn)并合格。按照設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算各種型號(hào)的鋼筋下料長(zhǎng)度,根據(jù)下料長(zhǎng)度進(jìn)行下料。鋼筋搭接焊優(yōu)先采用雙面搭接焊,焊接長(zhǎng)度不小于設(shè)計(jì)要求的鋼筋直徑的5倍,采用單面搭接焊,焊接長(zhǎng)度不小于設(shè)計(jì)要求的鋼筋直徑的10倍,焊縫厚度應(yīng)不小于主筋直徑的0.3倍,焊縫寬度應(yīng)不小于主筋直徑的0.8倍,外觀平整呈水紋狀,不得有夾渣、氣泡,不得燒傷主筋。嚴(yán)格按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)和施工規(guī)范進(jìn)行鋼筋加工制作,加工過(guò)程中嚴(yán)格控制加工誤差。制作完成后按照鋼筋編號(hào)分別存放,并掛牌標(biāo)識(shí)。
2、鋼筋安裝。制作合格鋼筋用吊車將鋼筋吊到主拱底模上綁扎,由于箱拱為斜置箱型結(jié)構(gòu),綁扎鋼筋與支立模板交叉進(jìn)行,為了便于鋼筋綁扎和模板固定,鋼筋須焊成骨架,由于箱拱斷面尺寸較大,骨架在鋼筋加工廠分段制作焊接,現(xiàn)場(chǎng)組裝焊接,以提高生產(chǎn)效率,現(xiàn)場(chǎng)焊接時(shí)注意防火和焊渣損壞模板,應(yīng)提前灑水,鋼筋骨架要與錐母拉桿固定,保證鋼筋位置正確、保護(hù)層準(zhǔn)確。骨架間具50cm一道。骨架形成后綁扎分布筋、安裝墊塊,支立內(nèi)外模板,形成封閉箱形結(jié)構(gòu)。墊塊不得使用砂漿平面墊塊,以免外露影響混凝土外觀,可使用弧面砂漿墊塊或塑料墊塊,厚度要符合保護(hù)層厚度要求,墊塊與骨架綁扎牢靠,保證澆筑混凝土?xí)r不因墊塊移動(dòng)而露筋。每段箱拱兩端需伸出連接筋,連接筋接頭要錯(cuò)開(kāi),相錯(cuò)量不小于35d,且不小于50cm。
(四)混凝土澆筑。整個(gè)腹拱圈分兩次澆筑完成,第一次整體澆筑第一道橫梁以下50cm以及其余部位的底板、腹板;第二次澆筑剩余部位。拱橋的拱圈為避免拱架變形而產(chǎn)生裂縫以及減少混凝土收縮應(yīng)力,采取對(duì)稱的澆筑方法,自拱腳向拱頂對(duì)稱澆筑。最后澆筑間隔段。第一道橫梁以下50cm至拱腳一次澆到頂。
現(xiàn)澆段混凝土澆筑自下層天窗口開(kāi)始澆筑,首先從腹板頂窗口澆筑,同時(shí)打開(kāi)底板天窗口,觀察混凝土是否能流到底板中間,若混凝土流動(dòng)性不好宜增大混凝土塌落度,混凝土塌落度控制在18~22cm,同時(shí)從底板天窗口振搗幫助混凝土下落,當(dāng)混凝土澆筑到頂板天窗口插入式振搗器振搗混凝土不再下沉?xí)r,封閉窗口,在移至上一層天窗口。拱頂段上口不支模板但及時(shí)收漿,混凝土初凝后終凝前進(jìn)行二次收漿,防止混凝土開(kāi)裂。
砼振搗采用插入式振動(dòng)棒,振搗時(shí)間要適當(dāng),不能漏振也不能過(guò)振,用插入式振搗器振搗時(shí),搗固砼的層厚以20~30cm為宜,要垂直、等距離插入到前一層中5~10cm左右,根據(jù)振搗器的有效半徑,其間距不得超過(guò)50cm,要一直振搗至表面出現(xiàn)灰漿和水光,混凝土不再下沉為止。在橫隔梁鋼筋密集位置,采用30mm小直徑振搗器插入振搗。
澆筑混凝土?xí)r派專業(yè)模板工、質(zhì)檢員對(duì)模板巡視檢查,每箱室由一名模板工和質(zhì)檢員,用木槌敲擊模板,感應(yīng)混凝土位置,對(duì)混凝土應(yīng)該到達(dá)而感到空虛,指揮混凝土工振搗,防止混凝土出現(xiàn)漏振,杜絕脹?,F(xiàn)象。架子工不間斷巡視支架,及時(shí)加固保證支架穩(wěn)定。
澆筑混凝土前注意收看天氣預(yù)報(bào),避免夏季在雨天施工,炎熱的夏天宜選在下午5點(diǎn)以后澆筑混凝土,寒冷天氣(非冬季施工日平均氣溫在5℃以上)宜選在上午9點(diǎn)以后澆筑混凝土,減少天氣因素對(duì)施工質(zhì)量的影響。
不支立頂?;炷翝仓旰蠹皶r(shí)收漿、抹面,高標(biāo)號(hào)混凝土由于水泥用量較大易收縮產(chǎn)生裂紋,應(yīng)及時(shí)做好二次收漿、抹面,二次收漿時(shí)間控制在混凝土初凝以后終凝以前。抹面結(jié)束后及時(shí)覆蓋,夏季用濕麻袋覆蓋有利于降低混凝土表面溫度和早期失水而產(chǎn)生裂紋。
(五)拆模。內(nèi)模側(cè)模等非承重模板可在混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5Mpa以上,保證混凝土不粘模的情況下拆除。頂板模板在混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度50%以上,可拆模。底模則必須在上部結(jié)構(gòu)全部施工完成后,按照設(shè)計(jì)的順序拆除。
大傾斜度混凝土箱梁的施工工藝是在一般箱梁施工工藝的基礎(chǔ)上加以改進(jìn),打破常規(guī)施工工藝,采取對(duì)支架、模板重新加工拼裝和澆筑順序重新調(diào)整,解決了施工中存在的難題?,F(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員只要在施工中不斷地進(jìn)行總結(jié)和實(shí)踐,必然會(huì)有所創(chuàng)新,為工程的順利進(jìn)行提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持。
[1]JTJ041-2000公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范.北京:人民交通出版社,2000.
[2]橋梁工程(上冊(cè))(土木工程專業(yè)用).北京:人民交通出版社,2001.
[3]橋梁工程(第二分冊(cè))混凝土橋.西南交通大學(xué)教材,1999.