徐國俊
一、工程概況
林海公路(A20~A30)工程大治河橋為三跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁,三向預(yù)應(yīng)力體系、全預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu),跨徑組合為60m+104m+60m。上下行兩幅并立,下部結(jié)構(gòu)墩采用樁基承臺接柱式墩形式。梁高沿縱橋向變化,中支點梁高6.0m,跨高比1/17.33,邊支點和跨中梁高2.4m,跨高比1/43.33。采用單箱雙室直腹板箱型截面,頂寬18.75m,底寬12m,懸臂板長度3.25~3.5m。0、1號塊采用支架現(xiàn)澆,其余的2~13號塊采用掛藍法對稱懸臂澆注施工。邊跨設(shè)置1.5m的現(xiàn)澆合攏段,中跨設(shè)置2.5m的中跨合龍段。
二、懸臂澆筑施工概述
懸臂法澆筑法又稱無支架平衡伸臂法或掛(吊)籃法,所用的主要的設(shè)備是掛籃。通過掛籃的前移,對稱地向兩側(cè)跨中逐段澆筑混凝土,并施加預(yù)應(yīng)力,如此循環(huán)作業(yè)。
三、懸臂澆筑施工過程中的控制重點
(一)0-1塊施工
0-1號塊施工是本工程關(guān)鍵工序,關(guān)系到全橋的質(zhì)量安全,技術(shù)難度相當大,必須嚴格進行過程控制。主要技術(shù)難點和關(guān)鍵技術(shù)如下:
1.0-1號塊支架系統(tǒng)的設(shè)計、搭設(shè)和堆載預(yù)壓。因為0-1號塊采用滿堂支架現(xiàn)澆施工工藝,支架體系的強度、剛度和整體穩(wěn)定性必須滿足要求。支架搭設(shè)必須嚴格按照施工方案和相關(guān)規(guī)范的要求進行,支架搭設(shè)完成以后必須經(jīng)過檢查驗收后方可以進行模板和鋼筋的施工。通過堆載預(yù)壓,可以消除支架的非彈性變形,測量出支架的彈性變形,從而為設(shè)置支架的預(yù)拋高值作為計算依據(jù)。
2.臨時支墩的設(shè)計和施工。臨時支墩作為連續(xù)梁結(jié)構(gòu)懸臂工況下的臨時固結(jié)結(jié)構(gòu),將承受施工中恒載、活載和不平衡荷載,影響到整個施工過程的安全和質(zhì)量,必須嚴格按照規(guī)范和圖紙進行施工。
3.0號塊中橫梁大體積混凝土的防裂措施。根據(jù)設(shè)計圖紙,0號塊的墩頂中橫梁高度6.0、長度12.0m,寬度2.5m,屬于大體積混凝土,加上混凝土的標號為C50,水泥用量較大,以及中橫梁與箱梁的頂板和腹板邊界約束比較復雜,再加上0號塊的頂板和腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力管道穿過,所以在中橫梁側(cè)面、中橫梁與頂板腹板結(jié)合部很容易出現(xiàn)裂縫,必須采取措施加以預(yù)防,以減少水化熱裂縫的出現(xiàn)。
4.預(yù)應(yīng)力管道的安裝。0-1號塊里為縱向、橫向和豎向三向預(yù)應(yīng)力體系,頂板、底板、腹板和翼緣板,以及中橫梁內(nèi)均布置有預(yù)應(yīng)力鋼束。預(yù)應(yīng)力管道的安裝必須按照設(shè)計圖紙進行,管道定位必須牢固,管道的接頭必須連接牢固且不得漏漿,施工必須嚴格進行控制,混凝土澆筑前必須仔細檢查、混凝土澆注時必須愛惜,不得踩踏,混凝土下料和振搗時不得直接對著管道等。
5.0-1號塊節(jié)段底模立模標高的確定。0-1號塊的立模標高主要考慮節(jié)段設(shè)計標高、設(shè)計預(yù)拋高、支架變形、地基的沉降等因素,其中支架的彈性和非彈性變形、地基沉降通過預(yù)壓來消除和測定,設(shè)計預(yù)拋高由監(jiān)控單位通過施工節(jié)段分析計算確定。0-1號段的立模標高關(guān)系到全橋的線形,必須按照要求設(shè)置。
6.掛藍預(yù)留孔道的設(shè)置。從2號塊開始采用掛藍懸臂澆注,掛藍的后錨點、后下橫梁的吊點、4道外滑梁和4到內(nèi)滑梁的吊點等預(yù)留孔道,必須按照施工布置圖的要求設(shè)置。掛藍預(yù)留孔道用φ50mm的PVC管道成型。
7.預(yù)應(yīng)力的張拉。節(jié)段預(yù)應(yīng)力的張拉嚴格按照規(guī)范和設(shè)計進行,按照‘對稱、先長后短的原則進行,一般張拉的順序:腹板、底板、頂板縱向鋼束,腹板豎向鋼束,頂板橫向預(yù)應(yīng)力鋼束,張拉采用張拉力和伸長量雙控。
8.支架的拆除。支架拆除的順序與安裝的順序相反,拆除時不許等到0-1號張拉壓漿完成以后,嚴格按照操作規(guī)程從上到下拆除支架。
(二)0-1塊模板施工
1.根據(jù)堆載預(yù)壓成果,結(jié)合箱梁設(shè)計標高和監(jiān)控單位提供的預(yù)拱度數(shù)據(jù),確定0-1號塊的底板高程。底模前端立模標高=設(shè)計標高+設(shè)計預(yù)拱度+組合支架的彈性變形值F1;
2.為確保0-1號塊混凝土表面平整、光潔,拱腳段的外側(cè)模板采用專門模板廠設(shè)計制作的裝配式定型鋼結(jié)構(gòu)整體模板(簡稱定型鋼模)。內(nèi)模板采用膠板作為面板、□10*10cm方木和扣件式鋼管支撐組成的組合模板體系。底模采用新木膠合板和方木組成木模板。其中定型鋼模由專業(yè)技術(shù)人員設(shè)計,并由專業(yè)生產(chǎn)廠制作,派專人監(jiān)制,嚴格控制其模板內(nèi)的光潔度、平整度和安裝精度。
3.底模板和內(nèi)側(cè)模板方木布置的間距
底模為木模板,內(nèi)模板為竹膠板模板,側(cè)模為定型鋼模板。其中,模板底方縱橋向布置碗扣支架頂部的橫橋向布置3根φ48*3.5mm鋼管作為橫向支撐,在鋼管之上縱橋向布置□10*10cm方木作為模板承重方木,腹板下的方木間距為0.20m,箱梁空心部分的方木間距為0.25m,內(nèi)模板方木豎向布置,間距為0.25m,鋼管支撐的間距0.5*0.6m。
4.模板在支立前,應(yīng)先用電動鋼刷將模板表面的浮銹打掉,并用柴油或汽油清洗干凈,然后涂上優(yōu)質(zhì)脫模劑。如果模板暫時不安裝,還應(yīng)用塑料薄膜將刷完脫模劑的模板蓋起來,防止污染。
5.安裝時采用25T起重機,將模板安裝在在已完成的0-1號塊鋼筋骨架外側(cè),底部放置在碗扣支架頂部的方木上面,在模板內(nèi)側(cè)用垂球檢查垂直度,控制定位,組裝完畢后再用經(jīng)緯儀校核,用全站儀校核。
6.兩片模板間的拼裝接縫處嵌壓海綿條止?jié){,以防漏漿,影響混凝土的表面光潔度。
7.鋼模板在第一次使用前涂刷模板漆及脫模劑,但不得沾污鋼筋和成型后的砼表面,以后每次使用前都要鏟除殘剩于模板上的砼,并涂脫模劑,同樣不得沾污鋼筋和成型后的砼表面。
8.按規(guī)定時間拆除模板后,砼表面應(yīng)在48小時內(nèi)整修消除接縫痕跡或砼表面的氣泡。0-1號塊側(cè)模板拆除后,特別要注意對成品0-1號塊的保護。
9.混凝土的抗壓強度達到2.5MPa時,方可拆除鋼模板。鋼模板拆除后要立即清除殘剩于模板面上的混凝土和灰漿,并涂刷脫模劑,以便繼續(xù)使用。
10.在混凝土灌注過程中,安排木工對模板的垂直度應(yīng)跟蹤檢查,以確保0-1號塊的垂直度。檢查時若發(fā)現(xiàn)拉桿螺栓松了,及時擰緊,以避免漲模現(xiàn)象的發(fā)生。
(三)鋼筋施工
0-1號塊設(shè)有墩頂中橫梁,鋼筋和三向預(yù)應(yīng)力筋布置十分密集,必須尤其注意鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋的安裝順序,每層鋼筋綁扎完成后,要對照圖紙仔細進行驗收,合格后再進行上層鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋的安裝,防止錯漏。
(四)預(yù)應(yīng)力管道
懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力管道主要有:腹板、底板和頂板縱向鋼束管道、中橫梁預(yù)應(yīng)力管道(橫橋向布置)、中橫梁和腹板的豎向預(yù)應(yīng)力管道、頂板橫向預(yù)應(yīng)力管道等。
1.預(yù)留的管道尺寸與位置應(yīng)正確,為了管道嚴格保證彎曲坐標及彎曲角度,用“井”字型定位架,精確定位,定位筋間距在直線段為0.8m,曲線上為0.5m,定位筋應(yīng)與梁縱橫向鋼筋點焊連接??椎缿?yīng)順暢,以減少摩阻損失。端部的錨墊板應(yīng)垂直于孔道中心線。
2.管道與管道間連接的管道接頭處,采宜用配套生產(chǎn)的大一個級別的同類管道套管連接,其長度宜為被連接管道內(nèi)徑的5-7倍,連接接口用寬膠帶包裹密封,連接時不得使接頭處產(chǎn)生角度變化及在砼澆筑時發(fā)生管道的轉(zhuǎn)動或位移,并應(yīng)纏裹緊密防止水泥漿的滲入。
3.縱向預(yù)應(yīng)力管道安裝結(jié)束后,隨即插入塑料襯管,避免外露接頭被損,同時防止漏漿堵塞管道;豎向預(yù)應(yīng)力筋管道要從下至上加定位筋固定,防止搖動;橫向預(yù)應(yīng)力筋扁波管道要加墊加吊,防止下落變形。
4.所有管道的壓漿孔、排氣孔、排水孔的設(shè)置要正確。在最高點設(shè)排氣孔,在最低點設(shè)排水管。
5.特別注意:為保證預(yù)應(yīng)力孔道位置的精確,端模板應(yīng)與側(cè)模板和底模緊密貼合,并與孔道軸線垂直。
(五)鋼筋干擾處理
如普通鋼筋與預(yù)應(yīng)力鋼束或預(yù)應(yīng)力粗鋼筋位置發(fā)生干擾,其處理原則為:
1.適當移動普通鋼筋,以保證預(yù)應(yīng)力鋼束或預(yù)應(yīng)力粗鋼筋的位置,若需截斷普通鋼筋,則需經(jīng)監(jiān)理和設(shè)計代表同意;
2.若當縱向與橫向鋼束或預(yù)應(yīng)力粗鋼筋位置發(fā)生干擾且相關(guān)圖紙中并未提及避讓原則,則應(yīng)按照先保證縱向位置準確,然后再保證豎向預(yù)應(yīng)力粗鋼筋和橫向預(yù)應(yīng)力鋼束位置;
3.當鋼束管道或錨下螺旋筋與普通鋼筋沖突時,適當移動普通鋼筋或彎折;當錨下螺旋筋與橫向預(yù)應(yīng)力管道沖突時,適當擴大螺旋筋間距,以便管道通過。
(六)混凝土施工
根據(jù)設(shè)計要求,梁體混凝土采用C50混凝土,混凝土采用建工南航生產(chǎn)的商品混凝土,通過混凝土攪拌車運輸、汽車泵澆注?;炷劣迷牧戏峙伟凑找?guī)范要求檢驗,提前進行配合比試驗,混凝土初凝時間不小于8h,坍落度12-16cm。
1.混凝土澆注順序:采用斜向分段、水平分層,在混凝土時間內(nèi)將混凝土一次連續(xù)澆注完成,澆筑時由低到高、先中橫梁到腹板、底板,后頂板的順序進行,兩側(cè)的混凝土應(yīng)對稱進行。
2.混凝土施工前,在模板四周用φ48的腳手鋼管搭設(shè)施工平臺和上下扶梯,并系好安全網(wǎng),以便施工人員使用。
3.為防止混凝土產(chǎn)生離析,保證泵出口處混凝土距離澆筑面不大于2.0米。用泵車澆注混凝土時,泵管口采用加長軟管深入0-1號塊模板內(nèi)下灰,分層高度不超過30cm。,
4.澆注腹板與底板交界面混凝土時,應(yīng)讓混凝土充分翻漿,從腹板翻出的混凝土基本是密實的混凝土,只有充分翻漿才能保證腹板下倒角處混凝土密實。
5.澆筑混凝土時,應(yīng)避免振動器碰撞預(yù)應(yīng)力筋的管道、預(yù)埋件、掛藍預(yù)留管道等。并應(yīng)經(jīng)常檢查模板、管道、錨固端墊板及預(yù)埋件等,以保證其位置及尺寸符合設(shè)計要。
6.橋面板的混凝土澆注到標高以后,用平板振洞抹平機及時趕壓、抹平,保證排水坡和平整度。橋面混凝土應(yīng)確保密實、平整和坡度順暢,因此除應(yīng)按規(guī)定進行振搗外,還必須進行兩次收漿抹平,以防止出現(xiàn)裂紋和不平整。
四、個人心得
在整個懸臂澆筑過程中我們所有參建人員高度重視0-1塊的施工質(zhì)量,嚴格遵照施工方案及監(jiān)理細則進行現(xiàn)場的檢查與監(jiān)督,同時加強與監(jiān)控單位的聯(lián)系,最終大治河橋的合攏誤差為1毫米,可以說是較好的完成了橋梁的建設(shè)。在工程完成后本工程也被上海市評為市政工程金獎。通過本次工程,使得自己在跨河施工的懸臂澆筑方面積累了經(jīng)驗,為將來類似工程的施工打下堅實的基礎(chǔ)。