馬騰飛
(河北路航實業(yè)集團有限公司,河北 邢臺 054000)
現(xiàn)澆箱梁施工包括支架法、移動模架法、懸臂澆筑法、轉(zhuǎn)體施工法等,其中,支架法施工較為常見,主要分為滿堂支架法和鋼管支架法。陸地作業(yè)可采用扣件式滿堂支架法、碗扣式滿堂支架法或盤扣式滿堂支架法;高墩施工或水中施工多采用鋼管支架和貝雷梁組合的方法。目前,現(xiàn)澆箱梁多采用盤扣式滿堂支架法。
支架法施工是一個復(fù)雜煩瑣的過程且環(huán)環(huán)相扣,任何一道工序出現(xiàn)問題都將會影響結(jié)構(gòu)安全或施工進度,其施工工藝流程為:地基處理→支架搭設(shè)→支架預(yù)壓→模板安裝→鋼筋安裝→混凝土澆筑→應(yīng)力施工→支架拆除。工程師要根據(jù)各道工序特點,抓住關(guān)鍵控制技術(shù),規(guī)避安全生產(chǎn)風(fēng)險。
施工前,應(yīng)成立專門的測量小組,對箱梁控制樁、水準點、導(dǎo)線點進行復(fù)測,經(jīng)監(jiān)理工程師復(fù)核合格后方可使用,測量遵循從整體到局部、先控制后碎步的原則;技術(shù)人員要復(fù)核橋梁控制部位的坐標(biāo)、高程、連接構(gòu)造、工程數(shù)量等,橋梁作為系統(tǒng)工程,要遵循從橋面到基底,從順橋到橫橋、重點在連接部的原則,重視橋梁空間關(guān)系和各部件的連接問題,從梁長、梁高、橋?qū)?、支座位置、伸縮縫位置等進行全面復(fù)核,拆解施工圖紙;支架施工必須制訂專項施工方案,對超過一定規(guī)模的危險性較大的工程必須經(jīng)專家論證,且論證通過,經(jīng)逐級技術(shù)交底和崗位培訓(xùn)合格后方可實施。
支架需要搭建在堅實的基礎(chǔ)上,因此,必須事先對橋位處的地質(zhì)情況進行勘察,根據(jù)支架計算荷載和地質(zhì)特點確定對地基承載力的要求[1],不滿足要求則需對地基進行處理。澆筑20 cm厚混凝土墊層,做好排水處理,防止雨水浸泡地基,造成地基失穩(wěn),觸發(fā)支架坍塌。為便于排水,原則上處理后的地基應(yīng)高出原地面20 cm且設(shè)置不小于2%的排水橫坡[2]。地基處理寬度應(yīng)較箱梁投影面寬1 m以上,同時,做好排水系統(tǒng)。墊層上鋪設(shè)方木,方木橫向布置,其間距與支架間距一致。
支架運抵施工現(xiàn)場后,由質(zhì)檢員組織驗收組對進場構(gòu)件進行初步驗收,未經(jīng)驗收合格的構(gòu)件不得投入使用,嚴重銹蝕或損傷、材質(zhì)不明的支架不得使用。其材質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準要求,強度、直徑、壁厚等符合設(shè)計要求。
支架搭設(shè)前要根據(jù)結(jié)構(gòu)受力要求對支架結(jié)構(gòu)的強度、剛度和穩(wěn)定性進行計算,確定支架步距、縱距等參數(shù)。首先,由測量人員采用全站儀結(jié)合墨斗將支架投影主要控制線條畫出,形成支架平面位置,支架搭設(shè)線形要考慮橋梁豎曲線、設(shè)計預(yù)拱度和施工預(yù)拱度等因素。梁底與工地根據(jù)預(yù)壓結(jié)構(gòu)確定,多按二次拋物線進行分配。
以盤扣式腳手架為例,對搭設(shè)做相關(guān)介紹:架體由立桿、水平桿、斜桿、連接盤、插銷、扣接頭、底座、上托座、方木等組成。支架搭設(shè)應(yīng)根據(jù)立桿放置可調(diào)式底座,按照先立桿、后水平桿再斜桿的布置原則進行搭設(shè),形成架體單元,并以此擴展形成空間支架體系。每搭設(shè)完一步支架后,要及時校正立桿的縱距、橫距、垂直偏差和水平桿步距、水平位置偏差等,應(yīng)采用鐵錘錘擊將水平桿的扣接頭與連接盤的插銷至規(guī)定深度的刻度線,確保連接牢固;同時,隨著架體升高,設(shè)置斜桿。安裝腳手架時,立桿、縱橫向水平桿必須同步安裝,扣接頭必須鎖死,垂直度、對接口和相鄰桿接頭間距是重點控制的環(huán)節(jié)。遇大風(fēng)、雷雨天氣應(yīng)停止支架搭設(shè)。
支架搭設(shè)完畢后由班組自檢,項目部組織施工、技術(shù)、安全、測量、質(zhì)檢等部門進行全面檢查,合格后由項目負責(zé)人組織安全、技術(shù)報監(jiān)理工程師進行驗收,報檢合格后方可進行下道工序。
支架預(yù)壓必須經(jīng)驗收合格后方可實施,其對現(xiàn)澆箱梁施工至關(guān)重要,既可通過支架逐級預(yù)壓加載監(jiān)測支架體系在梁體自重、支架連接點安裝間隙、支架變形和基礎(chǔ)沉降等參數(shù),得出彈性變形數(shù)據(jù)和消除非彈性變形,又可檢驗支架搭設(shè)后的結(jié)構(gòu)安全和穩(wěn)定性。常用的加載預(yù)壓方式多采用堆載法,堆載物以沙袋為主,可輔以鋼筋、鋼絞線、鋼條或鋼錠等,水中橋梁作業(yè)可采用水箱法堆載預(yù)壓。堆載布置位置要和荷載實際分布吻合。加載應(yīng)分級進行,并由專門的測量小組全程監(jiān)測變形數(shù)據(jù),施工人員檢查支架和基礎(chǔ)安全情況,卸載也應(yīng)分級進行。堆載預(yù)壓按照承載力的20%、50%、100%、120%進行逐級預(yù)壓,如采用沙袋預(yù)壓,必須逐個對沙袋重量進行標(biāo)定,雨天做好苫蓋,避免雨水浸泡沙袋造成嚴重超重。預(yù)壓過程和卸載過程要做好沉降觀測記錄。預(yù)壓結(jié)束后根據(jù)觀測記錄計算支架的非彈性變形、基礎(chǔ)沉降變形和架體彈性變形,用以確定模板支設(shè)的高程預(yù)留值,務(wù)必計算好預(yù)拱度,避免跨中下?lián)鲜怪髁河嬎隳P团c實際不符造成底板混凝土受拉超限等不利工況。
模板設(shè)計要遵循結(jié)構(gòu)合理、強度滿足、裝拆便利、循環(huán)利用等原則,為減少拼縫,盡量采用大塊鋼模板或優(yōu)質(zhì)竹膠板,倒角或承托部位要考慮脫模方便;模板安裝也尤為重要,直接影響混凝土成型質(zhì)量。為保證底板施工質(zhì)量和工人操作安全,外模板可采用底板包腹板的形式,即底模板要寬于箱梁底板,腹板模板呈倒T形固定于底板模板上。
現(xiàn)澆箱梁鋼筋工程比較復(fù)雜,鋼筋型號和直徑多,彎起鋼筋和預(yù)埋件多,特別是預(yù)應(yīng)力管道分布密且多為順橋向貫通,平曲線和圓曲線的設(shè)置將導(dǎo)致波紋管定位和澆筑過程中極易出現(xiàn)問題。必須制定詳細的鋼筋下料單,并進行分類加工、存放,編號要清晰,同時,可結(jié)合BIM技術(shù)對主梁結(jié)構(gòu)進行三維建模,檢查管道碰撞問題,開展可視化交底,確保施工順利,避免窩工返工。要高度重視預(yù)應(yīng)力管道的保護,避免鋼筋焊接、拖拉等破壞波紋管,做好定位加固控制和接頭密封檢查。
混凝土澆筑前,應(yīng)認真檢查模板內(nèi)有無雜物,支架、模板、鋼筋和預(yù)埋件等是否設(shè)置安全齊全,檢查混凝土罐車、混凝土泵車、振搗棒等施工設(shè)備是否正常,運輸便道和天氣是否滿足施工要求,同時,再次對模板標(biāo)高和平面位置進行復(fù)核。
現(xiàn)澆箱梁多為大體積混凝土施工,常采用C50混凝土,混凝土強度高、澆筑方量大、持續(xù)時間長、施工難度大,且混凝土澆筑是不可逆的過程,一經(jīng)成型,如出現(xiàn)質(zhì)量問題不可挽救,因此,必須制訂科學(xué)合理的配合比和澆筑方案。要嚴格按照JTG/T 3650—2020《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》中關(guān)于大體積混凝土施工方面的要求實施作業(yè)?;炷翝仓脑瓌t是先底板、再腹板、最后頂板,由兩端向中間,對稱均勻布料,以水平分層、斜向分段的施工工藝左右對稱連續(xù)澆筑混凝土。
施工過程中注意澆筑順序和振搗工藝,掌握澆筑時間,保證混凝土澆筑順暢,保證混凝土振搗效果;腹板、底板混凝土施工時,嚴禁用振搗棒碰撞波紋管,以免損壞波紋管,致使管道進漿,影響梁體張拉;澆筑腹板時,注意混凝土分層厚度,以免由于澆筑不均勻致使底板處混凝土上翻。目前,國內(nèi)在進行混凝土澆筑時多采用二次澆筑工藝,即澆筑腹板及底板混凝土,待強度滿足要求后澆筑腹板及頂板混凝土,二次澆筑安全系數(shù)高、施工難度小,但工藝功效低、施工縫難以處理等,建議在澆筑環(huán)境或條件好的箱梁施工時,在保證安全的前提下,采用現(xiàn)澆箱梁一次整體澆筑成型的工藝,確保箱梁結(jié)構(gòu)的整體性和內(nèi)實外美。混凝土澆筑過程中要派專人對支架、模板進行檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時解決。
預(yù)應(yīng)力管道安裝要控制安裝精度和連接嚴密性,波紋管徑向剛度復(fù)核規(guī)范要求;鋼束穿束采用自動化的整束穿束機,防止常用的單根穿束造成的絞纏等問題發(fā)生。張拉要左右對稱、兩端同步,按均衡對稱,交錯張拉的原則進行,以張拉力控制為主,伸長值進行校核,實行張拉力和伸長值指標(biāo)雙控。壓漿采用真空輔助壓漿的方式確保壓漿混凝土質(zhì)量。
按照先支后拆,后支先拆的原則卸落支架,支架卸落時,箱梁混凝土強度和預(yù)應(yīng)力鋼束管道壓漿強度達到設(shè)計要求方可操作。落架要緩慢、對稱進行,順序為先邊跨后中跨,每跨由跨中向支座方向依次進行。
現(xiàn)澆箱梁支架法施工也極為成熟,但質(zhì)量問題和安全問題層出不窮,這就要求施工單位高度重視現(xiàn)場技術(shù)管理和施工管理,落實安全責(zé)任,提高安全意識,加強過程控制,消除安全隱患,以精細化管理的水平高質(zhì)量完成箱梁施工。