曹 衛(wèi)
(湖南興旺建設有限公司,湖南 長沙 410000)
某跨河大橋主橋為鋼管混凝土系桿拱橋,鋼橫梁、鋼主縱梁和鋼小縱梁均為工字形截面鋼梁,橋面板為C55 鋼筋混凝土矩形板,四周有雙層鋼筋外露,便于相互搭接焊成整體。
1.施工前運用BIM(建筑信息模型)技術在電腦上進行模擬,有效規(guī)避各種位置碰撞,為后期現(xiàn)場裝配的順利實施提供了良好的前提條件。
2.自創(chuàng)了一套鋼筋位置的設置公式,按此公式安裝鋼筋,能實現(xiàn)相鄰板塊不用對稱預制,無需按左右型號區(qū)分類別,只需將同一種板塊調頭使用,便可實現(xiàn)相鄰板塊安裝時鋼筋能自動讓位搭接,不會產生鋼筋位置沖突,也不用小心地進行分類堆放。
3.運用厚鋼板做底模,平面高差和平整度都嚴格要求做到2mm,且不易受氣溫影響產生變形,大幅提升并保證了橋面板與鋼梁的契合度,現(xiàn)場疊合時濕接縫未發(fā)生板塊翹曲和漏漿現(xiàn)象。
4.自創(chuàng)分體式側模,采用倒插法安裝,改變了傳統(tǒng)的模板結構,實施效果跨上新的臺階。
1.運用BIM 技術開展模擬工作需在鋼梁制作和混凝土矩形橋面板正式施工以前進行,并且要進行全橋鋼混疊合梁的模擬,不能模擬其中一段。在模擬的過程中,能發(fā)現(xiàn)和避免各個構件在橋面板伸出鋼筋的位置、橋面板裝配時鋼筋接頭的位置、鋼梁剪力釘的位置三者之間的位置沖突,對提高后期裝配工效非常有效。
2.實現(xiàn)板塊調頭鋼筋自動讓位的關鍵是板塊兩側鋼筋的起訖位置的設置,兩者距離板塊邊緣的距離值之差=D+6mm,D 為鋼筋直徑。
3.底模鋼板厚度≤10mm,平面高差與平整度≤2mm,才能有效保證橋面板吊裝到鋼梁上不產生翹曲和漏漿。
4.分體式側模由倒插側模和鋼墊板上下兩部分組成,鋼墊板的厚度等于下層鋼筋保護層的厚度,四周突出邊線輪廓,且有足夠的外露長度,便于提前拆除。
5.倒插側模有利于形成筆直的混凝土棱角邊線,使用法蘭連接,能有效保證直角的棱線完好無損,大幅提升≥14mm,鋼板按鋼筋間距向下開槽口,槽口寬度比鋼筋直徑大3mm;倒插側模外部用竹膠板和方木堵漏。
1.鋼筋布置。鋼筋布置采用的公式:Ll=i+2A+m×a+j,L2=i+2B+nxb+j,其中,i 和j 分別為兩側鋼筋距板塊邊緣的距離,L1 為橋面板的長度;L2 為橋面板的寬度;L0 和L3 為橋面板伸出鋼筋的長度;m 為長邊L1 的鋼筋的檔數;n 為短邊L2 的鋼筋的檔數;a 為長邊L1 的鋼筋間距;b 為短邊L2 的鋼筋間距;A 為長邊L1 的鋼筋調節(jié)間距;B 為短邊L2 的鋼筋調節(jié)間距。
鋼筋按此公式布置并在胎架上綁扎拼焊成而成,相鄰板塊只需將其中一塊調頭,便可實現(xiàn)鋼筋搭接時自動讓位,而混凝土板塊不用錯位,且搭接鋼筋不會產生干擾和碰撞的現(xiàn)象,大大提高了裝配效率;也不用對稱預制,更無需進行分類堆放,大幅降低了現(xiàn)場識別的難度。
2.鋼筋施工要點。(1)鋼筋位置設定好以后,繪制鋼筋和胎架加工圖紙,在室內采用數控彎曲機加工鋼筋半成品,用定位胎架進行拼裝,邊緣頂緊胎架,使橋面板外露鋼筋線形筆直,施工偏差不超過2mm,檢驗合格后才能整體起吊裝入模[1]。(2)采用兩臺數控彎曲機進行鋼筋加工,與過去用一臺普通鋼筋彎曲機相比,省去了長鋼筋的調頭工序,節(jié)省了操作工人體力的同時,還可以大大提高加工速度和加工精度。(3)鋼筋在綁扎前,應重點關注各種預埋件的位置,防止發(fā)生錯埋、漏埋造成返工。如預埋支撐梁鋼筋、護欄底座鋼筋、系桿支架等。(4)若鋼筋與預埋件相碰,不能擅自移動鋼筋位置,經設計人員及監(jiān)理工程師同意后,方可適當挪動鋼筋位置或適當彎折[2]。(5)鋼筋施工過程中,務必要確保鋼筋凈保護層厚度不小于設計要求。(6)鋼筋綁扎時,扎絲的朝向應背向模板一側,防止?jié)仓炷梁笤z露出混凝土面而成為銹蝕源。(7)筋骨架于胎架上綁扎成型后整體吊裝至預制臺座。胎架用型鋼制成,鋼筋拼焊時要頂緊兩側的型鋼,使橋面板外露鋼筋線形偏差≤2mm。(8)在鋼筋安裝時,應注意預埋吊裝板的吊環(huán),吊環(huán)采用25 圓鋼制作而成,不能用螺紋鋼。
模板主要由底模和側模組成,底模與側面構造如圖1 所示。
圖1 底模與側模構造圖
1.底模施工。底模由混凝土底座和厚鋼板兩部分組成,先在預定位置安裝好底座模板、預埋角鋼和預埋錨筋,澆筑混凝土底座,再在混凝土底座上鋪設底模厚鋼板并焊接在預埋角鋼上,底模鋼板的厚度≥10mm,平整度和高差均要<2mm,底模鋼板的長寬方向的尺寸比橋面板的長寬方向的最大尺寸分別大400mm,以提高適用性,更有利于周轉。平整度和高差<2mm 是很難的指標,施工時要小心謹慎才能達到,只有采用>10mm 的厚鋼板做底模,才能達到這個要求,更能有效避免橋面板預制時出現(xiàn)翹曲,有利于裝配時橋面板能與鋼梁密貼,防止?jié)仓窠涌p時產生漏漿[3]。
2.側模施工。(1)側模采用14mm 厚鋼板在專業(yè)廠家定制,側模由梳齒形鋼模板和墊板兩部分組成;側模的梳齒槽口根據鋼筋型號及位置設定,具有鋼筋精確定位功能。(2)脫模劑采用純凈機油,禁用廢機油。(3)底模清除干凈后,涂刷脫模劑,脫模劑涂刷需均勻,用土工布抹去多余的油層,再按橋面板平面尺寸按首尾相接法鋪上墊板;墊板采用厚鋼板制成,平鋪在底座鋼板之上;墊板厚度=鋼筋保護層厚度;墊板不能直接與底座鋼板焊接,需通過短鋼筋定位。(4)底模涂油及安裝墊板工作完成后,整體吊裝鋼筋骨架入模。(5)采用倒插法安裝側模板,側模之間通過法蘭連接。模板加固采用鋼筋支頂,外部采用木板封堵,防止槽口漏漿。(6)模板安裝完成后,需認真檢查邊長尺寸及對角線尺寸,報監(jiān)理工程師驗收合格后再澆筑混凝土;混凝土澆筑完畢需認真收漿,把粘結在模板上的多余漿液鏟除,以保證橋面板能產生清晰的邊線;滿足要求后及時拆模,拆模利用龍門吊或千斤頂輔助進行,不允許采用鋼筋或鋼管等撬、砸模板。
1.預制橋面板采用C55 高性能混凝土,具有高強、高耐久性、高穩(wěn)定性、高工作性、高體積穩(wěn)定性、低水膠比、微膨脹等特點,因此,在進行配合比設計時,除應滿足高性能混凝土的技術指標外,原材料盡量選用低水化熱膠凝材料、選擇合適的骨料級配,摻加足夠數量的摻合料(礦物細摻料,如硅灰、粉煤灰、礦粉)和高效外加劑,以降低混凝土的水化熱峰值,減小裂紋的產生;同時為保證混凝土配比合理性,在正式施工前需反復對配合比進行優(yōu)化,確保橋面板混凝土質量[4]。
2.澆筑后收漿拉毛、壓印板塊編號,用土工布覆蓋、采用搖擺式花灑進行灑水養(yǎng)護,養(yǎng)護時間不少于7d;冬季采用蒸汽發(fā)生器進行蒸汽養(yǎng)護[5]。
3.拆模后立即用電錘進行鑿毛,鑿毛范圍為外露連接鋼筋保護層圍成的面積,鑿至露石子。
1.橋面板的起重吊點采用25 圓鋼做成U 型吊環(huán)焊接在預制板的主筋上,每塊板設置4 個吊點。
2.橋面板起吊前需清除周邊雜物,防止吊裝過程中被磕碰破壞。
3.采用預制場龍門吊起重,起吊前應核定龍門吊起重計的誤差情況并修正,起重時記錄每塊預制橋面板的重量、型號、制作日期等,并做好施工信息標識牌掛于板上,以防各種類型的塊板在吊裝時混淆。
4.起吊前先在橋面板單邊的2 個吊點上安裝吊具,均衡受力后吊起一邊使板塊與底模微微脫空,空氣進入平穩(wěn)后用木楔楔緊脫空部位,待安裝完另外2 個吊點的吊具后,再平行起吊,在專人的指揮下,平穩(wěn)吊運到指定地點進行裝車運輸與存放。這種先脫空再起吊的施工方法,一方面有利于減小起重時底模的吸附力,避免底模因負壓而損壞;另一方面能減輕龍門吊的起重負荷,更有利于施工安全。
5.混凝土強度達到設計值85%時方可起吊,轉運到室外進行集中養(yǎng)護與存放。起吊裝車不能超過3 層,室外存放不能超過6 層。
6.橋面板存放時采用砼試塊做支墩,每塊板下安放四個支墩,每個支墩上用白色土工布隔開,防止在上層的板底產生印跡。支墩與橋面板結構必須密貼,不能有三點受力的脫空現(xiàn)象。
7.預制橋面板需在預制場外存放6M 方可在主橋上安裝使用,故外露鋼筋及預埋件需采用涂刷水泥漿的方法做防銹處理。
公路橋涵施工技術規(guī)范第18.3 節(jié)對混凝土橋面板有著明確的條文要求,在施工中除了執(zhí)行規(guī)范的要求以外,項目部還補充制定了表1 所示的質量驗收標準;具體在進行考核評定時,按評定標準執(zhí)行,并規(guī)定總重量超3%或評分低于70 分的板塊均作報廢處理,90分以上才能評優(yōu)。
表1 預制橋面板外觀評定標準
1.BIM 技術的應用,實現(xiàn)了復雜結構在電腦上的實景模擬,大幅降低了實體安裝時在鋼混疊合部位的各種碰撞現(xiàn)象,裝配速度得到有效保障,工作效率得到大幅提高。
2.按調頭讓位法布置鋼筋,實現(xiàn)了橋面板安裝時僅需將板塊進行調頭便可自動讓出鋼筋接頭位置,避免了接頭鋼筋碰撞,也不用刻意對稱預制,免去了分類堆放與編號辨識的麻煩。
3.厚鋼板做底模不易變形,是滿足高差與平整度提升的關鍵。
4.傳統(tǒng)的側模都是采用梳齒口朝上的方式,吊裝鋼筋方便,但梳齒口漏漿的現(xiàn)象嚴重影響了橋面板的外觀形象,采用倒插側模的創(chuàng)新工藝后,漏漿得以消除、線形尺寸得到保障、邊角棱線得到保護,橋面板制造品質邁上了新臺階。