張卡,葉騰飛
(中交一航局第二工程有限公司,山東 青島 266071)
在橋梁工程施工階段,清水混凝土的使用能夠提升整體工程的美觀性,同時(shí)保護(hù)工程周遭生態(tài)環(huán)境。清水混凝土充分展現(xiàn)了混凝土的自然和質(zhì)樸之感,同時(shí)也體現(xiàn)了當(dāng)下社會(huì)對(duì)綠色建筑工程理念的推崇,其作為新的藝術(shù)展現(xiàn)形式,未來(lái)必將廣泛運(yùn)用于我國(guó)橋梁工程建造中?;诖耍芯壳逅炷猎跇蛄菏┕るA段的應(yīng)用具有重要意義[1]。
某橋梁工程,橋墩墩柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40,橋墩蓋梁、支座墊石、擋塊的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50,墩柱、蓋梁均采用普通清水混凝土,保證城市橋梁在視野范圍內(nèi)色彩一致,避免橋梁構(gòu)件間出現(xiàn)過(guò)大色差,影響外觀效果。橋梁上部結(jié)構(gòu)采用24 聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁,為滿(mǎn)足現(xiàn)澆混凝土施工要求而需搭設(shè)大量的支架,因此支架搭設(shè)和張拉壓漿工藝也為本工程的重難點(diǎn)工程。主線橋梁的鋼混組合變截面連續(xù)梁共3 聯(lián),鋼混組合簡(jiǎn)支小箱梁共7 跨,其中主線24#橋ZX84~ZX87 上部結(jié)構(gòu)53 m+71 m+42 m 鋼混組合變截面連續(xù)梁用鋼量約為2 359.702 t,體量較大,工序相對(duì)復(fù)雜。
3.1.1 地基要求
模板支架地基根據(jù)地質(zhì)情況,對(duì)原地基進(jìn)行清理、整平、軟基換填碎石,壓路機(jī)碾壓并夯實(shí),無(wú)“彈簧”現(xiàn)象,特別是基坑要分層回填夯實(shí)。地基處理完成后進(jìn)行承載力試驗(yàn),確保承載力滿(mǎn)足受力驗(yàn)算的要求 (200 kPa 以上),而后澆筑20 cm C15 混凝土墊層,支架直接立于混凝土墊層上。地基處理寬度比蓋梁投影寬度寬l m 以上,地基四周設(shè)排水溝,嚴(yán)禁積水以免造成地基不均勻沉降[2]。
3.1.2 腳手架的搭設(shè)
墩身四周采用雙排腳手架,四周閉合搭接,縱橫向間距和橫桿步距根據(jù)不同型號(hào)的花瓶墩柱施工荷載設(shè)計(jì)。腳手架搭建部位的地基應(yīng)平整、堅(jiān)實(shí),在使用過(guò)程中不偏斜、倒塌。在腳手架的四個(gè)側(cè)面設(shè)置剪力撐,提升架體的穩(wěn)定性。在施工支架橫桿上鋪5 cm 木板,作為施工平臺(tái)。在腳手架上搭設(shè)爬梯,支架四周及水平方向掛設(shè)安全防護(hù)網(wǎng),提供安全的通道供員工上下通行。
蓋梁施工采用盤(pán)扣式腳手架搭設(shè)滿(mǎn)堂式支架系統(tǒng),作為蓋梁施工支撐體和施工平臺(tái),盤(pán)扣支架為定型支架,安裝前檢測(cè)底托標(biāo)高,進(jìn)行調(diào)節(jié),使立桿受力均勻。首先測(cè)量墊層標(biāo)高,根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算立桿底面標(biāo)高,調(diào)整4 個(gè)角標(biāo)立桿使其具有平整性后,為了確保準(zhǔn)確性,采用掛線的方法依次安裝底托、立桿。
1)墩臺(tái)所采用的豎向鋼筋以整根為主,根據(jù)實(shí)際需求可使用直螺紋套筒對(duì)其進(jìn)行接長(zhǎng)處理,確保鋼筋接頭在同一截面內(nèi)錯(cuò)開(kāi)布設(shè),保障同一截面內(nèi)受力主筋<50%。工程鋼筋采用箍筋綁扎形式,利用雙面焊方法得到閉合環(huán)狀的加勁箍筋,確保焊縫長(zhǎng)度>5d(d為鋼筋直徑),有墩間系梁的墩柱在鋼筋制作時(shí)注意系梁鋼筋位置。
2)鋼筋下料后對(duì)機(jī)械連接的鋼筋接頭進(jìn)行鐓粗后再進(jìn)行車(chē)絲,鋼筋彎曲采用數(shù)控彎曲機(jī)進(jìn)行加工,蓋梁鋼筋工程采用現(xiàn)場(chǎng)綁扎方式,鋼筋在地面上放樣,將主筋套筒連接或者焊接成型,并將箍筋綁扎完成,用吊車(chē)將蓋梁鋼筋吊裝至蓋梁底模板上。蓋梁鋼筋籠綁扎時(shí),波紋管位置首先根據(jù)施工圖紙用鋼筋樣架來(lái)放樣,定位用井字形鋼筋架定位,沿孔道縱向按40~60 cm 的間距依次設(shè)置,曲線段適當(dāng)加密。
3.3.1 墩柱模板安裝
1) 在加工商處購(gòu)置的墩柱模板需符合工程設(shè)計(jì)圖紙對(duì)墩柱尺寸的要求,并確保準(zhǔn)入制度基于標(biāo)準(zhǔn)化要求實(shí)施。采用5 mm+1 mm 厚度的不銹鋼復(fù)合板材料作為墩柱模塊的面板,并配置單節(jié)長(zhǎng)為2.0 m 的平面與圓弧模板。此外,為滿(mǎn)足工程實(shí)際需求,還配有短模塊,長(zhǎng)度為1.0 m、0.5 m。每節(jié)均使用兩塊模板組合拼接,利用螺栓固定拼接縫,以確保整體模板穩(wěn)定性,需擰實(shí)其上法蘭螺栓,保障其在吊運(yùn)階段不發(fā)生變形。
2)墩柱模板拼接:本工程中墩柱節(jié)段不超過(guò)3 節(jié),依據(jù)墩柱高度將第一節(jié)段墩柱劃分多段,以方便預(yù)拼,并使用吊車(chē)施行吊裝;第二節(jié)段墩柱采用相同方式,預(yù)先查驗(yàn)墩柱模板的平整度與表面粗糙度、型號(hào),將脫模劑涂抹其上,并在施工場(chǎng)地進(jìn)行試拼檢驗(yàn)合格后進(jìn)行正式安裝。為預(yù)防澆筑作業(yè)階段發(fā)生漿液串漏,需在模板安裝過(guò)程中于其節(jié)面內(nèi)布置一道雙面膠條,并控制模板錯(cuò)臺(tái)不超過(guò)3 mm。待模板在施工場(chǎng)地預(yù)拼查驗(yàn)無(wú)誤后即可進(jìn)行整體吊裝與安設(shè)工作,安裝模板前需檢驗(yàn)其模板地面平整度是否符合標(biāo)準(zhǔn),若不符合標(biāo)準(zhǔn),可通過(guò)高強(qiáng)砂漿調(diào)平。
3)校核與支撐穩(wěn)定模塊:待模塊完成拼接后,進(jìn)行3 根纜風(fēng)繩的安裝,纜風(fēng)繩材質(zhì)為鋼絲繩,上端固定模板,下端固定在地面上的錨定塊上,錨定塊中預(yù)埋鋼筋選用直徑≥28 mm的圓鋼制備,纜風(fēng)繩上均安設(shè)有手拉葫蘆用作調(diào)節(jié)模板整體垂直度與緊實(shí)纜風(fēng)繩。模板首先選用吊錘球法進(jìn)行初步調(diào)節(jié),隨后采用全站儀定位實(shí)現(xiàn)精確放樣,控制纜風(fēng)繩上手拉葫蘆,精準(zhǔn)調(diào)節(jié)模板使其保持垂直。
4)墩間系梁安設(shè)模板:此類(lèi)模板安設(shè)通常在施工平臺(tái)搭建完畢后,就地進(jìn)行拼裝;使用定型組合鋼模板作為墩間系梁模板材料,墩間系梁混凝土澆筑作業(yè)需在模板安設(shè)完畢且查驗(yàn)通過(guò)后進(jìn)行[3]。
3.3.2 蓋梁模板安裝
完成了支架體系后,進(jìn)行精確的測(cè)量放樣,將必要的中心軸線、標(biāo)高引至上面,彈線標(biāo)記,然后進(jìn)行底模鋪設(shè)。蓋梁底模板采用不銹組合鋼模板,模板安裝前對(duì)模板進(jìn)行打磨、清理雜物,保持模板清潔、平滑,涂刷合格建筑脫模劑。底模背楞橫、縱橋向布設(shè)方木,底板處首先縱橋向放置12 cm×12 cm 截面的方木。底模板選用定型不銹鋼組合鋼模,在鋪設(shè)時(shí)應(yīng)控制好邊線位置,模板拼縫要求嚴(yán)密,在拼縫處用硅膠填嵌密實(shí),避免漏漿,相鄰板高差控制在1 mm,平整度≤2 mm。模、底模與端模交接處貼海棉條并打磨光滑,以防止漏漿,模板的拼裝與安裝均使用吊車(chē)配合進(jìn)行。
蓋梁側(cè)模、端模采用上下兩側(cè)對(duì)拉工藝,材料均為定型鋼板。對(duì)拉螺栓孔分別位于蓋梁的上、下方不進(jìn)入蓋梁混凝土內(nèi),對(duì)拉螺桿采用φ 16 mm 的精軋螺紋鋼,端部采用5 cm×5 cm 鋼板襯墊。模板加固后,檢測(cè)其軸線、高程、垂直度,根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行糾偏。支架搭設(shè)成型后,需檢驗(yàn)支架的位置和穩(wěn)定性。對(duì)支架預(yù)壓,預(yù)壓加載量取蓋梁恒重的1.2 倍,消除支架的塑性變形,測(cè)量支架的彈性變形,使支架保持穩(wěn)定。
3.4.1 墩柱混凝土澆筑
墩柱施工采用的是強(qiáng)度等級(jí)為C40 的清水混凝土,每層厚度為30~50 cm,分為多層,用汽車(chē)泵逐層泵送入模。
墩柱鋼筋密集分布,墩柱的澆筑高度較大且需一次成型,受施工條件的限制,無(wú)法通過(guò)串筒和溜槽向墩身底部泵送混凝土,為解決該技術(shù)難題,在輸送管端部接直徑為100 mm 的金屬鐵管,長(zhǎng)度可控,根據(jù)混凝土泵送要求接長(zhǎng)或拆卸,以滿(mǎn)足不同部位的混凝土泵送要求。通過(guò)汽車(chē)輸送泵澆筑混凝土?xí)r,施工人員只能站在墩頂,因此靠振動(dòng)泵自身長(zhǎng)度下放至混凝土面進(jìn)行振搗,剛開(kāi)始振搗時(shí)由于受上部密集鋼筋影響,底部振搗空間有限,振搗難度加大,因此需放緩混凝土泵送速度,可在一側(cè)墩柱澆筑滿(mǎn)足振搗厚度時(shí),進(jìn)行振搗,泵管移至另一側(cè)墩柱進(jìn)行澆筑。
3.4.2 蓋梁混凝土澆筑
蓋梁模板安裝到位后,加固模板,檢查預(yù)埋鋼筋、支架各自的穩(wěn)定性,自檢合格后報(bào)監(jiān)理工程師檢驗(yàn),若通過(guò)檢驗(yàn)則澆筑強(qiáng)度等級(jí)為C50 的清水混凝土。根據(jù)連續(xù)性澆筑的要求,及時(shí)由罐車(chē)從拌和站將混凝土裝載至施工現(xiàn)場(chǎng),混凝土的坍落度需控制在(150±20)mm,用汽車(chē)泵泵送入模。蓋梁混凝土澆筑分層進(jìn)行,單層厚度≤30 cm,每層澆筑后及時(shí)用插入式振搗器搗固。由于混凝土澆筑分為多層,需在振搗本層時(shí)將振搗棒插入下層5~10 cm,使相鄰兩層混凝土穩(wěn)定結(jié)合至一體。振搗遵循快插慢拔的原則,減少混凝土中的氣泡量,提高混凝土的密實(shí)性。振搗棒各插點(diǎn)呈梅花形布置,插點(diǎn)均勻分布,控制振搗器的作業(yè)范圍,不碰觸模板、鋼筋及波紋管。經(jīng)過(guò)振搗后,若混凝土無(wú)氣泡、不下沉、表面泛漿,則結(jié)束該點(diǎn)的第一次振搗,間歇10 min 后再次振搗,進(jìn)一步趕走混凝土中的氣泡,提高混凝土的內(nèi)部密實(shí)性和表面平整性。按照上述提及的方法,振搗其余部位。
混凝土頂面實(shí)行兩次抹面收光,第一次按初始水平交底收面,待混凝土接近初凝時(shí),在水準(zhǔn)儀監(jiān)控下進(jìn)行二次收面、抹面,以保證蓋梁頂部高程滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。灌注混凝土?xí)r注意預(yù)埋沉降觀測(cè)點(diǎn),混凝土澆搗結(jié)束12 h 后表面覆蓋濕土工布養(yǎng)護(hù)。
3.4.3 蓋梁預(yù)應(yīng)力張拉
蓋梁混凝土實(shí)際強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度且齡期至少為7 d 時(shí),依次張拉N1#、N3#鋼束,架設(shè)好兩側(cè)小箱梁后,張拉N2#鋼束。對(duì)于同一序號(hào)的鋼束,張拉順序?yàn)橄戎虚g、后兩側(cè)。
蓋梁預(yù)應(yīng)力張拉的基本流程為:安裝配套工具(工作錨、夾片、限位板、加長(zhǎng)套)→千斤頂就位→打緊工具錨及夾片→張拉。
鋼束張拉順序: 對(duì)稱(chēng)張拉,先內(nèi)后外,按設(shè)計(jì)要求順序N1#→N3#,架梁結(jié)束后再對(duì)N2 鋼束進(jìn)行張拉。
每束鋼束的張拉均分多級(jí)依次完成:0→初應(yīng)力 (10%σk,σk為鋼束預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)值)→100%σk(持荷5 min)→(錨固)→回油→退頂。
蓋梁管道壓漿分為兩次,第一次為N1#、N3#鋼束張拉完后,第二次為預(yù)制小箱梁架設(shè)完成后的N2 鋼束張拉。壓漿必須飽滿(mǎn),漿液嚴(yán)密填充預(yù)應(yīng)力孔道。壓漿后,用水沖洗梁端周邊,對(duì)梁端混凝土鑿毛,檢查管道,判斷是否存在漏壓現(xiàn)象,清理錨固外的灰漿以及黏附在承壓板表面的漿液,待錨具恢復(fù)干凈后,采取防銹措施。
墩柱混凝土澆筑結(jié)束2 h 后,灑水養(yǎng)護(hù),提供適量的水分來(lái)彌補(bǔ)混凝土中的水分散失量,使水泥正常水化,避免縮裂以及其他的質(zhì)量缺陷。
墩柱混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa 后拆除墩柱模板,系梁底模在該部位混凝土承受自重及其他荷載而無(wú)失穩(wěn)現(xiàn)象時(shí)拆除。拆模謹(jǐn)慎進(jìn)行,拆模后用塑料薄膜包裹,封閉養(yǎng)護(hù)至少7 d。
側(cè)模需在蓋梁混凝土超過(guò)2.5 MPa 后才可拆除。拆模按照先支后拆、 后支先拆的基本流程進(jìn)行,用吊車(chē)穩(wěn)定吊住模板,拆除螺桿、圍囹等緊固件后,再拆模。拆模時(shí)應(yīng)小心,用吊車(chē)提升過(guò)程中,應(yīng)隨時(shí)檢查,以防止損傷混凝土表面。底模的拆除時(shí)間安排在混凝土實(shí)際強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度且第一批張拉結(jié)束后。模板拆除后,及時(shí)澆水養(yǎng)護(hù),模板拆除后應(yīng)吊至模板臨時(shí)堆放點(diǎn)并墊穩(wěn),及時(shí)清理干凈粘在模板上的混凝土殘?jiān)⑼可蠠o(wú)色脫模油。向蓋梁覆蓋土工布,灑水養(yǎng)護(hù),根據(jù)蓋梁成型狀態(tài)和現(xiàn)場(chǎng)氣候條件控制灑水量和灑水頻率,灑水養(yǎng)護(hù)時(shí)間≥7 d。
總體而言,清水混凝土因其自身所具備的節(jié)能、環(huán)保、低造價(jià)等優(yōu)勢(shì)受到了橋梁工程的青睞,在諸多工程建設(shè)中均有它的身影。文本以典型工程實(shí)例為研究對(duì)象,詳細(xì)剖析了清水混凝土在目前橋梁施工階段中值得關(guān)注的應(yīng)用要點(diǎn),規(guī)范與完善了工程中清水混凝土施工工藝。本文提及的清水混凝土施工工藝對(duì)類(lèi)似工程有參考意義。