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【摘 要】 近年来,随着社会经济的快速发展,人们对于出行方面有了更高的要求,这就促进了道路桥梁的建设,由于现浇箱梁具有行车舒适,且能适应于多种不同线形等优点,目前在道路桥梁中被广泛应用。鉴于此,本文就针对桥梁预应力砼现浇箱梁的施工技术以及质量进行分析研究,以确保桥梁结构的稳定性以及使用寿命。
【关键词】 桥梁建设;现浇箱梁;施工技术;质量控制
引言
在桥梁工程施工中由于预应力砼现浇箱梁具有良好的结构整体性和大跨度,可以有效降低桥面的伸缩缝数量,提高行车的舒适性,在城市快速公路和高速公路中得到了广泛的使用。在设计时,预应力砼连续箱梁一般是使用全预应力结构进行设计,在结构上不能有裂缝出现,如果有这类问题产生,就会影响建筑的使用寿命和结构性能。我国目前现浇箱梁施工方法主要有:悬臂施工法(悬臂浇筑施工法和悬臂拼装施工法)、支架施工法,转体施工法。目前对于市政及一般基础建设,支架施工法应用广泛,所以本文着重对现浇箱梁支架施工技术及现浇箱梁质量控制进行阐述。
1、桥梁预应力砼现浇梁施工技术要点
1.1地基处理与支架施工
在支架施工之前首先要对桥宽范围以内的地基进行处理,地基处理应根据箱梁的断面尺寸及支架的形式对地基的要求而决定,支架的跨径大,对地基的要求就高,地基的处理就得加强,反之就可以相对减弱,既考虑结构稳定性,又要考虑施工经济性。地基处理形式有:地基换填压实;混凝土条形基础;桩基础加混凝土横梁等。地基处理时要做好支架施工现场的排水工作,防止雨水或混凝土浇筑和养护过程中滴水对地基的影响,支架地基应设置2%的双向横坡,以便满足排水的要求。排水要充分利用场地边缘浅沟并与周围的排水系统相衔接,保证排水措施的有效性。在支架施工现场的原地面必须要进行清表处理,清表处理的厚度要結合施工现场的地质情况来确定,通常要大于30cm,清表工作完成之后要对地基的承载力进行检测,承载力不足时要进行换填处理,采用振动压力机进行压实,对于现浇箱梁施工支架地基的承载能力要不得小于150kPa,之后对地基进行硬化处理,可以采用C15混凝土进行浇筑,浇筑的厚度应控制在15cm左右。支架的布置应根据箱梁截面大小并通过计算确定,应满足强度、刚度、稳定性等要求,计算时应考虑梁体混凝土自重,模板及支架重量,施工荷载(人、机、料等),作用在模板、支架上的风力及其他可能产生的荷载(如雪荷载,保证实施荷载)等,对于高度超过8米的支架应对其安全性进行论证,以确保其安全稳定。
1.2支架预压
预压荷载:在铺设完箱梁底模后,对全桥支架、模板进行预压,预压荷载按新浇混凝土自重、钢筋自重和施工人员及设备荷载总和的110%考虑,具体施工时预压荷载采用箱梁自重的1.1倍。
预压方法:预压采用砂包,即对全桥梁体半幅范围内分段(按梁跨分)用等同于梁体自重110%砂包对桥梁模板、支架预压3天。在预压前、后和预压过程中,用仪器随时观测跨中和1/4梁跨位置的变形,并检查支架各扣件的受力情况,验证、校核支架下沉情况,以收集支架、地基的变形数据,包括弹性变形和非弹性变形,作为设置预拱度的依据,预拱度设置要考虑张拉上拱的影响,预拱度一般按二次抛物线设置。
1.3模板、钢筋安装
支架搭设完成后,先测定箱梁中心线、梁端线及梁底两侧边线,然后再进行模板安装。模板由底模、侧模及内模组成,一般预先分别制作成组件,使用时在分别进行拼装,模板以钢模板为主,在齿板、堵头或有棱角处可采用木模板。模板的楞木采用方钢、槽钢或方木布置间距一般75厘米左右,具体布置现场定做,应满足强度、刚度、稳定性要求。端头模板、槽口模采用定制钢模板或木模板,在支模前,做好高程的控制,先按照设计高程进行,待底模安装后,再按照预拱度设置要求进行调整。模板的安装应与钢筋安装配合进行,顺序为:先安装底模和侧模及翼缘板模板,再安装支座,支座安装完毕后绑扎底板钢筋和腹板钢筋,再安装内模、绑扎顶板钢筋。所有模板纵、横向接缝设在同一条直线上,并与两中心线正交或垂直,与梁中心线呈对称分布。每处模板接缝间使用止水胶带挤紧,露出模板部分使用小刀刮掉,防止模板漏浆。
1.4预应力钢绞线检验与安装
预应力的施工是连续梁施工的关键,因此很有必要对预应力钢材、锚具、夹具和张拉设备进行检验。若预应力束孔道是曲线状,用人工穿束就比较困难,通常将钢丝绳系在高强钢丝上,用人工先将高强钢丝拉过孔道,然后将钢丝绳头用12的半圆钢环与钢束头经焊接而接在一起,开启卷扬机将钢束徐徐拉过孔内,在钢束头进孔道时,用人工协助使其顺利入孔。如果在钢束穿进过程中堵塞,要立即停止,查准堵塞管位置,凿开混凝土清除管道内的堵管杂物,仍继续用卷扬机将束拖过孔道。
1.5混凝土的分层浇筑
梁体混凝土分两次浇筑完成,第一次混凝土浇筑底板和腹板。先浇筑底板,然后浇筑腹板和横隔板。施工过程中注意观测支架挠度;当挠度超出了限值时,应立即停止浇筑,找出原因,解决问题后继续浇筑。第二次浇筑翼缘和顶板。第二次混凝土施工(由于预应力管道密集,注意施工顺序及施工精度控制),翼缘和顶板顺桥向由两端向跨中浇筑,横桥向上下游同步浇筑。混凝土浇注完成后,立即进行混凝土表面抹平,确保主梁顶面混凝土平整美观。
1.6箱梁预应力张拉、压浆及封锚
张拉控制采用“双控法”,整个箱梁浇筑完毕,待砼强度达到设计强度的85%以上,同时养护10天后,经监理认可,两端分批张拉预应力钢绞线。进行张拉作业前必须对千斤顶、油泵进行配套标定,当有多套张拉设备时,应进行编组,不同组号的设备不得混用。张拉顺序严格按设计预应力钢束布置图,同排的钢绞束同时张拉,张拉时两端同时进行。每束钢束张拉程序为:0→10%δcon→100%δcon(持荷5分钟)→回油锚固。张拉过程中如有滑丝、断丝、伸长量不够的情况发生,则需分析原因并处理后报监理工程师重新张拉。锚具外(锚具外留3~5cm)多余的钢绞线采用砂轮切割机切除,绝对不准电、气焊焊烧割。全部预应力钢筋张拉完成后24小时内进行孔道压浆,孔道压浆顺序是先下后上一次压完,孔道压浆后,应立即将梁端水泥浆冲洗干净,同时清除支承垫板、锚具及端面砼的污物,并将端面凿毛,设置端部钢筋网,立模浇注砼封端完成,封端砼的强度应满足设计要求,设计无要求时,一般不宜低于设计砼等级值的80%。 1.7支架卸落
当梁体混凝土强度达到设计强度90%以上且张拉压浆完毕,并得到监理指示后,方可进行支架卸落,横向整体卸落,纵向均衡对称原则,卸架顺序:台、墩处→1/4跨径处→跨中,各次卸落之间应有一定的时间间歇,间歇时须将松动的木楔打紧,使梁体落实。卸架时尤其要注意施工作业的安全。
2、混凝土浇注及质量保证措施
(1)混凝土浇注顺序。箱梁混凝土分两阶段浇注,首先进行浇注箱梁底板及腹板混凝土,待其达到拆模强度后,进行凿毛及安装顶板钢筋及模板,检查合格后即可进行浇注箱梁顶板混凝土。(2)混凝土时泵送管道的布置。泵送管道的布置计划从箱梁中心线(及箱梁中腹板)位置进行布管,通过转角管道由中间向两侧同时进行浇注混凝土。(3)混凝土的浇筑。浇筑混凝土时,首先顺方向浇注箱梁底板混凝土,振捣密实后,再反方向浇注箱梁腹板混凝土,腹板应注意振捣密实,特别是管道密集部位及锚头垫板部位应严格要求進行施工。(4)浇注过程的测量观测。在浇筑混凝土过程中,测量人员应对预先布置好的沉降观测点进行全程观测,随时将观测结果与其原始标高进行对比,如出现沉降突变或沉降速率加快应立即通知暂停施工,待查明原因并处理后方可继续箱梁养生至100%强度后,可以开始拆除内模及侧模为了方便拆除内顶板模板及支架,可在箱梁面预留一100x80cm大小的天窗,方便运出模板及支架天窗须按各钢筋直径外留好规定长度,待拆除完内模、支架后再用同标号水泥封口腹板和底板处应按图纸要求预埋好透气孔、泄水孔,泄水孔应预埋于箱室最低处,有利于排放养生时漏下的用水顶板混凝土浇筑时预埋好防撞栏和伸缩缝预埋钢筋箱梁底模则须待下一施工段张拉完毕后再拆除本段支架后方可拆除。
3、混凝土浇筑注意事项
模板安装完毕以后,经检验合格后,方可进行混凝土浇筑。混凝土要连续灌注,混凝土水平分层、每层厚度不超过30cm。必须在下层混凝土未初凝前浇筑上层混凝土。采用插入式振动器振动,振捣时,振动器应垂直插入混凝土,不可触及模板及钢筋。插点要均匀,按交错式进行。两点距离以1.5倍半径为宜,振动上一层混凝土时振动器插入下层5~10cm,以消除两层之间的接触面。振动时间通过观察而定,以混凝土不再下沉、气泡不再产生、水泥砂浆开始上浮为宜,约15~30s。宜采取快插慢提的原则,振动器移动距离不超过该棒作业半径。由于端横梁处的预应力管道密集,应严防振动器碰撞预应力管道。为了保证主梁表面的光洁度、防止气泡孔的出现,需严格控制混凝土的坍落度和分层厚度。注意抹平箱梁顶面混凝土,防止表面出现波浪变形。
结束语
桥梁施工中现浇箱梁施工是控制施工进度的关键环节,在实际施工过程中要结合工程实际合理优化施工工艺,从支架搭设、钢筋绑扎、混凝土浇筑和预应力施工等多个环节来加强现浇箱梁的施工质量,从而依靠这些合理的技术措施保证成桥之后的结构稳定性和桥梁的使用寿命。
参考文献:
[1]陶文景.预应力砼现浇箱梁施工中的质量控制[J].科技资讯,2008,10:38.
[2]李义邦.浅谈预应力砼现浇箱梁施工中的质量控制要点[J].科技信息(学术研究),2008,25:234-235.
[3]欧然.预应力砼现浇箱梁施工质量控制分析[J].中国新技术新产品,2009,05:85.
【关键词】 桥梁建设;现浇箱梁;施工技术;质量控制
引言
在桥梁工程施工中由于预应力砼现浇箱梁具有良好的结构整体性和大跨度,可以有效降低桥面的伸缩缝数量,提高行车的舒适性,在城市快速公路和高速公路中得到了广泛的使用。在设计时,预应力砼连续箱梁一般是使用全预应力结构进行设计,在结构上不能有裂缝出现,如果有这类问题产生,就会影响建筑的使用寿命和结构性能。我国目前现浇箱梁施工方法主要有:悬臂施工法(悬臂浇筑施工法和悬臂拼装施工法)、支架施工法,转体施工法。目前对于市政及一般基础建设,支架施工法应用广泛,所以本文着重对现浇箱梁支架施工技术及现浇箱梁质量控制进行阐述。
1、桥梁预应力砼现浇梁施工技术要点
1.1地基处理与支架施工
在支架施工之前首先要对桥宽范围以内的地基进行处理,地基处理应根据箱梁的断面尺寸及支架的形式对地基的要求而决定,支架的跨径大,对地基的要求就高,地基的处理就得加强,反之就可以相对减弱,既考虑结构稳定性,又要考虑施工经济性。地基处理形式有:地基换填压实;混凝土条形基础;桩基础加混凝土横梁等。地基处理时要做好支架施工现场的排水工作,防止雨水或混凝土浇筑和养护过程中滴水对地基的影响,支架地基应设置2%的双向横坡,以便满足排水的要求。排水要充分利用场地边缘浅沟并与周围的排水系统相衔接,保证排水措施的有效性。在支架施工现场的原地面必须要进行清表处理,清表处理的厚度要結合施工现场的地质情况来确定,通常要大于30cm,清表工作完成之后要对地基的承载力进行检测,承载力不足时要进行换填处理,采用振动压力机进行压实,对于现浇箱梁施工支架地基的承载能力要不得小于150kPa,之后对地基进行硬化处理,可以采用C15混凝土进行浇筑,浇筑的厚度应控制在15cm左右。支架的布置应根据箱梁截面大小并通过计算确定,应满足强度、刚度、稳定性等要求,计算时应考虑梁体混凝土自重,模板及支架重量,施工荷载(人、机、料等),作用在模板、支架上的风力及其他可能产生的荷载(如雪荷载,保证实施荷载)等,对于高度超过8米的支架应对其安全性进行论证,以确保其安全稳定。
1.2支架预压
预压荷载:在铺设完箱梁底模后,对全桥支架、模板进行预压,预压荷载按新浇混凝土自重、钢筋自重和施工人员及设备荷载总和的110%考虑,具体施工时预压荷载采用箱梁自重的1.1倍。
预压方法:预压采用砂包,即对全桥梁体半幅范围内分段(按梁跨分)用等同于梁体自重110%砂包对桥梁模板、支架预压3天。在预压前、后和预压过程中,用仪器随时观测跨中和1/4梁跨位置的变形,并检查支架各扣件的受力情况,验证、校核支架下沉情况,以收集支架、地基的变形数据,包括弹性变形和非弹性变形,作为设置预拱度的依据,预拱度设置要考虑张拉上拱的影响,预拱度一般按二次抛物线设置。
1.3模板、钢筋安装
支架搭设完成后,先测定箱梁中心线、梁端线及梁底两侧边线,然后再进行模板安装。模板由底模、侧模及内模组成,一般预先分别制作成组件,使用时在分别进行拼装,模板以钢模板为主,在齿板、堵头或有棱角处可采用木模板。模板的楞木采用方钢、槽钢或方木布置间距一般75厘米左右,具体布置现场定做,应满足强度、刚度、稳定性要求。端头模板、槽口模采用定制钢模板或木模板,在支模前,做好高程的控制,先按照设计高程进行,待底模安装后,再按照预拱度设置要求进行调整。模板的安装应与钢筋安装配合进行,顺序为:先安装底模和侧模及翼缘板模板,再安装支座,支座安装完毕后绑扎底板钢筋和腹板钢筋,再安装内模、绑扎顶板钢筋。所有模板纵、横向接缝设在同一条直线上,并与两中心线正交或垂直,与梁中心线呈对称分布。每处模板接缝间使用止水胶带挤紧,露出模板部分使用小刀刮掉,防止模板漏浆。
1.4预应力钢绞线检验与安装
预应力的施工是连续梁施工的关键,因此很有必要对预应力钢材、锚具、夹具和张拉设备进行检验。若预应力束孔道是曲线状,用人工穿束就比较困难,通常将钢丝绳系在高强钢丝上,用人工先将高强钢丝拉过孔道,然后将钢丝绳头用12的半圆钢环与钢束头经焊接而接在一起,开启卷扬机将钢束徐徐拉过孔内,在钢束头进孔道时,用人工协助使其顺利入孔。如果在钢束穿进过程中堵塞,要立即停止,查准堵塞管位置,凿开混凝土清除管道内的堵管杂物,仍继续用卷扬机将束拖过孔道。
1.5混凝土的分层浇筑
梁体混凝土分两次浇筑完成,第一次混凝土浇筑底板和腹板。先浇筑底板,然后浇筑腹板和横隔板。施工过程中注意观测支架挠度;当挠度超出了限值时,应立即停止浇筑,找出原因,解决问题后继续浇筑。第二次浇筑翼缘和顶板。第二次混凝土施工(由于预应力管道密集,注意施工顺序及施工精度控制),翼缘和顶板顺桥向由两端向跨中浇筑,横桥向上下游同步浇筑。混凝土浇注完成后,立即进行混凝土表面抹平,确保主梁顶面混凝土平整美观。
1.6箱梁预应力张拉、压浆及封锚
张拉控制采用“双控法”,整个箱梁浇筑完毕,待砼强度达到设计强度的85%以上,同时养护10天后,经监理认可,两端分批张拉预应力钢绞线。进行张拉作业前必须对千斤顶、油泵进行配套标定,当有多套张拉设备时,应进行编组,不同组号的设备不得混用。张拉顺序严格按设计预应力钢束布置图,同排的钢绞束同时张拉,张拉时两端同时进行。每束钢束张拉程序为:0→10%δcon→100%δcon(持荷5分钟)→回油锚固。张拉过程中如有滑丝、断丝、伸长量不够的情况发生,则需分析原因并处理后报监理工程师重新张拉。锚具外(锚具外留3~5cm)多余的钢绞线采用砂轮切割机切除,绝对不准电、气焊焊烧割。全部预应力钢筋张拉完成后24小时内进行孔道压浆,孔道压浆顺序是先下后上一次压完,孔道压浆后,应立即将梁端水泥浆冲洗干净,同时清除支承垫板、锚具及端面砼的污物,并将端面凿毛,设置端部钢筋网,立模浇注砼封端完成,封端砼的强度应满足设计要求,设计无要求时,一般不宜低于设计砼等级值的80%。 1.7支架卸落
当梁体混凝土强度达到设计强度90%以上且张拉压浆完毕,并得到监理指示后,方可进行支架卸落,横向整体卸落,纵向均衡对称原则,卸架顺序:台、墩处→1/4跨径处→跨中,各次卸落之间应有一定的时间间歇,间歇时须将松动的木楔打紧,使梁体落实。卸架时尤其要注意施工作业的安全。
2、混凝土浇注及质量保证措施
(1)混凝土浇注顺序。箱梁混凝土分两阶段浇注,首先进行浇注箱梁底板及腹板混凝土,待其达到拆模强度后,进行凿毛及安装顶板钢筋及模板,检查合格后即可进行浇注箱梁顶板混凝土。(2)混凝土时泵送管道的布置。泵送管道的布置计划从箱梁中心线(及箱梁中腹板)位置进行布管,通过转角管道由中间向两侧同时进行浇注混凝土。(3)混凝土的浇筑。浇筑混凝土时,首先顺方向浇注箱梁底板混凝土,振捣密实后,再反方向浇注箱梁腹板混凝土,腹板应注意振捣密实,特别是管道密集部位及锚头垫板部位应严格要求進行施工。(4)浇注过程的测量观测。在浇筑混凝土过程中,测量人员应对预先布置好的沉降观测点进行全程观测,随时将观测结果与其原始标高进行对比,如出现沉降突变或沉降速率加快应立即通知暂停施工,待查明原因并处理后方可继续箱梁养生至100%强度后,可以开始拆除内模及侧模为了方便拆除内顶板模板及支架,可在箱梁面预留一100x80cm大小的天窗,方便运出模板及支架天窗须按各钢筋直径外留好规定长度,待拆除完内模、支架后再用同标号水泥封口腹板和底板处应按图纸要求预埋好透气孔、泄水孔,泄水孔应预埋于箱室最低处,有利于排放养生时漏下的用水顶板混凝土浇筑时预埋好防撞栏和伸缩缝预埋钢筋箱梁底模则须待下一施工段张拉完毕后再拆除本段支架后方可拆除。
3、混凝土浇筑注意事项
模板安装完毕以后,经检验合格后,方可进行混凝土浇筑。混凝土要连续灌注,混凝土水平分层、每层厚度不超过30cm。必须在下层混凝土未初凝前浇筑上层混凝土。采用插入式振动器振动,振捣时,振动器应垂直插入混凝土,不可触及模板及钢筋。插点要均匀,按交错式进行。两点距离以1.5倍半径为宜,振动上一层混凝土时振动器插入下层5~10cm,以消除两层之间的接触面。振动时间通过观察而定,以混凝土不再下沉、气泡不再产生、水泥砂浆开始上浮为宜,约15~30s。宜采取快插慢提的原则,振动器移动距离不超过该棒作业半径。由于端横梁处的预应力管道密集,应严防振动器碰撞预应力管道。为了保证主梁表面的光洁度、防止气泡孔的出现,需严格控制混凝土的坍落度和分层厚度。注意抹平箱梁顶面混凝土,防止表面出现波浪变形。
结束语
桥梁施工中现浇箱梁施工是控制施工进度的关键环节,在实际施工过程中要结合工程实际合理优化施工工艺,从支架搭设、钢筋绑扎、混凝土浇筑和预应力施工等多个环节来加强现浇箱梁的施工质量,从而依靠这些合理的技术措施保证成桥之后的结构稳定性和桥梁的使用寿命。
参考文献:
[1]陶文景.预应力砼现浇箱梁施工中的质量控制[J].科技资讯,2008,10:38.
[2]李义邦.浅谈预应力砼现浇箱梁施工中的质量控制要点[J].科技信息(学术研究),2008,25:234-235.
[3]欧然.预应力砼现浇箱梁施工质量控制分析[J].中国新技术新产品,2009,05:85.