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摘要:现浇箱梁在高速公路施工中被广泛使用,施工水平的高低直接影响现浇箱梁内在质量、外观品质的差别以及使用寿命。文章主要针对佛山板沙尾特大桥主桥箱梁现浇施工技术进行了分析。
关键词:高速公路;桥梁;箱梁现浇;施工技术;质量管理
1 工程概况
太(原) 澳(门) 国家重点公路广东省顺德碧江至中山沙溪段起点位于顺德碧江, 终止于中山市沙溪镇, 板沙尾特大桥位于佛山市顺德区大良镇板沙尾与容桂东升之间,跨越容桂水道。板沙尾特大桥主墩基础采用16根D220cm钻孔灌注桩,桩长分别为45m、45m、47m,按嵌岩桩设计;承台为整体式,端头为弧形,轮廓尺寸为32.5×13.0×4.0m;墩身采用六边形薄壁实心墩,墩身基准截面尺寸为8.0×1.8m。上部结构共划分为25号梁段,其中0~22号梁段为T构梁段;23、24号梁段分别为中、边跨合龙段;25号梁段为边跨现浇梁段。在T构梁段中,0、1号梁段为支架现浇梁段,2~22号梁段为挂蓝悬臂浇筑梁段。主梁梁高从4.3m至10.8m按1.75次抛物线规律变化,箱梁采用单箱单室断面,上部结构预应力系统采用三向预应力。
2 地理条件
板沙尾特大桥位于三角洲水网平原地区,地下水受地形地貌制约埋深较浅,淤泥、亚粘土层为弱透水层,砂层为强透水层。地下水量丰富,对水泥混凝土无侵蚀性。本标段桥位所处的工程地质条件一般,主要分布有不均的淤泥质土等软土。第四系地层相对于桥墩及上部荷载而言承载力低,不宜作为桥基持力层;弱、微风化基岩承载力高,变形性小,是良好的桥基持力层。
弱微风化基岩埋藏深度不一,是以互层的形式出现,因此板沙尾特大桥采用钻(冲)孔端承灌注桩,以微风化泥岩与泥质粉砂岩为桥梁墩台嵌岩桩的桩端持力层,弱风化泥岩与泥质粉砂岩厚度大时也可以选作桩端持力层。但由于风化岩带常常出现互为夹层,施工时常根据孔底渣样调整孔深,保证桩端持力层符合技术指标要求。其中4、5、6、7这四个墩的基础位于容桂水道中,施工时需要搭设水上平台。
3 板沙尾大桥的主桥箱梁现浇施工技术
3.1 主桥箱梁0#、1#块施工
(1)0#块高度达到10.5米。0#块的施工可考虑分三次浇筑,先底板、再腹板、再顶板。一方面可以降低施工难度,另外也大大减小混凝土侧向压力,简化模板支撑系统。主桥箱梁0#施工步骤如下:
搭设墩顶托架平台→安装底模和侧模→平台试压→调整底模标高→底板钢筋绑扎和预应力管道安装(主要是竖向预力)→浇筑底板混凝土→养护→安装腹板内侧模→进行腹板和横隔墙钢筋及预应力管道施工(纵向预应力)→浇筑腹板混凝土→養护→安装顶板内托架和模板→绑扎顶板钢筋和预应力管道的定位(纵向预应力和横向预力)→浇筑顶板混凝土→养护→预应力的张拉。
(2)墩顶托架的设计和安装
墩顶托架通过在墩身预埋铁件,通过焊接或螺栓拼装支撑牛腿。在牛腿上搁置贝雷梁或工字钢搭设施工平台。
(3)托架的试压
托架拼装完毕后,应对托架按第一次浇筑混凝土的重量进行压重,一方面消除托架的非弹性变形,另一方面通过压重观测托架的变形,调整底模的预抬量。
(4)箱梁0#块的施工
主桥箱梁除一般普通钢筋混凝土施工外,还有复杂的三向预应力系统。一般竖向预应力采用精轧螺纹钢,横向预应力和纵向预应力采用钢绞线作预应力材料。在施工中,三个方向的预应力交错复杂,应作为重点来控制。
3.2 主桥箱梁挂篮悬浇施工
(1)挂篮的形式的选择
挂篮形式根据设计对挂篮自重的控制、公司现有材料情况及工程性质来选择。一般来讲,三角轻型挂篮结构较为复杂,新制构件较多,一次性投入较大,但受力明确、变形小、轻巧灵便。桁架式(贝雷梁、六四军用梁等)挂篮成形快,设备利用率高,成本低,但质量大,操作笨重。对本工程工期比较紧的情况下,宜选择三角组合梁式轻型挂篮。
(2)挂篮的设计和制造及安装
挂篮的控制荷载应以最重或最长节段自重+挂篮自重+施工荷载来设计,挂篮除在受力上满足要求外,还应满足设计对挂篮自重的要求及规范对挂篮的变形要求。挂篮主要分为五个部分,三角组合承重梁、挂篮底平台、悬吊提升系统、后锚及走行系统。三角组合梁及挂篮底平台主要采用工字钢或槽钢加工而成,悬吊系统可采用钢吊带也可采用精轧螺纹吊杆。钢吊带安全性及耐久性较好,精轧螺纹吊杆则操作灵便。在使用上可两者兼顾,受力较大的主吊点位置可采用钢吊带,受力相对较小的地方采用精轧螺纹吊杆。后锚固系统主要利用箱梁自身竖向预应力钢筋可取得较好效果。走行系统则采用四氟板在滑道上滑行,走行中挂篮后锚则是反扣在滑道上,用千斤顶进行牵引挂篮的整体移动。
挂篮的拼装顺序为:滑道的定位安装→三角组合梁的拼装→后锚系统的布设→底平台和悬吊系统的拼装→模板系统的安装。在挂篮的拼装中高空起重作业较多,应重点注意安全。
(3)箱梁的挂篮悬浇施工
在0#、1#块上拼好挂篮后,即可开始2#节段的施工。在2#块施工前,先对拼装好的挂篮试压,试压重量与2#重量相当,一方面消除挂篮的非弹性变形,另一方面监测挂篮前端挠度,调整挂篮预抬量
在挂篮施工中,重点需要监控的是挂篮标高线型控制、预应力系统的施工及箱梁断面尺寸的控制。挂篮标高的控制一方面以设计方的理论计算作为依据,另一方面以项目部的测量记录及监控单位的实测数据作为参考,随时调整每个节段的施工预抬量。在施工中,特别是大跨度桥梁悬浇施工,阳光的照射引起的温差对桥面标高影响较大,特别在箱梁在悬臂比较大情况下应特别注意。立模时尽量在清晨气温低时进行测量工作,在其它时段进行测量工作时应采取一定的换算措施,保证桥梁线型的控制。
在挂篮悬浇施工中,箱梁断面尺寸的控制也是难点之一,实际施工中断面尺寸会比设计要大,断面尺寸的增大增加了材料的用量同时也增大桥梁箱梁本身的自重,对箱梁受力是不利的。在灌注混凝土时,应严格控制底板、顶板灌注标高及腹板厚度,使断面尺寸达到要求。箱梁三向预应力系统交错复杂、相互影响,施工中对预应力管道的安装布设引起高度的重视,才能保证整体质量。 3.3 主桥边跨现浇段施工
在距边墩10m处打设一排8根φ1.0m钢管桩,在钢管桩上放置2I56垫梁,在垫梁与边墩间搁置贝雷梁作为边跨现浇段施工支架。贝雷梁上铺设分配梁和底模,进行边跨现浇段的施工。边跨现浇段分两次浇筑,第一次浇筑底板,第二次浇筑顶板。
3.4 合龙段的施工
按照先边跨合龙段后中跨合龙段的顺序进行合龙施工。边跨合龙段在边跨直线段现浇支架上施工,中跨合龙段则利用挂篮底平台做的吊架上施工。
4 施工质量管理
4.1 落实安全责任,实施责任管理
在狠抓工程质量的同时,同样注重施工安全控制,将工程施工中对人的伤害或设备财产的损失风险减至最低,保持适宜的工作环境。成立安全生产领导小组,组长由经理担任,项目经理为安全生产工作的第一责任人;项目生产副经理为安全生产工作主要责任人,对安全机构和人员的配备进行审批;项目部安全室拟订安全生产管理条例,并组织安全大检查,并逐层落实到施工现场,确保施工安全。
4.2 加强人员培训
工程质量的好坏,在很大程度上取决于参与工程的全体人员的技术能力和工作责任心,因此,必须抓紧、抓死技术学习和思想教育工作,以使每个职工做到工作一丝不苟,认真细致,用人的工作质量来保证工程质量,牢固树立质量责任重于泰山的思想。所有进场的施工人员均由经理部进行资格审理,对不合格者在操作前应按《培训工作程序》进行培训。
4.3 作好技术交底工作
在每项工作、每道工序施工前,将有关施工技术规范、设计要求、质量控制部位及应达到的标准等编制成手册发到各施工班组进行书面交底并作为学习的依据,同时利用各种会议形式进行口头交底,达到人人知晓,并在施工中对照检查,做到人人遵守,互相督促;开工前将对进入合同段的全体员工进行技术规范教育,针对各工种进行技术培训,培训结束后,要进行考试,对不合格者不发给上岗证,且不得上岗。
4.4 實行定期和不定期的质量检查制度
在整个施工过程中,项目经理部每月进行一次质量大检查,各施工队每半月进行一次质量检查,特别是对一些容易影响工程质量的重要工序和部位设专人跟班检查,把影响质量的因素消灭在施工过程中,对不符合标准的工程坚决推倒重来,以确保施工的工程不留下质量隐患。
4.5 实行三不放过的原则
一道工序或工程完成后,如检查确认不能达到优良工程时,除责成返工外,还要分析产生质量事故的原因,找出造成质量事故的责任人,并根据具体情况予以处理,总结出产生质量问题的经验教训,制定出防止事故再次发生的措施。如上述三点即:原因、责任人、防止措施未搞清楚和落实时,此次事故决不放过,并加重处分有关施工队、工班、组的领导。
4.6工程材料的质量控制
材料供应管理部门必须对采购的原材料、配件和半成品等材料,建立健全进场前检查验收和取样送检制度, 材料的采购要符合《物资采购控制工作程序》,与工程质量有重要影响的材料必须用合同订货,供货方从《物资分供商合格名册》中选择,杜绝不合格的材料进入施工现场。水泥、钢材及其他成品进场必须有出厂合格证,并按规定做材质试验,水泥必须在有效期内用完,所有材料均要加强仓储管理。地方材料应先调查料源,取样试验,试验合格并经监理工程师认可后才能进料。施工现场要设专人收料,不合格材料坚决拒不合格材料坚决拒收,施工过程中如发现不合格或失效的材料必须及时清理出现场。
制定控制每道工序的详细管理规定。
在施工过程中,把分项工程的施工控制细化到每道工序的施工控制,制定出详细的管理条例,特别是关键工序,每次施工前由技术主办主持,负责施工管理人员及班组长参加召开技术交底会,作详细的施工技术交底。根据创优计划,保证每道工序的施工都做到标准化、指标化、量化,并以书面的形式分发到有关的施工人员手中,使他们对所负责的施工工序有很清晰的目标衡量标准,做到全方位、全天候的掌握、控制。
5 结束语
总之,桥梁的质量就是桥梁施工企业的生命。在施工伊始,项目部就要打出“树品牌”的旗帜,在施工中,要严格按照业主的精细化施工手册操作,严抓共管,打破过去粗放管理的模式;在每个施工细节上考虑,做到质量精细化,将会大大减少目前现浇箱梁施工中经常出现的质量通病,对施工质量的提高起到更好的效果。
参考文献
[1] JTJ041-2000,公路桥涵施工技术规范.
[2] 中交公路规划设计院. 板沙尾特大桥工程地质勘查报告[ R] .2005. [ 3 ] 陆仁达. 桥涵. 人民交通出版社, 2000.
关键词:高速公路;桥梁;箱梁现浇;施工技术;质量管理
1 工程概况
太(原) 澳(门) 国家重点公路广东省顺德碧江至中山沙溪段起点位于顺德碧江, 终止于中山市沙溪镇, 板沙尾特大桥位于佛山市顺德区大良镇板沙尾与容桂东升之间,跨越容桂水道。板沙尾特大桥主墩基础采用16根D220cm钻孔灌注桩,桩长分别为45m、45m、47m,按嵌岩桩设计;承台为整体式,端头为弧形,轮廓尺寸为32.5×13.0×4.0m;墩身采用六边形薄壁实心墩,墩身基准截面尺寸为8.0×1.8m。上部结构共划分为25号梁段,其中0~22号梁段为T构梁段;23、24号梁段分别为中、边跨合龙段;25号梁段为边跨现浇梁段。在T构梁段中,0、1号梁段为支架现浇梁段,2~22号梁段为挂蓝悬臂浇筑梁段。主梁梁高从4.3m至10.8m按1.75次抛物线规律变化,箱梁采用单箱单室断面,上部结构预应力系统采用三向预应力。
2 地理条件
板沙尾特大桥位于三角洲水网平原地区,地下水受地形地貌制约埋深较浅,淤泥、亚粘土层为弱透水层,砂层为强透水层。地下水量丰富,对水泥混凝土无侵蚀性。本标段桥位所处的工程地质条件一般,主要分布有不均的淤泥质土等软土。第四系地层相对于桥墩及上部荷载而言承载力低,不宜作为桥基持力层;弱、微风化基岩承载力高,变形性小,是良好的桥基持力层。
弱微风化基岩埋藏深度不一,是以互层的形式出现,因此板沙尾特大桥采用钻(冲)孔端承灌注桩,以微风化泥岩与泥质粉砂岩为桥梁墩台嵌岩桩的桩端持力层,弱风化泥岩与泥质粉砂岩厚度大时也可以选作桩端持力层。但由于风化岩带常常出现互为夹层,施工时常根据孔底渣样调整孔深,保证桩端持力层符合技术指标要求。其中4、5、6、7这四个墩的基础位于容桂水道中,施工时需要搭设水上平台。
3 板沙尾大桥的主桥箱梁现浇施工技术
3.1 主桥箱梁0#、1#块施工
(1)0#块高度达到10.5米。0#块的施工可考虑分三次浇筑,先底板、再腹板、再顶板。一方面可以降低施工难度,另外也大大减小混凝土侧向压力,简化模板支撑系统。主桥箱梁0#施工步骤如下:
搭设墩顶托架平台→安装底模和侧模→平台试压→调整底模标高→底板钢筋绑扎和预应力管道安装(主要是竖向预力)→浇筑底板混凝土→养护→安装腹板内侧模→进行腹板和横隔墙钢筋及预应力管道施工(纵向预应力)→浇筑腹板混凝土→養护→安装顶板内托架和模板→绑扎顶板钢筋和预应力管道的定位(纵向预应力和横向预力)→浇筑顶板混凝土→养护→预应力的张拉。
(2)墩顶托架的设计和安装
墩顶托架通过在墩身预埋铁件,通过焊接或螺栓拼装支撑牛腿。在牛腿上搁置贝雷梁或工字钢搭设施工平台。
(3)托架的试压
托架拼装完毕后,应对托架按第一次浇筑混凝土的重量进行压重,一方面消除托架的非弹性变形,另一方面通过压重观测托架的变形,调整底模的预抬量。
(4)箱梁0#块的施工
主桥箱梁除一般普通钢筋混凝土施工外,还有复杂的三向预应力系统。一般竖向预应力采用精轧螺纹钢,横向预应力和纵向预应力采用钢绞线作预应力材料。在施工中,三个方向的预应力交错复杂,应作为重点来控制。
3.2 主桥箱梁挂篮悬浇施工
(1)挂篮的形式的选择
挂篮形式根据设计对挂篮自重的控制、公司现有材料情况及工程性质来选择。一般来讲,三角轻型挂篮结构较为复杂,新制构件较多,一次性投入较大,但受力明确、变形小、轻巧灵便。桁架式(贝雷梁、六四军用梁等)挂篮成形快,设备利用率高,成本低,但质量大,操作笨重。对本工程工期比较紧的情况下,宜选择三角组合梁式轻型挂篮。
(2)挂篮的设计和制造及安装
挂篮的控制荷载应以最重或最长节段自重+挂篮自重+施工荷载来设计,挂篮除在受力上满足要求外,还应满足设计对挂篮自重的要求及规范对挂篮的变形要求。挂篮主要分为五个部分,三角组合承重梁、挂篮底平台、悬吊提升系统、后锚及走行系统。三角组合梁及挂篮底平台主要采用工字钢或槽钢加工而成,悬吊系统可采用钢吊带也可采用精轧螺纹吊杆。钢吊带安全性及耐久性较好,精轧螺纹吊杆则操作灵便。在使用上可两者兼顾,受力较大的主吊点位置可采用钢吊带,受力相对较小的地方采用精轧螺纹吊杆。后锚固系统主要利用箱梁自身竖向预应力钢筋可取得较好效果。走行系统则采用四氟板在滑道上滑行,走行中挂篮后锚则是反扣在滑道上,用千斤顶进行牵引挂篮的整体移动。
挂篮的拼装顺序为:滑道的定位安装→三角组合梁的拼装→后锚系统的布设→底平台和悬吊系统的拼装→模板系统的安装。在挂篮的拼装中高空起重作业较多,应重点注意安全。
(3)箱梁的挂篮悬浇施工
在0#、1#块上拼好挂篮后,即可开始2#节段的施工。在2#块施工前,先对拼装好的挂篮试压,试压重量与2#重量相当,一方面消除挂篮的非弹性变形,另一方面监测挂篮前端挠度,调整挂篮预抬量
在挂篮施工中,重点需要监控的是挂篮标高线型控制、预应力系统的施工及箱梁断面尺寸的控制。挂篮标高的控制一方面以设计方的理论计算作为依据,另一方面以项目部的测量记录及监控单位的实测数据作为参考,随时调整每个节段的施工预抬量。在施工中,特别是大跨度桥梁悬浇施工,阳光的照射引起的温差对桥面标高影响较大,特别在箱梁在悬臂比较大情况下应特别注意。立模时尽量在清晨气温低时进行测量工作,在其它时段进行测量工作时应采取一定的换算措施,保证桥梁线型的控制。
在挂篮悬浇施工中,箱梁断面尺寸的控制也是难点之一,实际施工中断面尺寸会比设计要大,断面尺寸的增大增加了材料的用量同时也增大桥梁箱梁本身的自重,对箱梁受力是不利的。在灌注混凝土时,应严格控制底板、顶板灌注标高及腹板厚度,使断面尺寸达到要求。箱梁三向预应力系统交错复杂、相互影响,施工中对预应力管道的安装布设引起高度的重视,才能保证整体质量。 3.3 主桥边跨现浇段施工
在距边墩10m处打设一排8根φ1.0m钢管桩,在钢管桩上放置2I56垫梁,在垫梁与边墩间搁置贝雷梁作为边跨现浇段施工支架。贝雷梁上铺设分配梁和底模,进行边跨现浇段的施工。边跨现浇段分两次浇筑,第一次浇筑底板,第二次浇筑顶板。
3.4 合龙段的施工
按照先边跨合龙段后中跨合龙段的顺序进行合龙施工。边跨合龙段在边跨直线段现浇支架上施工,中跨合龙段则利用挂篮底平台做的吊架上施工。
4 施工质量管理
4.1 落实安全责任,实施责任管理
在狠抓工程质量的同时,同样注重施工安全控制,将工程施工中对人的伤害或设备财产的损失风险减至最低,保持适宜的工作环境。成立安全生产领导小组,组长由经理担任,项目经理为安全生产工作的第一责任人;项目生产副经理为安全生产工作主要责任人,对安全机构和人员的配备进行审批;项目部安全室拟订安全生产管理条例,并组织安全大检查,并逐层落实到施工现场,确保施工安全。
4.2 加强人员培训
工程质量的好坏,在很大程度上取决于参与工程的全体人员的技术能力和工作责任心,因此,必须抓紧、抓死技术学习和思想教育工作,以使每个职工做到工作一丝不苟,认真细致,用人的工作质量来保证工程质量,牢固树立质量责任重于泰山的思想。所有进场的施工人员均由经理部进行资格审理,对不合格者在操作前应按《培训工作程序》进行培训。
4.3 作好技术交底工作
在每项工作、每道工序施工前,将有关施工技术规范、设计要求、质量控制部位及应达到的标准等编制成手册发到各施工班组进行书面交底并作为学习的依据,同时利用各种会议形式进行口头交底,达到人人知晓,并在施工中对照检查,做到人人遵守,互相督促;开工前将对进入合同段的全体员工进行技术规范教育,针对各工种进行技术培训,培训结束后,要进行考试,对不合格者不发给上岗证,且不得上岗。
4.4 實行定期和不定期的质量检查制度
在整个施工过程中,项目经理部每月进行一次质量大检查,各施工队每半月进行一次质量检查,特别是对一些容易影响工程质量的重要工序和部位设专人跟班检查,把影响质量的因素消灭在施工过程中,对不符合标准的工程坚决推倒重来,以确保施工的工程不留下质量隐患。
4.5 实行三不放过的原则
一道工序或工程完成后,如检查确认不能达到优良工程时,除责成返工外,还要分析产生质量事故的原因,找出造成质量事故的责任人,并根据具体情况予以处理,总结出产生质量问题的经验教训,制定出防止事故再次发生的措施。如上述三点即:原因、责任人、防止措施未搞清楚和落实时,此次事故决不放过,并加重处分有关施工队、工班、组的领导。
4.6工程材料的质量控制
材料供应管理部门必须对采购的原材料、配件和半成品等材料,建立健全进场前检查验收和取样送检制度, 材料的采购要符合《物资采购控制工作程序》,与工程质量有重要影响的材料必须用合同订货,供货方从《物资分供商合格名册》中选择,杜绝不合格的材料进入施工现场。水泥、钢材及其他成品进场必须有出厂合格证,并按规定做材质试验,水泥必须在有效期内用完,所有材料均要加强仓储管理。地方材料应先调查料源,取样试验,试验合格并经监理工程师认可后才能进料。施工现场要设专人收料,不合格材料坚决拒不合格材料坚决拒收,施工过程中如发现不合格或失效的材料必须及时清理出现场。
制定控制每道工序的详细管理规定。
在施工过程中,把分项工程的施工控制细化到每道工序的施工控制,制定出详细的管理条例,特别是关键工序,每次施工前由技术主办主持,负责施工管理人员及班组长参加召开技术交底会,作详细的施工技术交底。根据创优计划,保证每道工序的施工都做到标准化、指标化、量化,并以书面的形式分发到有关的施工人员手中,使他们对所负责的施工工序有很清晰的目标衡量标准,做到全方位、全天候的掌握、控制。
5 结束语
总之,桥梁的质量就是桥梁施工企业的生命。在施工伊始,项目部就要打出“树品牌”的旗帜,在施工中,要严格按照业主的精细化施工手册操作,严抓共管,打破过去粗放管理的模式;在每个施工细节上考虑,做到质量精细化,将会大大减少目前现浇箱梁施工中经常出现的质量通病,对施工质量的提高起到更好的效果。
参考文献
[1] JTJ041-2000,公路桥涵施工技术规范.
[2] 中交公路规划设计院. 板沙尾特大桥工程地质勘查报告[ R] .2005. [ 3 ] 陆仁达. 桥涵. 人民交通出版社, 2000.