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摘要:本文介绍了试车场高速环道曲面混凝土现浇施工工艺,并结合工程实际阐述了试车场高速环道曲面混凝土施工的控制措施及施工中应注意的问题。
关键词:试车场 曲面混凝土施工 技术
中图分类号: TU74 文献标识码: A 文章编号:
1 工程概况
徐水试车场管段起讫里程为:K0+000~K7+019.221,高速跑道全长7.019公里,位于保定市徐水县大王店长城汽车工业园区内,4条491m缓和曲线,2条长1348.642m圆曲线,圆曲线半径580m(跑道设计中心线)和两条长1178.858m的直线组成。曲线路面结构层为45cm,垫层为20cm厚C15钢筋混凝土、面层为25cm厚(弯拉强度为5.0Mpa)钢筋混凝土。行车时速为低速车道120Km/h,中速车道180Km/h,高速车道240Km/h。本文主要针对高速环道圆曲线部分的施工进行阐述。
高速环道平均高为6.9m。如:高速环道圆曲线断面图。
高速环道圆曲线断面图
路面结构层:缓和曲线、圆曲线路面结构层20cmC15混凝土垫层,25cm双层钢筋网片钢筋混凝土(弯拉强度为5.0MPa)。
2 施工技术方案
高环曲线路面分两次浇筑,先浇筑低中速车道,再浇筑高速车道、硬路肩,曲线路面结构层为45cm,垫层为20cm厚C15钢筋混凝土、面层为25cm厚(弯拉强度为5.0Mpa)钢筋混凝土,圆曲线路面混凝土分块施工,每块沿车行驶方向长3.5m。
2.1 高速环道曲面混凝土施工工艺流程
施工准备→跳槽安装低、中速道模板→摊铺基层混凝土并振捣→铺设钢筋网→摊铺面层混凝土→铺设钢筋网片→混凝土振捣→初平→精平→拉毛→养生→切缝→安装高速道、硬路肩模板→摊铺高速道、硬路肩基层混凝土并振捣→安放钢筋网→摊铺面层混凝土→铺设钢筋网片→混凝土振捣→初平→精平→拉毛→养生→切缝。
2.2 施工准备
1)曲面路基成型,先采用挖掘机初步刷坡,刷出轮廓接近设计曲面。如:挖掘机初步刷坡成型图。
挖掘机初步刷坡成型图
2)人工配合机械精确刷坡成型
采用人工配合机械刷坡时,技术员控制GPS或全站仪跟踪测量,保证曲线刷坡的精度,防止超刷,人工把曲面浮土清理干净,采用机械夯实曲面,保证曲面基层压实度,技术员放样立模控制点。如:人工配合机械刷坡成型图
人工配合机械刷坡成型图
2.3 模板定制
模板采用钢模板,在模板加工场定制成型。分块如下图:模板分块图。
现场试拼装,满足要求后投入使用。
模板分块图
2.4 模板就位
先用钢钎在模板侧向内外两侧予以夹持,同时用角钢焊成的三角形牛腿支架支撑于模板外侧加以固定。每一组两个连接在一起,每组间距为1m,用高程控制钢钎和固定钢钎把三角形支架固定在基层上,并用高程控制钢钎调整模板标高,误差不大于1mm,之后把固定螺栓拧紧卡在背带上。细部如下牛腿支架布置图和模板固定图所示。
牛腿支架布置图
模板固定图
2.5 混凝土浇筑
2.5.1跳仓施工
采用跳仓浇筑施工,浇筑次序以施工缝为界,分为2块浇筑(先浇筑低中速车道、再浇筑高速车道及硬路肩),路面浇筑分为2层浇筑垫层、面层,
(1)缓和曲线中后段以及圆曲线段, 则以中、高速道间的纵缝为界,先下部后上部的程序,按行车方向进行跳仓施工,如图高环曲线段混凝土面层跳仓施工图所示。先施工1、3、5、7……再施工2、4、6、8……
高环曲线段混凝土面层跳仓施工图
(2)当中低速车道的混凝土浇筑形成一小片的整体时(如:中低速车道施工完成1、2、3、4、5、6……后),浇筑高速车道和硬路肩的混凝土,浇筑仍采用跳仓施工,先施工1’、3’、5’、7’……再施工2’、4’、6’、8’……,并形成梯队作业,循环前进。
2.5.2混凝土摊铺
首先浇筑低、中速车道混凝土采用罐车运输到现场后,由现场领工员专门指挥罐车把混凝土放入挖掘机铲斗中,由挖掘机直接把混凝土倒入模板中,人工用铁锹配合挖掘机把混凝土摊铺均匀,严禁抛掷和搂耙,以防止混凝土离析,如图:高速环道低中速路面混凝土施工图。
高速环道低中速路面混凝土施工图
高速车道、硬路肩坡度达到43.93°,为了防止在浇筑过程中混凝土下滑,首先采用60cm钢钎打入路基深层,行车方向50cm一道,垂直行车方向1m一道,采用竹板(200cm×30cm×5cm)立在鋼钎前面,挡住混凝土防止下滑。浇筑高速车道混凝土采用吊车吊装入模,如图高速车道浇筑,人工采用铁锹把混凝土摊铺均匀。
高速车道混凝土入模
2.5.3混凝土振捣
待垫层C15混凝土浇筑20cm后,人工用铁锹摊铺均匀,采用插入式振捣棒振捣,采用行列式的次序振捣,并应避免碰撞模板及钢筋。
用水平尺靠在模板边缘保证垫层混凝土厚度,如:垫层混凝土厚度控制图。
待混凝土振捣完毕后,需在2~3小时之内铺设钢筋网片。
垫层混凝土厚度控制图
钢筋网片铺设
待铺设完垫层钢筋网片,浇筑面层弯拉强度5.0Pma混凝土,浇筑20cm后,铺设面层钢筋网片,再浇筑5cm面层混凝土,待面层混凝土浇筑完毕,人工采用2块3.5m长30cm宽竹板压在模板顶部,工人踩在竹板上面从下至上缓慢振捣,防止在振捣时混凝土下滑或模板上浮。
2.5.4混凝土整平
平整度检测,待混凝土面层振捣完毕,采用4m铝合金刮尺整平2遍从下至上,刮尺找平时高处辅助用铁锹铲掉,低处用铁锹填补,然后人工采用木抹子初平2遍,把面层表面较大的颗粒剔除。采用纵向牵引抹光机从下至上在混凝土面层整平、提浆2遍,人工采用铁抹子对混凝土面层收光不少于2遍。面层收光完毕,技术员、质检员用3m靠尺、塞尺,沿车辆行驶方向检测混凝土表面平整度,对面层个别平整度达不到要求的地方,用铁抹子再次收光,要求面层平整度±2mm。
2.5.5混凝土面层拉毛
待面层收光后,用手触摸混凝土表面不沾手时为拉毛最佳时间,采用棕刷进行拉毛,拉毛深度为0.8~2mm,采用30cm长木屑子钉在棕刷顶部两侧,用铝合金刮尺辅助棕刷拉毛,使拉毛线型垂直于行车方向,拉毛过程中,速度均匀,不得间歇。
拉毛作业
2.5.6混凝土覆盖养生
采用塑料薄膜覆盖养生。
2.5.7混凝土纵缝切缝施工
待混凝土浇筑完毕24小时后,在车道分界线部位,采用切割机沿车辆行驶方向切缝,切缝深度最浅不小于70mm,缝宽为3~8mm。
2.5.8传力杆及拉杆施工
为了保证路面连接平顺和防止不均匀沉降,在纵缝和缩缝位置设置拉杆及传力杆,拉杆及传力杆设置在混凝土表面下13cm位置。
纵缝:沿行车方向缩缝拉杆采用HPB235Φ25@300螺纹钢筋连接,钢筋长45cm,中速车道与高速车道纵向接缝处设置一排。
缩缝:垂直于行车方向缩缝传力杆采用HPB235Φ25@300圆钢筋连接,钢筋长50cm,沿车行方向每板混凝土横向施工缝设置一排,钢筋外露部分涂抹沥青,加Φ28套管。
3 要点控制
3.1 坍落度
在高速环道曲面混凝土施工中,混凝土的坍落度控制是关键。高环坡度较大,低速车道坡度达到15.43°,中速车道坡度达到30.79°,高速车道达到43.93°,混凝土的坍落度控制非常严格,坍落度大容易易下滑和离析;坍落度小,容易粘罐和减慢施工速度。
通过试验得到在高速车道混凝土施工时,坍落度控制在70-90mm,在中低速车道混凝土施工时,坍落度控制在80-100mm.。现场控制时增加罐车的数量,减少罐车的运输量,一般不超过4m3,保证罐车到现场后20min内可以将其内混凝土使用完毕。
现场施工时,在混凝土中加入适量的减水剂,增加混凝土的和易性,会达到比较明显的加快施工速度的效果。
3.2 混凝土表面平整度控制
1)模板控制
钢模板的上边口精度和刚度是曲面混凝土成型后的平整度的控制关键。所以在加工模板时不仅要求其平整度达到设计及规范要求,而且要求你上边口的精度达到0,-0.5mm,同时刚度达到要求。通过检算模板受力后的挠度不得大于2mm。
上边口精度的要求即为曲面混凝土施工和平面混凝土施工在模板要求上最大的区别。
2)表面找平控制
单块混凝土板块的曲面混凝土施工找平后,存在混凝土受重力影响向下鼓包的现象,所以在初次找平后每隔15-30min用4m靠尺对其表面平整度进行检测一次,控制范围为0,-2mm。发现不满足要求的地方采用平整尺刮平,再次使用牵引抹光机收光,拉毛。直到混凝土凝固结束此项工作。
3)测量控制
测量控制重点在控制混凝土板块之间的平整度。在曲面混凝土施工过程中,混凝土板块的水平位移对高程会产生极大的影响。在本项目施工过程中控制模板的高速车道中线与设计线保持一致。施工过程中采用在模板控制位置安装测量小棱镜,全站仪跟踪测量。
3.3传力杆及拉杆调整时间
在安装传力杆及拉杆时位置要准确,在振捣混凝土时避免与振捣棒接触,防止位移,应在混凝土振捣完毕后安放传力杆及拉杆。
3.4 混凝土振捣
在曲面上混凝土极易下滑和离析,所以混凝土振捣时间要短,控制在10-15s,不密实处加振一次。
3.5表面拉毛处理
表面拉毛在混凝土收光后立即进行,由于混凝土本身坍落度小,对初凝时间有一定的影响,所以太晚拉毛会产生拉毛深度不足的现象。
在施工过程中采用强制加重力拉毛。
毛刷保持清洁,每拉一次清洗一次,并保持在拉毛过程中毛刷湿润。
毛刷采用棕刷,不可使用钢丝刷。
为保证拉毛的顺直,采用铝合金钢尺做轨道,毛刷上固定一控制杆,紧贴钢尺,一气呵成,不可中断。否则重新开始,不可中断后接着中断处续拉。
3.6其它注意事项
切缝时应保持和混凝土路面垂直。
拆模时使用木楔子由混凝土两头(非顶面)处嵌入,逐渐分离混凝土和模板,拆模过程不可触碰混凝土表面及上棱角的任何部位。
4 结束语
国内试车场高速环道行车时速越来越快,对路面的各项要求越来越高。对于以240Km/h的速度行驶的车辆来说,路面的任何缺陷对行车来说都可能是致命的,所以必须在施工阶段控制其施工质量,并且要重视施工环节技术要点的掌握。在当今的建设市场中,由于施工的水平不断提高,企业间的竞争焦点越来越着眼于路面的技术水平,因此要重视技术的发展重要性。
参考文献:
1.《混凝土结构工程施工规范》GB 506666-2011;
2.《弯曲薄壁型钢结构技术规范》TJ18-75;
3.《混凝土外加剂应用技术规范》 GB50119-2003;
4.《混凝土结构工程质量驗收规范》GB50204-2002;
5.《大体积混凝土施工规范》 GB50496-2009。
关键词:试车场 曲面混凝土施工 技术
中图分类号: TU74 文献标识码: A 文章编号:
1 工程概况
徐水试车场管段起讫里程为:K0+000~K7+019.221,高速跑道全长7.019公里,位于保定市徐水县大王店长城汽车工业园区内,4条491m缓和曲线,2条长1348.642m圆曲线,圆曲线半径580m(跑道设计中心线)和两条长1178.858m的直线组成。曲线路面结构层为45cm,垫层为20cm厚C15钢筋混凝土、面层为25cm厚(弯拉强度为5.0Mpa)钢筋混凝土。行车时速为低速车道120Km/h,中速车道180Km/h,高速车道240Km/h。本文主要针对高速环道圆曲线部分的施工进行阐述。
高速环道平均高为6.9m。如:高速环道圆曲线断面图。
高速环道圆曲线断面图
路面结构层:缓和曲线、圆曲线路面结构层20cmC15混凝土垫层,25cm双层钢筋网片钢筋混凝土(弯拉强度为5.0MPa)。
2 施工技术方案
高环曲线路面分两次浇筑,先浇筑低中速车道,再浇筑高速车道、硬路肩,曲线路面结构层为45cm,垫层为20cm厚C15钢筋混凝土、面层为25cm厚(弯拉强度为5.0Mpa)钢筋混凝土,圆曲线路面混凝土分块施工,每块沿车行驶方向长3.5m。
2.1 高速环道曲面混凝土施工工艺流程
施工准备→跳槽安装低、中速道模板→摊铺基层混凝土并振捣→铺设钢筋网→摊铺面层混凝土→铺设钢筋网片→混凝土振捣→初平→精平→拉毛→养生→切缝→安装高速道、硬路肩模板→摊铺高速道、硬路肩基层混凝土并振捣→安放钢筋网→摊铺面层混凝土→铺设钢筋网片→混凝土振捣→初平→精平→拉毛→养生→切缝。
2.2 施工准备
1)曲面路基成型,先采用挖掘机初步刷坡,刷出轮廓接近设计曲面。如:挖掘机初步刷坡成型图。
挖掘机初步刷坡成型图
2)人工配合机械精确刷坡成型
采用人工配合机械刷坡时,技术员控制GPS或全站仪跟踪测量,保证曲线刷坡的精度,防止超刷,人工把曲面浮土清理干净,采用机械夯实曲面,保证曲面基层压实度,技术员放样立模控制点。如:人工配合机械刷坡成型图
人工配合机械刷坡成型图
2.3 模板定制
模板采用钢模板,在模板加工场定制成型。分块如下图:模板分块图。
现场试拼装,满足要求后投入使用。
模板分块图
2.4 模板就位
先用钢钎在模板侧向内外两侧予以夹持,同时用角钢焊成的三角形牛腿支架支撑于模板外侧加以固定。每一组两个连接在一起,每组间距为1m,用高程控制钢钎和固定钢钎把三角形支架固定在基层上,并用高程控制钢钎调整模板标高,误差不大于1mm,之后把固定螺栓拧紧卡在背带上。细部如下牛腿支架布置图和模板固定图所示。
牛腿支架布置图
模板固定图
2.5 混凝土浇筑
2.5.1跳仓施工
采用跳仓浇筑施工,浇筑次序以施工缝为界,分为2块浇筑(先浇筑低中速车道、再浇筑高速车道及硬路肩),路面浇筑分为2层浇筑垫层、面层,
(1)缓和曲线中后段以及圆曲线段, 则以中、高速道间的纵缝为界,先下部后上部的程序,按行车方向进行跳仓施工,如图高环曲线段混凝土面层跳仓施工图所示。先施工1、3、5、7……再施工2、4、6、8……
高环曲线段混凝土面层跳仓施工图
(2)当中低速车道的混凝土浇筑形成一小片的整体时(如:中低速车道施工完成1、2、3、4、5、6……后),浇筑高速车道和硬路肩的混凝土,浇筑仍采用跳仓施工,先施工1’、3’、5’、7’……再施工2’、4’、6’、8’……,并形成梯队作业,循环前进。
2.5.2混凝土摊铺
首先浇筑低、中速车道混凝土采用罐车运输到现场后,由现场领工员专门指挥罐车把混凝土放入挖掘机铲斗中,由挖掘机直接把混凝土倒入模板中,人工用铁锹配合挖掘机把混凝土摊铺均匀,严禁抛掷和搂耙,以防止混凝土离析,如图:高速环道低中速路面混凝土施工图。
高速环道低中速路面混凝土施工图
高速车道、硬路肩坡度达到43.93°,为了防止在浇筑过程中混凝土下滑,首先采用60cm钢钎打入路基深层,行车方向50cm一道,垂直行车方向1m一道,采用竹板(200cm×30cm×5cm)立在鋼钎前面,挡住混凝土防止下滑。浇筑高速车道混凝土采用吊车吊装入模,如图高速车道浇筑,人工采用铁锹把混凝土摊铺均匀。
高速车道混凝土入模
2.5.3混凝土振捣
待垫层C15混凝土浇筑20cm后,人工用铁锹摊铺均匀,采用插入式振捣棒振捣,采用行列式的次序振捣,并应避免碰撞模板及钢筋。
用水平尺靠在模板边缘保证垫层混凝土厚度,如:垫层混凝土厚度控制图。
待混凝土振捣完毕后,需在2~3小时之内铺设钢筋网片。
垫层混凝土厚度控制图
钢筋网片铺设
待铺设完垫层钢筋网片,浇筑面层弯拉强度5.0Pma混凝土,浇筑20cm后,铺设面层钢筋网片,再浇筑5cm面层混凝土,待面层混凝土浇筑完毕,人工采用2块3.5m长30cm宽竹板压在模板顶部,工人踩在竹板上面从下至上缓慢振捣,防止在振捣时混凝土下滑或模板上浮。
2.5.4混凝土整平
平整度检测,待混凝土面层振捣完毕,采用4m铝合金刮尺整平2遍从下至上,刮尺找平时高处辅助用铁锹铲掉,低处用铁锹填补,然后人工采用木抹子初平2遍,把面层表面较大的颗粒剔除。采用纵向牵引抹光机从下至上在混凝土面层整平、提浆2遍,人工采用铁抹子对混凝土面层收光不少于2遍。面层收光完毕,技术员、质检员用3m靠尺、塞尺,沿车辆行驶方向检测混凝土表面平整度,对面层个别平整度达不到要求的地方,用铁抹子再次收光,要求面层平整度±2mm。
2.5.5混凝土面层拉毛
待面层收光后,用手触摸混凝土表面不沾手时为拉毛最佳时间,采用棕刷进行拉毛,拉毛深度为0.8~2mm,采用30cm长木屑子钉在棕刷顶部两侧,用铝合金刮尺辅助棕刷拉毛,使拉毛线型垂直于行车方向,拉毛过程中,速度均匀,不得间歇。
拉毛作业
2.5.6混凝土覆盖养生
采用塑料薄膜覆盖养生。
2.5.7混凝土纵缝切缝施工
待混凝土浇筑完毕24小时后,在车道分界线部位,采用切割机沿车辆行驶方向切缝,切缝深度最浅不小于70mm,缝宽为3~8mm。
2.5.8传力杆及拉杆施工
为了保证路面连接平顺和防止不均匀沉降,在纵缝和缩缝位置设置拉杆及传力杆,拉杆及传力杆设置在混凝土表面下13cm位置。
纵缝:沿行车方向缩缝拉杆采用HPB235Φ25@300螺纹钢筋连接,钢筋长45cm,中速车道与高速车道纵向接缝处设置一排。
缩缝:垂直于行车方向缩缝传力杆采用HPB235Φ25@300圆钢筋连接,钢筋长50cm,沿车行方向每板混凝土横向施工缝设置一排,钢筋外露部分涂抹沥青,加Φ28套管。
3 要点控制
3.1 坍落度
在高速环道曲面混凝土施工中,混凝土的坍落度控制是关键。高环坡度较大,低速车道坡度达到15.43°,中速车道坡度达到30.79°,高速车道达到43.93°,混凝土的坍落度控制非常严格,坍落度大容易易下滑和离析;坍落度小,容易粘罐和减慢施工速度。
通过试验得到在高速车道混凝土施工时,坍落度控制在70-90mm,在中低速车道混凝土施工时,坍落度控制在80-100mm.。现场控制时增加罐车的数量,减少罐车的运输量,一般不超过4m3,保证罐车到现场后20min内可以将其内混凝土使用完毕。
现场施工时,在混凝土中加入适量的减水剂,增加混凝土的和易性,会达到比较明显的加快施工速度的效果。
3.2 混凝土表面平整度控制
1)模板控制
钢模板的上边口精度和刚度是曲面混凝土成型后的平整度的控制关键。所以在加工模板时不仅要求其平整度达到设计及规范要求,而且要求你上边口的精度达到0,-0.5mm,同时刚度达到要求。通过检算模板受力后的挠度不得大于2mm。
上边口精度的要求即为曲面混凝土施工和平面混凝土施工在模板要求上最大的区别。
2)表面找平控制
单块混凝土板块的曲面混凝土施工找平后,存在混凝土受重力影响向下鼓包的现象,所以在初次找平后每隔15-30min用4m靠尺对其表面平整度进行检测一次,控制范围为0,-2mm。发现不满足要求的地方采用平整尺刮平,再次使用牵引抹光机收光,拉毛。直到混凝土凝固结束此项工作。
3)测量控制
测量控制重点在控制混凝土板块之间的平整度。在曲面混凝土施工过程中,混凝土板块的水平位移对高程会产生极大的影响。在本项目施工过程中控制模板的高速车道中线与设计线保持一致。施工过程中采用在模板控制位置安装测量小棱镜,全站仪跟踪测量。
3.3传力杆及拉杆调整时间
在安装传力杆及拉杆时位置要准确,在振捣混凝土时避免与振捣棒接触,防止位移,应在混凝土振捣完毕后安放传力杆及拉杆。
3.4 混凝土振捣
在曲面上混凝土极易下滑和离析,所以混凝土振捣时间要短,控制在10-15s,不密实处加振一次。
3.5表面拉毛处理
表面拉毛在混凝土收光后立即进行,由于混凝土本身坍落度小,对初凝时间有一定的影响,所以太晚拉毛会产生拉毛深度不足的现象。
在施工过程中采用强制加重力拉毛。
毛刷保持清洁,每拉一次清洗一次,并保持在拉毛过程中毛刷湿润。
毛刷采用棕刷,不可使用钢丝刷。
为保证拉毛的顺直,采用铝合金钢尺做轨道,毛刷上固定一控制杆,紧贴钢尺,一气呵成,不可中断。否则重新开始,不可中断后接着中断处续拉。
3.6其它注意事项
切缝时应保持和混凝土路面垂直。
拆模时使用木楔子由混凝土两头(非顶面)处嵌入,逐渐分离混凝土和模板,拆模过程不可触碰混凝土表面及上棱角的任何部位。
4 结束语
国内试车场高速环道行车时速越来越快,对路面的各项要求越来越高。对于以240Km/h的速度行驶的车辆来说,路面的任何缺陷对行车来说都可能是致命的,所以必须在施工阶段控制其施工质量,并且要重视施工环节技术要点的掌握。在当今的建设市场中,由于施工的水平不断提高,企业间的竞争焦点越来越着眼于路面的技术水平,因此要重视技术的发展重要性。
参考文献:
1.《混凝土结构工程施工规范》GB 506666-2011;
2.《弯曲薄壁型钢结构技术规范》TJ18-75;
3.《混凝土外加剂应用技术规范》 GB50119-2003;
4.《混凝土结构工程质量驗收规范》GB50204-2002;
5.《大体积混凝土施工规范》 GB50496-2009。