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摘要:通过本项目桥面板预制环节,认真收集各项施工数据,总结施工经验,发现问题,解决问题,对施工难点、控制要点形成一套高寒大风地区钢板组合梁桥面板预制施工方法,为以后类似钢板组合梁预制桥面板施工提供借鉴。
关键词:高寒;大风地区;钢板组合梁;预制桥面板
引言
2016年7月,交通运输部决定推进公路工程钢结构桥梁(包括钢箱梁、钢桁梁、钢混组合梁等桥梁工程)建设,鼓励选用钢结构桥梁,并提出7条具体措施。钢板组合梁是钢结构桥梁的重要组成部分,因其自重轻、结构简洁、能够充分发挥钢材与混凝土两种材料优势,在国外的桥梁施工中得到广泛应用,发展潜力巨大。苏化项目地处高寒大风地区,预制桥面板纵向采用钢筋混凝土湿接缝连接,双主梁横向采用全宽桥面板预制,天气影响较大,平整度要求高。
1工程概况
苏化高速1号预制场负责承担苏化一分部预制桥面板186块(其中12米宽桥面板76块,9米宽桥面板34块,8.24米宽桥面板76块),里程范围为K0+000-K39+500,正线全长39.5km。
2 施工要点
2.1预制桥面板预制台座设计
前期进行选址优化,预制桥面板制梁台座按照3排进行布置,第2/3排间设置4.5m宽的行车道,便于浇筑混凝土。
2.2预制桥面板底模安装
桥面板底模采用整体式全钢结构,为保证底模受力均衡,桥面板底模基础采用两次浇筑成行。使用水准仪控制好桥面板底模标高,确保预制桥面板底模四角处在同一平面上。
2.3预制桥面板的侧模、端模安装
预制桥面板模板采用钢底模、侧模体系,侧模利用定位槽进行定位。安装侧模、端模前对底模进行打磨并涂脱模剂,模板安装完成后复核几何尺寸是否满足设计要求(长、宽、高),待预制桥面板钢筋绑扎完成后使用拉杆对模板进行最终加固。侧、端模安装前使用压条进行防漏浆处理。
2.4预桥面板钢筋绑扎
由于预制桥面板侧模为预留孔形式,所以钢筋绑扎在已拼装好的模板上进行,横向外漏主筋采用预留孔进行定位,外漏长度采用挂线方式进行控制,纵向钢筋间距采用钢筋卡槽进行定位,特别注意纵、横向钢筋与剪力钉位置,避免冲突。保护层采用3cm梅花形垫块,按照梅花形进行布设,确保保护层满足设计要求。桥面板侧模预留孔位置采用橡胶带抠孔进行止浆,此方法能有效的起到止浆效果。
2.5预应力管道安装
横向预应力管道采用“U”型钢筋精确定位,定位钢筋与桥面板纵、横钢筋电焊连接,并保证有效连接。预制桥面板施工现场在预应力管道附近对钢筋等施焊时,必须采取保护管道措施,防止对预应力管道造成烧伤,导致预应力管道漏浆造成预应力管道堵塞。预应力波纹管定位偏差不得超过沿纵向不得超过15mm,沿竖向不得超过5mm。浇筑混凝土前先穿抽拔棒,在桥面板混凝土达到一定强度时拔出抽拔棒,以不损坏波纹管壁及顺利的拔出为原则。
2.6剪力槽口模板安装
待预制桥面板的钢筋及预应力波纹管安装完成后,然后进行预制桥面板剪力槽口的安装。剪力槽口采用5mm厚梳齿板配合快易收口网方式布设,严格按照设计位置进行安装,确保剪力槽口位置准确。本工序中采用的快易收口网能有效的起到防漏浆效果,且拆除后可起到免凿毛效果。
2.7浇筑混凝土
由于本项目地处高寒大风地区,气温低、风沙大、气候影响大。为保证预制桥面板的整体施工进度及预制桥面板成品强度满足要求,本项目提前按照冬季施工进行施工,冬期混凝土施工中要求混凝土拌合物的出机温度不宜低于规范要求的10℃),规范要求首先对拌和用水加热,水泥做好保温措施,不进行加热,当拌和温度仍不能满足时,再考虑对集料加热。本项目从成本及气候方面综合考虑,只采取水加热,砂石料、外加剂保温。
在预制桥面板钢筋及模板安装合格后,即可开始浇筑预制桥面板梁体混凝土。混凝土坍落度控制在5-8cm,降低坍落度以降低用水量,减少大风天气游离水蒸发引起收缩裂缝。预制桥面板采用连续灌注、一次性浇筑完成的施工工艺。
预制桥面板混凝土浇筑利用龙门吊加料斗布料,入模时下料要均匀,注意与振捣相配合,混凝土的振捣与下料交错进行,预制桥面板混凝土采用插入式振动棒(50型)振捣成型。桥面板顶面振捣完成后以方钢进行赶压、刮平,保证坡度和平整度。预制桥面板的收浆抹平执行两次,以免产生收缩裂缝。预制桥面板顶面必须进行拉毛处理,以便控制桥面板顶面与沥青结构层的结合质量。
2.8浇模板拆除
拆模必须满足拆模时所需混凝土强度,首先拆除剪力槽口位置模板,剪力槽钢板拆除后将快易收口网清理干净。拆模顺序按照先立后拆的原则进行拆模,拆除侧模时使用龙门吊配合倒链进行外拉,与传统的大锤撬杠拆模相比较,避免了梁体的损伤,延长了模板的使用寿命。
预制桥面板混凝土强度达到规范要求凿毛强度时湿接缝断面位置应均匀凿毛。
2.9预制桥面板养护
本项目预制桥面板采用蒸汽养护,混凝土梁面采用两布一膜进行覆盖,端部外漏面采用薄膜进行保湿。
2.9.1 一般规定
预制桥面板混凝土蒸汽养生的升、降温速度根据《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50—2011)表面系数(M =F/V,F为构件的冷却面面积,V为构件的体积,M为表面系数)的要求确定,根据计算得到预制桥面板表面系数均小于6,故升温速度小于10℃/h,降温速度小于5℃/h。
2.9.2 蒸汽养生
为了防止预制桥面板因内外温差过大或恒温温度过高而导致混凝土产生裂缝,预制桥面板采用蒸汽养生,分为静停、升温、恒温、降温四个阶段,养护的过程中应严格控制蒸养的升、降温的速度及恒温温度。根据规范要求静停时间应控制在0-1.5h,升温速度均不大于10℃/h,、降温速度均不大于5℃/h。预制桥面板蒸汽养生结束后立即进入自然养护。
2.10预应力施工
预制桥面板横向预应力采用扁锚4s15.2的钢绞线,沿顺桥向以50cm等间距布置,采用单端张拉,锚下控制应力1395MPa。预制桥面板锚具采用弧形扁锚,锚孔呈圆弧分布,改善了结构的应力分布,减少了锚区预应力钢绞线的弯曲应力,降低了预应力钢束的摩阻损失。
预制桥面板的实际强度根据同养试件测得,待实际强度达到设计强度的85%后才能进行张拉部分预应力钢绞线张拉,张拉的顺序为:先张拉距吊点位置较近且未穿过剪力槽的2束钢绞线,即1#、6#束钢绞线, 3#、4#束钢绞线待预制桥面板砼浇筑完成28d后且强度达到设计值100%后方可进行张拉。2#、5#束钢绞线待预制桥面板安装完成且剪力槽砼强度达到设计值100%后才能进行张拉。预制桥面板压浆采用真空辅助压浆工艺。
2.11移梁
张拉、压浆完成后方可进行移梁,桥面板集中放至存梁区,最底层桥面板放竹胶板,防止混凝土磕碰,上层桥面板存放时保证支撑点在一条上,支点偏差控制在10cm。
3 效益分析
3.1经济效益分析
根据计算,
蒸汽养生:31.2万元
自然养生: 44.8万元
综上可知,和自然养生相比,蒸汽养生可节约:44.8-31.2=13.6万元。我标段共计186块预制桥面板,平均每片桥面板节省成本:136000/186=731元。蒸汽养生过程中投入较大,但对整体工期进行缩短,整体考虑时具有明显的经济效益。
3.2社会效益分析
在高寒大风地区钢板组合梁预制桥面板通过蒸汽养生措施提高功效,有效的缩短工期,缩短临时用地占用时间,减少施工对环境的影响,为创造优质工程奠定了基础,多次受到业主的一致好评。实践证明通过对预制桥面板施工进行的研究具有良好的社会效益。
4结束语
本项目预制桥面板通过采用蒸汽养生措施,在施工过程中实现缩短底模周转周期,使整体工期提前60天。相对于不采用蒸汽养生措施工期提高了一倍。
预制桥面板采用蒸汽养生进行养护能加快混凝土的水化热反应,短时间内提高混凝土强度,缩短模板周转周期,提高生产效率,缩短工期。同时,也对混凝土工程质量提供了保障。