叙镇铁路有限责任公司 云南昭通 657900
摘要:连续梁施工工艺复杂,施工难度较大,施工控制要点多。本文以大风江连续梁施工为背景,阐述连续梁施工质量控制要点。
关键词:连续梁、施工质量、过程控制、多工艺
一、引言
本文以钦北线大风江双线特大桥连续梁为背景,从0#块到挂篮悬臂施工再到合龙段完成,一一阐述连续梁在施工全过程中支架、模型、钢筋、混凝土、预应力工程、管道压浆等关键工序的控制要点,为今后连续梁施工提供施工经验。
二、工程概况
大风江双线特大桥位于钦州市钦南区沙埠镇平艮村境内,全长549.68m。桥梁孔跨式样为2(9×32+(48+80+48)+2×32)m预应力混凝土桥梁。桥梁主跨9#~12#墩采用48m+80m+48m连续梁横跨大风江。该连续梁梁体为单箱单室、变高度、变截面结构,共分47个梁段,墩顶0#块长度为8m,圬工量为228.07m3,0#块重量为592.9T。
箱梁各截面梁高分别为:端支座处、边跨直线段及跨中处为3.89m,墩顶0#块支座处梁高为6.49m,梁高按圆曲线变化,圆曲线半径R=264.569m;箱梁横断面为单箱单室直腹板结构。全桥箱梁顶宽为12.2m,底宽6.4m,顶板厚度34~69cm,腹板厚度50~70~100cm,底板厚度50~100cm,在端支点、中支点共设5个横隔板,隔板设有过人孔洞,供检查人员通过。
三、主要施工工艺及控制措施
(一)0#块施工
1.钢管支架搭设及预压
大风江连续梁0#块采用碗扣式支架施工,其间距为60cm,腹板处加密为30cm,水平杆步距为60cm。
钢管架搭设完成后,在其上铺设纵横向两层10×10cm方木作为底模支撑,方木上方分别铺设5cm厚木板及2cm厚竹胶板作为底模。
底模铺设完成后,开始进行支架预压,预压方法为砂袋预压。0#块总重量为592.9t,每级压载为总重的20%,即142.3t,共5次加载。每级加载后持压30min,预压总重量为0#块混凝土重量的1.2倍。预压过程中,每隔2小时测量一次,当最后5小时支架停止沉降或沉降速度小于1mm/次后,即可卸除荷载。
2.模型安装
0#块底模、侧模、内模均采用2cm厚的木模。管模板安装时要求精确立模,确保模板的平面位置和标高的正确。内箱模板采用钢管架支撑,横纵向间距均为50cm,并采用斜撑连接。
3.钢筋绑扎及波纹管安装
由于0#块波纹管及钢筋分布均较密,因此在施工过程中采取先安装波纹管,后绑扎钢筋施工方法,具体流程为:首先施工底板与腹板纵向波纹管、底板及腹板钢筋以及腹板横隔板预应力筋,然后安装顶板纵向波纹管、顶板横向波纹管、绑扎顶板钢筋以及竖向预应力筋,最后再进行挡砟墙、竖墙及接触网钢筋的绑扎。
为保证预应力管道定位准确,在施工过程中采用定位钢筋对波纹管位置进行卡控,定位钢筋直线段间距1m,曲线段间距50cm,焊接定位钢筋时尽量避免烧伤波纹管。
4.混凝土浇筑
0#块混凝土从底板向顶板进行浇筑,为保证腹板混凝土不从下部挤出,底板与腹板混凝土应相错进行,并适当控制浇筑高度和速度,混凝土坍落度控制在140~180mm内。由于中隔墙位置混凝土浇筑高度大,钢筋直径大、分布密集,为防止该位置出现“狗洞”,在中隔墙位置采用局部开口,振捣棒从侧面辅助振捣的方式进行振捣。在底板混凝土浇筑完成后,现场技术员采用小锤沿内箱倒角处依次敲打,“听”出混凝土是否填满。在出现空响时,必须在相应位置的腹板处开孔,多条振捣棒配合让混凝土流入底板,防止空洞。
5.混凝土养生
大风江连续梁位于广西地区,全年温度较高,在混凝土浇筑完毕3小时后,立即在混凝土上覆盖土工布洒水养护,在养护期间应保持模板湿润,混凝土强度达到2.5Mpa前,不得使其承受行人、模板、支架和脚手架等荷载,模板拆除后,继续洒水养护,直到混凝土强度达到100%。
6.预应力张拉
钢绞线的穿束在端模拆除以后即可进行,穿束均采用卷扬机进行辅助穿束。10#墩和11#墩由于是由不同的协作队施工,因此采用的牵引弹头也不是一样的。10#墩是通过制作一个直径为17cm的钢套筒,将12根钢绞线传入套筒内,在用磨成锥形的钢筋头或钢板废料将其塞紧,通过卷扬机拉套筒,完成穿束;11#墩是采用蹬头器将每一束钢绞线的中丝进行蹬头处理,然后将12根中丝穿过一个布满6mm圆孔的钢盘,再在钢盘两端套上套筒,通过卷扬机拉套筒,完成穿束。通过施工总结,2种方法均各有好处,10#墩的方法比较方便,不用对钢绞线进行过多处理,工作效率较高,但是在穿束工程中可能会出现钢套筒被拉掉的情况出现,处理起来较为麻烦;而11#墩的方法对钢绞线需要进行很多处理,工作量较大,但是在穿束过程中不会出现套筒脱落的情况,能够确保1次穿束成功。
在梁体混凝土强度达到设计值的95%,且梁体混凝土龄期大于7天后方可进行张拉。预应力采用两端同步张拉,并左右对称进行,张拉顺序为先腹板束,从外到内左右对称进行。各节段张拉顺序为先纵向再竖向再横向。预施应力采用双控措施,预施应力值以油压表读数为主,以预应力筋伸长值进行校核。
张拉是预应力桥梁施工最为关键的一个步骤,张拉前,现场技术员及领工员应检查油顶和油泵的编号是否是按照技术交底配套使用,并且检查油泵的进油管是否接正确;张拉时要密切注意油表读数,根据图纸要求张拉力值采用:0~0.2σk~σk~持荷3-5分钟~锚固的张拉顺序进行,张拉到0.2σk和σk时,要由专职人员使用钢板尺测量油缸和夹片的伸长量,最后根据2次测量值计算总伸长值。
将计算出来的实际伸长值与理论伸长值比较,检查是否在±6%的范围内,如超出范围须分析原因,待问题解决后方可继续张拉,否则必须退锚,重新张拉。
7.管道压浆
管道压浆通常在张拉作业完成2天内进行。压浆浆体必须严格按照试验室出具的配料单拌制,不得私自改动。试验室人员在每次压浆前应进行流动度测试,在浆体流动度满足14S-22S的要求方可进行管道压浆。竖向预应力筋压浆时必须从内箱向桥面进行,避免管道内积水稀释浆体。
压浆前,要检测压浆用水泥和压浆剂是否过期、受潮,若出现块状体过多则尽量不要使用。浆体在搅拌完成放入存料筒之前,要先用滤网将未搅拌完全的、可能会造成堵管的大颗粒过滤掉。压浆时,出浆口应有1名技术人员密切注意浆体情况,在浆体粘稠后方可停止压浆。压浆完成以后使用球形阀稳压5min,待浆体初凝后方可拆除球形阀。
(二)挂篮悬浇施工
1.挂篮拼装及预压
(1)挂篮的拼装
挂篮安装前必须通过加工场地内的试拼验收,拼装完成后除对几何尺寸、焊接质量等内容检查外,还要对主桁架、前后履带、销子进行力学试验。在已完成的0#块顶面测放出桥梁的中心线及挂篮主桁架的安装边线。挂篮主桁由25t汽车吊吊运,直接在墩顶0#块上进行拼装,并通过挂篮后锚系统与梁体进行临时锚固,在挂篮上横梁及部分悬吊系统组装完成后,便可通过吊杆及四只10T链条葫芦与挂篮底盘相连接。挂篮初步拼装结束后,利用挂篮的滑动装置将挂篮底盘滑移到1#块就位,然后,继续完善后吊杆、后锚杆及内、外模板滑行轨道等安装。
(2)挂篮预压试验
挂篮预压试验原理及操作步骤均与0#块支架预压一样,只是预压加载的重量为最大梁段重量的1.2倍,再次不再赘述。
2.箱梁悬浇施工
挂篮就位后,即可进行钢筋的绑扎和预应力管道的安装,由于悬浇段与0#块施工顺序基本一致,在此就不赘述,只对在施工工程中需要注意的事项进行总结:
(1)每一节段都必须严格检查接地系统,保证挡砟墙和竖墙A内的纵向接地钢筋是贯通全桥的;
(2)进行悬浇段施工时,每一节段的纵向连接钢筋预留长度要大于50cm,并防止同一截面钢筋接头大于50%;
(3)检查每一节段需要张拉的预应力束孔道位置是否正确,避免出现锚垫板装错或错位的现象出现;
(4)检查齿板处钢筋数量是否正确,锚垫板处的加强钢筋及螺旋筋是否安装。另外要对照图纸检查齿板的类型是否正确,避免出现施工作业队为方便施工擅自更改图纸的现象;
(5)在施工过程中要随时对工程质量进行控制,对齿板、通风孔、泄水孔、张拉口、及挂篮吊杆孔等部位的数量及位置进行仔细检查,防止设置错误;
(6)在每次浇筑混凝土之前,技术员和质检员必须认真检查挂篮后锚系统,并保证所有吊杆均已用千斤顶顶紧,且松紧程度基本一致;
(7)挂篮前移必须在前一节段纵向张拉后方可进行。
(三)边跨现浇段施工
由于两个边跨现浇段均位于陆地,因此采用钢管支架法施工,其施工工艺与0#块基本一致,再次不再赘述。
钢管支架搭设、模板支立及预压完成后,可以进行边跨现浇段钢筋绑扎。首先绑扎底板底层钢筋,然后将端头处的接地端子焊接到底板钢筋上,然后连接腹板箍筋到桥面,最后再连接到挡砟墙和竖墙A内的纵向接地钢筋。值得注意的是,一定要将现浇段内的接触网支柱接地钢筋与挡砟墙内的纵向接地钢筋连接到一起,形成一个完整的回路。
(四)合龙段施工
大风江连续梁共设三个合龙段,其中两个边跨合龙段、一个中跨合龙段。全桥箱梁合龙由边至中对称进行,即先合龙边跨,后合龙中跨。边跨合龙段混凝土浇筑完成,并张拉合龙束后,拆除0#块的临时固结,完成结构的体系转换,然后,进行中跨合龙段的施工。
1.边跨合龙段施工
大风江连续梁两个合龙段的施工方法也各有不同。10#墩处采用支架法施工,而11#墩则使用挂篮法施工。经过对比,挂篮法更加方便,且质量更容易控制。
外模安装好后进行钢筋绑扎及预应力管道的安装。在钢筋及预应力管道安装完成以后,在一天气温最低的时候将劲性骨架吊装进10#块及边跨现浇段的预埋螺栓内,然后将连接钢板焊好、螺母拧紧。
在所有工序完成,报请监理工程师检查验收合格后方可进行混凝土浇筑。合龙段混凝土选择一天中气温最低的时间进行浇筑,以便混凝土在浇筑完成以后一直处于一个升温膨胀过程,防止收缩开裂。
合龙段混凝土强度达到设计的100%,且龄期不少于7天,在试验室出具强度报告后方可进行预应力张拉,张拉前必须先将支座边跨端上、下座板的连接钢棒割除。
2.中跨合龙段施工
在中跨合龙段施工以前,必须将主墩处的墩梁固结全部凿除。
中跨合龙段利用吊架法进行施工,将挂篮主桁的一端穿过合龙段,使挂篮主桁支承在合龙段两侧的箱梁悬臂端,形成合龙段施工吊架。然后将挂篮底模与现浇段底模对接,形成合龙段底模;为防止浇筑中跨合拢段混凝土时,箱梁两悬臂端的错动变形破坏新老混凝土的结合,采取在中跨合拢段两端采用水箱配重,水箱重量为中跨合拢段梁段重量,在施工混凝土时,同步将水箱内的水排出。
四、总结
大风江连续梁在施工过程中面对不同的施工过程“因地制宜”地采取了不同的施工措施与工法,保证了连续梁施工质量。在整个连续梁的施工过程中采用的不同工艺也让现场管理人员拓宽了思路、总结了经验,培养了其从不同角度看待问题和解决问题的创新思维。
参考文献:
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