大体积变高现浇箱梁支架现浇法施工--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

大体积变高现浇箱梁支架现浇法施工

发表时间：2021/5/7 来源：《基层建设》2021年第1期作者：高佳山

[导读] 摘要：结合现场一号公铁分离式立交桥施工实例，介绍大体积变高现浇梁支架施工方法、控制要点及需要注意的问题。

        中铁建大桥局集团第一工程有限公司辽宁大连 116033
        摘要：结合现场一号公铁分离式立交桥施工实例，介绍大体积变高现浇梁支架施工方法、控制要点及需要注意的问题。
        关键词：变高现浇梁；支架现浇法；施工方案；控制要点
        一、工程概括
        一号公铁分离式立交桥横跨铁路既有线，桥梁分左右双幅，桥孔布置采用（40+50+40）m三孔一联，桥梁结构为中间墩梁高3.2m渐变到边#墩2m的变高现浇预应力混凝土箱梁结构。

        二、施工方案
        （一）施工方法
        本工程设计支架体系采用盘扣式满堂红支架，国道与铁路处采用贝雷片鹰架法，门洞顶部再搭设满堂支架整体浇筑梁部混凝土。
        （二）施工流程
        1．门式支架施工工艺流程
        条形基础开挖→承载力检测→夯实处理→绑扎钢筋安装预埋件→浇筑混凝土→混凝土养护→施工封锁→吊装钢支墩→连接加固→吊装横向工字钢→加固→吊装贝雷梁→连接加固→铺设横向分配梁→铺设横向方木→铺设纵向方木→安装模板→支架预压→卸载
        2．满堂支架施工工艺流程
        清理泥浆坑→回填泥浆坑及承台基坑→夯实地基→浇筑垫层混凝土→混凝土养护→搭设脚手架底托、立杆和横杆→安装顶托→安装纵横剪刀撑→安装通长连接杆件→紧固扣件→安装纵横方木→安装模板→支架预压→卸载
        （三）施工工艺
        1．基础施工
        1）满堂支架地基处理
        对于落地式满堂脚手架结构，需对现状地面进行地基处理。
        ⑴地基处理宽度大于支架边脚每侧0.5米左右，对路基进行碾压后做荷载试验实测地基承载力，基底地基应力满足180 kPa以上，停止碾压进行下一道工序，如果达不到继续碾压或换填。处理完成后采用荷载试验实测地基承载力确保满足要求。
        ⑵在碾压好的地基上铺30cm砂砾层，用压路机碾压密实，压实度96％以上，其上再铺20cm厚C20素混凝土。
        ⑶在砂砾层上从中线向两边找1%坡。
        ⑷要求处理后，坡脚设置排水沟，以便于基础范围内的水能及时排走，严禁基础长时间被水浸泡。
        2）门式支架基础
        门式支架基础为C30钢筋混凝土条形扩大基础，内部设置构造配筋满足防裂，施工中需埋设固定钢支墩预埋件锚固钢筋。然后安装钢支墩。钢支墩间用180槽钢之字形形式连接固定。钢支墩顶工字钢采用钢板将并排两根工字钢焊接在一起，增加其横向稳定性。钢支墩施工过程中，支墩之间设置剪刀撑。
        2．墩顶分配梁制安
        临时墩顶承重分配梁采用双I36A工字钢，墩顶分配梁与临时墩和贝雷片接触处均设有加劲板，采用汽车吊将分配梁吊至墩顶位置。分配梁可分段制作、分段吊装，最后焊接成整体。
        3．贝雷梁安装
        在现场组拼贝雷梁，间距90cm，通过定型花窗连接固定成一组，销子头部必须使用配套弹簧卡或铁丝卡住，谨防脱落。贝雷梁在地面先行拼装完成，采用人工配合2台汽车吊吊装安放，贝雷梁与墩顶分配梁之间采用U型螺栓固定。
        吊装就位后不能马上拆除钢丝绳和锁扣，必须将桁架梁固定稳妥后才能拆除吊具进行下片梁的吊装。安装到位后，在分配梁上设置定位挡板进行限位、横向肋片间采用定型连接系连接固定。
        贝雷梁安装完成后，在贝雷梁底及侧面进行满铺防护施工，采用彩钢板及防护网对贝雷梁底及侧面进行防护，采用钢筋焊接的方法对防护彩钢板进行固定，侧面防护距离最外侧模板2.5米以上。
        每跨贝雷片安装完成后进行本跨上部I20a小分配梁安装以及安全防护设施安装等，主要采用汽车吊将各构件吊装到位。
        4．横向分配梁铺装
        横向分配梁采用I20a工字钢按照设计位置60cm间距铺设在贝雷梁上，并用U形螺栓固定，垫梁铺设必须精准否则影响支架的搭设。
        5．脚手架搭设
        脚手架搭设时，将底托按设计间距及位置布设在垫梁上，调整底托长度保证立杆下口水平，并安装扫地杆，支立立杆并安装水平杆，逐层搭设至设计高度。安装剪刀撑，安装顶托和水平联系杆。在顶托上铺设木方主梁和小梁，铺设底模板。
        1）底托、立杆、横杆安装
        根据支架高度进行设计组合后，进行底托和第一层立杆、横杆安装，每段支架横桥向横杆处在同一水平面上，单幅支架搭设宽度19m，路线中间立杆底托伸出长度控制在30cm范围内，两侧立杆底托伸出长度控制在10cm范围内，底部无悬空现象。
        支架下部和上部均为可上下调节的底座和顶托，便于落架和拆模。
        2）剪刀撑设置
        为了增强支架的整体稳定性和刚度，纵横向剪刀撑每隔4.5m设一排剪刀撑。
        3）纵横向方木安装
        在顶部托座上放上横纵梁15×15cm、10×10cm方木，然后铺设梁体底模、外模。在预压前，要检查所有连接扣件是否扣紧，松动的要用锤敲紧。支架安装完成后，由监理、工务监控人员共同检查符合要求后，再进行模板安装。
        支架安装完成后安排专人日常检查是否有松动等异常情况。
        6．现浇梁底模及侧模安装
        为保证桥梁外观质量，外侧模板采用整块光洁竹胶板。外衬背对背的双排钢管，设3排拉杆，采用Φ20拉杆将其与内模对拉。在底、腹板钢筋及预应力孔道施工完成后进行箱梁内模安装，内模采用16mm竹胶板。箱梁内模支撑采用脚手管做排架，内模设4排拉杆，采用Φ20拉杆将其与外模对拉。
        7．支架预压
        1）支架预压
        加载顺序按混凝土浇筑的顺序进行，按照50%→70%→90%→120%分4级进行加载支架预压。
        2）预压观测
        观测步骤为：①加载前测底模标高②加载后测底模标高③卸载后测底模标高，每天早中晚测三次并及时认真做好观测记录。每次加载完成后，均观测下沉量直至稳定，在最后一次加载完成后，至少观测72小时，支架沉降量控制在累计沉降量小于5mm。
        支架预压时，除观测整个支架沉降变形外，还应观测支架杆件的挠度、扣件有无压破、地基变形，以及支架的整体稳定性等，以便进一步采取加强措施。
        3）卸载
        当支架稳定后，即可卸载，卸载时要按照加载的逆序卸载，要对称同时进行。
        4）调整顶托
        根据预压报告，调整支架顶托标高。
        8．现浇梁浇筑施工
        1）钢筋施工
        箱梁的钢筋安装程序为：梁底板→梁肋板→横隔梁→梁顶板→预埋件。
        钢筋半成品在钢筋加工厂统一制作。钢筋弯曲部分要调直。用无齿锯断料，保证切口断面平齐，与钢筋轴线垂直。
        水平箍筋、拉勾筋绑扎：自下而上绑扎箍筋、水平筋，间隔绑扎呈梅花形，钢筋绑扎间距应满足设计和规范要求。当钢筋与预应力钢束管道发生干扰时，可适当移动普通钢筋以保证钢束管道位置准确。
        2）混凝土施工
        正常情况下满堂支架法现浇箱梁为防止跨中混凝土由于支架沉降过大而引起的梁体沉降裂缝，一般通常先进行跨中混凝土浇筑，待沉降量稳定过再施工墩顶处。但由于本桥梁梁高为抛物线型渐变，且桥梁纵坡较大，混凝土施工过程中会向低处流淌造成振捣施工无法进行，同时也要考虑由于浇筑速度过快或方法不当可能造成支架及贝雷片安全稳定性的影响，因此混凝土施工为本工程的控制重难点。为确保施工质量采取预防为主，监测纠偏为辅的控制手段，提前进行工序优化，对浇筑顺序及施工方法进行调整，同时增加附加措施避免施工过程中跨中沉降过大而产生的混凝土工后裂缝。
        施工总体部署为箱梁混凝土浇筑作业施工分两次进行，箱梁底板及腹板钢筋模板完成后先进行第一次混凝土浇筑施工。施工缝预留再腹板与顶板倒角处，待顶板钢筋模板及施工缝处理完毕后再进行顶板混凝土浇筑施工。
        具体浇筑方法如下：
        现场采用2台泵车同时浇筑作业，总体浇筑顺序为由第一孔依次向第三孔进行施工。1#泵车占在0#台台背处由桥台开始向大里程浇筑，2#泵车占在1#墩右侧由1#号墩跨中横隔梁处最低点开始浇筑，两台泵车同时对称向第一孔跨中浇筑，分段距离控制在15m以内，每层厚度不超过40cm，浇筑原则先浇筑最低点，后浇筑高点。同时注意由1#墩向第2孔流动的混凝土要及时振捣，确保上层混凝土在下层初凝前振捣密实，间隔时间不宜超过1小时。
        总体顺序：第一孔混凝土--第二孔混凝土--第三孔混凝土
        底板、腹板横向顺序：如图所示，中间底板--两侧底板--中间腹板--两侧腹板，保证混凝土对称浇筑。
        顶板浇筑顺序：第一孔混凝土--第二孔混凝土--第三孔混凝土（由低到高）

        注意：门洞处为保证门洞支墩不会因混凝土顺桥向浇筑荷载而发生倾覆，门洞处混凝土应先浇筑门洞中心底板及腹板混凝土，再向两侧对称浇筑。
        第一孔混凝土浇筑完成后1#泵车由桥台处转移至第三孔图示位置继续负责2#墩顶及第二孔大里程底板混凝土浇筑。1#、2#泵车同时对称浇筑第2孔混凝土。
        第二孔混凝土结束浇筑后2#泵车转移至临标桥面上负责第三孔混凝土泵送，浇筑方向由2#墩顶向3#墩方向浇筑。注意门洞处混凝土浇筑要从中心向两侧浇筑。
        3）混凝土浇筑过程中沉降观测与控制
        混凝土浇筑前要对跨中等回弹变形大的位置加强观测，必要时可提前增加荷载让其处于受力变形状态，待混凝土浇筑完毕后再释放约束荷载，确保混凝土不因沉降变形过大造成开裂。
        混凝土浇筑过程中，要注意监测支架的沉降变化，发现实际沉落与预留量不符合时，要立即停止施工，采取措施避免结构超限下沉。
        9．预应力施工
        1）钢绞线加工、穿束和张拉
        （1）张拉前准备
        ①钢绞线加工及定位
        穿束前按照设计图纸上钢绞线长度进行下料，波纹管道定位按照钢绞线平曲线及纵曲线提前在CAD图上进行绘画，选取基准原点坐标按照1m间距将钢绞线进行坐标定位。经复核无误后由现场测量人员逐点定位，确保波纹管位置准确无误。
        ②钢绞线穿束
        由于钢绞线长度过长，为防止穿束过程中拉力过大造成腹板箍筋纵向偏移，现场采用两台变频穿束机进行单根穿束作业，以保证预应力坐标位置的准确。
        ③箱室清理
        为保证箱室中钢绞线束张拉时工作方便，底、腹板混凝土浇筑完及顶板混凝土浇筑完，要求施工队伍及时将箱室中杂物、垃圾清理干净，避免影响张拉工作。
        ④锚区混凝土检查
        张拉过程中，钢绞线张拉力基本由锚垫板及其附近钢筋混凝土承受，在巨大拉应力及主压应力的作用下，对锚区范围内钢筋混凝土强度要求相应更高。张拉前应及时对各处混凝土进行外观质量检查，发现孔洞、蜂窝等问题及时进行修补或采取其他措施，尽量减少受力薄弱面的存在。
        ⑤工作锚及工作锚夹片安装
        张拉工作正式开始前，应事先安装好工作锚及工作锚夹片。张拉前，须对锚下多余混凝土及水泥浮浆进行清除。然后安装好工作锚及工作锚夹片，锚具安装时应注意使锚具上的孔道与各钢绞线位置一一对应。夹片安装完应检查塑料套环安装是否到位、夹片各瓣是否在同一断面，以保证张拉过程中每个夹片各瓣均能共同后退及回缩，避免张拉完发现夹片不在同一断面上，影响钢绞线固定、增加滑丝的可能性。
        （2）张拉过程中控制要点
        ①张拉顺序
        根据设计图纸顺序要求进行张拉，原则上按照横向对称进行，保证梁体质量。
        ②预应力张拉操作

        ③量测引伸量的要求
        张拉至初应力后采用与钢铰线颜色反差较大的颜料标出一个平面，每道程序完成后均须量测该平面距锚垫板之间的距离，避免滑丝现象被忽略。
        向千斤顶油缸充油并对钢绞线进行张拉。张拉值的大小以油压表的读数为主，以预应力钢绞线的伸长值加以校核，实际张拉伸长值与理论伸长值应控制在6%范围内，每端锚具回缩量应控制在6mm以内。
        油压达到张拉吨位后关闭主油缸油路，并保持5分钟，测量钢绞线伸长量加以校核。在保持5分钟以后，若油压稍有下降，须补油到设计吨位的油压值，千斤顶回油，夹片自动锁定则该束张拉结束，及时作好记录。
        （3）张拉完控制要点
        ①检查工作夹片
        张拉完毕后，应及时检查工作夹片固定钢绞线是否到位，可观察夹片尾部是否在同一断面，确保夹片稳定固定钢绞线，防止出现滑丝的可能性。
        ②检查是否发生滑丝
        待张拉完毕一段时间，应逐一检查钢绞线是否有滑丝的现象发生。由于张拉过程中夹片对钢绞线的固定作用，将在钢绞线上留下夹片的咬痕，因此可通过观察夹片咬痕是否在同一断面内判断钢绞线是否有滑丝的情况发生。
        2）压浆
        管道压浆采用专用压浆材料，孔道压浆在张拉完成后48小时内完成，压浆前，用风泵吹去孔道内的水和灰尘。压浆顺序为：先下层孔道后上层孔道。从拌制到开始压浆，间隔时间不超过40分钟。水泥浆的压注工作连续进行，待出浆口排出的浆液不含水沫气体且稠度与泥浆相同后（流出浆液的喷射时间不小于10秒），封闭所有出浆口和孔眼，提高压力至0.7Mpa屏蔽1分钟后停止。
        压浆采用真空压浆技术，当真空度达到并维持在-0.06～-0.09Mpa时，启动灌浆泵，打开灌浆阀，开始灌浆，当浆体经过空气过滤器时，关掉真空泵及抽气阀，打开排气阀。观察排气管的出浆情况，当浆体稠度和灌入之前的稠度一样时，关掉排气阀，仍继续灌浆2～3min，使管道内有一定的压力，最后关掉灌浆阀。
        3）封锚
        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、锚具及端面砼的污垢，并将端面砼凿毛，以备浇筑封端砼。
        封端程序如下：
        （1）设置端部钢筋网。
        （2）妥善固定封端模板，以免在浇筑砼时模板走动而影响梁长。
        （3）封端砼的强度应符合设计要求。
        （4）浇筑砼时要仔细操作并认真插捣，使锚具处的砼密实。
        10．支架拆除
        （1）在整联箱梁预应力施工全部结束后，水泥浆强度达到80%后方可拆除支架。
        （2）先拆除支撑翼缘板的模板，保证全梁翼板处于无支撑状态，再松动腹板支架螺杆，接下来松动底板支架螺杆，分两部分均应从跨中向两端松动，必须整箱室均匀落架。
        （3）支架拆除必须自上而下按顺序进行，先搭的后拆，后搭的先拆。细部拆除顺序为：先松顶托，使底梁板底模与梁体分离，从跨中对称往两边拆。
        三、结束语
        在现场实践中，针对支架及混凝土施工过程中容易发生的安全质量问题，我们提前制定了一系列的防范措施，并在实际施工中认真严格落实，对工程质量的把控起到了决定性的影响，也为我们以后的施工积攒了宝贵的经验。现场施工过程中每一步都关系到工程最终的质量，只有从支架搭设、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，才能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]《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》JGJ231-2010
        [2]《公路桥涵施工技术规范》JTGT 3650—2020
        [3] 桥梁施工中现浇箱梁技术措施分析[J].杨新能.交通建设与管理（下半月，2014（7）