北京市市政二建设工程有限责任公司 北京市 100071
摘要:随着城市的发展进程,城市中建设项目越来越多,现浇预应力混凝土连续箱梁作为新的设计方式而出现,广泛应用于高速公路与城市道路施工中。本文改造工程为大同市开源街快速路改造工程(南环西路~红旗街),始于开源街——南环西路交叉口(不含交叉口范围),沿线与延兴路、平安大道、延和路、延昌路、魏都大道、红旗街等主要横向道路相交,自西北向东南、自西向东走向,止于开源街——红旗街交叉口(不含交叉口范围)。本文主要阐述了现浇箱梁的施工技术、质量与安全问题,以供参考。
关键词:现浇连续箱梁;施工技术;质量问题;控制措施
引言
本工程桥梁工程范围起点桩号为zxk3+570.244,终点桩号为zxk6+174.672,全长2604.428m。高架标准跨径布置采用30m预应力砼连续箱梁结构,梁高2m。主线桥梁跨魏都大道采用42+60+42m变高度连续箱梁布置;跨平安大道、延和路采用35+50+35m变高度连续箱梁布置;跨延兴路、延昌路采用30+40+30m变高度连续箱梁布置。
1施工现场平面布置原则
根据本工程的施工特点、重点及难点,结合周边环境合理安排施工场地布置,施工场地严格按照国家、山西省、大同市相关文件要求进行施工场区的规划布置。
(1)依据工程特点和各施工阶段要求,综合考虑施工任务,对施工平面实行分阶段布置和管理,把办公区、生活区以及施工区分开布置。
(2)施工平面紧凑有序,按专业划分施工用地,尽量避免各专业用地交叉而造成的相互干扰。
(3)材料堆场等布置不能影响测量控制点的通视,应尽量避开导线点、水准点,确保测量控制点之间视线良好。
(4)临时道路布设要考虑回转、错车以及消防要求等因素,方便各施工材料存放以及组织场内运输,便于管理。
(5)中小型机械的布置,要处于安全环境中,避开高空物体打击的范围。
(6)对产生噪音的木工加工机械等应搭设专门加工棚,减低噪音,消灭扬尘,尽可能减少对周围环境的影响,体现“绿色”施工。
(7)动态管理的原则,根据结构不同施工阶段进行动态的平面布置与管理,尽量节约施工用地。
2现浇连续箱梁施工技术
2.1基底处理
(1)如果基底是坚硬的路面或土层,那么只需要用压路机进行简单的碾压。
(2)如果支架所在的地表土质相对来说比较松软时,则需要用灰土填补,低洼之处则要考虑硬料。该路段则使用两层砂砾填补,每层30cm左右,每层填完后用20t的压路机碾压5遍左右,这样能有效避免杂水的渗透,在压实度达到92%以上后由检测部门进行合格验收。
(3)当地基处于河道内或者比较容易坍陷的河滩区域,则需要考虑用低强度混凝土条或者灌注桩的方式来铺筑。此外,季节、温度的变化都对土层产生影响。要在充分考虑各种因素的条件下,保证地基的稳固和安全。
2.2支架搭设
在支架的搭设过程中,需加强对其垂直度的检测与控制,误差应在100mm内。搭设到位后,进入预压加载环节,以消除非弹性变形,测定弹性变形量,用于分析支架的承载性能,给后续工作的开展提供参考。施工中,最大荷载取梁板设计荷载的1.4倍,加载物为沙袋,每级加载量为20t。
为便于观测,在跨中梁板、1/3跨及支座等关键的区域布设测点,用于展开沉降观测,汇总得到观测数据,分析预压前后支架的实际情况,判断其是否存在大范围沉降等异常现象,若有不足之处,则由相关人员分析,视实际情况采取优化措施。
加载过程中,工作人员密切观察支架杆体的实际情况,如是否变形或压弯等。受加载的影响,支架方木模板逐步贴合,彼此间的缝隙量减小,初始状态下存在的缝隙在经过约1/3的加载后几乎完全消除,加载量增加至预压荷载的2/3后,背板接触方木的区域存在压痕。
2.3支架预压
(1)沉降观测。在箱梁底模上的方木上设沉降观测点,每跨顺桥向设5个断面,也就是1/2跨中、1/4及3/4跨截面、两端支撑截面,每个断面5个点,即一个点位于底模中心线上,底板两侧边缘各设一个点,两侧翼板边各设一个点。
(2)变形值的控制。堆载预压前先布置观测点,测量初始高程(或距离)h0,做好记录后加载,测量加载完毕后的初始高程为h1。之后每天观测连续3天累计沉降量不超过3mm即认为沉降结束,记录最后稳定的高程为h2,卸载后对所有观测点的高程h3进行测量,沉降与变形的计算公式如下:预压总沉降量:Δ=h0-h2,地基非弹性变形δ1=h0-h3,地基和支架弹性变形δ2=h3-h2。
2.4模板的设计和安装
通常情况下,现浇预应力混凝土连续箱梁需要确保底板的厚度在18毫米,所以使用竹胶板为宜,通过连续箱梁工程中用到的模板主要有底板、侧板和腹板这三种类型,其中使用的材料木方有利于确保模板的性能。在底部模板的预置要求中,通过预置水平线,可以有效的为模板提供相应的参考,通过在底模板安装过程中避免出现空隙,因此可以保证其紧密的实度,从而防止模板出现局部的塌陷情况,在地板的双侧保持顺直,可以避免出现错误的现象。除此之外,底部模板在安装的过程中需要对模板和支座的接触进行合理的处理,可以确保其连接缝出平整,在模板的预置环节中,还需要对侧模和内膜进行安装,因此通过使用竹胶板进行板与板拼装,有利于加强模板接缝和拐角位置的衔接,从而使模板具有一定的强度和稳定性。
2.5钢筋安装
在连续箱梁工程的钢筋安装过程中,需要对钢筋安装中的焊接位置进行重点施工,按照图纸要求进行施工,对施工中所需要的钢筋尺寸长度、大小、绑扎等施工环节进行设计,所以在钢筋安装的过程中需要采用一定的焊接工艺,但是如果钢筋的强度不够,那么就需要将钢筋进行绑扎,通过连续箱梁工程中的预应力使用规格相对较高的钢筋,进行绑扎,并且确保钢筋绑扎需要保留的间距,最终确保钢筋的支撑性。
2.6连续箱梁的混凝土浇筑
混凝土施工,主要包括了混凝土的搅拌、运输以及浇筑等三个过程。该箱梁使用的是具有高流动性和高密实度特点的C50预应力混凝土。在每立方米的混凝土材料使用及配量方面,甚至对搅拌机的的搅拌时间都要有严格的控制。按照质量标准规定,预应力混凝土箱梁混凝土中的氯离子的含量不得高于0.05个百分点,并且其中的含碱量应该小于3kg/m3。在混凝土搅拌的过程中,混凝土的各项拌合料都必须达到要求。混凝土浇筑工程分两次进行,先浇筑底板、翼板以及中腹板下部的混凝土,然后再浇筑顶板及中腹板上部的混凝土。所有的混凝土在搅拌站统一搅拌完成后拉至工程现场由HBJ60C泵送的模式,通过边浇筑边振捣的具体施工方式来完成。施工过程中,需要有人在支架下方仔细观察和检查,一旦发现问题,立即处理。在整个连续箱梁的混凝土浇筑完成后,需要安排专人进行定期的洒水维护,要保证整个混凝土的表面保持良好的湿润性,可以用布料适当掩盖。养护的时间为7~14d,期间最好不要触动到箱梁,避免浇筑好的混凝土出现裂缝、影响强度等现象。
2.7振捣
(1)采用插入振捣工艺进行振捣施工,即振捣棒与混凝土表面垂直;操作振捣器时,应做到“快插慢拔”。快插为防止发生分层、离析现象;慢拔是使混凝土能填满振捣棒抽出时所造成的空洞。
(2)振捣棒的振捣层厚不应超过振捣棒长的1.25倍(50cm)。在振捣上层时,应插入下层中5cm左右,以消除两层之间的接缝,同时在振捣上层混凝土时,要在下层混凝土初凝前进行。
(3)每一插点振捣时间为20~30s,以表面呈水平混凝土不再显著下沉,无气泡,表面泛出灰浆为准。
(4)振捣器插点应均匀排列。振捣腹板混凝土时,每次移动位置的距离,应不大于振捣棒作用半径1.5倍(30~50cm),根据桥面上层钢筋间距来控制插棒距离。振捣桥面板混凝土时,振捣棒插点采用“采列式”或“交错式”的次序移动,不应混用,以免造成混乱留下死角。
(5)振捣器使用时,不得紧靠模板振动(应与侧模保持5~10cm间距),且尽量避免碰撞钢筋及预埋件等。
3需注意的质量问题与预防措施
3.1箱梁顶、底板混凝土的厚度及平整度不满足规范要求
(1)将支撑钢筋焊接在顶板与底板的钢筋上,确保箱梁上下混凝土处于平整状态,使用圆钢筋焊接多条轨道,轨道顶的标高也就是顶板与底板的具体标高。完成顶板或底板的混凝土浇筑工作后,刮平混凝土表面,抹压处理。
(2)完成地板的混凝土浇筑作业后使用反模板设与底板上,以避免底板过厚以及板混凝土上翻的情况。
(3)禁止用振捣棒触及波纹管。
3.2应力的控制
连续箱梁桥施工期间,工作人员需要充分考虑受力情况,保证实测值与设计值具有一致性,易影响桥梁受力的均衡性,导致其出现承载力不足或其他情况。在施工阶段,若桥梁应力达到上限值,易诱发桥梁裂缝,导致部分构件的承载性能大幅下降。桥梁裂缝的发生概率较大,其在部分特殊的情况下会出现桥梁坍塌事故,造成不可估量的损失。
针对此方面的情况,施工单位在施工中须检测并合理控制桥梁的施工应力,应充分关注自重、温度、沉降量等指标,根据掌握的监测数据做系统性的分析,准确判断桥梁施工情况,在此基础上灵活调整施工方案,采取有效的控制措施。
3.3现浇箱梁施工危险源分析及防犯措施
(1)施工用电。①专业电工接、拆电器;②二级漏电保护;③良好的贯通的PE线;④配备消防器材。
(2)支架搭设。①地基压路机碾压无软坑,垫层混凝土达到20MPa强度;②构件无变形、开裂等缺陷;③按布置方案搭设,封闭搭设区域,路口设提示牌;④底托下平整、密实,不合格的采取加固措施;⑤及时设置抛撑、剪刀撑,和临边防护栏杆;⑥避免交叉作业、抛置构件;⑦随时检查竖直度、水平度;⑧跳板要避免空头跳;禁止攀爬支架。
(3)支架预压。①均匀按60%、80%、100%分级加载;②专人巡查支架;③袋口覆盖防雨水。
(4)钢筋制作加工、运输、吊运。①钢筋加工场按验收标准例行检查;②专人驾驶运输车;③门吊、吊车按起重设备注册管理、支腿支设稳固;④捆绑牢固;⑤每次使用前检查吊具。
(5)模板装拆。①模板验算钢度;②吊车按起重设备注册管理;③随时放稳、支稳;④及时搭设安全通道、爬梯;⑤每次使用前检查吊环、吊具;⑥6级风以上不得施工。
结语
由于现浇箱梁施工工艺已经发展成熟,但是施工中的质量问题是不可避免的,需要极度关注。因此,需要严格控制施工中的各项工序,从而将质量事故予以有效降低。本文结合工程实例,对现浇预应力连续箱梁施工技术进行重点阐述,以供参考。
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