连续梁墩顶块箱梁托架法施工工法.doc
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1、连续梁墩顶块箱梁托架法施工工法连续梁墩顶块箱梁托架法施工工法叶鸣 (浙江华新交通工程有限公司)1 前言 随着公路建设的发展, 桥梁形式也在不断地发展和更新, 目前在桥梁施工中比较常见的是预制梁和现浇连续梁。预制梁的施工技术比较成熟, 施工方法基本相同, 应用也比较广泛。而现浇连续梁, 特别是利用挂篮施工的连续梁墩顶块施工方法很多, 因此在方案制订时要综合考虑外部要求和内部环境等诸多因素, 不同的方法有着不同的适用范围, 如何采用合理而又简单易行的方法成为施工的关键。当深水条件承台小情况利用托架法施工墩顶块较为合理适用。本文结合浙江省富春江第一大桥连续梁墩顶块的施工实践,详细阐述其施工工法及质量
2、控制要点。2 工法特点 大跨径连续梁桥一般采用悬臂浇筑法施工,其中,墩顶包括0 # 块几个节段结构复杂预埋件、钢筋、各向预应力钢束及其孔道、锚具密集交错,梁面设置有纵横坡度,断面与悬浇段密切相连,因此,墩顶段连续梁悬浇施工中是一个非常重要的阶段,施工必须精心准备。 根据富春江大桥工程实际情况,利用托架施工工艺优质高效的完成4个墩顶块箱梁浇筑,为挂蓝对称悬臂施工奠定了基础,提供了保障。托架法工法具有如下特点: 2.1若考虑托架施工,在墩身、承台等下部构造中设置预埋件、预留孔的数量的多少和位置的准确性将严重影响托架的安装施工, 2.2 托架的强度、刚度及焊接质量也是一个重要的考虑因素。 2.3 模
3、板制作时,尽量考虑后续挂蓝施工的综合利用,这样既可以节约模板加工时间,又可以降低施工成本。 2.4 预应力管道施工中,建议适当扩大波纹管的内径,并在其中预穿耐压塑料管,有利于后续的张拉和压浆施工。 2.5 浇筑混凝土时,从工作量和节约时间方面考虑使用三通混凝土输送管。3 适用范围3.1 本工法适用于公路、铁路、市政等桥梁工程。3.2 适用于深水条件不能搭设满堂支架承台利用截面小的施工环境。4 工艺原理 采用悬臂浇筑法施工连续梁。由于连续梁墩梁之间采用支座铰接,施工期间不能承受弯矩,需采取适当方法进行墩梁临时固结,待悬浇施工到至少一端合龙后恢复原状,完成第一次体系转换。在T 构对称悬臂浇筑施工中
4、,当一侧梁段灌注完后,另一侧的挂篮和梁段脱落时为最不利工况,临时固结承受最大不平衡力矩为施工最后一个悬臂浇筑段时单侧挂篮和梁段脱落产生的力矩。因此,墩顶块施工尤为重要。 富春江第一桥主桥1、2、3、4#主墩位于江中,承台较小。落地支架施工不能实施。同时4个主墩均为六面变截面实心墩,高7.23米、宽2.8米,相对较低较窄。考虑托架比较科学方便。箱梁0#块设计长2.8米、高5.0米;1#块长1.6米、4.73米;2#块长3.0米、高4.26米(将0#、1#、2块统称墩顶块)。设计混凝土为190.0m3,重量为480T左右。考虑托架比较安全可靠。后续悬浇挂蓝分别是2付菱形挂蓝和2付悬浇作业车挂蓝:前
5、者后锚点与中支点距离为4.4米;后者的后锚点与中支点距离为5米。只有施工完0、1、2#块箱梁(全长12米),才有空间拼装挂蓝。托架比较适用技术较为成熟。 5 施工工艺流程及操作要点 5.1托架的制作与安装4根800的钢管分别与承台顶的预埋钢板焊接,作竖向及斜向支撑。在其顶部开槽处平放一根长5.1米的I56型工字钢纵梁,在其与钢管桩相连处用=2mm厚的钢牛腿焊接以加强受力。南北两侧的I56通过预埋在墩身中的对拉杆焊接相连,抵抗南北两侧的不对称施工荷载。为便于调节托架顶部的标高及拆除方便,在I56纵梁顶部与贝雷片相接处设置15mm高的卸荷块。安装好卸荷块后,吊装三片贝雷梁(长15米、高1.5米),
6、一片支撑3米的设计图中0、1#块重量,其于两片支撑2#块荷载。在贝雷梁顶设置9个用I25加工而成的楔形块,其顶面做成与梁底相同的纵坡,并用小型钢将其连成一个整体,其上铺设底模系统。托架安装好后,要进行等载预压,消除非弹性变形,测定弹性变形量。等载预压一般采用堆载法,也可以通过千斤顶张拉钢绞线加载。图1、2 安装施工托架施工工艺流程图:托架制作托架安装0#块底模铺设底板普通钢筋绑扎腹板及横隔板部分钢筋绑扎埋置竖向、底板、横隔板(部分)预应力管道(内穿钢筋 )支设部分腹板、横隔板模板浇筑第一次砼养护、施工缝处理搭设顶板模板系统普通钢筋绑扎纵、横向预应力管道埋设支设模板拆除托架浇筑1#块砼、张拉、灌
7、浆绑扎1#块钢筋、支设1#块模板养护、预应力筋张拉、灌浆、封锚第二次砼浇筑 5.2模板施工 5.2.1底模1. 墩顶盆式支座用环氧砂浆安设后,其余空间四周用普通砖围堵,中间铺设17.3cm厚的干黄砂,其上再浇筑5cm厚的水泥砂浆(M7.5),作为墩顶2.8m段底模。 2. 其余底模采用定型钢模,为了吊装方便及后续挂蓝施工,将底模分成6块,其中2.54.8米1块,13.5米2块,1.63.5米2块,2.52.2米1块,拼成5.17米的底模。(如图所示)模板拼缝紧密,表面平整,缝间贴止浆带,以防漏浆。 墩顶支点处7.0m1.03.51.03.5 5.1m2.52.22.54.81.63.51.63
8、.5 跨中悬臂处3. 当墩顶段浇筑完成后,拆除13.5米的两块底模,其余做挂蓝底模。为消除托架的弹性与非弹性变形,底模预抬1.5cm。 图3 墩顶块底模施工 5.2.2外模 外侧模板采用定型钢模,单侧分成4块,其中:3.82.15米2块, 图4 墩顶块侧模施工3.82.56米2块,3.81.89米2块, 3.82.56米2块。面板为=6mm钢板,横带为8槽钢,排距为60cm,并在其上钻30mm对拉小孔,孔眼在模板接头处按20cm布置,其余按80cm布置。每块模板采用636角钢上钻孔眼间距为30cm的20mm小孔使用M16螺栓连接固定。 0#块侧模分两次拼装完成,第一次拼装3.82.56m节段模
9、板,其余模板在腹板钢筋绑扎完成后拼装。 5.2.3内模内模采用组合钢模与小定型钢模拼装而成,为保证模板具有足够的强度和刚度。在其横向采用48脚手管,竖向用两根8槽钢做背带,横带间距按30cm控制,竖带按80cm布置,为了便于模板拆卸,在内模顶板与腹板两块模板连接处设5cm宽的木条。顶板内模用普通脚手管支撑,在钢管顶端设顶撑螺杆以便调节顶板标高,腹板内模与处模用套在PVC管(25)中的22对拉螺杆紧固。 5.3普通钢筋施工普通钢筋在后场按设计尺寸加工好后,用起重船按绑扎顺序,分类吊运到底模上。按照设计图纸进行绑扎,当钢筋和预埋的预应力管道相抵触时,可适当调整钢筋尺寸。钢筋保护层底板为5.0cm,
10、顶板和腹板为均为4.4cm,用带扎丝三角高强砂浆垫块控制。0#块高5.0m,根据施工工艺分两次绑扎,并为了保证钢筋平面位置及钢筋的垂直度,用定位架进行锁定。纵向钢筋的连接采用单面搭接焊。 图5 墩顶块普通钢筋施工 5.4预应力管道施工 纵向0#块设108根;1#块98根70的波纹管预应力管道,沿轴线两侧对称分布。为了防止漏浆可在其中穿入硬塑料管。 竖向0#块44根;1#块8根50的波纹管制预应力管道。横向0#块18根6019波纹管制预应力管道,其中顶板、底板各5根、横隔板8根;1#块预应力管道顶板同规格布置为2根。考虑施工方便,将横向预应力筋j15.24钢绞线,竖向预应力筋JL785(32)精
11、轧螺纹钢预先穿入波纹管中一同埋入多层钢筋之间。三向预应力管道使用“井”字型钢筋以50cm70cm的间距进行焊接固定。锚垫板与管道平面垂直,四周使用泡沫将缝隙堵塞严实,防止水泥浆进入。竖向压浆管采用了高压塑料管,在钢筋绑扎时进行埋设。 5.5混凝土施工箱梁混凝土设计强度等级为C50,(配合比设计情况如下所示)水上搅拌站按照试验室提供的配料通知单上的数据进行配料、搅拌。搅拌好的混凝土由拖泵经设置在搅拌船头的简易拔杆提升再通过6米长的软管入仓。混凝土从梁体的两侧腹板下落,在振动棒的微振下向底板中心延伸,为了防止混凝土大量翻向箱梁底板,在腹板和底板相接的倒角处承压一定宽度的模板。并依据实情控制混凝土拌
12、和物的坍落度。当底板浇筑完后,适当减小砼拌和物的坍落度。继续浇筑两侧腹板混凝土,根据施工工艺,0#块第一次浇筑标高为14.29米。等砼达一定的强度后,人工凿除第一次浇筑的混凝土表面浮浆,冲洗干净后,再分层对称浇筑剩余的腹板及顶板砼。1#块箱梁混凝土按照上述工艺一次浇筑完成。混凝土振捣时一定要保证预应力管道密集处及端口锚垫板处混凝土密实。以防预应力张拉时出现内缩或压碎锚垫板现象。混凝土浇筑完成后使用土工布覆盖洒水进行养护37天。设计砼强度等级C50设计坍落度1418cm初凝时间812h原材料水泥黄砂碎石拌和水外加剂抗压强度(MPa)自拌砼材料PO42.5中砂525mm江水FDN-23天7天28天
13、数量4857919551841.0%46.453.762.2 5.6预应力张拉、压浆施工 在混凝土强度达40 Mpa后,方可进行预应力张拉施工,纵向张拉前需穿j15.24钢绞线束。张拉严格“先拉竖向的32精轧螺纹钢,再拉横向的BM15-3束钢绞线,最后张拉纵向的OVM15-7束钢绞线”设计要求,并遵循先上后下,先长束后短束对称张拉及张拉力和伸长量双控原则。张拉加载程序如下: (0#块)竖向(32精轧螺纹钢):045.24KN(k)452.4KN(100%k)持荷2分钟锚固 (1块)竖向(32精轧螺纹钢):054.30 KN(k)543KN(100%k)持荷2分钟锚固 横向(BM15-3)单根张
14、拉:019.53KN(10%k)201.2KN(1035k)持荷2分钟19.53KN(锚固) 纵向(OVM15-7):0136.7KN(10%k)1408.1KN(1035k)持荷2分钟136.7KN(锚固) 张拉完毕后,计算检查三向预应力张拉伸长率是否在6%范围,竖向精轧螺纹钢回缩量是否1.0mm,横向、纵向钢绞线回缩量是否6.0mm,如不满足应立即与监理和设计单位协商解决,对钢绞线出现滑丝,断丝,精轧螺纹钢断裂等异常现象,应查明原因,进行补张拉,并作好张拉施工原始记录,由现场监理及时签认。 张拉完毕后,用砂轮机切割多余的钢绞线和精轧螺纹钢。并用清水冲洗预应力管道,M50的水泥浆利用压浆机从
15、低段压向高段,压力控制在0.5MPa0.7Mpa,持续一次进行直到出浆段冒出的浓浆为止,再保持0.5Mpa的稳压期2分钟,便可停止压浆。 5.7托架的拆除墩顶段张拉、压浆完成后,即可拆除托架。拆除顺序见下拆除翼缘板处纵向端头模板拆除内外模板下节段拉杆放松内顶模及翼缘板处顶撑螺杆拆除内模下节段模板拆除外模下节段模板依上顺序拆除上节段模板拆除卸荷块(对称进行)分块拉出底模拆除楔形块拆除贝雷梁拆除I56拆除800钢管桩支撑6 材料与设备 6.1 直径80cm钢管、槽钢、工字钢、贝雷片、大面积定型钢模板。 6.2 C50混凝土、钢绞线、波纹管。 6.3 水上混凝土搅拌船、混凝土输送泵、张拉设备、千斤顶
16、。7 质量控制7.1模板施工中,为了保证箱梁地边的二次抛物线形,底模标高严格按照设计提供的标高数据进行控制,同时充分考虑弹性和非弹性形变引起的误差,模板的预抬值要力求准确。控制点的标高要多次进行复测,并在浇筑混凝土时进行监控。梁体轴线位置严格按照控制点拖放。测量工作尽量安排在早晨8:0010:00时间段内进行。模板安装衔接要紧密,并粘贴止浆带,相邻模板的高程差控制在2mm范围之内,以防浇筑混凝土后出现错台。对拉螺杆要拧紧,拉杆缝要封堵严实,防止出现走模和漏浆现象,影响混凝土外观质量。7.2钢筋单面搭接焊必须作到焊缝长度10D(D为钢筋直径),焊缝饱满,无夹渣,砂孔,烧伤钢筋现象。钢筋绑扎间距符
17、合设计及施工规范规定要求,并且同断面的钢筋必须错位20cm以上。防裂钢筋网建议和纵向钢筋绑扎在一起。严格控制钢筋保护层的厚度。预应力钢筋施工时,清除掉钢绞线和精轧螺纹钢上的杂物及锈迹,禁止使用电弧切割预应力筋,严防预应力筋表面涂搽黄油,必要时可涂刷水泥浆进行防锈处理。7.3预应力管道施工时,要保证管道位置准确、空间畅通、固定牢靠。管道波纹管口无倒刺,无孔洞,砂眼等质量缺陷。接头处用粘胶带缠绕密实。锚垫板安放端正,其断面须垂直波纹管平面,螺旋筋紧贴锚垫板根部,浇筑混凝土时禁止振捣棒碰撞预应力管道。7.4混凝土施工中,砼配比要经济科学,建议使用粉煤灰或矿粉等外掺料,既节约成本又改善混凝土拌和物的和
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