麻城互通E1#匝桥现浇箱梁施工技术

袁 壮

(中国葛洲坝集团第二工程有限公司,成都,610091)

1 工程概况

麻城互通E1#匝桥主梁为跨径26m+38m+26m的C50现浇普通钢筋混凝土箱梁,全幅等宽9.25m,横断面均采用单箱五室。箱梁顶板厚度为25cm,底板厚度为25cm,腹板宽度为50cm,左右悬臂长均为2m,梁高为1.9m。桥台支点横梁宽度为1.2m,桥墩横梁宽度为2m。

2 施工布置与工序

2.1 施工布置

该桥混凝土主要由麻城“为一商品混凝土”提供,并利用E匝主线桥拌合站做为备用拌合站。钢筋加工厂及模板加工修理厂布置于互通三角带。施工便道为106国道,对外交通条件较好。施工用水为桥址附近水塘用水泵抽水至蓄水池,施工用电从电力主干线架设专用动力线路至互通区供互通E1#匝桥施工,另配置50kW 柴油发电机一台备用。

2.2 施工工序

桥梁上构主要施工程序如下:施工准备→排架基础施工→排架施工→模板施工→排架预压→排架卸载→测量放样→底腹板钢筋施工→内模施工→第一次混凝土浇筑→内顶模→顶板钢筋绑扎→第二次混凝土浇筑→养护→拆卸排架

3 主要施工方法

互通E1#匝道桥左、右幅分离,施工时左、右幅分开进行,两个班组流水作业。即在进行左幅箱梁预压完成后即进行钢筋安装,同时右幅排架具备荷载预压条件。箱梁施工脚手架采用钢管搭设满堂支架。

3.1 排架基础施工

保证地基有足够的承载力,避免因沉降过大和沉降不均匀引起连续箱梁横隔梁墩顶负弯矩区产生裂缝,以及控制连续箱梁施工标高,是本工程的关键所在。

互通E匝道为路基石方开挖地段,地基处理首先平整施工场地,清除地表杂土。采用压路机碾压密实后地基承载力要求大于200kPa,然后浇筑15cm厚混凝土,保证支架基础具有一定的承载能力和抗沉陷能力。支撑排架钢管下垫5cm×6cm×30cm方木。

3.2 排架搭设

采用满堂支架的搭设方法,排架用直径φ48mm、壁厚3.5mm钢管搭设,钢管底部采用高30cm的安全岛作为排架底座。立杆间距为跨中1/3处 30cm×60cm,梁端(纵横梁处)间距为60cm×60cm,横杆步距为1.2m;立杆搭接采用钢管卡搭接,搭接长度大于80cm,钢管上口用50cm调节螺栓顶托调节高程,调节顶托上采用钢管作横梁;横梁上铺设10cm×12cm方木,方木间距25cm。为保证施工完毕后结构尺寸的准确,支架应预留施工预拱度。本桥综合考虑施工荷载及恒载,施工挠度选择为1.8cm,自梁支点向跨中呈抛物线型,排架搭设高程在梁跨中预拱1.8cm。箱梁施工排架结构见图1所示。

图1 箱梁施工排架结构示意

3.2 模板施工

排架调节螺栓上并排放置三根钢管作横梁,横梁上铺设10cm×12cm方木,方木纵向摆设间距25cm,用调节螺栓调节横梁及方木高程到设计高程后即可安装底模。底模采用光面保力板铺装,板厚1.2cm,模板接头之间安置海绵双面胶。侧模用1.2cm保力板,在综合加工厂做成定型模板,侧模拼缝做成搭接缝,搭接长度2cm,侧模筋板采用6cm×9cm方木钉成骨架。侧模用短钢管支撑在排架上,侧模支撑要稳固,防止混凝土浇筑过程中模板上浮或偏移。

箱梁内模分两次安装。第一次混凝土浇筑至箱梁翼缘板根部,箱梁底板及腹板钢筋绑扎完成后即进行模板安装,待底板及腹板混凝土浇筑完成后进行顶板内模安装,绑扎顶板钢筋并浇筑顶板混凝土。为便于箱梁内支撑及模板拆除,箱梁每个箱室均在跨中顶板预留1.2m×1.2m孔洞进行混凝土二期浇筑,待顶板混凝土浇筑完成后拆除箱室内模及支撑,吊模板浇筑混凝土。

箱梁内模面板用1.2cm胶木板,筋板用6cm×9cm方木加工成骨架,顶模用三夹板作面板、5cm×7cm方木作筋板。内测支撑用短钢管,顶模周边放在腹板预留钢筋上,中间用8#铁丝穿顶模绑在顶板钢筋上。为防止混凝土浇筑过程中侧模移位,侧模另设M14对拉螺栓加固。

3.3 堆载预压

底模安装完毕后,为防止局部地基不稳或不均匀沉降,检查地基和支架的稳定性。消除支架产生的非弹性变形,观测出弹性变形值,作为施工预留沉降的一部分,对支架进行堆载预压。根据业主技术部文件要求,箱梁预压荷载为梁体自重的120%。预压方法为模板上堆放砂袋,然后用吊车吊至相应位置,再用人工堆放整齐。砂袋堆载预压应分层进行,先在梁底板码一层砂袋,稳定24h后上第二层砂袋。预压根据荷载在箱梁中横梁及端横梁处相应增加砂袋预压。

3.3.1 预压

在堆载区域设置系统测量点,其分布为纵向每5m一个断面,每个断面的底板边线、底板中线各布置一个监测点,同时在地基上设置相应监测点,在支架基础上再布设对应观测点。加载前会同监理工程师测量底模标高,并在观测点设置醒目标志,以便于观测。测量监理全过程旁站。

为了找出支架在上部荷载作用下的塑性、弹性变形,观测时间为满载测一次,满载后6h测一次,满载后12h测一次,满载后24h测一次,满载后36h测一次,直到沉降稳定为止。卸载后,根据所观测的标高数据计算出塑性沉降和弹性沉降。一般弹性变形会随着卸载逐步恢复到原位,根据弹性变形预留拱度以消除弹性变形引起的结构变形。

3.3.2 预压注意事项

预压必须按设计及规范要求的系数加载,且按梁的结构形式布载;整孔范围内分层堆码直至整孔支架预压重量满足要求,不得分块小范围集中堆码,以免产生不均匀沉降;人工堆码整齐,不乱堆放。

3.3.3 标高调整

砂袋预压在沉降达到稳定后即进行卸载,卸载采取人工配合吊车进行。砂袋卸载完成后,对底模进行测量放样,与预压前的标高进行复核,对沉降较大的部位检查地基及排架支撑并进行处理。满足承载力要求后,调节支撑排架上顶托螺杆,使标高满足设计要求。

3.4 钢筋工程

工艺流程:作业准备→钢筋配料→钢筋下料→钢筋加工→标识→钢筋绑扎→钢筋成型。

因梁体混凝土分两次浇筑,第一次浇筑至翼缘板根部,第二次浇筑顶板混凝土,所以第一次绑扎范围为底板及腹板钢筋。钢筋事先在加工场加工成型后拖至施工现场绑扎,钢筋绑扎顺序为先施工端、中横梁钢筋,然后绑扎底、腹板钢筋,中、端横梁架筋采用双面焊接。

侧模安装时,预埋顶模钢筋,支撑钢筋焊接在腹板钢筋上,一是防止浇筑混凝土时侧模上浮,二是作为顶模安装时的支撑。侧模用钢管作支撑。内侧模安装完毕后,对仓内做最后一次清洗,然后报监理验收。

3.5 混凝土施工

混凝土采用搅拌车运输,垂直运输采取混凝土输送泵及20t汽车吊配合浇筑,浇筑左幅箱梁时泵车及吊车停于箱梁左幅E1#匝道上,浇筑右幅箱梁时泵车及吊车停于箱梁左幅E1#匝道上。吊车及泵车停在适当位置,利用泵车大臂及吊车扒杆覆盖全桥浇筑部位,完成本桥箱梁混凝土的浇筑。

箱梁在整体满堂支架上现浇时,由于连续部位的桥墩为刚性支撑,桥墩下的支架为弹性支撑,再浇筑梁部混凝土时,为避免支架发生不均匀沉降,混凝土应从跨中向两端浇筑。采用两次浇筑工艺,第一次浇筑至翼缘板根部,第二次浇筑顶板混凝土。振捣采用插入式捣固棒振捣。

3.5.1 混凝土浇筑顺序及方法

混凝土从0号桥台向3号桥台进行浇筑,浇筑时排架左右两侧对称下料,以保证支架的稳定性。

箱梁混凝土分层对称浇筑,先浇底板,后浇腹板。腹板混凝土采用平仓分层对称浇筑,先浇中腹板,再对称地浇筑边腹板。混凝土分层厚度小于30cm。混凝土分层浇筑示意见图2。

图2 箱梁混凝土分层浇筑示意

混凝土采用插入式振动棒振捣,φ50mm软管先振捣一遍,间歇 20min后,用φ30mm 软管复振一遍。振捣时严禁出现过振、漏振、欠振现象,上层混凝土振捣时振动棒要插入下层混凝土中

3.5.2 顶板施工

第一次混凝土浇筑收仓后进行顶模支撑施工。顶模支撑为预埋在腹板处的钢筋,钢筋上放置6cm×9cm的方木,方木与钢筋用铁丝绑扎牢固,方木下适当增加木支撑,顶模放在6cm×9cm的方木上。在顶模上过面板穿孔,用8#铁丝将顶模吊在顶板钢筋上,作为中支撑。

底板和腹板的混凝土强度达到2.5MPa以上时,顶板混凝土浇筑前先人工凿除混凝土面浮浆,以确保混凝土接触良好。混凝土浇筑分别从两端进行,浇筑到设计位置,向前推进。为减小混凝土的下料对顶模的冲击,混凝土严禁在空箱顶模处下料。顶板混凝土高度用桥面尺角钢控制,混凝土面抹至角钢底面平,最高度允许误差+10mm,不允许有负误差。

3.5.3 混凝土养护

混凝土养护采用湿麻布及时覆盖,并适时洒水养护。完成箱梁底板及腹板混凝土浇筑后,将箱梁空腔内通气孔临时封堵,灌入10cm厚水进行养护,箱梁翼板及腹板采用喷淋洒水及人工配合洒水养护。洒水次数应保证混凝土外露面必须处于湿润状态。

3.6 模板及支撑排架拆除

当箱梁混凝土强度达到5MPa以上,即可拆除箱梁侧模。当箱梁混凝土达到设计强度的75%以上时,经监理工程师同意方可进行拆除箱梁支撑排架及底模的工作。支撑排架拆除采取先进行排架立杆螺杆卸载,待卸载完毕后拆除横梁、底模及钢管排架。

支撑排架卸载自跨中向边跨推进,卸载时多人同时作业,并在箱梁两侧平行进行。先箱梁螺栓卸载完成后,拆除顶托及横梁、次梁,然后拆除顶模,最后依次自上而下拆除钢管排架。排架拆除严禁野蛮作业,防止突然卸载造成箱梁出现裂缝。