现浇混凝土箱梁碗扣式钢管支架施工技术
2013-03-01李瓛
李瓛
(中铁大桥局集团有限公司 第二工程有限公司顺德高红路项目部,广东 佛山528305)
1 工程概况
1.1 工程简介
顺德高红路BT工程十标属于市政立交桥,其现浇箱梁高度在1m~15m之间,斜腹板,翼缘板宽1.8m,梁高1.7~1.8m。
1.2 施工方法选择
该工程现浇箱梁地基多为软基,由于箱梁纵坡较大,且箱梁曲线半径较小,不适合用钢桁架施工,移动模架难以施工曲线半径小的箱梁。综合工期及技术考虑,采用碗扣支架法施工。
2 工程施工
2.1 材料进场前检查
碗扣钢管进场前应检查产品合格证及产品性能检测报告。材料进场时需检查钢管厚度、杆件碗扣焊接质量、碗扣锁定装置、碗扣节点尺寸等。
2.2 支架方案及地基处理
支架方案设计经工程部进行验算并出具计算书,由公司设计事业部审核通过。
支架方案设计时考虑混凝土荷载、模板及支架结构自重、施工荷载及风荷载。由于该处为软基,地基承载力不够,需要对地基进行硬化处理。设计方案采用100cm厚砂性土换填压实,压实后用动力触探仪测试地基承载力不得小于150kpa,然后上面浇筑20cm厚C20砼。在地表硬化范围四周设置排水沟,防止地表水浸入地基范围(图1)。
图1 碗扣钢管支架施工工艺
2.3 支架搭设及预压
首先在地表放线出支架设计位置,然后在地表拼装支架,底座采用可调节底托,底托下铺2cm厚石屑抄平,保证底托受力均匀(图2)。
支架顺桥向60cm/道布置立杆,横桥向腹板位置布置30cm/道立杆(共5道),其余位置为60cm/道。最底层设置扫地杆,竖向每隔4.8m设置一道水平剪刀撑,横桥向每隔5m设置一道剪刀撑,顺桥向共设置5道剪刀撑(底板一道,腹板2道,最外侧2道)。顶托及底托外露长度不得大于30cm,大于30cm的顶托及底托需采取措施固定。顶层自由端钢管长度不得大于60cm,大于60cm的必须采取措施加固。
立杆应保证垂直度,竖向立杆偏差不得大于L/500,并不得大于10cm。
剪刀撑应下垂到地面,剪刀撑与每根立杆及横杆必须用扣件连接,剪刀撑搭接长度不得小于1m,接长使用扣件不得少于2个。剪刀撑与地面夹角宜在45°至60°之间。
支架预压采用砂袋进行,对每个砂袋用电子秤称重后按照荷载布置图加载。记录每个区域加载砂袋重量,保证预压荷载与实际工况荷载的吻合。预压分3次进行,50%-100%-120%,分级进行沉降观测测量。通过沉降观测整理数据,作为设置支架预拱度的依据。
2.4 钢筋及预应力管道施工
钢筋在钢筋加工场预制好,倒运到现场进行安装。
钢筋绑扎按设计及施工规范要求进行,要求钢筋焊缝饱满,焊缝长度不小于10d;间距均匀,保护层满足设计要求,按照图纸布设拉钩。钢筋绑扎时同时需注意各种预埋件的安装。
在箱梁腹板钢筋绑扎接近完成时,按设计图坐标安装纵向预应力束管道定位筋,然后安装管道。管道要平顺,接头部分用大一号塑料波纹管套接,用胶带纸裹紧。定位钢筋要编号,其焊接位置由管道坐标计算而定。
采用塑料波纹管成孔,严格按设计坐标准确安设,直线段每隔1m曲线段每隔0.25m加设一道定位钢筋以确保管道位置准确,不位移、变形。并在波纹管接头处用胶带包裹,保证接缝完好,防止管道漏浆。
锚垫板安装前,先检查锚垫板的几何尺寸是否符合设计要求,锚垫板要牢固的安装在模板上。垫板与孔道严格对中,并与孔道端部垂直,不得错位。锚下螺旋筋及加强钢筋严格按图纸设置,嗽叭口与波纹管道连接平顺,密封。对锚垫板上的压浆孔妥善封堵,防止浇注砼时漏浆堵孔。
2.5 内模制作安装
内模采用木模预制,现场拼装。内模支撑采用钢管支架支撑,以便于拆除及振捣底板混凝土。
2.6 混凝土施工
浇筑混凝土前,将模板内杂物和钢筋上的油污冲洗干净,对模板适当洒水湿润,并对支架再次进行检查合格后方可进行混凝土浇筑。
混凝土浇筑从分段梁体较低的一端向较高的另一端按水平分层、斜向分段依次浇筑,一次全断面浇筑完成。混凝土用搅拌车运输到现场,混凝土输送泵泵送至待浇梁体。混凝土浇筑时间控制在初凝时间内。
浇筑混凝土时按梁的断面水平分层、斜向分段地进行,上层与下层前后浇筑距离不小于1.5m,每层浇筑厚度不超过30cm。在混凝土浇筑过程中,注意使混凝土入模均匀,避免大量集中入模。振捣采用插入式的振动器,移动间距不超过其作用半径的1.5倍,与侧模保持5~ 10cm的间距,插入下层混凝土5~10cm左右,将所有部位均振捣密实,密实的标志是混凝土停止下沉,不再冒气泡、表面呈现平坦、泛浆。每处振捣完毕后,慢慢提出振动棒,避免碰撞模板、钢筋、预应力管道和其他预埋件。
图2 支架设置形式
混凝土灌注由底板到腹板到顶板,上下游基本对称进行,底板砼从顶板内模每隔5m开窗口灌注。浇筑底板砼时留约1/3左右,由腹板砼下翻补充。腹板砼浇筑上下游侧高度差不超过1m。顶板砼先浇筑中间部分,再由横坡高端到低端。
混凝土终凝后,即时进行养护,大面积混凝土养护不及时,容易产生裂缝。可采用箱梁内采用鼓风机降温,箱梁外保湿降温,混凝土表面采用麻袋覆盖保温保湿洒水养护。
2.7 预应力施工
2.7.1 张拉前准备
①进场检验
预应力钢绞线使用前分批抽样进行检验,锚具和夹具的类型符合设计规定,并抽样进行外观尺寸、硬度及锚固力检查和试验。
张拉机具应与锚具配套,使用前对张拉机具进行检查和校验,校验时,千斤顶与压力表配套校验,以确定张拉力与压力表读数之间的关系曲线,张拉时进行调整。
②预应力筋下料、编束
钢绞线的下料长度等于孔道净长加构件两端的预留长度。
钢绞线的下料用砂轮切割机切割,不得采用电弧切割。钢绞线切割时,在每端离切口30~50mm处用铁丝绑扎。
钢绞线编束用20号铁丝绑扎,铁丝扣向里,中间部分间距为1~1.5m,两端各3m范围内间距为0.5m。编束时应先将钢绞线理顺,并尽量使各根钢绞线松紧一致。
③预应力筋穿束
根据设计图纸要求进行穿束,钢绞线采用整束穿。穿束工作可由人工进行。穿束时束的前端扎紧并裹胶布,以便顺利通过孔道。
2.7.2 预应力张拉
安装锚具时注意工作锚环或锚板对中,夹片均匀打紧并外露一致;千斤顶上的工具锚孔位与构件端部工作锚的孔位排列要一致,以防钢绞线在千斤顶穿心孔内打叉。
安装张拉设备时,须使张拉力的作用线与孔道中心线重合,张拉采用应力和伸长值双控制,并符合设计要求。根据构件类型、张拉锚固体系,松驰损失取值等因素,预应力筋的张拉,左右两束必须同时对称张拉,预应力筋的张拉应力控制如下:0→0.1σk(划线)→σk(量伸长值)持荷2min→锚固并测定回缩量。
2.7.3 压浆
压浆采用一次灌浆法,按从下往上的顺序进行压浆,当管道曲线为凸形时,在波纹管凸形最上方设置小塑料出浆管,以便将管道内的空气排除干净。本工程采用活塞式注浆泵压浆,真空泵辅助。
压浆流程:先在管道两端安装好压浆嘴,打开压浆嘴阀门,由一端压入水泥浆,其压力控制在0.4~0.5MPa左右,压浆速度约为6~8m/ min。另一端采用真空泵抽气辅助浆液流动。当另一端压出的浆与压入的浆浓度相同时,关闭出浆口阀门,继续提高水泥浆压力,当压力升至0.8MPa时,保持此压力2min后,将进浆口阀门关闭。
2.7.4 封锚
张拉完成,孔道压浆后及时将锚具周围冲洗干净并凿毛,设置钢筋网,浇注封锚砼,以防腐蚀。预应力筋锚固后外露长度满足设计的长度,多余部分采用手砂轮切割。
3 施工注意事项
3.1 该部现浇箱梁较窄,部分箱梁距地面较高,需要加宽支架保证支架高宽比,对此在地基硬化时应考虑支架加宽。
3.2 该地区雨水量较大,地基四周必须用水泥砂浆砌筑排水沟,防止地表水侵入地基范围内引起地基承载力下降,导致地基沉降。
3.3 支架与墩身设置连墙件与墩身固结。
3.4 下雨天浇筑混凝土时,除了需及时覆盖彩条布防雨之外,还需对内箱进行检查,防止内箱积水过多导致支架受压过大失稳。
4 结束语
满堂支架施工现浇箱梁是现浇箱梁一个重要的施工手段。为了确保支架施工安全质量,要对支架设计、安装、预压进行全程监控。满堂支架施工难度较小,但是施工中控制点较多,所以配备专业化的队伍和管理人员非常重要。
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