大型转体桥梁箱梁混凝土施工技术
2020-02-22
(中国电建市政建设集团有限公司,天津 300384)
本工程为高速公路桥梁,本段上跨主桥架设于京九铁路上面,并与京九铁路跨越交叉,交点处京九铁路下行线里程K136+782.281,交叉角度为74°。本段为待转箱梁桥体,按照既定施工方案,本段桥体要在浇筑完成后,旋转74°与主桥完成对接。
主桥现浇段采用盘扣式满堂支架法浇筑施工。如图1浇筑顺序为:A0→A1→A2→A3→A4,其中A4段待转体完成后进行浇筑,另一半桥体也按这个顺序同时对称进行施工。
图1 箱梁纵断面图
1.模板施工
考虑到现浇箱梁的外观表面的平整度、线形和光洁度,同时还要提升施工进度,综合比较厚,决定本桥梁箱体的箱梁底模、外侧模、内模均采用1.5mm厚木胶板。
底模、外侧模板:箱梁底板和外侧铺设时,应按照设计箱梁的线形、曲面、宽度,进行挂线铺设,同时在板底用木方将模版连接用铁钉固定。在曲面段铺设的模版,用拆线代替弧线,在拼合时,模板拼缝要严密,线条顺畅,模板拼接处的错位高差值,要在设计和规范要求的公差范围内。
内模:在底板安装完成,腹板钢筋绑扎完成并检查合格后,进行箱梁的内模安装,本工程内模也使用木胶合板模版,内模安装要仔细,保证一次性安装合格。
侧模和端模板:模板外面用10cm×10cm方木钉在一起连接固定,横向用工字钢或者钢管进行固定;边腹板外侧模采用钢管加顶托的方式进行固定,钢管采用扣件与支架立杆固定;腹板采用φ16的拉杆进行对拉。
对于箱梁顶板内模,先采用φ48×3.5mm钢在箱体内搭设支架,然后再安装顶模板。
2.钢筋绑扎、预应力管道安装与穿束
本工程所用钢筋均交由专门的钢筋成型工厂进行制作,然后运到施工现场,由塔吊吊配到位,根据设计图纸现场绑扎成钢筋笼;混凝土采用现场搅拌站拌制,然后由混凝土罐车运到现场,再由混凝土泵车泵送入模,插入式振捣器捣固。浇筑完成后,覆盖土工布洒水养护。箱梁混凝土按对称浇筑的原则,分段进行浇筑。
2.1 钢筋安装
箱梁体所有的钢筋要进行整体绑扎。首先绑扎底板和腹板的钢筋,然后绑扎顶板的钢筋。在施工中,如果布置梁体钢筋时,出现与预应力钢筋位置冲突的情况,可适量移动梁体钢筋,也可以将梁体钢筋进行适当弯折[1],让出安装位。
在每个梁体的预留孔位置,应增设环状钢筋;桥面泄水孔位置的钢筋,施工中根据实际情况可适当调整位置,但要增设#字型钢筋进行加强;在布设钢筋时为了保证腹板、顶板、底板钢筋的位置尺寸符合设计和规范要求[1],可根据实际情况增加架立筋数量,用以加强架立钢筋。
梁体钢筋最小净保护层均为35mm。当采用垫块控制净保护层厚度时,底板按照不少于6个/㎡布置,腹板按照不少于4个/m2布置。
钢筋接长时,直径大于等于25mm的采用搭接焊,直径小于25mm的钢筋用绑扎,钢筋伸端头与下一梁段钢筋连接时用绑扎连接。焊接连接的,在35d接头长度区段内同一根钢筋不得出现两个接头,配置在接头长度区段内的钢筋接头面积率按照50%控制,采用单面搭接焊,搭接长度按照不小于10d+2cm。钢筋绑扎搭接长度不小于40d,在搭接处两边部和中心位置分别采用扎丝绑扎,接头间距按照不小于1.3倍的搭接长度控制。钢筋交叉点采用绑扎,按照不少于全部交叉点50%进行绑扎,绑扎扎丝的尾段不应伸入保护层内。
2.2 波纹管道制作与安装
横向预应力和纵向预应力管道,本工程采用的塑料波纹管,波纹管采用钢筋固定位置,预应力波纹管道定位钢筋、防崩钢筋沿桥体纵向按水平间距1m布置,并与腹板或顶板钢筋绑扎牢固,在管道弯折点处定位钢筋加密间距50cm,定位钢筋均采用点焊,以保证位置准确。在预应力平、竖、弯折处2m范围内增设加强钢筋。波纹管接长采用套接连接方式,接头管用大一直径的波纹套在待接管子外面,波纹管接头管的长度一般为被连接波纹管直径的5~7倍,接头管端部处用塑料胶带缠绕密封,防止混凝土浇筑时水泥浆进入。
竖向预应力管道施工,首先对固定端承压垫板进行固定,再对中安装铁皮管道,安装采用支架固定,以保证安装精度。
当钢筋布设位置和预应力管道存在互相干扰时,可适当调整普通钢筋的位置,保证预应力管道的位置精度[2]。当预应力波纹管的位置与施工端梁横向预应力钢束和竖向预应力钢束出现干扰时,应适当移动横向预应力波纹管的位置,来保证预应力钢束的位置准确。
2.3 穿束
穿束前应检查锚垫板和孔道,锚垫板的位置应准确,孔道内应通畅无其他杂物,且无水。箱梁钢绞线采用穿束机穿束,钢绞线端头部位进行编号标示,并用胶带将每根钢绞线的端头缠绕,以减少对波纹管的冲击,以便钢绞线顺利通过。预应力穿束完成后采用防水塑料将管道端部开口密封,防止湿气进入。
3.混凝土施工
主梁混凝土分二次浇筑。第一次浇筑底板及腹板,腹板浇筑至顶板交汇处,各部分截面应一次浇筑完成。在第二次混凝土浇筑前,要按照规范标准对施工接缝进行凿毛处理。
在混凝土灌注时,从箱体横断面两侧向中间进行,以保证受力平衡,即先浇筑箱梁底板与两侧纵向腹板,再进行中间腹板的浇筑。
本工程混凝土采用拌合站生产的C55混凝土,每盘混凝土的搅拌时间控制在2min,拌制的混凝土装入混凝土运输车,经施工专用道运至浇筑现场,如果需要排队等待,等待卸料过程中运输车须保持2r/min~4r/min的转速转动,不得停转。正式卸料前由试验人员对混凝土坍落度进行检测,坍落度应符合试验室出具的配合比报告的要求,当坍落度不符合要求,混凝土存在离析、泌水现象时,在不改变混凝土水胶比为原则的情况下,进行二次搅拌。二次搅拌后仍不符合要求的混凝土不得使用。
混凝土浇筑采用汽车泵进行布料浇筑,泵车选择合适场地站位,以尽量少变换位置为原则,正式泵送前采用1m3润泵砂浆润滑泵送管道,使用后的砂浆要合理处置。
混凝土按照由低处向高处进行分层料,分层布料厚度按照不大于30cm控制,布料连续进行,浇筑下一层混凝土时间间隔不得超过上一层混凝土初凝时间,布料后采用A50及A30插入式振捣棒进行有序振捣,振捣棒插入深度要能进入下层混凝土5cm~10cm,振捣时与模板保持5cm~10cm距离且不得触碰钢筋与预埋件,防止偏位[3]。振捣器快插慢拔,振捣至混凝土表面泛浆,停止冒泡和下沉,振捣器位移间距不超过振捣器作用半径的1.5倍。开始浇筑至初凝完成时程内,对已安放在管道内的钢束进行上、下左、右的摆动旋转,防止渗浆卡住钢绞线。
按照每浇筑200m³混凝土留取1组试块,另外每梁段浇筑完成留取1组试块与现浇梁进行同条件养护用来判定是否达到张拉条件。
4.养护与拆模
箱梁顶面采用土工布覆盖洒水养生,侧面及内腔架设贯通塑料管喷淋养生,保证养生期(7d)内混凝土内外表面始终处于湿润状态。
第一阶段在混凝土达到强度后梁体预应力张拉前先拆除箱梁内模板和顶模,进行预应力张拉,在纵向预应力张拉完成后再拆除箱梁翼缘底模及排架。第二阶段A0段箱梁在A1段张拉完成后拆除底模和支架,A1段箱梁底模在A2段张拉完成后方可拆除,其余梁段在整个梁段预制完成张拉后拆除余下的底模和支架。