钢板组合梁桥渐变段桥面板预制安装施工技术探析
2022-03-10许书萍合肥市轨道交通建设工程质量安全监督站安徽合肥230000
许书萍 (合肥市轨道交通建设工程质量安全监督站,安徽 合肥 230000)
1 施工原理
施工原理分为两个方面。
①由于渐变段桥面板种类偏多,需要定型钢模种类偏多,增加了模板制造费用,为降低费用通过优化模板,改动调节块的位置和侧模的可拆卸栓接的方式,合理解决模板的定制数量。
②通过在桥面板底模栓接横向钢筋定位梳齿板,提高横向钢筋的位置精度,减少湿接缝钢筋碰撞,从而解决桥面板安装的难度。
2 施工工艺流程及操作要点
2.1 桥面板预制施工工艺流程
桥面板预制施工工艺流程:施工准备→模板清理、安装→钢筋及波纹管制安→混凝土浇筑→张拉与压浆→起吊桥面板并运至存放场地。
2.1.1 模板制作与安装
渐变段桥面板的模板体系为大平板底模+焊接定位调节块+栓接梳齿板、堵头板的组合体系,结合桥面板设计图纸,在大平板底模上划线桥面板尺寸线位置,定位楔形调节块并焊接固定。侧模采用梳齿板,通过梳齿板底部螺栓与大平板底模连接固定、相邻梳齿板节块也采用螺栓连接。堵头板同样采用栓接,通过大平板底模开孔,穿插螺栓进行堵头板的锁定,通过此组合形式,将大大提高了模板的利用率。
2.1.2 钢筋制安
为保证连接件与钢筋的准确匹配,使用钢筋胎架进行钢筋的定位。钢筋胎架的制作应符合图纸钢筋间距和钢筋尺寸的要求,使用分段式可拆卸钢筋胎架,每段胎架节段标准段长3m,非标准段采用0.6m、0.9m、1.5m等组合节段,胎架节段之间采用螺栓连接,胎架制作完成后,对胎架的梳齿板钢筋定位间距做重点检查,防止钢筋定位不准确,钢筋骨架难以入位。
2.1.3 波纹管制安
横向预应力管道采用“U”型钢筋精确定位,定位钢筋应与桥面板纵、横向钢筋点焊连接,并保证有效连接。管道的制作、安装及连接必须保证质量,现场在预应力管道附近对钢筋等施焊时,应采取保护管道的措施,严禁因管道漏浆造成预应力管道堵塞。预应力波纹管定位偏差沿纵向不得超过15mm,沿竖向不得超过2mm。架立钢筋采用“U”字型钢筋,钢筋与桥面板纵向钢筋点焊在一起,钢筋沿横向预应力方向每300mm布置一道。
2.1.4 混凝土浇筑
保证桥面板混凝土内在及外观质量,波纹管以下先以Φ30振捣棒振捣,插入布点间距30 cm~40cm,对每一振捣部位必须振动到该部位混凝土停止下沉、不再冒气泡、表面呈现平坦泛浆为止,振捣时间一般为20s~30s,振动时不得接触波纹管。波纹管以上用Φ50振捣棒振捣,均匀布料,振捣充分,过振易造成离析,漏振将引起蜂窝麻面。振捣器不得碰撞模板、波纹管和其他预埋件。派专人观测模板和预埋件,如发现变形移位及时纠正,浇筑完毕后表面收浆拉毛。混凝土浇筑过程中,应特别注意对锚下、扁波纹管下方等处混凝土的捣实,防止出现蜂窝状,确保有效预应力达到设计要求。
2.2 桥面板安装
2.2.1 桥面板安装工艺流程
桥面板安装工艺流程:出厂检查→桥面板运输→吊车就位→钢梁顶面橡胶条及砂浆施工→桥面板吊起→桥面板就位→湿接缝及剪力槽施工→张拉压浆封锚。
2.2.2 吊点、吊具设置
按照设计图纸位置在主梁两侧预留d50吊装孔,桥面板安装前,从对称吊装孔内插入精轧螺纹钢,锚固上下两端,并用钢板连接单排螺纹钢。两侧钢板中心设置吊装点,采用两点起吊。
2.2.3 预制板的吊装工艺操作步骤及方法
吊车起吊梁板必须确保吊车支点稳固。对整桥预制板的安装,分左、右幅进行整体安装,吊装前先对吊装区域进行整平压实,并对吊车的每个支腿下垫设2.2m×2.2m的钢板。安装顺序为先对左幅桥进行安装,再进行右幅桥的安装,从小里程往大里程方向依次推进安装,均采用配置一台200T汽车吊进行吊装。具体操作工艺简述如下。
①吊车及装梁车的就位:吊车位于待吊装板北侧,炮车通过施工便道将预制板运至吊车附近,以供安装。
②试吊:吊车将车上的预制板吊起,平板车驶离就位地,并将吊起的梁离地10cm,静态试吊10min,确认各部安全可靠后再进行正式吊装。
图1 桥面板吊点平面示意图
图2 桥面板吊点侧面示意图
图3 桥面板吊点局部示意图
图4 现场吊装存放图
③正式吊装:在起重指挥员的统一指挥下,吊车将预制吊起升空,当预制板起吊高度超过钢板梁顶面时,汽车吊缓慢倾臂旋转,待梁从吊臂斜向通过后,再进行旋转吊臂,使安装梁位置纠正,再平移至安装位置,下落安装到位。吊装时当桥面板落至钢板梁顶10cm时,应将安装准线对准再松钩,如此反复直至对准到位。桥面板就位后应立即检查受力是否均匀,如未受力,必须吊起重放,直至受力均匀,确保桥面板平稳,不出现撬动现象。
2.2.4 安装就位
①桥面板安装按照桥跨一端向另一端方向依次安装,安装时采用单台吊车缓慢将桥面板吊至钢主梁上方,由两侧工人手拉牵引绳对正剪力槽位置,缓缓下落。
②桥面板湿接缝搭接钢筋整体错开3cm,吊装转动180°,错位搭接。单块桥面板安装入位后,应及时对安装的轴线偏差,湿接缝钢筋搭接,高程及纵横坡进行复测,及时纠正,避免下块板安装后产生较大偏差,无法安装。
图5 橡胶条安装、环氧砂浆涂抹
图6 桥面板起吊
图7 剪力钉与钢筋打架调整
图8 安装就位、卸扣
③桥面板安装精度以剪力槽位置为控制,湿接缝钢筋相匹配,为保证安装精度,首先控制钢筋及预应力钢束定位准确,严格对图纸进行复核,避免设计图纸问题造成误差。其次要控制施工质量,尤其在模板的定制、钢筋与预应力钢束安装、混凝土振捣上进行加强,避免造成尺寸偏大。后者对钢板组合梁上安装的剪力槽位置要求准确,严格控制剪力钉的间距,通过对比钢结构图纸与桥面板图纸,复核剪力槽与剪力钉群的尺寸与位置,做好事前控制。
3 技术创新点
①渐变段预制桥面板位于变截面钢板梁上,类型多样,对模板的尺寸、型式要求较多,且模板利用率低,模板一次性投入大。
本工法针对216种变截面预制桥面采取定型底模板加调节块的优化措施,经优化后仅需加工25套模板,减少了模板的费用。
图9 桥面板模板构造平面图
图10 桥面板模板构造立面图
图11 底模横向楔形筋板(一)
图12 底模横向楔形筋板(二)
图13 底模竖向楔形筋板(二)
图14 模板系统图
②渐变段预制桥面板纵向湿接缝为d20钢筋,横向湿接缝为d16钢筋,U型结构,端头处间距6cm,中间间距10cm。施工时,湿接缝搭接钢筋间距精度难控制,易造成湿接缝钢筋冲突,桥面板不能精准入位。
严格按照设计图纸进行模板加工,通过增加横向钢筋定位梳齿板,提高钢筋定位精度,减少后续安装困扰。
图15 钢筋定位梳齿板CAD图
图16 钢筋定位梳齿板现场图
4 结论
①本技术中钢板组合梁渐变段桥面板种类多、数量大,采用桥面板模板调节块的方法,在平板底模上按照渐变段桥面板的设计结构形式拼装、焊接调节块,形成底模筋板,调节块为楔形塞尺类构造,通过改动调节块的位置,有效地降低了变截面模板的定制数量,降低了项目成本,大大提高了变截面桥面板的预制效率。
②本技术采用组装式钢筋定位梳齿板形式,按照桥面板尺寸在底模四周上螺栓连接梳齿板和端头模,形成渐变段桥面板侧模板,大大提高了侧模安装效率以及桥面板之间预埋湿接缝钢筋的准确性,避免了渐变段桥面板安装产生冲突,解决了因湿接缝钢筋搭接无法正常安装桥面板的问题,降低了因返工产生的项目成本。
③本技术桥梁结构渐变段选用简支钢板组合梁,解决了箱梁在渐变段不能控制桥梁结构线形曲率的问题,桥面板经后场预制完成吊装至钢主梁上,通过剪力钉与钢主梁连接,板—板—梁之间通过后,浇湿接缝形成整体,提高了整体稳定性和安装效率,节约了施工场地的占用,为其他工序施工提供了保障。