公路桥梁项目现浇箱梁施工技术探讨
2023-09-03罗运廷
罗运廷
摘要 现浇箱梁施工技术是我国桥梁工程建设常用施工技术,其施工难度大,技术要求高,如操作不当易导致质量缺陷。因此,文章介绍了现浇箱梁的支架搭设、模板制安、钢筋加工安装、预应力张拉、混凝土浇筑等五个主要工序的施工技术要点和注意事项,给出了相应的质量控制措施,旨在为桥梁工程建设提供技术参考。
关键词 公路桥梁工程;现浇箱梁;预应力张拉;施工技术
中图分类号 U415.6文献标识码 A文章编号 2096-8949(2023)16-0132-03
0 引言
现浇箱梁是常用的公路桥梁上部结构形式,具有结构简单、施工方便、适应性强等优点。但现浇箱梁施工技术难度大,设计施工环节较多。如处理不当,可能导致结构质量下降、工期延误,甚至引发安全事故。因此,要有效保障公路桥梁工程质量和安全,需结合工程实际情况发挥现浇箱梁施工技术优势,有效提高现浇箱梁施工质量[1]。
1 工程概况
某公路直线桥,长200 m,桩号为K10+185~K10+267.5,由两幅三跨连续箱梁组成,每幅分别为(40 +80+40)m,净距为20 m。桥面铺装为厚度8 cm的沥青混凝土。上部结构为现浇预应力混凝土箱梁,截面高度为2.5 m,宽度为12 m。下部结构为钢筋混凝土墩柱和承台,墩柱高度为8 m,承台高度为2 m,该桥箱梁采用混凝土现浇施工。
2 现浇箱梁施工技术要点
2.1 支架与模板施工技术
2.1.1 项目场地硬化处理
为保证支架的稳定性,搭设支架前需进行场地硬化处理。该工程的场地为黏土土壤,含水量较高,承载力较低,主要采用以下硬化处理措施:
(1)场地铺设20 cm厚的碎石层,用压路机压实,增加场地的承载力。
(2)碎石层铺设5 cm厚的水泥砂浆层,用抹平机抹平,增加场地的硬度和防水性。
(3)水泥砂浆层铺设3 cm厚钢筋网片,用焊接固定,增加场地的抗裂性和抗剪性。
(4)钢筋网片上铺设3 cm厚的混凝土保护层,用抹平机抹平,增加场地耐磨性。
2.1.2 搭设支架
该工程采用碗扣式钢管支架支撑现浇箱梁,工字钢作为支撑梁。按照设计图、计算书搭设。搭设前选择合适的托座、钢管、间距和高度,保证支架的稳定性。搭设时要按照一定的顺序,保证支架、模板的搭设精度,确保同步进行。搭设后要进行堆载预压试验,检验支架的承载能力及变形情况[2]。
2.1.3 模板制安
模板制作安裝直接影响到箱梁的形状和尺寸。因此,模板的制作安装要严格按照设计要求进行。该工程采用木胶合板作为模板材料,厚度18 mm,表面涂防水油漆。模板支撑系统采用钢管支撑架,与箱梁支架相连。模板制作安装过程中需注意以下几点:
(1)箱梁模板安装前需仔细检查木胶合板,剔除有裂缝、变形、腐朽等缺陷的板材,做好编号标记,便于安装时识别定位。
(2)浇筑混凝土前需检查和调整模板支撑系统,保证其与箱梁支架的牢固连接和水平垂直对中,同时进行模板支撑系统预压试验,检验其承载能力和变形情况,确保符合要求。
(3)安装模板时需按照设计图纸、施工顺序进行,从一端到另一端,从底部到顶部,从内侧到外侧。安装时使用水平仪、垂直仪、千分尺等工具进行检测调整,保证模板的水平度、垂直度、平行度等精度指标满足要求,做好模板接缝处的密封处理,防止混凝土渗漏[3]。
2.1.4 支架预压
(1)堆载预压前检查支架、模板是否完好无损,是否有松动或漏接现象,确保场地平整、干燥、无杂物。
(2)逐袋称重沙袋,保证其重量符合设计要求。沙袋的规格为50 cm×50 cm×10 cm,重量为25 kg。沙袋的数量应根据箱梁的尺寸和荷载情况计算。
(3)沙袋需按照设计要求分层分区均匀地堆放在支架上,避免产生偏心或集中荷载。沙袋的堆放高度与箱梁高度相同,沙袋的堆放宽度略小于箱梁的宽度。
(4)混凝土浇筑前24 h内完成堆放沙袋。在此期间观察记录支架、模板的变形量,与设计允许值比较。如超过允许值,需及时调整或更换[4]。
2.2 箱梁主体钢筋施工
2.2.1 钢架加工
(1)钢筋验收:进场前,要对钢筋进行质量检验,包括外观、尺寸、力学性能等,剔除有锈蚀、裂纹、弯曲等缺陷的钢筋。同时,要对钢筋进行分类和编号,以便于管理和使用。
(2)编制钢筋下料单:根据设计图纸、施工计划,编制钢筋下料单,明确每根钢筋的规格、长度、数量、位置等信息,并用不同颜色标注不同类型的钢筋。同时,要优化钢筋的利用率,减少浪费和接头。
(3)钢筋加工:采用自动化或半自动化的设备进行钢筋的切断、弯曲,保证其尺寸和形状符合设计要求。切断前要检查切割机的刀片是否锋利,是否有裂缝或变形。切断时要按照下料单上的长度进行标记,并留出一定余量。切断后要检查切口是否平整,是否有毛刺或裂纹。弯曲前要检查弯曲机的模具是否完好,是否与钢筋的规格相匹配。弯曲时要按照下料单上的角度和半径进行标记,并留出一定的余量。弯曲后要检查弯曲部位是否平滑,是否有裂缝或变形[5]。
(4)钢筋半成品:将加工好的钢筋按照类型和位置进行分类和编号,并用防水布或塑料膜进行包装,防止受潮或损坏。同时将半成品运送到指定的存放区域,并做好记录和标识[6]。
(5)垫块分散布设:根据设计图纸和施工规范,在箱梁底板上分散布设垫块,保证箱梁主体钢筋与底板之间有足够的保护层厚度。垫块采用混凝土或塑料制成,规格为5 cm×5 cm×1 cm或10 cm×10 cm×2 cm等。垫块布设过程中垫块的数量和位置要根据钢筋的直径和间距进行合理分配,一般每根钢筋至少设置两个垫块。垫块的高度要与设计要求的保护层厚度相一致,不得高于或低于规定值[7-8]。
垫块与底板之间要用水泥砂浆或钢丝绑扎固定,防止移位或脱落。
2.2.2 安装钢筋骨架
(1)安装箱梁底板钢筋前清理底板,去除杂物、水分,检查垫块是否固定牢固。
(2)安装箱梁底板钢筋时按照下料单上的位置和方向摆放,用焊接或捆扎等方式进行连接。保证钢筋与垫块之间的接触面积足够,用水平仪、垂直仪、千分尺等工具进行检测和调整,保证钢筋的水平度、垂直度、平行度等精度指标满足要求。
(3)底板混凝土强度达到2.5 MPa后可开始安装箱梁侧壁和顶板钢筋。安装方法与底板钢筋类似,但要注意侧壁、顶板钢筋与底板钢筋形成整体结构,用焊接或捆扎等方式牢固连接。
2.3 箱梁预应力张拉
2.3.1 加工钢绞线
预应力张拉是将钢绞线按照设计要求施加一定的拉力,使箱梁产生预压应力的过程。张拉前需加工钢绞线,加工过程中需注意以下几点:
(1)进场前检查钢绞线质量,经质检合格方可使用,剔除有锈蚀、断丝、松散等缺陷的钢绞线,做好分类编号,便于管理使用。
(2)加工过程中需编制钢绞线下料单,明确每根钢绞线的规格、长度、数量、位置等信息,用不同颜色标注不同类型的钢绞线。采用专用设备进行钢绞线加工,保证其尺寸和形状符合设计要求。加工按照下料单上的长度标记,留出一定余量。加工后检查切口、弯曲部位是否平整,是否有毛刺或裂纹。如有,则需用砂纸或锉刀等工具进行打磨修补[9]。
2.3.2 安装钢绞线
(1)穿入钢绞线前需清理孔道,去除杂物,确保波纹管完好无损,无变形或堵塞。
(2)穿入钢绞线时使用专用穿线器,用润滑剂润滑钢绞线和波纹管,减少摩擦阻力和损伤。
(3)穿入钢绞线后需拉直调整钢绞线,用卡箍固定,保证钢绞线与孔道之间有一定间隙,避免与波纹管发生摩擦。
(4)安装完成后检测钢绞线,确保符合设计要求。如有偏差需及时调整或更换钢绞线。
2.3.3 孔道施工
孔道施工是指按照设计要求在箱梁安装内部波纹管,作为钢绞线的通道及保护层。施工过程中,要注意以下几点:
(1)施工前对箱梁内部进行清理,去除杂物和水分,检查钢筋骨架是否完好无损,是否有松动或错位现象。
(2)穿波纹管前根据设计图纸和下料单,确定波纹管的长度、数量、位置等信息,用不同颜色标注不同类型的波纹管,同时用专用切割机或锯子切割波纹管,确保切口平整,无毛刺或裂纹。
(3)立筋焊接固定后用专用的穿线器或牵引器将波纹管穿入箱梁内部,与立筋焊接固定。立筋为直径12 mm的钢筋。每根波纹管设置两根立筋,分别位于波纹管的上下两侧。立筋与钢筋骨架之间保持一定距离,用焊接或捆扎等方式牢固连接。
(4)连接口在套管中间处,使用专用的连接件将波纹管连接起来,用套管进行保护。套管为直径80 mm、厚度2 mm的塑料管,长度为20 cm。套管应覆盖在连接件的两端,用胶水或胶带密封。
(5)波纹管在孔道端部承压垫板喇叭口连接,将波纹管的端头插入承压垫板的喇叭口,用卡箍或卡扣等方式固定。承压垫板为直径100 mm、厚度10 mm的钢板,表面有喇叭状凹槽。喇叭口应与波纹管的直径相匹配,与孔道的轴线保持一致。
(6)施工完成后检查波纹管,确保与设计要求相符。如有偏差需及时调整或更换。
2.3.4 锚垫板安装
锚垫板安装是指将锚垫板固定在端模内侧,与波纹管的喇叭口连接的过程。安装前要在端模上标出锚垫板位置,并穿設孔洞。安装时采用反钉方法,保证锚垫板与喇叭口轴线垂直,防止张拉时钢绞线断裂。同时将波纹管的端头插入锚垫板的杯筒内,填塞缝隙,防止浆液渗漏。另外要调正非预应力筋位置,保证预应力束能够顺利张拉[10]。
2.3.5 张拉
张拉前检查张拉机具,保证其性能、精度满足要求,安排专人使用和管理。张拉时采用两端对称张拉法,注意观察箱梁拱度的变化情况。同时采用整束张拉的方法控制断丝率1%以内。基于双控措施,即应力控制、伸长值校核,保证张拉的准确性和可靠性。张拉后及时锚固并检验合格后方可切割端头,防止钢束和锚具受到扰动。
2.4 箱梁混凝土浇筑
2.4.1 实施要点
(1)箱梁混凝土浇筑分两次进行,以保证箱梁的整体性,第一次浇筑箱梁底板,待底板混凝土强度达到要求后,再安装内模板并绑扎好顶板钢筋。第二次浇筑箱梁肋板、顶板和翼缘板,形成完整的箱梁结构。
(2)单幅全联一次性完成浇筑:为提高浇筑效率,减少接缝,需确保每一幅箱梁在一次施工中完成浇筑。浇筑前要保证波纹管无孔洞且接头良好以及检查预埋件有无遗漏。浇筑时采用商品混凝土,用罐车运至现场,通过汽车泵输送至桥面。
(3)采用水平分层方法:为保证混凝土的均匀性、密实性采用水平分层方式进行浇筑。
(4)为保证桥面的平整度,需要在箱梁混凝土浇筑与桥面位置进行整平抹面。待浇筑完毕后用麻袋覆盖养生,定期洒水润湿,养护时间不少于14 d。
2.4.2 注意事项
箱梁混凝土浇筑直接影响到箱梁施工质量和安全。因此,浇筑前做好书面技术交底,明确混凝土的质量目标。浇筑时要注意以下几点:
(1)检查模板:为保证其能够承受混凝土的荷载和振动,浇筑前需对模板和钢筋的稳固性进行检查。
(2)浇筑时保证混凝土的下料连续而均匀,避免出现集中猛投情况,以免混凝土阻塞或分层。
(3)浇筑时用专用导管或漏斗将混凝土输送至指定位置,用专用振捣器进行振捣。振捣时避免与波纹管发生碰撞,以免损坏波纹管或影响钢绞线张拉。
(4)控制混凝土的坍落度和水灰比:浇筑施工时,需要对混凝土的坍落度、和易性进行检查,并严格控制水灰比,不得增加用水量。坍落度、水灰比直接影响混凝土的流动性和强度,应符合设计要求。
3 结语
综上所述,现浇箱梁是一种常用桥梁结构形式,具有整体性强、稳定耐久等优点。为保证现浇箱梁的质量符合规范要求,需掌握现浇箱梁施工技术,在实际工程中合理应用。现浇箱梁的施工技术包括支架搭设、模板制安、钢筋加工安装、预应力张拉、混凝土浇筑等,每个工序都要按照设计图纸、施工规范进行,注意检查和控制各项质量指标,避免出现质量问题。通过有效使用现浇箱梁施工技术,可以提高桥梁的建设效率和质量,保证公路桥梁的整体施工质量。
参考文献
[1]刘畅. 轨道交通高架区间现浇预应力连续梁施工技术[J]. 四川建材, 2021(7): 183-184.
[2]于力生. 桥梁施工中现浇箱梁的施工技术[J]. 交通世界, 2020(36): 60-61.
[3]冯斌进. 公路桥梁现浇箱梁施工技术[J]. 交通世界, 2020(20): 118-119.
[4]张志韬, 丁罕, 谭勇. 现浇箱梁施工技术及质量控制[J]. 交通世界, 2020(11): 107-108.
[5]岑得京. 厦蓉高速和溪互通B匝道桥现浇箱梁施工关键技术[J]. 石家庄铁路职业技术学院学报, 2020(1): 36-40.
[6]薛昊玥. 预制40 mT梁预应力张拉施工技术研究[J]. 交通世界, 2022(28): 116-118.
[7]陈佳琪. 浅谈预应力张拉影响因素[C]//中国土木工程学会, 长沙市人民政府. 中国土木工程学会2021年学术年会论文集. 北京:中国建筑工业出版社, 2021: 230.
[8]李岩. 公路桥梁智能预应力张拉和压浆施工质量控制[J]. 山东交通科技, 2022(5): 34-38.
[9]何振东, 丁巍, 谢岚. 大跨连续刚构桥预应力张拉顺序影响分析[J]. 施工技术(中英文), 2022(18): 29-33+38.
[10]谷鹏, 张庆亮, 贾洁. 某双向张弦屋顶与索网幕墙整体预应力张拉施工仿真分析研究[C]//天津大学, 天津市钢结构学会. 第二十届全国现代结构工程学术研讨会论文集, 2020: 167-170.