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摘 要:云龙湖桥采用V型墩,墩身体积大,结构复杂,冬季施工,结合本工程实例,介绍模板、支架、钢筋和混凝土施工在冬季施工技术。
关键词:桥梁 V型墩 冬季施工
一、工程简介
沈阳市浑河云龙湖桥,位于浑河城市段下游,东距南阳湖大桥2.39km.云龙湖桥北接规划云龙湖街,南接规划桂花街;北岸连接于洪新城,南岸为满融经济区。浑河云龙湖桥及其引道工程全长1707.11m,其中桥梁全长为1019.8m,北引道长390m,南引道长297.31m。桥梁宽度为40米,其布置形式为5m(人非混行道)+30m(机动车道)+5m(人非混行道)=40m。
二、施工难点
1.V型墩体积大,混凝土侧压力大,同时由于墩身的倾斜,在自重影响下会产生较大的水平分力,对支架要求高。
2.V型墩内部结构复杂,钢筋交错布置,混凝土浇筑困难。
3.V型墩处于冬季施工,必须采取严密的施工措施,以确保工程质量和施工安全。
三、V型墩总体方案
1.模板与支架:支架结构采用钢管柱+钢管架+钢构架组合形式。在V型墩底模两侧先安装钢管柱,在安装钢管柱的同时搭设钢管架,钢管架与钢管柱通过钢管卡扣连接。钢构架为成型结构件。模板采用整体式大块拼装钢模板,采用对拉螺栓紧固。
2.混凝土施工:混凝土采用商混站拌制混凝土。对混凝土罐车罐体、泵车的泵管采取了保温措施。根据混凝土的初凝时间及运输距离,配备足够数量的混凝土罐车。冬季混凝土拌制前应对原材料加热,采用热水拌制。混凝土掺加早强、防冻外加剂,保证混凝土质量。
3.混凝土养护:因工期紧迫,河道内的V型墩在冬季进行施工。采用暖棚+外部加热法。这样可以循环使用暖棚材料和外部加热设备,加强了材料周转,提高效率,减少成本。
四、V型墩主要施工技术
1.支架施工。
1.1钢管立柱选用Φ159*7mm无缝钢管,在场地内分节制作,每节钢管柱采用Φ159法兰盘和螺栓连接。钢管上部和下部设置可调节底托,底托支撑在20×20cm方木上。钢管立柱之间选用14#槽钢设置交叉连接,以增强钢管立柱的整體性。
1.2钢构架为预制好的成型钢构架,在现场进行拼装成型。施工时先拼装单层钢构架,排好间距后再安装支撑架,采用14#槽钢和1cm厚钢板将4排钢构架连接成整体。然后按照由下到上的顺序安装钢管立柱的顶托,主楞的纵向和横向采用25#工字钢,次楞为10×10cm方木。钢构架与主楞工字钢采用U型卡连接。在钢管柱安装的同时,钢管支架开始搭设。钢管支架采用满堂支架法,选用标准Φ48mm,壁厚为3.5mm钢管。按照先立杆、横杆、斜杆的顺序搭设。搭设过程中,钢管支架上部的横向钢管应与钢管柱上部已事先焊好的同直径Φ48mm钢管接头采用直角扣件连接,使钢管支架与钢管柱形成整体。
1.3支架安装完成后,在钢管支架内部搭设纵向、横向及水平剪刀撑,两钢管柱之间设置两道14#槽钢剪刀撑,高度为4m左右。每层钢构架下部两侧工字钢要求与钢管柱支架均采用14#槽钢焊接连成为整体,实现共同受力,加强支撑体系的稳定性。
1.4V型墩拉杆安装。V型墩钢筋和模板安装完毕后,混凝土浇筑前,为抵抗V型墩水平方向的拉力,在每个V型墩的两侧设置拉杆。拉杆采用Φ32mmHRB400钢筋。沿竖直高度方向,每1.2m设置1组,每组2根。
2.钢筋施工。冬季钢筋加工作业应在钢筋加工棚内,保证钢筋的冷加工和焊接要求。根据图纸要求,钢筋经切割、弯曲和焊接制作成的半成品,按照使用部位的不同,应分开堆放并有明确的标牌标识。使用时将半成品钢筋运至现场,套筒连接和人工绑扎成钢筋骨架,绑扎用20~22#金属铁丝。现场接长采用搭接焊。钢筋安装除特殊要求外,钢筋保护层采用预制同标号混凝土垫块支撑。
3.模板施工。
3.1底模。模板钢支架加固稳定后,进行V墩底模的安装。单肢V墩的底模要求模板缝向统一,即模板安整体的缝隙朝向一致。两块模板连接处要平整光滑,保证缝隙密实,浇筑时不会漏浆。螺栓要求安装齐全并拧紧。底模底部与承台接触处,用水泥砂浆抹缝,凝固后,用砂纸打磨,避免砂浆块突出模板面。底模铺设完毕后,进行平面放样,全面测量底模板纵横标高,根据测量结果将底模板调整到设计标高。绑扎钢筋前,模板内表面要涂刷脱模剂,注意不得污染钢筋和预埋件。
3.2侧模。当钢筋绑扎完毕,并且经检查验收合格后,方可安装V型墩侧模。安装侧模时,按照设计图纸上侧模位置编号进行,侧模模板上槽钢楞间距为80cm,通过Φ16mm对拉螺栓固定。V型墩截面中间不设置对拉螺栓。由于对拉螺栓受力大,采用螺母+钢板垫片固定。模板采用汽车吊安装,对拉螺栓拧上足够丝扣数后,再进行局部调整。调整时,注意侧模与底模结合处节点的处理,确保拼缝严密,模板平整,混凝土线性流畅。
3.3顶模。V型墩混凝土需要一次浇筑完成,因钢筋密集、支墩倾斜的因素,通过Φ16mm对拉螺栓将模板加固,对拉螺栓的间距不大于80cm。安装完后调整模板,要求模板前后、左右距离中心线偏差控制在±10mm,相邻两块模板高度差2mm,模板表面平整度控制在5mm。
4.暖棚施工。暖棚采用Φ200钢管柱及12#工字钢支撑体系作为暖棚骨架,外部保温层由棉篷布、毛毡组成。暖棚平面尺寸为22m×34m×18m,钢管柱采用打桩机进行施工,埋入地下深度是为6m,钢管间距为1m,钢管连接采用12#槽钢,纵向间距为2m,顶棚采用12#工字钢。在充分考虑暖棚风荷载受力情况下,暖棚钢管柱设置揽风绳,揽风绳采用直径为12mm的钢丝绳,横桥方向两侧各设置5根,顺桥方向两侧各设置9根,在地面距离钢管柱4m处设置地锚固定,地锚采用Φ108钢管材料,锚固深度为4m。
5.混凝土施工。混凝土浇筑采用商品混凝土,泵送入模。混凝土浇筑采用开天窗方法进行浇筑,即在整体钢模板顶面上开口,开口尺寸为50cm的正方形,共开五个口。不得打开全部覆盖进行混凝土浇筑。浇筑之前先进行钢筋和模板预热,预热后其温度不低于5℃。混凝土到场后检测混凝土性能和温度,达标后方可开始浇筑。浇筑过程中,浇筑速度不宜过快,控制每小时浇筑50m3。浇筑时采取分层浇筑,层厚控制在30cm。V型墩斜腿混凝土应两斜腿对称浇筑,两侧新浇混凝土面高差不超过30cm。由于V型墩墩身圆弧段墩顶钢筋太密,振捣采用振捣棒和附着式振捣器配合进行,附着式振捣器布设间距为1.2米,每个V型墩配置10个振捣器随混凝土浇筑高度移动使用。在前一批混凝土尚没有振捣密实之前,不得在上部增加新的混凝土。振捣捧应不触碰钢筋和预埋件,并与侧面模板应保持5~10㎝间隙。无法使用振捣器的部位,辅以人工捣实。V墩混凝土要一次浇筑完成,系杆可在碗扣支架拆除前单独浇筑。
6.混凝土养护。冬季混凝土施工采用暖棚+热风幕+炭炉外加热法。混凝土施工前,开始对暖棚内升温,浇筑过程中注意保证暖棚内温度不低于5℃。暖棚钢骨架上覆盖的棉篷布,篷布块与块之间要有足够的压接距离,并且块与块用铁丝绑扎牢固,每块棉篷布覆盖长度要延长至地面,将多余的部分用土和沉重的物品压牢,避免大风将其刮开。保证密封良好,尽量使暖棚内的热量损失较少。每个暖棚中放置12个炭炉,均匀布置。炭炉上部放置水盆,加热产生水蒸气使棚内温度达到要求。暖棚内悬挂12个温度计,测量暖棚内温度。墩柱混凝土内埋设测温线,分三层埋设,混凝土浇筑24小时后进行不间断测温,掌握墩柱混凝土芯部温度。安排专人测量记录棚内温度、混凝土芯部温度,根据数值来调整暖棚内温度。由于暖棚采用了炭炉加热,应采取安全措施有:(1)暖棚两侧均匀设置排风口,使棚内的一氧化碳能够排放。(2)测温人员和填炭工人进入暖棚时,应带防毒面罩并且安排专人监护。(3)暖棚内配备足够的灭火器等消防器材。(4)热风幕等电器设备安装漏电断路器保证设备正常运作。根据同期混凝土试件强度来确定暖棚拆除时间,拆模时混凝土表面温差20°C。拆除暖棚前需提前降温,避免出现墩身混凝土芯部温度与表面温度温差过大出现裂缝,同时尽量缩短拆除暖棚顶棚及墩身模板时间。拆模后及时用塑料薄膜包裹、养护。
五、结语
本桥在冬季施工采取了一系列冬季施工措施,虽然增加了一定的冬季施工费用,但保证了工期,为后续工程的顺利展开打下了基础,为提高总体效益做出了贡献。
参考文献:
[1]《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011.
[2]《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2-2008.
[3]《建筑工程冬期施工规程》JGJ104-2011.
关键词:桥梁 V型墩 冬季施工
一、工程简介
沈阳市浑河云龙湖桥,位于浑河城市段下游,东距南阳湖大桥2.39km.云龙湖桥北接规划云龙湖街,南接规划桂花街;北岸连接于洪新城,南岸为满融经济区。浑河云龙湖桥及其引道工程全长1707.11m,其中桥梁全长为1019.8m,北引道长390m,南引道长297.31m。桥梁宽度为40米,其布置形式为5m(人非混行道)+30m(机动车道)+5m(人非混行道)=40m。
二、施工难点
1.V型墩体积大,混凝土侧压力大,同时由于墩身的倾斜,在自重影响下会产生较大的水平分力,对支架要求高。
2.V型墩内部结构复杂,钢筋交错布置,混凝土浇筑困难。
3.V型墩处于冬季施工,必须采取严密的施工措施,以确保工程质量和施工安全。
三、V型墩总体方案
1.模板与支架:支架结构采用钢管柱+钢管架+钢构架组合形式。在V型墩底模两侧先安装钢管柱,在安装钢管柱的同时搭设钢管架,钢管架与钢管柱通过钢管卡扣连接。钢构架为成型结构件。模板采用整体式大块拼装钢模板,采用对拉螺栓紧固。
2.混凝土施工:混凝土采用商混站拌制混凝土。对混凝土罐车罐体、泵车的泵管采取了保温措施。根据混凝土的初凝时间及运输距离,配备足够数量的混凝土罐车。冬季混凝土拌制前应对原材料加热,采用热水拌制。混凝土掺加早强、防冻外加剂,保证混凝土质量。
3.混凝土养护:因工期紧迫,河道内的V型墩在冬季进行施工。采用暖棚+外部加热法。这样可以循环使用暖棚材料和外部加热设备,加强了材料周转,提高效率,减少成本。
四、V型墩主要施工技术
1.支架施工。
1.1钢管立柱选用Φ159*7mm无缝钢管,在场地内分节制作,每节钢管柱采用Φ159法兰盘和螺栓连接。钢管上部和下部设置可调节底托,底托支撑在20×20cm方木上。钢管立柱之间选用14#槽钢设置交叉连接,以增强钢管立柱的整體性。
1.2钢构架为预制好的成型钢构架,在现场进行拼装成型。施工时先拼装单层钢构架,排好间距后再安装支撑架,采用14#槽钢和1cm厚钢板将4排钢构架连接成整体。然后按照由下到上的顺序安装钢管立柱的顶托,主楞的纵向和横向采用25#工字钢,次楞为10×10cm方木。钢构架与主楞工字钢采用U型卡连接。在钢管柱安装的同时,钢管支架开始搭设。钢管支架采用满堂支架法,选用标准Φ48mm,壁厚为3.5mm钢管。按照先立杆、横杆、斜杆的顺序搭设。搭设过程中,钢管支架上部的横向钢管应与钢管柱上部已事先焊好的同直径Φ48mm钢管接头采用直角扣件连接,使钢管支架与钢管柱形成整体。
1.3支架安装完成后,在钢管支架内部搭设纵向、横向及水平剪刀撑,两钢管柱之间设置两道14#槽钢剪刀撑,高度为4m左右。每层钢构架下部两侧工字钢要求与钢管柱支架均采用14#槽钢焊接连成为整体,实现共同受力,加强支撑体系的稳定性。
1.4V型墩拉杆安装。V型墩钢筋和模板安装完毕后,混凝土浇筑前,为抵抗V型墩水平方向的拉力,在每个V型墩的两侧设置拉杆。拉杆采用Φ32mmHRB400钢筋。沿竖直高度方向,每1.2m设置1组,每组2根。
2.钢筋施工。冬季钢筋加工作业应在钢筋加工棚内,保证钢筋的冷加工和焊接要求。根据图纸要求,钢筋经切割、弯曲和焊接制作成的半成品,按照使用部位的不同,应分开堆放并有明确的标牌标识。使用时将半成品钢筋运至现场,套筒连接和人工绑扎成钢筋骨架,绑扎用20~22#金属铁丝。现场接长采用搭接焊。钢筋安装除特殊要求外,钢筋保护层采用预制同标号混凝土垫块支撑。
3.模板施工。
3.1底模。模板钢支架加固稳定后,进行V墩底模的安装。单肢V墩的底模要求模板缝向统一,即模板安整体的缝隙朝向一致。两块模板连接处要平整光滑,保证缝隙密实,浇筑时不会漏浆。螺栓要求安装齐全并拧紧。底模底部与承台接触处,用水泥砂浆抹缝,凝固后,用砂纸打磨,避免砂浆块突出模板面。底模铺设完毕后,进行平面放样,全面测量底模板纵横标高,根据测量结果将底模板调整到设计标高。绑扎钢筋前,模板内表面要涂刷脱模剂,注意不得污染钢筋和预埋件。
3.2侧模。当钢筋绑扎完毕,并且经检查验收合格后,方可安装V型墩侧模。安装侧模时,按照设计图纸上侧模位置编号进行,侧模模板上槽钢楞间距为80cm,通过Φ16mm对拉螺栓固定。V型墩截面中间不设置对拉螺栓。由于对拉螺栓受力大,采用螺母+钢板垫片固定。模板采用汽车吊安装,对拉螺栓拧上足够丝扣数后,再进行局部调整。调整时,注意侧模与底模结合处节点的处理,确保拼缝严密,模板平整,混凝土线性流畅。
3.3顶模。V型墩混凝土需要一次浇筑完成,因钢筋密集、支墩倾斜的因素,通过Φ16mm对拉螺栓将模板加固,对拉螺栓的间距不大于80cm。安装完后调整模板,要求模板前后、左右距离中心线偏差控制在±10mm,相邻两块模板高度差2mm,模板表面平整度控制在5mm。
4.暖棚施工。暖棚采用Φ200钢管柱及12#工字钢支撑体系作为暖棚骨架,外部保温层由棉篷布、毛毡组成。暖棚平面尺寸为22m×34m×18m,钢管柱采用打桩机进行施工,埋入地下深度是为6m,钢管间距为1m,钢管连接采用12#槽钢,纵向间距为2m,顶棚采用12#工字钢。在充分考虑暖棚风荷载受力情况下,暖棚钢管柱设置揽风绳,揽风绳采用直径为12mm的钢丝绳,横桥方向两侧各设置5根,顺桥方向两侧各设置9根,在地面距离钢管柱4m处设置地锚固定,地锚采用Φ108钢管材料,锚固深度为4m。
5.混凝土施工。混凝土浇筑采用商品混凝土,泵送入模。混凝土浇筑采用开天窗方法进行浇筑,即在整体钢模板顶面上开口,开口尺寸为50cm的正方形,共开五个口。不得打开全部覆盖进行混凝土浇筑。浇筑之前先进行钢筋和模板预热,预热后其温度不低于5℃。混凝土到场后检测混凝土性能和温度,达标后方可开始浇筑。浇筑过程中,浇筑速度不宜过快,控制每小时浇筑50m3。浇筑时采取分层浇筑,层厚控制在30cm。V型墩斜腿混凝土应两斜腿对称浇筑,两侧新浇混凝土面高差不超过30cm。由于V型墩墩身圆弧段墩顶钢筋太密,振捣采用振捣棒和附着式振捣器配合进行,附着式振捣器布设间距为1.2米,每个V型墩配置10个振捣器随混凝土浇筑高度移动使用。在前一批混凝土尚没有振捣密实之前,不得在上部增加新的混凝土。振捣捧应不触碰钢筋和预埋件,并与侧面模板应保持5~10㎝间隙。无法使用振捣器的部位,辅以人工捣实。V墩混凝土要一次浇筑完成,系杆可在碗扣支架拆除前单独浇筑。
6.混凝土养护。冬季混凝土施工采用暖棚+热风幕+炭炉外加热法。混凝土施工前,开始对暖棚内升温,浇筑过程中注意保证暖棚内温度不低于5℃。暖棚钢骨架上覆盖的棉篷布,篷布块与块之间要有足够的压接距离,并且块与块用铁丝绑扎牢固,每块棉篷布覆盖长度要延长至地面,将多余的部分用土和沉重的物品压牢,避免大风将其刮开。保证密封良好,尽量使暖棚内的热量损失较少。每个暖棚中放置12个炭炉,均匀布置。炭炉上部放置水盆,加热产生水蒸气使棚内温度达到要求。暖棚内悬挂12个温度计,测量暖棚内温度。墩柱混凝土内埋设测温线,分三层埋设,混凝土浇筑24小时后进行不间断测温,掌握墩柱混凝土芯部温度。安排专人测量记录棚内温度、混凝土芯部温度,根据数值来调整暖棚内温度。由于暖棚采用了炭炉加热,应采取安全措施有:(1)暖棚两侧均匀设置排风口,使棚内的一氧化碳能够排放。(2)测温人员和填炭工人进入暖棚时,应带防毒面罩并且安排专人监护。(3)暖棚内配备足够的灭火器等消防器材。(4)热风幕等电器设备安装漏电断路器保证设备正常运作。根据同期混凝土试件强度来确定暖棚拆除时间,拆模时混凝土表面温差20°C。拆除暖棚前需提前降温,避免出现墩身混凝土芯部温度与表面温度温差过大出现裂缝,同时尽量缩短拆除暖棚顶棚及墩身模板时间。拆模后及时用塑料薄膜包裹、养护。
五、结语
本桥在冬季施工采取了一系列冬季施工措施,虽然增加了一定的冬季施工费用,但保证了工期,为后续工程的顺利展开打下了基础,为提高总体效益做出了贡献。
参考文献:
[1]《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011.
[2]《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2-2008.
[3]《建筑工程冬期施工规程》JGJ104-2011.