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摘要:大跨度现浇箱梁因其整体性好、外形美观、刚度大等优点,它还可做成复杂形状线形,因此在实际施工中广泛应用。本文介绍了桥梁大跨度悬臂现浇箱梁施工方案及工艺,详尽叙述了测量与放样、地基的处理、托架的设计、托架的预压、模板的安制、混凝土浇筑、梁体的合龙等重点施工技术,为今后类似工程提供技术借鉴。并提出一些施工过程中应注意的事项,以确保满足设计要求,保证施工质量。
关键词:箱梁、测量与放样、地基的处理、托架的设计、托架的预压、模板的安制、混凝土浇筑、梁体的合龙
中图分类号: TU74文献标识码:A 文章编号:
一、测量与放样
首先根据设计文件绘出的结构控制点坐标,计算出便于现场操作的各点与相近控制点的距离、位置及高程,主要应包括箱梁底板内外边线,翼缘板内外边线以及各中心线,点间距离不应超过三米,利用全站仪采用极坐标法,将箱梁中心线放出于地面上,作为支架搭设的依据,同时提供支架搭设的控制高度。待底模铺设好后,将箱梁内外边线及所有中心线放出于底模上,并调整底模高程使其满足要求。复核放出点位的坐标,直观检查曲线是否圆顺,并用钢卷尺检查校核。
二、地基的处理
此工序施工技术要点是必须保证地基宽度和承載力满足计算要求,排水通畅。首先要使用推土机配合平地机清地表、整平、碾压密实,压实度保证在百分之九十以上。其后开始填筑三十厘米左右厚砂砾,并设置百分之二至百分之三的横向坡度,保证砂砾层的压实度,砂砾层上再浇筑一定厚度混凝土层,这样地基面高出周围地面,雨水自然无法浸泡。
三、托架的设计
大跨度悬臂现浇箱梁,多采用挂篮施工,挂篮施工速度较慢,每段施工长度较短,梁底线形为折线连接,施工时对称性要求较高。托架法施工则弥补了挂篮法施工的缺点。在连续箱梁混凝土灌筑过程中,托架的强度、刚度、稳定性和沉降量是保证梁体混凝土灌筑质量的关键问题。托架的强度、刚度及稳定性容易满足,设计中重点考虑托架变形及下沉,地基承载力必须达到足够要求。托架施工根据工程现场具体情况进行地基处理,若原有道路地基有足够承载力则无需处理。一般地面采用三比七的灰土进行换填、夯实处理,使地基承载力达到一百八十兆帕。按照托架设计位置,在地基上铺设枕木。在枕木上安放托架立杆可调底托后搭设托架。碗扣式支架安装时,在可调底座基础架上先立定位立杆,再将横杆接头插入立杆的碗口内,压紧并旋转上碗口锁固,并按照由底层向上的顺序安装。当托架搭设接近设计高程时,采用立杆可调顶托进行调平。施工中必须严格控制可调底托、顶托留在立杆内长度不小于三十厘米,避免托架局部失稳。
四、托架的预压
托架系统拼装完成后,要进行堆载预压,以验证承载能力和消除非弹性变形。预压前合理计算横断面荷载分布值,荷载计算应将钢筋混凝土重量、模板支架自重以及施工期间荷载等进行组合,要考虑腹板和隔墙处荷载大而集中,顶板混凝土重量将通过箱内支撑直接传送到底板上等因素。预压荷载可采用砂袋、钢筋或水箱,实际堆载要与横断面荷载分布值相一致。
五、模板的安制
盖梁模板分底模、侧模和端模三类。钢模板制作全部采用招标取得的专业模板生产厂家加工的钢模。模板的强度和刚度满足规范要求。先支设底模,施工前由测量人员用全站仪放出中心点位,将实心钢棒插入墩柱预留孔道,用吊车将工字钢吊装在钢棒上并用对拉杆固定,然后铺上方木并将底模按盖梁底标高调平。自检合格并经监理工程师检验合格后,才可进行下道工序。支设模板时先在钢筋骨架上焊接定位筋,然后将模板按墨线进行支设并采用对拉杆固定。侧模的加固采用一定直径的圆钢作为拉杆,确保模板尺寸准确、支撑牢固、拼装严密,轴线偏位不大于一厘米。支撑好后应使模板内无其他杂物,并在支设模型前彻底涂上脱模剂。模板的接缝必须密合,如有缝隙须堵塞严密,以防漏浆。端头模板要和侧面模板牢固连接,认真采取支撑、加固措施,防止跑模、漏浆。使用拼装式模板时,可视可操作面大小、吊车吊装能力,条件允许时将节组拼成整体模板,以加快进度,保证质量及安全。当所有和模板有关的工作做完后,进行轴线、宽度、长度、标高以及垂直度等项目的自检,自检合格并经监理工程师检查认可后,方可浇筑混凝土。
六、混凝土浇筑
底腹板混凝土浇筑后,对侧模进行检查并加固外侧模和腹板混凝土接触处,消除因已浇筑的腹板混凝土收缩而致模板和腹板混凝土之间产生的缝隙,避免顶板混凝土浇筑时,混凝土沿缝隙串浆。
七、梁体的合龙
合龙应选择温度变化较小的时间段进行。合龙混凝土浇筑前应先将相邻节段锁定而后进行混凝土浇筑。箱梁结构由于内部水化热和外界的太阳辐射以及气温等变化的影响,混凝土结构处于不同的温度状态。某一时刻结构与表面个点的温度状态,即为箱梁结构物的温度分布。影响结构温度分布的各种因素有,外界条件影响和内部条件的影响。由于自然环境条件变化的温度荷载,一般可分为以下三种类型,日照温度荷载和骤然降温温度荷载及年温温度荷载。日照温度荷载主要是太阳辐射作用,其次是气温变化影响,在次之是风速影响。降温温度变化主要是强冷空气的侵袭作用和日落后在夜间形成的内高外低的温度分布。年温变化则是极缓慢的气温变化所致。
日照温度变化工程结构物的日照变化很复杂,影响因素较多,主要有以下几个方面,太阳的直接辐射、地面反射等。箱梁由于日照温度变化引起的表面和内部温度变化,是一个随机变化的复杂函数,实际上可简化为只有太阳辐射和气温变化这两个因素。温度变化由于工程结构在冷空气侵袭作用下,使结构表面迅速降温,结构物中形成内高外低的温度分布状态,日落、降温等因素使结构外表面温度迅速变化,此时形成较大的温差状态。年温温度变化年温温度变化所引起的结构温度变化是长期缓慢的,使结构物整体发生均匀的温度变化。所以在考虑年温对结构物的影响时,均以结构的平均温度为依据。
在进行合拢段浇筑之前,应充分考虑完工的箱梁因受日照和大气温差的作用而产生的伸长或缩短等因素。根据施工经验,合拢段混凝土浇筑,最好选在阴天,温差比较小的天气。但由于受施工环境的限制,一般情况下,只有选择一天中的低温并接近15 摄氏度浇筑合拢段混凝土。由于顶板的温差变化较大,因此对混凝土影响最大的是顶板温度场,通过从早八时到晚十时对顶板洒水消除温度变化影响,直至完成第二批钢束张拉。
结束语:由于托架法同常规支架法相比,避免了对支架地基的处理,支架材料用量少,降低了施工成本。其次托架法支架搭设快,加快了施工进度,同时缩短了工期。此外托架法施工安全可靠,减少了不必要的安全事故发生,节约了成本。综合分析得出预应力大盖梁采用托架法施工可以降低成本、加快施工进度、缩短工期、提高安全性。具有较好的直接、间接经济效益和社会效益,尤其间接效益和社会效益更为显著。但是在施工中,温度对结构物合龙影响是不可忽视的,因此正确的合龙时间选择是尤为重要的。
参考文献
[1]刘宇飞,《担式托架法在盖梁施工中的应用》,北方交通,2010
[2]赫英龙,《托架法在混凝土现浇连续梁施工中的方案设计与应用》,铁道工程学报,2001
[3]刘吉士,《桥梁施工百问》,人民交通出版社,2003
[4]周水兴,《路桥施工手册》,人民交通出版社,2001
[5]朱传娣,《大跨高墩连续刚构桥0号块托架法施工技术》,混凝土与水泥制品,2009
关键词:箱梁、测量与放样、地基的处理、托架的设计、托架的预压、模板的安制、混凝土浇筑、梁体的合龙
中图分类号: TU74文献标识码:A 文章编号:
一、测量与放样
首先根据设计文件绘出的结构控制点坐标,计算出便于现场操作的各点与相近控制点的距离、位置及高程,主要应包括箱梁底板内外边线,翼缘板内外边线以及各中心线,点间距离不应超过三米,利用全站仪采用极坐标法,将箱梁中心线放出于地面上,作为支架搭设的依据,同时提供支架搭设的控制高度。待底模铺设好后,将箱梁内外边线及所有中心线放出于底模上,并调整底模高程使其满足要求。复核放出点位的坐标,直观检查曲线是否圆顺,并用钢卷尺检查校核。
二、地基的处理
此工序施工技术要点是必须保证地基宽度和承載力满足计算要求,排水通畅。首先要使用推土机配合平地机清地表、整平、碾压密实,压实度保证在百分之九十以上。其后开始填筑三十厘米左右厚砂砾,并设置百分之二至百分之三的横向坡度,保证砂砾层的压实度,砂砾层上再浇筑一定厚度混凝土层,这样地基面高出周围地面,雨水自然无法浸泡。
三、托架的设计
大跨度悬臂现浇箱梁,多采用挂篮施工,挂篮施工速度较慢,每段施工长度较短,梁底线形为折线连接,施工时对称性要求较高。托架法施工则弥补了挂篮法施工的缺点。在连续箱梁混凝土灌筑过程中,托架的强度、刚度、稳定性和沉降量是保证梁体混凝土灌筑质量的关键问题。托架的强度、刚度及稳定性容易满足,设计中重点考虑托架变形及下沉,地基承载力必须达到足够要求。托架施工根据工程现场具体情况进行地基处理,若原有道路地基有足够承载力则无需处理。一般地面采用三比七的灰土进行换填、夯实处理,使地基承载力达到一百八十兆帕。按照托架设计位置,在地基上铺设枕木。在枕木上安放托架立杆可调底托后搭设托架。碗扣式支架安装时,在可调底座基础架上先立定位立杆,再将横杆接头插入立杆的碗口内,压紧并旋转上碗口锁固,并按照由底层向上的顺序安装。当托架搭设接近设计高程时,采用立杆可调顶托进行调平。施工中必须严格控制可调底托、顶托留在立杆内长度不小于三十厘米,避免托架局部失稳。
四、托架的预压
托架系统拼装完成后,要进行堆载预压,以验证承载能力和消除非弹性变形。预压前合理计算横断面荷载分布值,荷载计算应将钢筋混凝土重量、模板支架自重以及施工期间荷载等进行组合,要考虑腹板和隔墙处荷载大而集中,顶板混凝土重量将通过箱内支撑直接传送到底板上等因素。预压荷载可采用砂袋、钢筋或水箱,实际堆载要与横断面荷载分布值相一致。
五、模板的安制
盖梁模板分底模、侧模和端模三类。钢模板制作全部采用招标取得的专业模板生产厂家加工的钢模。模板的强度和刚度满足规范要求。先支设底模,施工前由测量人员用全站仪放出中心点位,将实心钢棒插入墩柱预留孔道,用吊车将工字钢吊装在钢棒上并用对拉杆固定,然后铺上方木并将底模按盖梁底标高调平。自检合格并经监理工程师检验合格后,才可进行下道工序。支设模板时先在钢筋骨架上焊接定位筋,然后将模板按墨线进行支设并采用对拉杆固定。侧模的加固采用一定直径的圆钢作为拉杆,确保模板尺寸准确、支撑牢固、拼装严密,轴线偏位不大于一厘米。支撑好后应使模板内无其他杂物,并在支设模型前彻底涂上脱模剂。模板的接缝必须密合,如有缝隙须堵塞严密,以防漏浆。端头模板要和侧面模板牢固连接,认真采取支撑、加固措施,防止跑模、漏浆。使用拼装式模板时,可视可操作面大小、吊车吊装能力,条件允许时将节组拼成整体模板,以加快进度,保证质量及安全。当所有和模板有关的工作做完后,进行轴线、宽度、长度、标高以及垂直度等项目的自检,自检合格并经监理工程师检查认可后,方可浇筑混凝土。
六、混凝土浇筑
底腹板混凝土浇筑后,对侧模进行检查并加固外侧模和腹板混凝土接触处,消除因已浇筑的腹板混凝土收缩而致模板和腹板混凝土之间产生的缝隙,避免顶板混凝土浇筑时,混凝土沿缝隙串浆。
七、梁体的合龙
合龙应选择温度变化较小的时间段进行。合龙混凝土浇筑前应先将相邻节段锁定而后进行混凝土浇筑。箱梁结构由于内部水化热和外界的太阳辐射以及气温等变化的影响,混凝土结构处于不同的温度状态。某一时刻结构与表面个点的温度状态,即为箱梁结构物的温度分布。影响结构温度分布的各种因素有,外界条件影响和内部条件的影响。由于自然环境条件变化的温度荷载,一般可分为以下三种类型,日照温度荷载和骤然降温温度荷载及年温温度荷载。日照温度荷载主要是太阳辐射作用,其次是气温变化影响,在次之是风速影响。降温温度变化主要是强冷空气的侵袭作用和日落后在夜间形成的内高外低的温度分布。年温变化则是极缓慢的气温变化所致。
日照温度变化工程结构物的日照变化很复杂,影响因素较多,主要有以下几个方面,太阳的直接辐射、地面反射等。箱梁由于日照温度变化引起的表面和内部温度变化,是一个随机变化的复杂函数,实际上可简化为只有太阳辐射和气温变化这两个因素。温度变化由于工程结构在冷空气侵袭作用下,使结构表面迅速降温,结构物中形成内高外低的温度分布状态,日落、降温等因素使结构外表面温度迅速变化,此时形成较大的温差状态。年温温度变化年温温度变化所引起的结构温度变化是长期缓慢的,使结构物整体发生均匀的温度变化。所以在考虑年温对结构物的影响时,均以结构的平均温度为依据。
在进行合拢段浇筑之前,应充分考虑完工的箱梁因受日照和大气温差的作用而产生的伸长或缩短等因素。根据施工经验,合拢段混凝土浇筑,最好选在阴天,温差比较小的天气。但由于受施工环境的限制,一般情况下,只有选择一天中的低温并接近15 摄氏度浇筑合拢段混凝土。由于顶板的温差变化较大,因此对混凝土影响最大的是顶板温度场,通过从早八时到晚十时对顶板洒水消除温度变化影响,直至完成第二批钢束张拉。
结束语:由于托架法同常规支架法相比,避免了对支架地基的处理,支架材料用量少,降低了施工成本。其次托架法支架搭设快,加快了施工进度,同时缩短了工期。此外托架法施工安全可靠,减少了不必要的安全事故发生,节约了成本。综合分析得出预应力大盖梁采用托架法施工可以降低成本、加快施工进度、缩短工期、提高安全性。具有较好的直接、间接经济效益和社会效益,尤其间接效益和社会效益更为显著。但是在施工中,温度对结构物合龙影响是不可忽视的,因此正确的合龙时间选择是尤为重要的。
参考文献
[1]刘宇飞,《担式托架法在盖梁施工中的应用》,北方交通,2010
[2]赫英龙,《托架法在混凝土现浇连续梁施工中的方案设计与应用》,铁道工程学报,2001
[3]刘吉士,《桥梁施工百问》,人民交通出版社,2003
[4]周水兴,《路桥施工手册》,人民交通出版社,2001
[5]朱传娣,《大跨高墩连续刚构桥0号块托架法施工技术》,混凝土与水泥制品,2009