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巴河特大桥 6×32 m 现浇连续箱梁施工质量控制要点

2021-05-18

工程质量 2021年3期
关键词:压浆波纹管现浇

盛 磊

(中铁十六局集团第五工程有限公司,河北 唐山 064000)

0 引言

现浇连续箱梁施工中,从地基处理、支架搭设、模板安装、钢筋施工、混凝土施工等各个作业环节操作是否规范、质量控制是否到位,都会对连续箱梁的整体质量与结构受力造成直接的影响。对此,严格把控各环节施工质量,做好关键工序与重点环节的质量把控至关重要。

1 工程概况

巴河特大桥桥梁全长 2 961.52 m,桥跨布置:3-32.6 m 简支梁+5×32 m 道岔连续梁+6×32 m 道岔连续梁+1-24.3 m 非标简支梁+1-32.6 m 简支梁+2-24.6 m 简支梁+(44.5+108+200×2+108+44.5)m 斜拉桥+22-32.6 m 简支梁+3-24.6 m 简支梁+27-32.6 m 简支梁。其中,6×32 m 连续梁为 9#~15# 墩,长 196.2 m,分为 3 个节段采用满堂支架(庸架法)现浇施工,依次从中跨向边跨跨侧现浇。梁体为单箱双室、等高度、变截面结构。箱梁顶宽 25.921~27.599 m,顶板厚度 35 cm,腹板厚 45 cm,底板厚度 30 cm。在端支点、中支点共设 6 个横隔板,隔板设有孔洞,供检查人员通过。

该项目线路与河流、道路交叉多,主要跨越有巴河、浠河等通航航道,跨高速公路及国道、省道、市政道路多处,交叉施工与公路、航运部门协调难度大,工期、安全压力大。该项目箱梁采用现浇施工,因受到上述施工场地、地质条件等客观因素的影响,使得施工质量控制相较预制箱梁难度大,因而质量易出现较大的波动,因此,结合本梁段项目实际,做好各环节质量控制极为关键。

2 支架搭设质量控制

2.1 地基处理

支架搭设前应首先对地基予以处理,清理地表原土至粉土层,再采用推土机做平整处理,回填原土,并分层压实,压实系数K≥0.86。回填至设计标高后,分层夯实填筑≥35 cm 的碎石垫层。完成碾压后,检查表面平整度达标后进行压实度检测。上层浇筑 C20 混凝土予以硬化处理,混凝土面设置 6×6 m 的沉降缝,并用沥青麻筋填塞密实,防止雨水下渗导致软化,地基处理宽度应为梁面投影宽每侧+2m。地基处理后应比原地面高至少 20 cm,并做成坡度≥1.5 % 的单面横向坡,以利后期排水。完成地基处理后应依规检测地基质量与承载力,以有效确保预应力现浇箱梁整个施工阶段支架的稳定性与可靠性。

2.2 搭设施工

该项目 6×32 m 连续梁长 196.2 m,现浇梁段采用满堂支架搭设,支架为 WDJ 式盘扣架,立杆配备应结合现场实际,顶、底托均采用可调节托撑。盘扣架外径 60 mm,壁厚 3.5 mm。立杆横向间距 0.9 m,纵向间距为 0.9 m,水平杆间距为 1.0~1.5 m(支架布置如图 1 所示)。为有效确保支架搭设施工质量,避免支架搭设不规范而导致的安全事故,相应施工技术人员务须要严把各工序施工质量关。

首先,支架搭设前,应对进场所有杆配件予以细致检查,对于检查发现质量不达标的严禁使用。其次,搭设时应严格按照设计要求放线、铺垫板,然后标定立杆位置并根据定位竖立杆,再与纵向、横向扫地杆进行连接并固定牢靠,之后安装纵向、横向水平杆,并在校正立杆垂直度达标后做好固定,最后按此循环完成上部支架的搭设。此外,对于剪刀撑、斜杆等必要的拉结杆件应同搭升架及时搭设,剪刀撑跨度应不低于 6 m,不少于 4 跨,斜杆与地面角度约在 45°~60°,并用旋转扣件将剪刀撑、斜杆等杆件与立杆或横向水平杆的伸出端进行固定,控制旋转扣件距离主节点≤15 cm[1]。

2.3 支架预压

为有效确保预应力混凝土连续箱梁浇筑施工过程中的稳定性,应在完成支架的搭设安装后,按要求实施预压对支架基础的承载性能予以检验,确保基础处理能够满足支架承载的相关要求,消除支架非弹性变形及基础的不均匀沉降,进而保障支架的施工质量。预压加载时的重量应为支架最大总荷载的 120 %,并根据预压结果确定模板立设的标高。在进行支架加载预压前,应按要求在底模、支架钢管等相应位置进行观测点的布设,以便于对支架稳定性实施观测。加载可采用堆放沙袋的方法,整个加载过程分四次进行,间隔为每两天加载一次,并按照支架均布荷载的 60 %→80 %→100 %→120 % 进行加载预压。

3 模板拼装质量控制

图1 支架布置图(单位:mm)

该项目现浇梁模板为木模,采用1.22×2.44×0.015(m)竹胶板,竹胶板下横向铺设 10 cm×12 cm 的方木,中腹板及下倒角间距为 25 cm,边腹板处间距 15 cm。箱梁内模内支撑采用满堂脚手支架结构,脚手架底部安装在十字钢筋上,纵桥向立杆间距为 1 m,横桥向立杆间距为 1 m,步距为 1 m。支架顶面高度一般控制在顶板以下 20~35 cm 的范围内,然后在钢管上口安装可调节顶托,可调顶托的调节范围为 0~30 cm,在可调节顶托上铺设 10 cm×10 cm 木方或者直径 5 cm 双拼钢管;然后,在 10 cm×10 cm 木方或者直径 5 cm 双拼钢管上铺设 10 cm×10 cm 的木方,木方铺设间距为 30 cm 布置。最后,在上面铺设竹胶板作为箱梁顶模。内模腹板加固采用钢筋对拉及钢管顶撑结合形式,端头采用 6 mm 钢板加工拼装而成。

4 钢筋施工质量控制

1)该项目现浇梁的主筋为φ20 螺纹钢筋,箍筋为φ16 螺纹钢筋,定位钢筋为φ10 光圆钢筋,钢筋进场后应由试验室按要求进行试验检测,现场焊接每 300 个接头取一组焊接试件进行检测。

2)钢筋在指定钢筋加工区加工成型,并根据箱梁作业进度分部位运输至现场予以绑扎,钢筋采取焊接进行连接。质量验收标准如表 1 所示。

表1 钢筋质量验收标准

3)钢筋绑扎应按照底板钢筋→腹板钢筋→波纹管架立钢筋→安装波纹管→顶板底层钢筋→安装波纹管→顶板顶层钢筋的顺序依次进行。根据钢筋布置图在底模上进行钢筋放样,定位绑扎牢固、保护层厚度满足相关标准要求 3.5 cm,钢筋绑扎应做到顺直、方正、平齐,防止钢筋污染,确保钢筋绑扎质量[2]。顶板上下层拉筋应安装约 1 m 的间距焊接架立筋定位,以增强整体钢筋骨架的强度与刚度,防止踩踏出现形变,待完成顶、底层网片的绑扎后,按照图纸加密布置拉钩钢筋。

5 混凝土施工质量控制

5.1 混凝土配比

为确保混凝土强度、流动性、坍落度等各项性能达标,严把配合比控制极为关键。首先,水泥选用低碱水泥,粗骨料为级配良好、质地坚硬、线膨胀系数小的碎石,细骨料为洁净无杂质、质地均匀、强度良好、孔隙率小的天然河砂。其次,为避免水泥水化热致使混凝土出现裂缝问题,应结合项目实际严控水泥用量,适当掺加粉煤灰,以减少因水泥量过多而导致的质量问题。另外,合理掺加外加剂,提升混凝土的流动性、和易性,使混凝土的含气量满足相关规范要求。

本项目中主梁混凝土强度等级 C50,为保证混凝土的均匀密实性,满足输送要求,主梁混凝土坍落度控制在 20±2 cm,初凝时间 8 h。该梁段通过粉煤灰、外加剂的合理掺入,充分发挥级配效应和复合效应提高混凝土性能与施工质量,该项目 C 50 混凝土配比如表 2 所示。

5.2 混凝土拌制

巴河特大桥现浇箱梁混凝土生产采用两台 180 m3/h固定式搅拌站,为确保混凝土拌制质量,应严格依照施工配比予以拌制,各原材计量应做到精准无误,且为避免混凝土运输时的坍落度损失,应控制出机时的坍落度约为 20~22 cm,进而确保浇筑时的坍落度约为 18~20 cm。另外,为规避混凝土出现温度裂缝等质量问题,应降低混凝土拌制时的出机与入模温度,控制入模时混凝土温度不超过 30 ℃,不低于 5 ℃。该项目施工用水泥使用前已搁置一定时间,内在温度充分消除,骨料搭设遮阳棚遮阳、拌和用水加冰降温等来控制混凝土的出机温度,有效避免了混凝土内外温差而导致的裂缝问题。

表2 混凝土配合比台账

5.3 混凝土浇筑

该项目混凝土运输采用 8 辆 12 m3输送车运至现场,由栈桥上 2 台汽车泵泵送浇筑。浇筑质量控制要点如下。

1)混凝土浇筑应尽量避免中午高温时段,浇筑顺序为先底板后腹板再顶板,同时应先浇筑横隔板的位置。

2)浇筑前应安排专人对预应力管道位置进行检查,对发生损坏的管道应采取妥当措施予以修复处理。

3)浇筑时应严格控制防止振动棒碰撞预应力管道,以免因波纹管受损出现漏浆,而加大预应力施工的难度。

4)浇筑作业时应安排专人检查钢筋的位置并做好调整与加固处理,确保钢筋布置合理。

5)为有效规避箱梁外观的裂缝问题,应确保振捣充分、密实、均匀,振捣至表面泛浆为止,挖除现浇梁段表面多余的浮浆,并以小坍落度的混凝土补平、振实[3]。

6)混凝土浇筑过程中,应严密监测支架及模板的变形情况,发现异常,立即处理,防止模板变形而影响箱梁混凝土的外观质量。

7)完成各梁段的浇筑作业后,应及时进行二次抹面,并以 PVC 薄膜覆盖养护,以最大限度减少大体积混凝土的收缩裂缝问题。

8)为确保拆模后混凝土外观质量,应确保拆模时混凝土实际强度≥60 % 设计强度,且梁段混凝土外露接缝线应做到平整、直顺,以有效保证箱梁混凝土的外观质量。

6 预应力施工质量控制

6.1 波纹管安装

1)定位钢筋的安装。根据主梁测放的纵、横轴线及波纹管坐标,安装定位钢筋,定位钢筋间距为直线段 0.5 m,曲线段 0.3 m,确保位置精准无误后通过焊接与相邻腹板钢筋固定牢靠,曲线段定位钢筋应加密布置,以确保波纹管位置精准、线性良好,钢筋焊接时应做好波纹管的保护,以防波纹管烧坏、错位或下沉。

2)波纹管安装与固定。完成定位钢筋安装后,穿波纹管,确保波纹管顺直无偏折,波纹管安装完成后应做好固定,以保证管道位置精准、稳固,防止混凝土浇筑时波纹管移位出现偏差而导致张拉受力不均,造成预应力损失。

6.2 钢绞线安装

1)钢绞线的质量直接关系着预应力张拉施工的质量,因此,在钢绞线下料时应对场地予以平整处理,并在作业场地铺软质布毯或木板,以免造成钢绞线磨损,下料时应确保长度精准,以免造成浪费,完成下料后及时编号,并做好妥当贮存,以免生锈影响后期张拉作业质量。

2)穿束时应对钢绞线端头做好包裹处理,以免钢绞线刺破波纹管,并细致整理防止钢绞线发生缠绕。穿束后应严格控制两端预留长度,以为后期张拉提供便利。

6.3 张拉施工

1)预应力施工应按照设计图要求分阶段一次性完成张拉。

2)张拉应在确保混凝土强度及弹性模量等满足要求后进行,且务须要确保张拉作业时的混凝土龄期≥10 d。

3)张拉时应左右对称同步张拉,最大不平衡束应≤1 束,张拉时应按照先腹板束,后顶、底板束,并依照由外到内左右对称进行,完成张拉应及时压浆,整个张拉施工中应确保两端伸长量与计算值保持一致。

4)结合图纸要求,按照 0→1σcon→持荷 5 min→锚固的步骤实施张拉,张拉施工应采取应力与伸长量双控,控制引伸量的实际值与理论值不得超过±6 %,断丝率满足张拉施工的标准要求。

5)张拉时应做好安全防护,无关人员严禁靠近,且整个张拉施工应由专业且经验丰富的技术人员指导,严禁毫无经验的临时工单独作业。

6)张拉施工中应重点做好张拉施工、伸长量测量以及锚固三个环节的质量把控,伸长量测量时要同时测量伸长值与回缩值,且 3 次测量应为同一基准面,进而确保测量结果的真实有效性。

6.4 管道压浆及封锚

完成张拉后 48 h 内进行压浆,压浆前应对管道予以细致清洗,确保管道内铁锈、污水等杂质清除干净后送风吹干。然后,对压浆孔道系统密封处理,并选出吸真空端和压浆端,将真空端用真空泵抽吸至真空度达标,检测约为-0.06~-0.08 MPa 即可进行压浆作业[4]。之后观察排气孔出浆情况,在出浆稠度与灌浆稠度一致时,按照 0.5~0.6 MPa 压力值保持 3 min,以确保注浆密实、饱满。管道压浆应确保连续,如若出现故障应先将压浆管道拆下,然后冲洗孔道至排除故障后再压浆。完成压浆并检查满足要求后,采用 C50 干硬性混凝土封锚。

7 结语

巴河特大桥作为黄黄铁路客运专线双线箱梁,因作业场地的特殊性以及箱梁制作的高精度、低变形量等特点,使得与普通铁路桥梁相比,其工艺更为复杂,质量标准要求更高。对此,桥梁施工技术及管理人员务须要严把支架搭设、模板拼装、钢筋施工、混凝土施工以及预应力张拉等各环节质量控制,进而为现浇连续箱梁施工质量的有效确保夯实基础。Q

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