APP下载

现浇箱梁支架施工技术在高速公路桥梁工程中的应用

2021-11-23王飞虎

商品与质量 2021年39期
关键词:波纹管箱梁模板

王飞虎

山西路桥第二工程有限公司 山西临汾 041000

现浇箱梁在稳定性以及结构形态方面均具有突出的优势,但施工期间的细节较多,具有复杂性,必须从现场实际条件出发,以工程质量要求为导向,合理应用施工技术,在安全的前提下高效建成现浇箱梁。

1 工程概况

某山区高速公路四面环山,主线互通建设在K50+700-K52+135区间,总长约1435m,四条桥梁的总长约3245.37m。此外,沿线设置7座互通匝道混凝土箱梁桥,全长1679.2m,现浇箱梁支架高度视现场施工条件而定,最大超过40m,规模较大。地质勘察结果显示,互通区建设现场为单面斜坡地形,坡向45°-60°,地形条件特殊,不利于桥梁立体交叉、支架搭设等工作的顺利开展,存在难度大、安全隐患多的局限性[1]。

2 盘扣式支架的应用优势

2.1 承载性能可靠

对比分析,常规的扣件式或碗扣式支架的杆件常选择的是48×3mm的普通镀锌钢管,但盘扣式支架对主要承重杆件做出升级,通常采用的是60×3.25mm的普通镀锌钢管,并且材质也由原本的Q235B钢调整为Q345B钢,尺寸以及材料性能均有所优化,得益于构件原材料的质量优势,建成的盘扣式支架受力性能更为可靠。此外,从单根承载力的角度来看,盘扣式支架通常达到碗扣式支架的两倍,在日常使用中有效承受荷载作用,便于各项工作的开展。

2.2 安全稳定

在盘扣式支架中,将销子和盘连接后,依托于构件自身的重力作用便可有效锁紧支架,且竖向、横向的斜杆均具有稳定性。在横向和纵向力的相互作用下,营造稳定可靠的受力条件,有利于提高盘扣支架的稳定性,避免变形问题。除此之外,盘扣式支架是完整的结构体系,内部的各个细分组成单元均以格构式的形式存在,由此也保证了结构的稳定性,在使用过程中几乎无失稳、变形等问题,安全性显著。

2.3 耐久性

盘扣式支架的制作工艺合理,采用到热镀锌表面处理的方法,针对构件的表面采取喷漆和刷漆双重处理措施,构成防护体系,可避免表面掉漆、锈蚀的问题,后续检维修工作量减少,无需投入大量的资源,而在合理应用热镀锌表面处理方法后,还有利于延长钢管的寿命,确保支架在设计使用年限内均可满足要求。此外,热镀锌的方法还在一定程度上提升了支架的整体观感[2]。

3 满堂支架施工

3.1 施工流程

场地的选择是基础工作,随后清理场地的杂物,做整平和压实处理,得到承载力不小于250kPa的地基。场地基础无质量问题后,根据设计图纸要求,于该处搭设支架,通过质量检验后预压,用于消除支架的非弹性变形,同时检验支架的承载性能,为支架的有效使用提供保障。支架预压期间,详细记录各检测点的数据,完整记录,作为分析支架搭设质量的依据。

3.2 基础处理

山区高速公路的建设环境更为复杂,需穿越崇山峻岭,并且桥梁建设现场正处于陡坡地形区,为保证支架的稳定性,必须提前整平、夯实地基。开挖具有扰动作用,易破坏现场岩土体的稳定性,因此非必要时尽可能减少开挖量,针对坡度在45°以上的地形,有必要设置高度、跨度均合理的台阶。基础得到有效的处理后,安排18t压路机予以压实,提高基础的平整性与密实性,对于压路机难以触及到的局部边角区域,采取蛙式打夯机处理的方法,并加强对承载力的检测,要求实测值至少达到0.25MPa。经过前述施工后,用混凝土对基础做硬化处理,厚度按20cm予以控制。

3.3 支架的搭设

2号桥箱梁为单箱多室的截面,悬臂1.75m,为1.8m的等高箱梁。箱梁顶板、底板厚度分别为25cm、22cm,边腹板和中腹板两处厚度均按50cm控制,较为特殊的是支点周边的腹板,该部分的厚度增至90cm。中横梁板块的厚度为2m,箱梁端横梁厚度为1.5m。箱梁底板的布设间距根据具体位置而定,布设在横向实体处时按1.2m考虑,布设在翼板处时适当加大间距,即1.5m,纵向间距保持一致,均为1.5m。在架体顶托结构的基础上布设14号工字钢,作为主龙骨;取100mm×100mm的方木,作为次龙骨;次龙骨方木设置到位后,于上方铺设厚度为15mm的竹胶合板。除此之外,沿线路方向按6m的间距依次设置剪刀撑,期间检测并调整好剪刀撑的姿态,使其与地面呈45°的夹角关系(纵横向均布设)。为全面增强支架的稳定性,配套可调节的钢管,发挥出此类构件的支撑作用,确保支架整体装置在日常使用中始终具有足够的稳定性。

3.4 支架预压

(1)预压的主要作用。消除非弹性变形,根据预压情况合理设置预拱度。检验支架在各工况下的实际表现,即刚度、挠度以及稳定程度,从中识别不足之处,采取针对性的处理措施,最终得到满足质量要求的支架,有效投入使用。

(2)预压方法。预压时间安排在箱梁底部安装后、钢筋绑扎前,预压荷载取混凝土恒载和模板自重总和的1.1倍,加载物选用的是混凝土预制块和钢筋配重,及时计算每一吊块的压载量,完整记录信息。在控制压重荷载时,尽可能使其覆盖多跨,同时精准模拟,避免荷载过大。压载期间可能存在钢管支架斜撑偏压问题,对此采取的是从中间开始向两侧对称加载的方法,保证荷载均匀分布;卸载时,从两边开始,以对称的方式向中间逐步卸载。为准确掌握支架在预压过程中的实际情况,在距墩顶2m、1/4跨、1/2跨三个区域分别布设观测点,各断面5个,由专员观测与记录,根据观测信息对支架在预压期间的表现做出准确的判断[3]。

3.5 模板安装

(1)底模、外模两部分,选用平整的竹胶板。严格控制模板的铺设位置以及各板材的尺寸,使相邻模板紧密贴合,减小板间拼缝宽度。底模铺设后,用2m直尺检查平整度,用仪器检查标高和边线宽度,各项实测结果均要满足要求。根据模板安装情况灵活调控钢筋的安装顺序,底模增设1.5cm预留量,确保在施工成型后桥梁的高度可以满足要求。

(2)底模施工时,横桥向设10×10cm的方木,中心间距30cm,下方的纵桥向支架顶部设10×15cm方木。

(3)分段铺设底模以及侧模,协调好模板的位置,使侧模稳定压在底板上。在安装底板时,将路中心线作为基准,对称向两侧安装,随后按30cm的间距依次设置10×10cm方木,起到加固的作用,并借助钢管斜撑稳固在支架上,其中斜撑的布设间距根据实际情况而定,有50cm、70cm两种可供选择。

(4)底模安装前,先根据设计图纸测放标高、中线等,作为安装时的参照基准,同时设定合适的预拱度。通过对支架的调整,将底模横坡控制在许可范围内;模板紧密衔接,拼缝严密,为避免混凝土浇筑期间材料经由拼缝处渗漏,在缝间粘贴双面胶;清理模板,均匀刷涂脱模剂,避免混凝土粘结在模板上。

(5)侧模材料为竹胶板,以滑移的方法将其设置到位,或是吊装至指定安装位置,经过调整后使侧模与底模板对准,检测侧模的角度并用顶压杆加以调整,若无误再与端模稳定连接,随后设置螺栓、配套拉杆,全面稳固侧模。

3.6 钢筋施工

(1)底模安装后,对其位置、稳定程度做详细的检查,确认无误后开始安装钢筋。根据施工要求选取合适规格的钢筋,组织试验以便确定其在抗弯、抗拉方面的性能以及延伸率,筛选出质量达标的钢筋。以设计图纸为准,加工箱梁钢筋,挂牌标识,分类堆放到位,妥善保管。

(2)根据设计图纸要求,在底模上测放钢筋的布设位置以及间距,形成标记,以此为基准将钢筋设置到位。钢筋绑扎时,避免局部折断、滑动等异常现象。安装后的钢筋骨架必须具有足够的稳定性。

(3)均匀设置混凝土垫块,钢筋不可与模板接触,否则部分钢筋难以被混凝土有效包裹,导致浇筑成型的箱梁有露筋的情况。

(4)钢筋安装时,每50cm或100cm设置一道定位钢筋网片,并以焊接的方法稳定连接在主筋上,由此保证波纹管的稳定性,以防混凝土浇筑期间管道上浮。为构成完善的波纹管管路网络,用套接法处理接头,套管长度30cm,根据待连接波纹管的尺寸,为之套上大一号规格的波纹管,用胶布紧密缠绕两头,提升严密性,规避浇筑期间浆液流入管内的问题。

3.7 预应力钢绞线束的施工

(1)预应力束的设置。波纹管安装后,先行布置预应力钢绞线束,以便高效张拉。锚垫板是关键的装置,安装时根据要求控制位置和尺寸,使其与预应力管道呈垂直的位置关系。此外,有必要在钢束张拉端和锚固端设锚下钢筋。

(2)编束与穿束。在现场按要求配制钢绞线束,由专员精细化操作,精准控制配料长度,切割时用断料锯操作,不允许采用氧割的方法,否则将损伤钢绞线,出现长度不足、材料残缺等问题。在地坪(提前经过清理以及整平,具有足够的平整性和稳定性)上编束,梳理好钢绞线,按照编号依次摆放,用扎丝编织,合拢捆扎,得到完整的钢绞线束后逐段穿束。

(3)波纹管的设置。按预应力束曲线布置波纹管,设井字型钢筋(φ8钢筋),布设间距视情况而定,直线段1m一道,曲线段加密至50cm,用于固定波纹管。井字型钢筋的设置采取绑扎或焊接的方法,若焊接则将其稳定设置在箱梁内钢筋上,且考虑到曲线边腹板束的脆弱性,在该处设置防崩钢筋。经过安装后,波纹管的线形保持平顺,位置保持稳定,连接状态保持良好(具有足够的密封性)。

3.8 混凝土施工

提前组织试验,确定合适的配合比,作为混凝土拌和时的用量控制基准。以现场施工要求为准,拌制足量满足质量要求的混合料,做到随拌随用,且避免混凝土供应不足或过量。

浇筑前,先检测混凝土的坍落度,要求在12±2cm以内。为提供充足的施工时间,拌和时掺入早强缓凝剂,在该材料的作用下,混凝土初凝时间不早于6h,3.5d强度超80%,7d强度完全达标。只有在混凝土材料满足质量要求后,方可投入使用。

混凝土泵送入模,分两次浇筑到位,首先是底板和腹板,随后是顶板。浇筑顺序的控制考虑两个方面,横向从外侧悬臂板及墩中开始,逐步转向墩顶;纵向从悬臂端及跨中开始,逐步转向墩台。

混凝土浇筑时,用插入式振捣器振捣,控制好振捣点位,不可碰触钢筋以及模板,以免此类材料偏位或受损;此外,把握好各点位的振捣时间,不出现过振、漏振现象。对于振捣期间所存在的异常状况,均随即暂停施工,分析原因,采取处理措施,尽快恢复正常施工状态。

在现浇箱梁施工中,除了浇筑与振捣外,养护也是重点环节,养护方法将直接影响箱梁的成型效果。养护时,温度和湿度是基础控制指标,创设良好的温湿度条件后,有利于混凝土有效成型。养护的具体要点,如下:

(1)考虑到箱梁混凝土浇筑周期较长的局限性,在顶面浇筑时安排养护,待混凝土达到初凝状态并且经过抹面处理后,全面养护。不同部位的养护方法略有差异,顶部覆盖土工布并洒水,侧模包裹塑料薄膜保湿养护,但均是“覆盖+洒水”的基本思路。

(2)箱梁侧部的养护时间安排在侧模板拆除后,覆盖的是抗拉、抗裂的塑料薄膜。为避免混凝土水分在短时间内大量散失,脱模后尽快覆盖塑料薄膜,全方位防护。养护过程中,根据混凝土表面的干湿程度适量洒水,使其始终保持湿润。加强对塑料薄膜的检查,若受损则及时修补。

4 结语

综上所述,在高速公路桥梁工程中,现浇箱梁支架施工技术取得广泛的应用,其涉及到的要点较多,包含支架结构型式的选择、支架的搭设、模板安装、钢筋绑扎、混凝土浇筑及振捣、养护、预应力张拉、孔道压浆及封锚等,各环节又有诸多细分要点,在本文中,经过分析后提出一些具体的作业方法,希望能够给同仁提供参考。

猜你喜欢

波纹管箱梁模板
高层建筑中铝模板系统组成与应用
多层波纹管电子束焊接气孔缺陷的控制
铝模板在高层建筑施工中的应用
增强S形波纹管内压稳定性分析方法
特高大模板支撑方案的优选研究
市政道桥箱梁桥施工技术探究
市政道桥箱梁桥施工技术
后张法预应力箱梁施工质量控制
20 m 跨径直腹式小箱梁的开发应用
Inventors and Inventions