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箱梁施工工艺

时间:2021-09-08

箱梁施工工艺

摘要:箱梁质量在桥梁施工中尤为重要。影响预制箱梁质量的主要因素有:施工工艺,原材料质量,施工人员的业务水平和素质等。本文结合尉许高速公路No.2标段的预制箱梁施工情况,对施工工艺进行浅显的分析。

关键词:箱梁施工工艺台座内模

1、工程概况

尉氏至许昌段高速公路No.2标段,跨开封市尉氏县南曹和蔡庄两镇。本标段有大桥1座,中桥2座,分离立交5座。共计先张预应力低高度箱梁(以下简称箱梁)320片,其中16米箱梁118片,20米箱梁202片。

作为桥梁主要承重构件的箱梁仅有少量米石混凝土相连,没有湿接缝和横隔板,其整体性较T梁差。所以,箱梁质量在桥梁施工中尤为重要。影响预制箱梁质量的主要因素有:施工工艺,原材料质量,施工人员的业务水平和素质等。本文只对施工工艺进行浅显的分析。

由于设计追求较大的挖空率,箱梁各部分厚度很薄,底板厚度只有18cm,稍有不慎极易出现施工缺陷,因而研究改进箱梁预制施工工艺非常必要。

2、施工工艺

2、1模板

2、1、1侧模

整体式模板即用高强度配筋混凝土按箱梁外形尺寸做成的槽式模板,多数以光滑混凝土面或水磨石作为模板面。这种模板不会漏浆,不易变形,不需支立和拆除,节省大量人工和工时,制作和使用成本低。但本标段箱梁尺寸多变(见箱梁尺寸表),整体式模板的改造次数多,改造期长,相对成本偏高。并且预制箱梁的外观往往不太理想。

为保证箱梁的外观质量,侧模采用专业厂家制作的大型定型钢模,分节制作,接缝严密,尺寸精确。

2、1、2底模

底模由10cm厚的C25砼底板及5cm厚的水磨石台面组成,台面侧面焊接∠50mm角钢保护,焊接点用砂轮磨光。顺台面纵向在角钢下预留间隔为1m、直径为3cm的对拉螺栓孔。

箱梁尺寸表

梁长

底宽

上宽

翼板厚

数量

m

cm

cm

cm

cm

16

72

175

75

10

12

76

225

80

7.9

6

76

223

80

8

84

76

220

80

8.1

16

20

76

175

95

10

12

80

225

100

7.9

6

80

223

100

8

168

80

220

100

8.1

16

2、1、3内模

内模有钢模和木模两种方案,钢模具有尺寸准确,周转次数多等优点,但当时钢材价格飞涨,导致模板价格达到6000~7000元/吨,成本偏高。

木模制作快,成本低,质量轻,拆装方便,因此决定采用木模。分节制作,每节长1.5m。

2、2张拉台座

20m箱梁设计23根φj15.24钢绞线,单根张拉力195.3KN,整体张拉力P=195.3×23=4491.9KN。重力式台座一般适用于1000~2000KN的张拉力,就张拉力而言,槽式台座较合适,但不利于大型钢模的拆装。故采用重力式和槽式组合台座,即在重力式墩之间设传力柱,并设横向联系。传力柱一部分埋于地下,另一部分作为预制箱梁的底模的基础。这个方案同时解决了地基较软,箱梁自重大,松张起拱容易压坏底模的问题,而且省去了底模基础,节约了成本。

2、3钢绞线和钢筋

2、3、1钢绞线

钢绞线应做抗拉强度、延伸率、松弛率和弹性模量试验。试验结果符合设计要求,方可使用。

千斤顶、油泵和油表配套校验,所用压力表的精度不低于1.5级。使用6个月或200次以及在千斤顶使用过程中出现不正常现象时,应重新校验。

根据施工经验,考虑3%的预应力损失,即实际张拉力为设计张拉力的1.03倍。

台座一端为单根张拉端,分两级(每级20%)张拉总张拉力的40%,即所有钢铰线张拉到20%的张拉力后,再进行第二级张拉,不得一次张拉到40%。钢绞线单根张拉时对称截面中心线进行。

台座的另一端为整体张拉端,剩余60%的总张拉力采用整体张拉。张拉前,调整千斤顶到截面中心线的距离相等,保证两侧千斤顶受力相同。张拉过程中,活动横梁与固定横梁始终保持平行。

应力、应变双控制,以应力控制为主,应变辅助校核。伸长量误差控制在±6%以内。

2、3、2钢筋

钢筋采用两次成型法:在加工区分别制作梁体钢筋、顶板和翼板钢筋。钢筋严格按图纸尺寸下料、制作,采用梅花形点焊形成骨架。

加强对内模定位筋的绑扎。只要按设计图纸规定的位置和数量双根绑丝绑扎定位筋,一般不会出现内模上浮现象。

2、4砼

设计砼为C50,保证砼强度是保证箱梁内在质量的一个重要方面,因此要严格控制原材料质量。此处不作过多论述。

应严格按配合比施工,坍落度一般控制在7~9cm为宜,坍落度太大,强度不易保证,并且很难消除表面的气泡、砂线等缺陷;因钢筋密集,若坍落度太小很难保证振捣密实。

混凝土浇筑采用一次成型工艺,由一端向另一端推进。同断面浇筑顺序为底板、腹板、顶板,分段分层循环推进,每段约2~3m长。

振捣采用4个插入式振动器,两个在前,负责底板和下部腹板的振捣;两个在后,负责上部腹板和顶板的振捣,振捣注意腹板上下部的衔接,顶板既要平振又要点振,点振间距控制在20~30cm之间。

由于钢筋密集无法插入振动棒,在吊点处采用附着式振动器。振捣至混凝土停止下沉,不再冒出气泡,表面平坦、泛浆时止。

在混凝土接近初凝时进行二次收浆并拉毛,防止出现裂缝。

2、5工艺流程

底板质量是箱梁施工重点的重点,为了保证底板的施工质量,我们分析研究了两种工艺流程。

一种工艺流程为:梁体钢筋制作→钢绞线张拉→支立侧模→浇注底板→安放内模→顶板、翼板钢筋制作→浇注腹板、顶板→养生→拆模→放张→存梁。

这种流程易保证底板振捣密实,但要求施工人员多,工时长,配合紧密。若某一环节出现问题,将影响工程质量。特别是底板和腹板、翼板的浇注间隔长,易产生明显的施工接缝。

另一种是一次成型工艺,其流程为:梁体钢筋制作→钢绞线张拉→支立侧模→安放内模→顶板、翼板钢筋制作→浇注底板、腹板、顶板→养生→拆模→放张→存梁。

这种工艺是在钢筋、模板都完成后,从腹板处下灰浇注底板。由于底板厚度只有18cm,却分布着两层钢绞线和体梁体钢筋,对混凝土的流动有很大的阻滞作用。为防止木板吸水膨胀,内模都用塑料纸包裹。从两侧下灰,容易因排气不畅而在底板形成空洞。即使没有空洞,也很难保证振捣密实。

从一侧下灰,流到另一侧的大部分是灰浆,也很难保证底板质量。并且侧压力大,易导致内模和钢筋偏位。

我们对这种工艺的改进主要在内模上,把内模里的木撑改为用螺丝相连的角铁骨架,在内模底部留10~20cm宽的槽。浇注底板时,在开槽处用振动棒引流混凝土,振捣密实后整平混凝土,用木板封住槽口,继续浇注腹板、顶板。

这样既保证了内在质量和外观质量又加快了施工进度。

3、结语

施工工艺对工程质量有直接而重大的影响,要提高箱梁的施工质量就必须有好的施工工艺,并使其不断完善。

本文所述的组合台座,既满足了张拉力的要求,又满足了大型钢模治理支立的空间要求。

改进内模后的施工工艺,使箱梁混凝土一次浇筑成型,既保证了箱梁(特别是底板)的施工质量,又大大提高箱梁的施工效率,是提高箱梁质量的合理工艺。

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