淺談地模及預應力砼連續(xù)箱梁施工技術
2010-10-20 
一、工程概況

  某橋梁位于福州市倉山區(qū)潘墩村,跨浦下河,為閩江河支流,河床地質(zhì)是l0多米厚淤泥夾砂及砂粘土,橋梁跨徑組合為25+60+25m三跨變高度預應力混凝土連續(xù)箱梁,梁高為2.0-4.0m,直腹板,頂板厚度為30cm,底板厚度邊跨為40cm、中跨為30cm,腹板厚度邊跨為80cm,中跨為60cm,懸臂長3m,懸臂厚度為20-55cm。箱梁中橫梁高4m×寬3m,端橫梁高2.2m×寬2.5m。

  二、總體施工方案

  根據(jù)現(xiàn)場實際情況、結合工程特點和工期要求,確定箱梁滿堂支架方案改為地?,F(xiàn)澆箱梁的施工方案:即采用筑島圍堰、分層填砂、鋪設15cm山皮石墊層、澆筑15cm混凝土地模面層、在混凝土表面鋪設鍍鋅鐵皮隔離層構筑地模的制梁方案。箱梁混凝土采用商品混凝土、輸送車運輸、泵送人倉,混凝土分二次澆注完成。

  預應力混凝土連續(xù)箱梁施工順序:地基處理一地模施工一箱粱墩臺頂模板安裝、翼板及箱梁外側模板安裝一橫梁、底板及腹板鋼筋、模板安裝一第一次澆筑混凝土(底板及腹板下部)一內(nèi)模安裝一頂板、翼板鋼筋安裝一第二次澆筑混凝土(腹板上部、頂板與翼板)一養(yǎng)護一預應力張拉、壓漿、封錨一邊跨鐵砂(壓重)混凝土澆筑一拆模。

  三、地模施工

  在施工地模之前,首先在河道中間設置4道直徑2m的鋼筋混凝土排水管,以保證河道暢通,然后進行筑島圍堰、清除河床表面淤泥、分層填砂壓實。

  地模結構主要由地模墊層、地模面層和地模隔離層等3個部分組成,其結構斷面形式見圖1地模橫斷面示意圖。

  地模墊層為15cm厚的山皮石,地模以下分層填砂壓實度要求達93%以上,填砂標高低于箱梁底30cm后,填筑15cm厚山皮石地模墊層,其壓實度滿足規(guī)范要求。
圖1地模橫斷面示意圖
 

    地模面層為15cm厚C20混凝土,地模面層標高控制:縱向每3-5m測定一點,橫向左、中、右測定三點。標高按“設計標高+預拱度”設置。

  地模隔離層是起脫模作用,防止箱梁混凝土與地?;炷料嗾辰Y,影響箱梁底板外觀質(zhì)量。隔離層采用鍍鋅鐵皮,用水泥釘固定在地?;炷撩鎸由稀?br />
  地模防排水目的主要是解決在箱梁施工過程中,防止地模兩側路肩、邊坡受到雨水的沖刷。地模防排水措施:在地模外側及邊坡上,鋪設防水土工布,并用砂袋壓頂固定,作為防排水措施,詳見圖1地模橫斷面示意圖。

  四、預應力混凝土連續(xù)箱梁施工

  (一)模板施工

  墩臺頂部分箱梁采用方木與膠合板立底模,箱梁翼板、內(nèi)模、側模采用鋼管支架立模,模板均用膠合板。在墩臺與地模交接處設置木地梁過渡段(詳見圖2木地梁過渡段斷面圖,木地梁長×寬×高=250×10×10cm,木地梁伸人墩臺頂不小于50cm,間距30cm,對應腹板下方間距適當縮小。
圖2木地梁過渡段斷面圖
 
模板拆除時,應在混凝土達到張拉強度且預應力鋼絞線已經(jīng)張拉并封錨、預應力孔道已經(jīng)注漿完成,拆模時混隔離層凝土溫度與環(huán)境溫度差不大于20℃ 。側模板應在混凝土強度能保證其表面及棱角不因拆模板而受損壞時拆除。

  地模拆除采用臺階式挖掘拆除方法,先用挖掘機逐段掏出地?;炷撩姘逡韵碌奶盍?,再逐段破除地模混凝土面板。地模拆除順序由邊跨對稱同時進行,最后進行中跨拆除。

  (二)箱梁混凝土施工

  箱梁混凝土采用C50商品混凝土,輸送車運輸、泵送人模,混凝土分二次澆注完成。

  第一次混凝土澆筑至腹板30-50cm高,墩臺頂混凝土分層30cm澆筑,其他采用自然流淌,按“同一坡度,薄層覆蓋,順序推進,一次到頂”澆注方法??v向澆筑順序是由跨中(橋中心)對稱向兩側分兩個工作面同時推進。橫向方向的澆注順序按照“中部底板一兩側底板一中部腹板一兩側腹板”的順序由中央往兩側對稱澆注。

  第二次混凝土澆筑:澆筑方法及縱向澆筑順序同第一次,橫向的澆注順序按照“中部腹板一兩側腹板一中部頂板一兩側頂板一兩側翼板”的順序由中央往兩側對稱澆注。

  (三)預應力張拉

  設計腹板預應力鋼束采用規(guī)格為φsl5.2-19,其張拉控制力為3710.7kN;頂?shù)装邃撌捎?phi;s15.2-15預應力鋼束,張拉控制力為2929.5kN。張拉時必須在混凝土強度達到設計強度的90%以上才可進行預應力張拉。預應力張拉采用兩端同時張拉方式,以張拉應力和張拉伸長量進行“雙控”控制,并以張拉應力控制為主。每束張拉程序為:0-10%k(開始量伸長量)-103%盯k(持荷2min)-錨固。

  在施加預應力前應做好鋼絞線進場后的報驗、千斤頂和油表以及配套油泵的校驗工作。

  五、施工注意事項

  1.地模基礎填筑要分層碾壓,壓實度滿足要求;逢雨天施工時,加強對地模受雨水、潮水的沖刷觀察,保證地模穩(wěn)定。

  2.鋼筋、鐵件等電焊時下面要墊鐵板,避免焊碴燒毀模板、鐵皮等;混凝土澆注前,雜物要沖洗干凈。

  3.優(yōu)化混凝土配合比,降低水化熱;混凝土澆筑分層進行、連續(xù)澆筑,并及時養(yǎng)護。

  4.認真檢查預留孔口和預埋件,嚴格按設計要求準確預留預埋,防止遺漏。

  5.張拉設備設專人保管使用,并定期檢驗、標定、維護;錨具應保持干凈并不得有油污。張拉前,所有張拉設備均通過有資質(zhì)計量部門校驗,合格后方可使用。

  6.鋼束張拉采用張拉力和延伸量雙控制,以張拉力控制為主。預應力張拉的順序嚴格按施工圖提供的順序進行。

  六、結語

  從該工程橋梁的施工效果來看,采用地模施工既安全、經(jīng)濟,又保證了工期。

  1.在地模上澆筑大體積預應力混凝土連續(xù)箱梁,比采用滿堂支架方案更加安全、穩(wěn)定。

  2.地模不需要特別進行地基處理,且基礎填筑材料可以重復用于路基填料?,F(xiàn)場對地模預壓采用“原地地模模擬堆載預壓”,本工程取跨中面積長20m*寬10m進行模擬堆載預壓,以確定地模的變形值,預壓觀測數(shù)據(jù)結果用于地模預拱度設置??梢?,采用地模制梁方案不僅大大節(jié)省了施工費用;同時模擬預壓可以提前實施,減少了對滿堂支架的超載預壓時間,大大加快了施工進度。

  3.在橋梁施工過程中,對地模制梁全程進行監(jiān)控測量,地模沉降滿足要求,橋梁標高、結構尺寸符合設計要求。并且,2009年6月由建設單位委托福州大學結構工程研究所對本橋梁進行汽車荷載試驗,測試了橋梁在汽車荷載作用下的上部結構性能,對汽車荷載下測試跨度撓度變形(剛度)、測試控制截面應變或應力增量進行測試和分析,得出結論:本橋梁上部結構性能正常,有一定的安全儲備,滿足設計荷載下的使用要求。

  總之,地模上現(xiàn)澆預應力混凝土連續(xù)箱梁的施工方法,在該工程橋梁工程施工中的成功應用,取得較好的效果,大大提高了經(jīng)濟效益,保證了箱梁施工的安全、質(zhì)量,又大大加快施工進度,受到建設、設計及監(jiān)理等有關單位的高度評價。

  參考文獻:

  【1】公路橋涵設計通用規(guī)范(JTGD60—2004)[s]。

  【2】公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范(JTGD62—2004)[s]。

  【3】許年發(fā)、李家友,預應力混凝土連續(xù)箱梁土胎地模的施工技術[J],湖南交通科技 2007 33(1)。

    
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