淺談地模及預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁施工技術(shù)
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(yù)應(yīng)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(jié)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(shè)15cm山皮石墊層、澆筑15cm混凝土地模面層、在混凝土表面鋪設(shè)鍍鋅鐵皮隔離層構(gòu)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(yù)應(yīng)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(cè)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(yù)應(yīng)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(shè)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(shè)計標高+預(yù)拱度”設(shè)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(jié),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?。

  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(cè)路肩、邊坡受到雨水的沖刷。地模防排水措施:在地模外側(cè)及邊坡上,鋪設(shè)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(yù)應(yīng)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(cè)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(shè)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(yīng)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(yīng)在混凝土達到張拉強度且預(yù)應(yīng)力鋼絞線已經(jīng)張拉并封錨、預(yù)應(yīng)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(cè)模板應(yīng)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?;炷撩姘濉5啬2鸪樞蛴蛇吙鐚ΨQ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。縱向澆筑順序是由跨中(橋中心)對稱向兩側(cè)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(cè)底板一中部腹板一兩側(cè)腹板”的順序由中央往兩側(cè)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(cè)腹板一中部頂板一兩側(cè)頂板一兩側(cè)翼板”的順序由中央往兩側(cè)對稱澆注。

  (三)預(yù)應(yīng)力張拉

  設(shè)計腹板預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)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(shè)計強度的90%以上才可進行預(yù)應(yīng)力張拉。預(yù)應(yīng)力張拉采用兩端同時張拉方式,以張拉應(yīng)力和張拉伸長量進行“雙控”控制,并以張拉應(yīng)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(yù)應(yīng)力前應(yīng)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?;A(chǔ)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(yù)留孔口和預(yù)埋件,嚴格按設(shè)計要求準確預(yù)留預(yù)埋,防止遺漏。

  5.張拉設(shè)備設(shè)專人保管使用,并定期檢驗、標定、維護;錨具應(yīng)保持干凈并不得有油污。張拉前,所有張拉設(shè)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(yù)應(yīng)力張拉的順序嚴格按施工圖提供的順序進行。

  六、結(jié)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(yù)應(yīng)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(chǔ)填筑材料可以重復(fù)用于路基填料?,F(xiàn)場對地模預(yù)壓采用“原地地模模擬堆載預(yù)壓”,本工程取跨中面積長20m*寬10m進行模擬堆載預(yù)壓,以確定地模的變形值,預(yù)壓觀測數(shù)據(jù)結(jié)果用于地模預(yù)拱度設(shè)置。可見,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(yù)壓可以提前實施,減少了對滿堂支架的超載預(yù)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(jié)構(gòu)尺寸符合設(shè)計要求。并且,2009年6月由建設(shè)單位委托福州大學(xué)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(yīng)變或應(yīng)力增量進行測試和分析,得出結(jié)論:本橋梁上部結(jié)構(gòu)性能正常,有一定的安全儲備,滿足設(shè)計荷載下的使用要求。

  總之,地模上現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)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(yīng)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(shè)、設(shè)計及監(jiān)理等有關(guān)單位的高度評價。

  參考文獻:

  【1】公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTGD60—2004)[s]。

  【2】公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(JTGD62—2004)[s]。

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

    
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