淺析預(yù)制箱梁施工工藝

  摘要:箱梁質(zhì)量在橋梁施工中尤為重要。影響預(yù)制箱梁質(zhì)量的主要因素有:施工工藝,原材料質(zhì)量,施工人員的業(yè)務(wù)水平和素質(zhì)等。本文結(jié)合尉許高速公路No.2標(biāo)段的預(yù)制箱梁施工情況,對施工工藝進(jìn)行淺顯的分析。

  關(guān)鍵詞:箱梁 施工工藝 臺(tái)座 內(nèi)模

  1、工程概況

  尉氏至許昌段高速公路No.2標(biāo)段, 跨開封市尉氏縣南曹和蔡莊兩鎮(zhèn)。本標(biāo)段有大橋1座,中橋2座,分離立交5座。共計(jì)先張預(yù)應(yīng)力低高度箱梁(以下簡稱箱梁)320片,其中16米箱梁118片,20米箱梁202片。

  作為橋梁主要承重構(gòu)件的箱梁僅有少量米石混凝土相連,沒有濕接縫和橫隔板,其整體性較T梁差。所以,箱梁質(zhì)量在橋梁施工中尤為重要。影響預(yù)制箱梁質(zhì)量的主要因素有:施工工藝,原材料質(zhì)量,施工人員的業(yè)務(wù)水平和素質(zhì)等。本文只對施工工藝進(jìn)行淺顯的分析。

  由于設(shè)計(jì)追求較大的挖空率,箱梁各部分厚度很薄,底板厚度只有18cm,稍有不慎極易出現(xiàn)施工缺陷,因而研究改進(jìn)箱梁預(yù)制施工工藝非常必要。

  2、施工工藝

  2、1模板

  2、1、1側(cè)模

  整體式模板即用高強(qiáng)度配筋混凝土按箱梁外形尺寸做成的槽式模板,多數(shù)以光滑混凝土面或水磨石作為模板面。這種模板不會(huì)漏漿,不易變形,不需支立和拆除,節(jié)省大量人工和工時(shí),制作和使用成本低。但本標(biāo)段箱梁尺寸多變(見箱梁尺寸表),整體式模板的改造次數(shù)多,改造期長,相對成本偏高。并且預(yù)制箱梁的外觀往往不太理想。

  為保證箱梁的外觀質(zhì)量,側(cè)模采用專業(yè)廠家制作的大型定型鋼模,分節(jié)制作,接縫嚴(yán)密,尺寸精確。

  2、1、2底模

  底模由10cm厚的C25砼底板及5cm厚的水磨石臺(tái)面組成,臺(tái)面?zhèn)让婧附印?0mm角鋼保護(hù),焊接點(diǎn)用砂輪磨光。順臺(tái)面縱向在角鋼下預(yù)留間隔為1m、直徑為3cm的對拉螺栓孔。

  箱梁尺寸表

  2、1、3內(nèi)模

  內(nèi)模有鋼模和木模兩種方案,鋼模具有尺寸準(zhǔn)確,周轉(zhuǎn)次數(shù)多等優(yōu)點(diǎn),但當(dāng)時(shí)鋼材價(jià)格飛漲,導(dǎo)致模板價(jià)格達(dá)到6000~7000元/噸,成本偏高。

  木模制作快,成本低,質(zhì)量輕,拆裝方便,因此決定采用木模。分節(jié)制作,每節(jié)長1.5m。

  2、2 張拉臺(tái)座

  20m箱梁設(shè)計(jì)23根φj15.24鋼絞線,單根張拉力195.3KN,整體張拉力P=195.3×23=4491.9KN。重力式臺(tái)座一般適用于1000~2000KN的張拉力,就張拉力而言,槽式臺(tái)座較合適,但不利于大型鋼模的拆裝。故采用重力式和槽式組合臺(tái)座,即在重力式墩之間設(shè)傳力柱,并設(shè)橫向聯(lián)系。傳力柱一部分埋于地下,另一部分作為預(yù)制箱梁的底模的基礎(chǔ)。這個(gè)方案同時(shí)解決了地基較軟,箱梁自重大,松張起拱容易壓壞底模的問題,而且省去了底?;A(chǔ),節(jié)約了成本。[Page]

  2、3鋼絞線和鋼筋

  2、3、1鋼絞線

  鋼絞線應(yīng)做抗拉強(qiáng)度、延伸率、松弛率和彈性模量試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求,方可使用。

  千斤頂、油泵和油表配套校驗(yàn),所用壓力表的精度不低于1.5級(jí)。使用6個(gè)月或200次以及在千斤頂使用過程中出現(xiàn)不正?,F(xiàn)象時(shí),應(yīng)重新校驗(yàn)。

  根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn),考慮3%的預(yù)應(yīng)力損失,即實(shí)際張拉力為設(shè)計(jì)張拉力的1.03倍。

  臺(tái)座一端為單根張拉端,分兩級(jí)(每級(jí)20%)張拉總張拉力的40%,即所有鋼鉸線張拉到20%的張拉力后,再進(jìn)行第二級(jí)張拉,不得一次張拉到40%。鋼絞線單根張拉時(shí)對稱截面中心線進(jìn)行。

  臺(tái)座的另一端為整體張拉端,剩余60%的總張拉力采用整體張拉。張拉前,調(diào)整千斤頂?shù)浇孛嬷行木€的距離相等,保證兩側(cè)千斤頂受力相同。張拉過程中,活動(dòng)橫梁與固定橫梁始終保持平行。

  應(yīng)力、應(yīng)變雙控制,以應(yīng)力控制為主,應(yīng)變輔助校核。伸長量誤差控制在±6%以內(nèi)。

  2、3、2鋼筋

  鋼筋采用兩次成型法:在加工區(qū)分別制作梁體鋼筋、頂板和翼板鋼筋。鋼筋嚴(yán)格按圖紙尺寸下料、制作,采用梅花形點(diǎn)焊形成骨架。

  加強(qiáng)對內(nèi)模定位筋的綁扎。只要按設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的位置和數(shù)量雙根綁絲綁扎定位筋,一般不會(huì)出現(xiàn)內(nèi)模上浮現(xiàn)象。

  2、4砼

  設(shè)計(jì)砼為C50,保證砼強(qiáng)度是保證箱梁內(nèi)在質(zhì)量的一個(gè)重要方面,因此要嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量。此處不作過多論述。

  應(yīng)嚴(yán)格按配合比施工,坍落度一般控制在7~8cm為宜,坍落度太大,強(qiáng)度不易保證,并且很難消除表面的氣泡、砂線等缺陷;因鋼筋密集,若坍落度太小很難保證振搗密實(shí)。

  混凝土澆筑采用一次成型工藝,由一端向另一端推進(jìn)。同斷面澆筑順序?yàn)榈装?、腹板、頂板,分段分層循環(huán)推進(jìn),每段約2~3m長。

  振搗采用4個(gè)插入式振動(dòng)器,兩個(gè)在前,負(fù)責(zé)底板和下部腹板的振搗;兩個(gè)在后,負(fù)責(zé)上部腹板和頂板的振搗,振搗注意腹板上下部的銜接,頂板既要平振又要點(diǎn)振,點(diǎn)振間距控制在20~30 cm之間。

  由于鋼筋密集無法插入振動(dòng)棒,在吊點(diǎn)處采用附著式振動(dòng)器。振搗至混凝土停止下沉,不再冒出氣泡,表面平坦、泛漿時(shí)止。[Page]

  在混凝土接近初凝時(shí)進(jìn)行二次收漿并拉毛,防止出現(xiàn)裂縫。

  2、5工藝流程

  底板質(zhì)量是箱梁施工重點(diǎn)的重點(diǎn),為了保證底板的施工質(zhì)量,我們分析研究了兩種工藝流程。

  一種工藝流程為:梁體鋼筋制作→鋼絞線張拉→支立側(cè)?!鷿沧⒌装濉卜艃?nèi)?!敯?、翼板鋼筋制作→澆注腹板、頂板→養(yǎng)生→拆模→放張→存梁。

  這種流程易保證底板振搗密實(shí),但要求施工人員多,工時(shí)長,配合緊密。若某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,將影響工程質(zhì)量。特別是底板和腹板、翼板的澆注間隔長,易產(chǎn)生明顯的施工接縫。

  另一種是一次成型工藝,其流程為:梁體鋼筋制作→鋼絞線張拉→支立側(cè)?!卜艃?nèi)?!敯?、翼板鋼筋制作→澆注底板、腹板、頂板→養(yǎng)生→拆模→放張→存梁。

  這種工藝是在鋼筋、模板都完成后,從腹板處下灰澆注底板。由于底板厚度只有18cm,卻分布著兩層鋼絞線和體梁體鋼筋,對混凝土的流動(dòng)有很大的阻滯作用。為防止木板吸水膨脹,內(nèi)模都用塑料紙包裹。從兩側(cè)下灰,容易因排氣不暢而在底板形成空洞。即使沒有空洞,也很難保證振搗密實(shí)。

  從一側(cè)下灰,流到另一側(cè)的大部分是灰漿,也很難保證底板質(zhì)量。并且側(cè)壓力大,易導(dǎo)致內(nèi)模和鋼筋偏位。

  我們對這種工藝的改進(jìn)主要在內(nèi)模上,把內(nèi)模里的木撐改為用螺絲相連的角鐵骨架,在內(nèi)模底部留10~20cm寬的槽。澆注底板時(shí),在開槽處用振動(dòng)棒引流混凝土,振搗密實(shí)后整平混凝土,用木板封住槽口,繼續(xù)澆注腹板、頂板。

  這樣既保證了內(nèi)在質(zhì)量和外觀質(zhì)量又加快了施工進(jìn)度。

  3、結(jié)語

  施工工藝對工程質(zhì)量有直接而重大的影響,要提高箱梁的施工質(zhì)量就必須有好的施工工藝,并使其不斷完善。

  本文所述的組合臺(tái)座,既滿足了張拉力的要求,又滿足了大型鋼模治理支立的空間要求。

  改進(jìn)內(nèi)模后的施工工藝,使箱梁混凝土一次澆筑成型,既保證了箱梁(特別是底板)的施工質(zhì)量,又大大提高箱梁的施工效率,是提高箱梁質(zhì)量的合理工藝。


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