现浇箱梁施工技术.doc

浅谈现浇箱梁施工技术摘要：近些年来，现浇箱梁桥由于其设计的优越性越来越多的进入我们施工现场，可是实际施工中的许多环节的控制困扰着我们施工人员，本文对现浇箱梁桥在施工过程中控制的关键环节进行分析，归纳总结了质量控制的难点和要点。结合国道211线高速公路A14合同段今年施工的F匝道桥及银川至巴彦浩特第一合同段K3+485现浇桥的施工，浅谈几点现浇箱梁的施工经验和注意事项1、工程概况 桥梁中心桩号FK0+302.598匝道桥，交角90度，位于A=121的左偏缓和曲线上，全长85.06米，跨径为4-20米。桥梁上部为C40普通钢筋混凝土现浇连续箱梁。桥梁中心桩号K3+485，交角90度，位于直线段上，全长75米，跨径为3-25米。桥梁上部为C50预应力现浇混凝土箱梁。2、编制依据 2.1国道211线灵武至甜水堡段及联络线古窑子至青铜峡公路两阶段施工图设计文件及银川至巴彦浩特公路两阶段施工图设计文件。 2.2交通部2000年发标准公路桥涵施工技术规范（JTJ0412000）。2.3交通部标准公路工程质量检验评定标准（JTG F802004）。2.4参考路桥施工计算手册。2.5参考公路桥涵施工技术规范。 3、施工安排 3.1机械设备为确保工程的施工进度和工程质量，我项目部按照施工需要投入充足的人员和设备。 3.2进场材料 全部进场材料经项目部及监理检测合格。3.3砼配合比现浇箱梁C40水泥砼配合比为水泥：砂：碎石:水=462：730：1096：162，水泥使用青铜峡牌P.O42.5R，混凝土的骨料粒径为510mm、1020mm、1030mm，掺配比例为20%：50%：30%，设计坍落度为160200mm，山西黄河UNF-3A缓凝高效泵送剂（掺量：1.3%）。现浇箱梁C50水泥砼配合比为水泥：砂：碎石:水=465：627：1218：140，水泥使用赛马P.O42.5R，混凝土的骨料粒径为510mm、1020mm掺配比例为65:35，设计坍落度为160200mm，山西黄河UNF-3A缓凝高效泵送剂（掺量：1.0%）。（在此赘述银巴一标关平路现浇桥使用的高性能混凝土：采用粉煤灰60kg、矿粉100kg、水泥370kg，使混凝土的粘性较好，泌水减小，不易离析。由于矿粉的物理构成，在泵送过程中其阻力比传统混凝土小，可进行长距离泵送，也可提高其耐久性，和抗裂性能，亦可使其外观亮泽，产生“镜面效应”）。4、现浇箱梁施工方案 4.1施工准备满堂式支架的地基处理是现浇箱梁施工的关键工序，地基承载力需经过验算满足所承受的全部荷载，保证不产生过大的沉降现象。 4.2施工放样根据桥梁的形式、跨径及设计要求的施工精度，准确放出现浇 桥的纵横轴线，并测量水泥稳定砂砾层的高程，计算支架高度，对过程加大控制，避免出现失误。4.3支架搭设支架搭设时，每根立杆底托下水平放置长×宽为25 cm×25cm，厚度为10cm的C30混凝土预制块，增大立杆底托下的受力面积。支架在各孔沿纵向按1.2m的间距布设，靠近桥墩及桥台处因箱梁端头混凝土为实体结构,荷载较大，所以每联中间桥墩及桥台部分的4排立杆纵向按0.9m的间距布设进行加强。支架在横断面方向，箱梁箱室底板处荷载较大, 立柱间距按0.9m布设进行加强；翼板部分立杆间距按0.9m布设。横杆在垂直方向按0.9m的间距进行布设,顶层高度不足1.2m时, 按0.6m布设一层横杆进行加强，且在腹板位置对支架进行加密，转换为纵向0.9m、横向0.6米的组合支架。支架搭设简图如下所示（以A14合同段的F匝道桥为例）： 图1图244支架预压 现浇箱梁采用满堂支架就地浇筑。模板及支架在施工时保证有足够的强度及刚度。设计图中箱梁每孔设置了向上1.8cm的预拱度，为消除支架地基在全部施工荷载下可能引起的非弹性变形，施工前要在底模上对支架进行预压，预压重量按设计文件要求为箱梁重量的120计算，加载及卸载顺序为0-50%-80%-120%-80%-50%0。在底模上布设观测点进行沉降观测，支架日沉降量不得大于2.0毫米（不含测量误差），方可撤除荷载。预压时间为710天。4.5模板安装表1模板安装允许偏差项目项 目允许偏差（mm）1模板标高+5,02模板内部尺寸+5,03模板相邻两板表面高低差24模板表面平整55预埋件中心位置36预留孔洞中心线位置104.6钢筋加工及安装 表2钢筋绑扎要求如下表所示：项次项目允许偏差（mm）1受力钢筋间距+5，-52箍筋间距+10，-103钢筋骨架尺寸长（宽）+10，-10（+5.，-5）4弯起钢筋位置+20，-205保护层厚度+5，-54.7砼浇筑浇筑速度控制在每小时3035m3为宜。砼浇筑完成后，即整平，抹面收浆拉毛，砼振捣采用插入式振捣棒。箱梁砼浇筑施工顺序为:1)、浇筑底板、腹板混凝土。2)、支内顶模和翼板模板。3)、绑扎顶板钢筋。4)、浇注顶板砼。 4.9检查验收检测项目及标准如表所示：表3就地浇筑梁(板)实测项目项次检查项目规定值和允许偏差检查方法和频率权值1混凝土强度(MPa)在合格标准内按评定标准附录D检查32轴线偏位(mm)10全站仪或经纬仪测量3处23梁（板）顶面高程(mm)±10水准仪检查35处14断面尺寸(mm)高度+5,-10尺量：每跨检查13个断面2顶宽±30箱梁底宽±20顶、底、腹板或梁肋厚+10,-05长度(mm)+5,-10尺量：每梁（板）16横坡（）±0.15水准仪：每跨检查13处17平整度（mm）82m直尺：每侧面每10m梁长测一处15、受力验算5.1以F匝道桥为例，箱室部分立杆承载力验算扣件式钢筋截面特征：外径为d=48mm，壁厚t=3.5mm，惯性矩为1.215*105mm4，钢材强度极限值为2.15*105KPa，抵抗矩W=5.078*103mm3，回转半径r=15.78mm。风荷载：当支架高度小于6m时，可不计风载（参考路桥施工计算手册表8-3）。混凝土浇注振捣及模板产生荷载按2.5KN/M2计算，箱室部分立杆纵向间距1.2米，横向间距为0.9米，因此小横杆的计算跨径为0.9米；箱梁顶板及底板砼厚度分别为0.2米和0.18米。顺桥向单位长度内混凝土重量为：g1=（0.2+0.18）*26=9.88KN/M3：人群荷载及动荷载取2.5KN/M2，横桥向作用在小横杆上的荷载为：g=g1+2.5=12KN/M2。抗弯刚度：f= gl4/150EI=12*9004/（150*2.1*105*1.215*105）=2.06mm<3mm.立杆纵向间距为1.2米，因此大横杆的计算跨径为1.2米，按三跨连续梁计算：有小横杆传递的集中力F=12*0.9=10.8KN；挠度f=1.883*FL2/100EI=1.883*10800*12002/(100*2.1*105*1.078*105)=0.01mm<3mm。立杆计算：立杆承受有大横杆传递来的荷载，因此N=10.8KN，由于大横杆步距为1.2米，长细比=L/r=1200/15.78=76，则纵向弯曲系数=0.68，则：N=A=0.68*424*215=61988N=62KN。N<N,满足要求。5.2 C30混凝土预制块承载力验算根据立杆承载力验算可知，单根立杆承受的最大压力为F15.939KN，立杆底托在C30混凝土预制块上的作用面积（托底截面尺寸）为A14cm×14cm196cm2，则立杆作用在预制块上的压应力：P=15.939KN/196cm20.08Mpa30 Mpa。经过验算，C30混凝土预制块承载力满足要求。5.3 地基承载力验算因为F匝道桥桥位处为川区水稻田，K3+485现浇桥位跨河道，地下水位较高，所以碗扣支架的地基处理为：填筑厚度为50cm砂砾，分层填筑碾压至压实度达到95%以上，再铺筑30cm水泥稳定砂砾，压实度要求为95以上，以提高基地整体承载力。 支架地基的承载力验算按照=fk*Kb500 KPa计算，每根立杆底托下放置的C30混凝土预制块长×宽25 cm×25cm，立杆通过混凝土预制块作用在地基上的最大压力F15.939KN，则地基承受的最大压应力：P=15.939KN/（25×25）cm2255KPa500KPa。5.4支架纵梁受力验算现浇箱梁支架纵梁采用14a槽钢，计算选取荷载最大处即桥墩支点实心段，沿纵向布设的跨距90cm,计算跨距76cm，横向布设为90cm，计算跨径76cm。箱梁高度1.3m时，验算如下：箱梁最大自重：1.3×26=33.8KN/m2；施工活载标准值：2.5 KN/ m2；分布在每根槽钢上的荷载q=（33.8+2.5）*0.76=27.588KN/m槽钢弹性模量E2.06×105 N/mm2；槽钢挠度变形f允L/400=760/400=1.9mm；槽钢抗弯强度Fm215N/ mm2；槽钢计算挠度f=5qL4/（384EI）=5*26.6*×7604/（2.06×105×53.2×104）=0.64mm<f允=1.9mm；槽钢承受的最大弯矩M=1/8qL2=1/8×16.1×103×0.762=1162.4 N·m；槽钢的截面抵抗矩W=13×10-6 m3；槽钢最大弯拉应力：=M/W=89.4N/mm2<Fm=215N/mm2；经验算，14a槽钢纵梁的受力满足要求。6、预应力施工工艺6.1 K3+485现浇箱梁桥纵向预应力钢束每束分别使用s15.2的钢绞线12根、19根，钢铰线采用fpk=1860Mp钢铰线,弹性模量Ep=1.95×105Mpa,锚下控制应力为k0.7fpk=1395Mpa。钢绞线按规定做力学性能抽样检验,检验结果符合规范要求，具体张拉计算书：设计钢绞线为15.24mm，截面积AP=140mm2，标准强度Rby=1860MPa，设计弹性模量EP=1.987×105MPa，钢绞线检测报告单弹性模量EP=1.987×105MPa，设计张拉锚下控制应力为con=0.75fpk=1395MPa。 P =×AP=1395×140=195.3KN 根据桥涵技术规范，预应力筋平均张拉力计算式为：Pp=P(1-e-(kx+)/ kx+Pz=Pq(e-(kx+)P 预应力筋张拉端的张拉力（N）Pp 预应力筋平均张拉力（N）Pz 一段预应力筋终点端的张拉应力（N）Pq 一段预应力筋起点处的张拉应力，等于前一段预应力筋终点端的应力（N）P 预应力筋张拉端的张拉力（N）X 从张拉端至计算截面的孔道长度（m） 从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）k 孔道每米局部偏差对磨擦的影响系数，塑料波纹孔道为0.0015 预应力筋与孔道壁的磨擦系数，塑料波纹孔道为0.17 6.2预应力钢束的预留孔道采用塑料波纹管成孔，内径为75mm和100mm，锚具使用15-19和15-12型张拉端锚具,锚具夹片采用2片式按180 均分开缝的锥形锚具,锚固稳固可靠，工具锚片采用3片60 均分开的锥形锚具，利于拆卸。6.3 钢绞线制作钢绞线的下料长度等于孔道净长加两端的工作长度。工作长度充分的考虑了锚垫板及千斤顶的工作所需长度。钢绞线的切割采用砂轮切割机，以保证切口平整,丝头不散，禁止使用电焊或气焊切割,以免损伤钢绞线或影响钢绞线的力学性能。7、预应力钢束张拉对预应力筋施加预应力时，宜对千斤顶张拉时的同步性、持荷时间、锚下的有效预应力及其均匀度等进行质量控制，并应符合下列规定：1）在采用两台千斤顶实施对称和两端张拉时，各千斤顶之间同步张拉力的允许误差宜为±2%；2）、张拉至控制力时，按新桥规第7.7节和7.8节的规定，保证千斤顶具有足够的持续荷载，张拉控制应力的精度宜为±1.5%；3）、张拉锚固后，预应力筋在锚下的有效预应力应符合设计张拉控制应力，两者的相对偏差应不超过±5%，且同一断面中的预应力束其有效预应力的不均匀度应不超过±2%。梁体砼强度达到90%设计强度后进行张拉作业。预应力钢束张拉采用控制应力和伸长值（应变）双控制法,互相校核,预应力钢索的张拉按对称原则从中间向两边张拉，使桥梁整体受力。当实际伸长值与理论伸长值之差大于±6%时,立即停止张拉,查明原因并采取措施调整后再继续张拉,发生滑丝或断丝超过规范要求时,进行整束更换后重新张拉。张拉时间：015k(初应力,开始测伸长量)100k持荷2分钟k (锚固)，张拉顺序要严格按照图纸要求进行。预应力钢束张拉完成后测量夹片回缩量,检查是否有断丝,滑丝现象。检查合格后割断露头，露头余留长度按不小于3cm进行控制，不能影响封锚。8、孔道压浆所有钢束张拉锚固完成后,在48小时内进行孔道压浆，避免预应力筋锈蚀。采用真空辅助压浆工艺时，在压浆前应对孔道进行抽真空，真空度宜稳定在-0.6-0.10MPa范围内，真空度稳定后，应立即开启孔道压浆端的阀门，同时启动压浆泵进行连续压浆，在压浆后应通过检查孔抽查压浆的密实情况，如有不实，应及时进行补压浆处理，压浆完成后，应及时对锚固端按设计要求进行封闭保护或防腐处理，需要封锚的锚具，应在压浆完成后对梁端混凝土凿毛并将其周围冲洗干净，设置钢筋网浇注封端混凝土。压浆采用的水泥、外加剂、矿物掺合料、膨胀剂和水等原材料的质量，以及所配合浆液的性能应符合新桥规第7.9节的规定。按批复配合比要求进行配浆，可适量加入硅灰，硅灰的平均粒径在0.10.3µm，比表面积为:2028m2/g，其细度和表面积约为水泥的80100倍，粉煤灰的5070倍，具有如下优点：1）、显著提高硬浆的抗压、抗折、抗渗、防腐、抗冲击性能、耐磨性能、减少凝结时间。2)、具有保水、防止离析、泌水、大幅降低泵送阻力的作用。3)、显著延长硬浆的使用寿命。4)、具有约5倍水泥的功效，在普通混凝土及硬浆中使用可降低成本。水泥浆按要求制作试件,养生至期后送检。 结语：综上，在现浇箱梁的施工中，只要加强对关键环节的控制，就一定能保证其质量，避免出现质量和安全问题。