满堂支架现浇预应力箱梁施工.doc
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1、满堂支架现浇预应力箱梁施工满堂支架现浇预应力箱梁施工Page 1 of 16满堂支架现浇预应力箱梁施工满堂支架现浇预应力箱梁施工【摘摘 要要】本文介绍了北方地区满堂支架现浇预应力箱梁的施工过程和方法,详细介绍了北方地区满堂支架现浇预应力箱梁施工的各个步骤和相关的参数,介绍了箱梁圆倒角采取钢木模结合如何保证拼缝质量,曲线上钢模和木模的设计方法等,以上方法对同类型的现浇预应力箱梁有一定借鉴作用。【关键词关键词】 满堂支架 现浇 预应力 箱梁 技术一、前言一、前言伴随着城市的不断发展,市政配套设施也不断完善。交通路网逐渐发达,立交桥、高架桥结构随之增多。桥梁工程作为城市交通的重要组成部分,不仅要求实
2、用而且还要美观、型式独特、新颖。如今,新、奇、异、美的结构型式增多,此时预制梁的劣势日益明显,相反,现浇梁以其较大的适应性(能适应结构形式的多样性和线型的多样性)在桥梁设计和施工中的优势逐渐突显出来。二、工程简介二、工程简介2.12.1 工程概况工程概况北京市轨道交通工程共有高架桥 3.5km,箱梁 73 跨,共 44 联。标准段每跨 30m,最大跨度 43.8m。桥梁结构型式为支架现浇后张预应力连续箱梁。箱梁采用单箱单室变截面双向预应力连续梁。标准段箱梁底宽 4.35 m,顶宽 9.2 m,梁高 1.8。T3-98T3-101A 大跨度变截面箱梁处,主梁顶宽 9.2m,底宽 5.0m,梁两侧
3、各悬臂 2.1m。箱梁施工采用碗扣式支架满堂搭设,支架高度 5.5m8.5m。最大跨度连续梁:36.7+43.8+42.5+35.0m 四跨一连。2.22.2 程地质和水文情况程地质和水文情况1.2.1 地质状况T3 线和 T2 线左右线场区在地貌单元上主要处于小中河故道与温榆河故道之间的河间台地区。场区地层以第四纪沉积的粘性土、粉土和砂土交互层为主。根据地质资料显示,按沉积年代可将地层划分为人工堆积层和第四纪沉积层两大类。按其岩性、物理力学性质及工程特性可划分为 11 个大层。1.2.2 水文情况满堂支架现浇预应力箱梁施工满堂支架现浇预应力箱梁施工Page 2 of 16根据相关水文资料显示
4、,该场区内有三层地下水,有关地下水的类型、标高见下表所示序号类型埋深(m)标高(m)第 1 层水潜水2.108.3017.2622.45第 2 层水潜水微承压水7.6011.7014.1516.11第 3 层水承压水(测压水头)17.3020.505.017.021.41.4 工程施工特点工程施工特点碗扣支架搭设材料用量大,垂直运输量大,高空作业多,加强对工人的安全教育和检查工作,作好各项技术交底。三三. . 施工准备施工准备3.13.1 箱梁施工工艺流程箱梁施工工艺流程施工准备测量定位支架基础处理支架安装支架检查安装底模支架预压预压卸载及标高调整安装外侧模绑扎底板及腹板钢筋、穿波纹管穿钢铰线
5、安装内模绑扎顶板钢筋检查浇注混凝土养护、拆除内模、侧模板第一次预应力张拉孔道压浆第二次预应力张拉孔道压浆封端拆除底模及支架。3.23.2 准备工作准备工作2.1 施工前测量人员对箱梁定位控制桩、水准点、导线点进行复测,仔细检查核对测量资料,对丢失及碰动的桩位要重新补测,经监理工程师复核合格后方可使用。2.2 箱梁施工过程中,配合现场施工人员对箱梁模板支架,及各结构部位的尺寸、高程检查复测,要注意严格控制箱梁各高程点的高程。2.3 箱梁砼使用 C50S6 商品砼,罐车运输,砼泵车泵送入仓,现场坍落度控制在1618cm,对首车来料要检查砼的标号,坍落度值等有关技术资料,并按照有关规定制作混凝土试块
6、。2.4 人员分工明确,各负其责,现场使用机具调试正常,并备 120kw 发电机一台,以备突然停电时使用。四、施工方法和技术措施四、施工方法和技术措施4.14.1 基础平整及处理基础平整及处理用挖掘机对箱梁下方 11m 宽度范围内泥浆坑、松软地段局部挖除,采用砂砾石换填,用推土机对场地全部进行推平,并设置横向双向横坡,坡度控制在 1范围内,便满堂支架现浇预应力箱梁施工满堂支架现浇预应力箱梁施工Page 3 of 16于及时排除雨水,箱梁基础外侧一米左右设置排水沟,严防下雨后箱梁地基下沉。用推土机对含水量较大地段翻松 3050进行晾晒,含水量控制在最佳含水量。用 18T 振动压路机碾压 35 遍
7、,碾压密实,表面平整无轮迹,局部有反弹地段重新换填处理;横坡调整到 1内。处理好后应进行钎探测地基承载力,当地基承载力达到计算所需承载力后方可铺垫砂砾。如纵向坡度过大,采取设置台阶方式,相邻台阶高差为 30CM 的整数倍(立杆高度模数),便于底托支垫平整。在箱梁地基处理过程中一定要注意承台基坑周围。一般北方地区承台基坑只需用在箱梁地基处理过程中一定要注意承台基坑周围。一般北方地区承台基坑只需用素土分层夯实即可。但一般在承台基坑回填时,极易忽视对基坑的夯实,加之北方地区素土分层夯实即可。但一般在承台基坑回填时,极易忽视对基坑的夯实,加之北方地区大部分为粉土或粉质粘土。粉土和粉质粘土都有个共同的特
8、性:大部分为粉土或粉质粘土。粉土和粉质粘土都有个共同的特性:“湿陷性湿陷性”,一旦在箱,一旦在箱梁施工过程中下雨极易造成承台基坑周围沉陷导致支架局部下沉或倒塌。故承台周围必梁施工过程中下雨极易造成承台基坑周围沉陷导致支架局部下沉或倒塌。故承台周围必须分层用素土夯实或用级配砂砾回填。须分层用素土夯实或用级配砂砾回填。4.24.2 支架与模板支架与模板箱梁模板支架采用 WDJ 碗扣式支架搭设。箱梁外模板采用 18厚 122244定尺胶合模板(圆倒角部位采用定制钢模),根据箱梁结构尺寸现场加工,圆倒角部分采用定型钢模。支架顶设可调高度顶托。内模使用 1.5cm 厚熊猫板制作,外包 0.3mm 塑料布
9、。底模及侧模待支架完成后进行铺设,内模提前加工成型,吊装安装。 钢木模结合模型组装图钢木模结合模型组装图因所有倒角均为圆倒角,木模加工难度极大,故倒角部分采用定制钢模。为保证模型拼装时木模与钢模拼缝一制,要求钢模厂家对钢模的加工采用非标准长度,直线上直线上每钢模的长度一定要取木模(熊猫板)的宽度(每钢模的长度一定要取木模(熊猫板)的宽度(1.22m1.22m)为模数以达到钢木模拼缝一致)为模数以达到钢木模拼缝一致,曲线上外侧钢模长度同直线上一样选取熊猫板的宽度(曲线上外侧钢模长度同直线上一样选取熊猫板的宽度(1.22m1.22m)为模数,内侧则根据曲)为模数,内侧则根据曲满堂支架现浇预应力箱梁
10、施工满堂支架现浇预应力箱梁施工Page 4 of 16线半径大小通过计算或在线半径大小通过计算或在 CADCAD 中按中按 1:11:1 绘制出来,准确计算出一跨每块内侧钢模的长度。绘制出来,准确计算出一跨每块内侧钢模的长度。曲线上通过局部裁剪曲线内侧熊猫板以达到钢模和木模的拼缝一致曲线上通过局部裁剪曲线内侧熊猫板以达到钢模和木模的拼缝一致。对于钢木模结合的模型,钢模尺寸的设计(即拼缝位置的选取)致关重要,合理对于钢木模结合的模型,钢模尺寸的设计(即拼缝位置的选取)致关重要,合理的设计不仅可以减少木模的裁剪达到节约材料的目的,而且可以提高模型拼装的工效和的设计不仅可以减少木模的裁剪达到节约材料
11、的目的,而且可以提高模型拼装的工效和有利于模型加固。有利于模型加固。1、钢木模的结合部位切不可选择在圆倒角的圆弧与直线的结合部位,选择在此部位将会给加固带来极大的难度,极容易跑模。2、钢木模的结合部位应选尽量选择在结构物横向直线部位宽度为木模(熊猫板)宽度的模数的部位。这样就可减少拼缝和裁剪木模,以达到节约成本和提高工效的目的。或如上“钢木模结合模型组装图”所示底板部位钢木模结合部位选取在恰好在熊猫板宽度的整数倍(3 倍)的部位。而腹板各翼缘板的钢木模结合部位选取在腹板和翼缘板的木模之和刚好为熊猫板宽度的整数倍(2 倍) 。这样腹板裁一次所剩下的模型拼放在翼缘板处刚好,这样就既能减少拼缝节约材
12、料又能提高工效。4.2.1 预留拱度设置在支架上浇筑箱梁混凝土施工过程中和卸架后,箱梁要产生一定的挠度。因此,为使箱梁在卸架后能满意地获得设计规定的外形,须在施工时设置一定数值的预拱度。在确定预拱度时应考虑下列因素:卸架后箱梁本身及活载一半所产生的竖向挠度;支架在荷载作用下的弹性压缩;支架在荷载作用下的非弹性变形;支架基底在荷载作用下的非弹性沉陷;由温度变化而引起的挠度;由砼徐变引起的徐变挠度。支架和模板变形预留拱度可根据现场的地质条件和整体进度计划,在基础平整、硬化后,现场按照箱梁自重的 1.2 倍设计荷载,在支架基础上进行模拟静载预压试验。碗扣式支架支撑间距采取 6090cm 形式布置。在
13、其上码放与箱梁自重的 1.2 倍设计荷载等同的砂袋、水袋或砂袋上加钢筋的方法。在支架顶部模板处和底部方木或方砖顶面均设置观测点,连续观测 48 小时并做好详细记录。根据试验结果,并结合以往的施工经验以及压缩量理论计算,初步确定支架和模板变形预留拱度。若条件不允许,也可在支架预压时在支架顶部模板处和底部方木或方砖顶面设置观测点进行观测。 徐变挠度对梁体的挠度影响不容忽视。影响徐变挠度的因素很多: 在受弯构件中,在长期持续荷载作用下,由于徐变的影响,梁的挠度会与日俱增,徐变挠度可能达到弹性挠度的 1.5 至 2 倍。满堂支架现浇预应力箱梁施工满堂支架现浇预应力箱梁施工Page 5 of 16 影响
14、徐变的主要因素是应力的大小和受荷时砼的龄期,因此在施工中要避免砼结构过早地施加预应力。砼的徐变与砼的级配组成也有关系,水灰比越大,徐变也越大;骨料的弹性模量越大,徐变越小;水泥用量越大,徐变越大。此外,结构所处的环境也有重大的影响,湿度大的地区徐变小。针对以上影响砼结构徐变的各种因素采取以下措施:严格控制水灰比和水泥用量;选用质地坚硬、耐磨性能好的骨料;加强构件的养护,延长洒水养护时间;选用适当的外加剂。 根据梁的挠度和支架的变形所计算出来的预拱度之和,作为预拱度的最高值,设置在梁的跨径中点。其他各点的预拱度以中点为最高值,以梁的两端部为支架弹性变形量,按二次抛物线进行分配y=4f拱 x(L-
15、x)/L2。根据计算出来的箱梁底标高对预压后的箱梁底模标高重新进行调整。箱梁预留拱度的设置除考虑上述各类弹性变形和非弹性变形外,还应考虑箱梁张拉箱梁预留拱度的设置除考虑上述各类弹性变形和非弹性变形外,还应考虑箱梁张拉起拱,以免箱梁张拉起拱后导致箱梁梁顶超高。起拱,以免箱梁张拉起拱后导致箱梁梁顶超高。4.2.2 支架与模板布置A.箱梁支架采用 WDJ 碗扣支架,首先,在经处理后的基础上铺设 100120 的方木,立杆底托支在方木上。支架立杆横向间距为 0.6m,沿桥向纵向为 0.9m,步距 1.2m。纵、横向每 57 排设置一道剪刀撑,剪刀撑用钢管及扣件安装。墩柱处箱梁腹板厚度增大,可在墩柱纵向
16、两侧三米范围内立杆加密至纵向间距为 0.6m,沿桥纵向为 0.6m。详见“支架布置图” 。B.支架顶托沿桥纵向支撑 1214cm 的方木,方木横向间距 90cm,其上铺 1010厘米的分布方木,方木布距 25cm,其上铺模板。C.箱梁模板的形式确定如下:底模采用 1.8cm 厚酚醛复合板(熊猫板) 。箱梁侧模及翼板模板材质结构同底模,侧模与底模采用侧包底方式,侧模与底模接触处贴海绵胶条二层。圆弧倒角处采用定制钢模。腹板侧模及翼板底模下外楞均采用 8cm10cm 方木加固。D.箱梁内模采用 2cm 厚木制模板,外贴 0.3mm 厚塑料薄膜,横向铺贴,上块压下块,搭接长度不小于 20cm,搭接处用
17、钉子钉牢固,避免塑料布在浇筑时裹进箱梁侧板混凝土中。箱梁内模背肋采用 88cm 方木制作骨架,横向支撑采用短钢管加地托支撑。4.2.3 受力计算作用在模板、方木、支架上的可分为恒载和活载。恒载主要有:现浇砼、钢筋、模板、背楞、背杠自重;活载包括:捣固人员、捣固器具、砼捣固时产生的荷载、风荷载。满堂支架现浇预应力箱梁施工满堂支架现浇预应力箱梁施工Page 6 of 16首先选取受力部位,根据设计图分析箱梁自重对支架最不利位置为 2-2 断面部位,其底板受力最大。本计算不考虑墩柱承重,计算结果将偏于安全。因各工程结构形式不同,其选取的材料和布置方式各异,故此处不详述。五、各工序施工质量控制措施五、
18、各工序施工质量控制措施5.15.1 钢筋加工及安装钢筋加工及安装(1)钢筋提前加工成型,在铺设好的箱梁模板内进行绑扎安装,挂线找直,画点标距,确保绑扎钢筋位置准确。先绑扎底板、梁肋钢筋等一期钢筋,同时按要求布置波纹管,波纹管接头处和出气孔管与波纹管连接处用高强塑料胶带密封,防止砼浆液进入,吊装箱梁内模固定后进行顶板及翼板钢筋的绑扎。(2)绑扎波纹管,调整位置坐标,用架立钢筋定位。架立钢筋直线段间距 1m,曲线段间距 50cm 分布。拐点处保证定位准确、形状圆滑、线形顺畅。(3)预应力钢绞线采用先穿法,锚垫板固定在相应木模上,施工时注意准确定位。锚垫板必须垂直钢束中心线设置。砼浇筑的同时设专人进
19、行钢绞线的抽拉,防止波纹管漏浆后,卡住钢绞线。(4)钢筋要有出厂合格证,钢筋进场后,严格验证其厂别、级别、规格、出厂日期和产品合格证。根据要求取样做抗拉和弯曲试验,坚决不用不合格的产品,使用以往同品种同规格的经试验合格的产品。钢筋加工时表面应洁净,不得有锈皮、油渍、油漆及污垢。钢筋弯曲成型后,表面不得有裂纹、磷落或断裂等现象,焊缝表面平整,不得有凹陷或焊瘤,焊接接头区域不得有裂纹。(5)钢筋加工前,施工人员认真学习图纸,保证钢筋加工尺寸符合设计要求,钢筋加工尺寸计量精确,控制在允许偏差范围内:受力钢筋成型长度:+5-10mm;箍人孔2-2剖面(mm)满堂支架现浇预应力箱梁施工满堂支架现浇预应力
20、箱梁施工Page 7 of 16筋尺寸:0-3mm;钢筋总长:+5-10mm。箱梁钢筋在钢筋场加工成型,经检查型号、尺寸无误后,搬运到施工现场,使用吊车垂直运输至搭设好的箱梁支架底模上,现场绑扎箱梁钢筋骨架。(6)钢筋的调直、切断、弯钩、绑扎均用冷加工方法进行。(7)钢筋接头使用搭接焊,宜采用双面焊,当不能进行双面焊时,方可采用单面焊。单面焊接钢筋搭接长度为 10d , 双面焊接钢筋搭接长度为 5d (d 为钢筋的直径) ;搭接焊时,焊接端钢筋应预弯,并应使两钢筋的轴线在同一直线上,在箱梁模板上施焊时,在对应焊缝底部垫一薄铁板,防止焊渣烫伤模板。(8)箱梁钢筋绑扎在底板铺设好后进行。将加工成型
21、的钢筋进行钢筋骨架的绑扎组装,所配置钢筋的级别、种类、根数、形状、直径以及成型及安装必须符合设计和规范规定。绑扎成型时,铁丝必须扎紧,不得有滑动、折断、移位等情况。钢筋安装控制在允许偏差值范围内: 受力钢筋间距:10mm ;箍筋及构造筋间距:+0,-20mm ;保护层厚度:5mm。(9)受力钢筋同一截面内,同一根钢筋上,只能有一个接头。同一截面是指30d(d 为钢筋直径 )区域内,且不得小于 500mm。(10)为保证钢筋保护层厚度,采用相应厚度的塑料垫块,垫块呈梅花形布置,每平方米不少于 5 个。5. .2 预应力制孔及预埋件预应力制孔及预埋件(1)预应力钢束的成孔采用塑料波纹管,选用符合设
22、计要求的波纹管,波纹管在安装前宜作渗水试验,以检查有无渗漏现象,确认无变形、渗漏现象时始可使用。 (2)波纹管的连接,应采用大一号同型波纹管作接头管,接头管长 300mm,但接缝数量尽可能减少。波纹管连接后用密封胶带封口,缠绕紧密,避免混凝土浇筑时水泥浆渗入管内造成管道堵塞。 (3)安装波纹管时,严格按设计坐标进行安装,确保管道位置准确,不发生位移、变形,按图纸加设定位钢筋,并用铁丝绑扎固定,避免管道在浇筑混凝土过程中移位,并控制好波纹管的平弯、竖弯曲线,接头不漏浆,管道不受损伤。 (4)波纹管如有反复弯曲,操作时应注意防止管壁破裂,同时应防止临近电焊火花烧伤管壁。 (5)为了保证预留孔道的准
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