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所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2011-08-13 08:05 熱度:
內容摘要:本文介紹了柳州雙沖大橋南引橋預應力混凝土連續箱梁支架布設、模板設計、預應力工程、混凝土施工等施工工藝,可為類似橋梁的施工提供有益的借鑒。
關鍵詞:滿堂支架,模板設計,預應力工程,混凝土施工
1、前言
預應力混凝土滿堂支架現澆連續箱梁在高速公路、市政工程中經常采用,柳州雙沖大橋位于柳州市區,跨越柳江,其南引橋設計為八聯預應力混凝土連續箱梁,從南至北分跨依次為第一聯5×25米、第二聯35+40+35米、第三、四、五聯為6×25米、第六聯3×22米、第七聯6×25米、第八聯2×25+2×30米,橋梁上部結構除第二、八聯采用變高度預應力混凝土連續箱梁外,其余各聯均采用等高度(1.5米)預應力砼連續箱梁,橫橋向箱梁分上、下游兩幅,中間橋面板相連,箱中心間距15.5米,半幅寬16.45米。
箱梁混凝土采用C50,其預應力采用縱向、橫向雙向預應力體系,縱向預應力鋼束分為兩種:一種為每側腹板內曲線布置的三束預應力鋼鉸線;另一種為布置于箱梁頂、底板的直線預應力束,其中半幅頂、底板分別布置4束、12束;所有縱向預應力鋼束均采用單端張拉,腹板曲線束及頂、底板直線束張拉端錨具分別為OVM15—19、BM15—5;固定端均采用P錨,所有縱向預應力鋼束均根據施工順序分段接長、張拉、錨固,其中每側腹板內曲線鋼束在第一段只張拉、錨固兩束,然后通過OVM15L-19聯結器接長,另一束在下一段張拉、錨固、接長;頂、底板直線束在第一段錨固一半,通過BM15L—5聯結器接長,其它各束在下一段錨固接長。頂板橫向預應力鋼束采用扁波紋管,順橋向50厘米布置一道,錨具為BM15—4,兩端張拉。
按設計要求,南引橋預應力混凝土連續箱梁采用滿堂支架現澆施工,在施工過程中,如何保證支架的強度、整體穩定性,以及如何實現預應力工程順利進行、梁體內實外美等成為南引橋施工的關鍵。
2、支架方案及施工
2.1支架方案
支架立桿采用φ48╳3.5鋼管,箱梁腹板以下6.9米范圍內立桿間聯結采用對接,內、外懸臂板下立桿聯結采用搭接,根據計算,箱梁腹板以下順橋向立桿間距0.8米,橫橋向間距0.4米,其它部位立桿順橋向、橫橋向間距均按0.8米布設,水平桿步距均為1.5米;順橋向承重方木采用12×15cm,直接搭設在立桿頂托撐上,上分布橫橋向方木,橫向方木上鋪設厚12mm的竹膠板,橫橋向方木采用10×10cm,分布間距0.4米,為保證滿堂支架的整體穩定,在支架每四排立桿設置一道橫橋向斜撐,每三排立桿設置一排順橋向斜撐,在基礎以上30cm左右,設置第一排水平桿,在立桿頂以下30cm左右,設置一排水平桿。每層水平桿均設置水平斜撐。
2.2支架安裝
2.2.1支架地基處理
考慮到柳州降雨量、地基本身含水量均較大的實際情況,支架地基在整平、碾壓完原始地面后,鋪設5厘米碎石,碾壓,然后用5厘米C20混凝土覆蓋。為減小支架接縫壓縮量,置于支架立桿底部的底座直接放在基礎混凝土上,根據計算,要求基礎承載力應達到396.2Kpa以上,因此,在鋪設碎石以前,應注意地基的壓實度。在碾壓前,清除浮土、耕植土不少于30厘米,對有淤泥、水塘地段,應先將淤泥清理干凈,再做換填處理,并分層壓實,在碾壓過程中,對出現彈簧土的區域,應進行換填處理。在支架基礎兩側,分別設順橋向排水溝,以利于排水,基礎混凝土與縱向排水溝間應用彩條布搭接,以防支架基礎被水浸泡,增大支架的沉降量。
2.2.2地基預壓試驗
為檢測支架整體穩定性、準確掌握地基沉降規律,以便為支架預拱度設置提供依據,在現場進行了地基預壓試驗。
考慮現場實際情況,預壓試驗在第六聯第一跨左幅進行(即施工的第一跨),試驗部位選取跨中附近箱梁箱投影部分為一個試驗點,預壓范圍縱向長8米,橫向寬10米,橫向寬度與箱梁頂兩側腹板以外1米間的總寬度相當;另一預壓點選在兩幅箱梁之間端橫隔梁處,預壓范圍考慮墩承臺寬3米,在開挖承臺時按1:1.5放坡,頂面開挖寬度將近6米,此范圍壓路機碾壓不便,施工時用人工進行了夯實,另外端橫隔梁荷載較大,為檢測此處的地基沉降情況,在順橋向6米(從墩中心兩側各3米)、橫橋向10米(橫隔梁范圍)進行預壓。
預壓荷載為試驗區域混凝土重的1.2倍,加載采用編制袋裝土的方法,每袋裝土50Kg。加載以前,在預壓區域支架立桿頂上方木及對應位置地基頂做標記,以便同時測得對應點地基及包含立桿彈性變形、接縫壓縮等的總變形,縱橫向每隔1.6米做一觀測點,跨中部位共設20個點,橫隔梁部位共設12個點。
預壓程序為:先壓至1/2荷載,持荷24小時,觀測三次支架沉降,加荷至全部荷載,持荷24小時,觀測三次支架沉降。
2.2.3支架預拱度設置
按設計要求,支架預拱度不考慮張拉反拱。全部預壓荷載作用完畢后,支架地基變形在24小時內僅為2mm,方木頂總平均變形為1.5cm,根據預壓結果,支架預拱度跨中按1.5cm、跨中至橋墩之間按二次拋物線布設。
2.2.4支架安裝注意事項
安裝支架時,應嚴格按照以下規程:
(1)、立桿應采用兩種以上長度,以確保立桿在同一水平面內接頭數量不超過立桿總數的50%;
(2)、為防止桿件滑脫,各種桿件伸出扣件的端頭均應大于10cm;
(3)、在立桿安裝過程中,應隨時校正立桿垂直偏差,垂直偏差應控制在支架高度的1/200以內,水平偏差控制在5cm以內,立桿間接頭扣件應使兩端立桿在扣件內高度相等;
(4)、頂托絲桿伸入立桿內的長度不小于20cm,以確保在澆注混凝土過程中,絲桿與立桿之間連接不致出現局部失穩;
(5)、順橋向、橫橋向剪刀撐應按設計要求安放,并與立桿可靠連接;
(6)、在地基處理時,應根據對應的箱梁底標高以及所采用立桿的長度調整地基高度,以避免在立桿對接安裝時的損耗,從而提高經濟效益。
3、模板結構及支撐體系
3.1外模結構
模板結構是否合適將直接影響梁體的外觀,雙沖大橋南引橋外模面板均采用厚12mm的竹膠板,面板尺寸為1.2x2.4米,以適應立桿布置間距,面板直接釘在橫橋向方木上,在釘面板時,每塊面板應從一端趕向另一端,以保證面板表面平整。斜腹板面板固定在豎向加勁肋上,豎向加勁肋順橋向每20厘米布置一道,加勁肋頂端與翼板橫橋向方木相連,底端放在箱梁底板橫橋向方木上,并由斜撐鋼管及順橋向鋼管支撐,為保證箱梁底板到角處混凝土線形順暢,在豎向加勁肋底部順橋向布置一條小方木,小方木釘在箱底橫橋向方木上,并與豎向加緊肋頂緊。斜撐鋼管與順橋向鋼管應連接牢固,順橋向鋼管應頂緊豎向加緊肋,斜撐鋼管應與兩道立桿連接。
3.2內模結構
箱梁內空高僅為1.05米,內模龍骨設計應盡量少占凈空,以利于箱梁底板混凝土的散料、振搗及內模的拆除。內模龍骨上方木下部兩端各設一個5x5厘米的托撐,托撐釘在龍骨上方木上,用于支撐內模面板的10x10厘米順橋向上方木放在托撐上。每道龍骨布置5個豎向方木中
間部分不加斜撐,這樣,可以減小龍骨所占空間,便于施工。
四、預應力工程施工
在預應力施工過程中,采取了以下措施,以保證預應力施工的質量。
1、縱向錨固端P錨于錨板間一定要密貼,在綁扎鋼筋時,將錨板、P錨用鐵絲扎牢,以保證在澆筑混凝土時兩者不會錯動;
2、P錨端鋼鉸線埋入混凝土內的長度一定大于規定長度;
3、P錨端約束環所在斷面應用棉紗將鋼鉸線縫隙堵死,以防澆筑混凝土時水泥漿到灌入波紋管內;
4、P錨端排氣孔應離開約束環10—20厘米,排氣管用PVC管,安裝前,將PVC管端部破成3辨,蹲放在波紋管上(不要將PVC管插入波紋管內),然后用寬行膠帶纏牢,在澆筑混凝土前,在PVC管內插入光圓鋼筋,光圓鋼筋要插到波紋管內,以增加PVC管的剛度,防止在澆筑混凝土時PVC管折斷,在澆筑混凝土時,應定時抽動鋼筋,嚴防漏漿堵塞排氣孔;
5、波紋管應嚴格按設計定位,并用定位鋼筋固定牢固,接頭波紋管長度不得小于25厘米,兩端波紋管深入接頭波紋管的長度應相等;
6、頂板橫向預應力鋼束較多,頂板頂層、底層鋼筋網間應加足夠的支撐鋼筋,以防在澆筑混凝土時鋼筋網變形,影響波紋管定位;
7、縱向預應力鋼束為單端張拉,如果在張拉時出現斷絲現象,鋼鉸線無法更換,因此,在鋼鉸線穿束后,應嚴格控制電焊,即使焊接,焊機的地線、焊把線外皮應完好,以防打火影響鋼鉸線的強度;
五、混凝土工程
混凝土采用現場拌合樓攪拌,25米跨每跨混凝土為420米2,考慮到拌合樓的混凝土產量,每跨上、下兩幅分開澆筑,在橋梁中心線附近做施工縫,混凝土采用輸送泵運輸;由于混凝土塌落度較大(20厘米),為防止澆筑斜向腹板時底板翻漿嚴重,先澆筑底板10米左右,在退回澆筑腹板、頂板,利用混凝土的塌落度損失,減小底板混凝土的翻漿,底板混凝土通過內模頂板預留孔進料,在澆筑混凝土過程中,應注意以下事項:
1、腹板混凝土應斜向水平分層,在振搗腹板混凝土時,應注意振搗棒不能碰撞波紋管;錨下鋼筋較密,且受力較大,應用Ф30振搗棒振搗;
2、在腹板混凝土振搗完畢后,絕對不得再用振搗棒振搗底板混凝土,否則可能使腹板出現空洞;
3、頂板混凝土澆筑完畢后,應用竹掃把將頂板表面拉毛,一則可增加頂板與橋面鋪裝層的粘結力,二則可增加頂板混凝土的表面張力,避免頂板混凝土表面由于收縮開裂;
4、橋址處風較大,頂板混凝土應及時撒水、覆蓋養護,在混凝土不粘手后,即可用手撒水養護,待混凝土達到一定程度后,再用水管沖水養護,第一遍撒水過早將沖掉表面水泥漿,撒水過完,混凝土可能出現收縮裂縫,因此,現場應有專人負責檢查混凝土表面情況;
5、橫向預應力鋼束在澆筑混凝土時,應定時來回抽動,以防波紋管漏漿,影響后期張拉、壓漿;
六、結語
由于采取了以上工藝措施,柳州雙沖大橋南引橋預應力箱梁外觀、內在質量得到了業主、監理的好評,該橋的施工實踐為類似橋梁的施工提供了很好的借鑒。
參考文獻:
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3.公路橋涵施工技術規范.北京:人民交通出版社,200年10月.
4.柳州市雙沖大橋工程施工圖設計第三冊;中鐵大橋勘測設計院,2002年3月.
文章標題:柳州雙沖大橋南引橋預應力混凝土連續箱梁施工技術
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