一、支架现浇施工(以现浇箱梁为例叙述)
支架现浇梁单个施工单元施工工艺流程主要包括:地基处理→支架搭设→模板系统安装→支架加载预压→钢筋、预应力安装→内模安装T昆凝土浇筑→混凝土养护→预应力张拉→预应力孔道压浆→落架、模板支架拆除。
(一) 地基处理与支架模板施工
1. 地基处理:地基处理应根据箱梁的断面尺寸及支架的形式对地基的要求而决定, 支架的跨径大,对地基的要求就高,地基的处理形式就得加强,反之就可相对减弱。地基处理形式有:地基换填压实、混凝土条形基础、桩基础加混凝土横梁等。地基处理时要做好地基的排水,防止雨水或混凝土浇筑和养护过程中滴水对地基的影响。
2. 支架:支架的布置根据梁截面大小并通过计算确定以确保强度、刚度、稳定性满足要求,对高度超过8m的支架,应对其稳定性进行安全论证,确认无误后方可施工。
3. 支架应根据技术规范的要求进行预压,以收集支架、地基的变形数据,作为设置 预拱度的依据,预拱度设置时要考虑张拉上拱的影响,预拱度一般按二次抛物线设置。
4. 模板:模板由底模、侧模及内模三个部分组成,一般预先分别制作成组件,在使用时再进行拼装,模板以钢模板为主,在齿板、堵头或棱角处釆用木模板。模板的楞木釆用方钢、槽钢或方木组成,布置间距以75cm左右为宜,具体的布置需根据箱梁截面尺寸确立,并通过计算对模板的强度、刚度进行验算。模板的支撑应该牢固,对于翼板或顶板 采用框架式木支撑。对于一次性浇筑混凝土的箱梁,内模框架由设置在底模板上的预制块支撑,预制块混凝土强度与梁体同等级。对于腹板模板,应根据腹板高度设置对拉杆,对拉杆宜采用塑料套管,以便拉杆取岀,不得用气割将拉杆割断。箱梁混凝土是外露混凝土,要注意混凝土外观,各种接缝要紧密不漏浆,必要时在接缝间加密封条。混凝土的隔离剂应采用清洁的机油、肥皂水或其他质量可靠的隔离剂,不得使用废机油。在箱梁的顶板和横隔板上要根据施工需要设置人孔,以便将内模拆出。由于箱梁底、侧模板安装后, 有钢筋、预应力筋、内模等多道工序,作业时间相对较长,往往等到浇筑混凝土时,模板内有许多杂物,应采用空压机进行清理,并可在底模板的适当位置设置一块活动板,以便进行清理。
(二) 普通钢筋、预应力筋施工
1. 在安装并调好底模及侧模后,开始底、腹板普通钢筋绑扎及预应力管道的预设, 混凝土一次浇筑时,在底、腹板钢筋及预应力管道完成后,安装内模,再绑扎顶板钢筋及预应力管道。混凝土釆用二次浇筑时,底、腹板钢筋及预应力管道完成后,浇筑第一次混凝土,混凝土终凝后,再支内模顶板,绑扎顶板钢筋及预应力管道,进行混凝土的第二次浇筑。
2. 预应力筋穿束前要对孔道进行清理。钢束较短时,可采用人工从一端送入即可。 如钢束较长时,可釆用金属网套法,先用孔道内预留铅丝将牵引网套的钢丝绳牵入孔道, 再用人工或慢卷扬机牵引钢束缓慢引进。
(三) 混凝土的浇筑
1. 箱梁施工前,应做混凝土的配合比设计及各种材料试验,并报请工程师批准,并根据实际情况进行综合比较确定箱梁混凝土采用一次、二次浇筑方式。
2-混凝土浇筑时要安排好浇筑顺序,其浇筑速度要确保下层混凝土初凝前覆盖上层混凝土。梁桥现浇施工时,梁体混凝土在顺桥向宜从低处向高处进行浇筑,在横桥向宜对称进行浇筑。混凝土浇筑过程中,应对支架的变形、位移、节点和卸架设备的压缩及支架地基的沉降等进行监测,如发现超过允许值的变形、变位,应及时釆取措施予以处理。混凝土如采用分次浇筑,第二次混凝土浇筑时,应将接触面上第一次混凝土凿毛,清除浮浆。
(四) 预应力张拉
1 .当梁体混凝土强度达到设计规定的张拉强度(试压与梁体同条件养护的试件)时,方可进行张拉。
2. 箱梁预应力的张拉采用双控,即以张拉力控制为主,以钢束的实际伸长量进行校核,实测伸长值与理论伸长值的误差不得超过规范要求,否则应停止张拉,分析原因,在查明原因并加以调整后,方可继续张拉。由于预应力筋张拉时,应先调整到初应力,再开始张拉和量测伸长值,实际伸长值为两部分组成,一是初应力至张拉控制应力部的实测伸长量,二是初应力时推算的伸长值,实际伸长值为两者之和。
3. 张拉的程序按设计文件或技术规范的要求进行。
4. 张拉顺序按图纸要求进行,无明确规定时按分段、分批、对称的原则进行张拉。
二、逐孔施工
(一)用移动支架逐孔现浇施工(移动模架法)
当桥墩较高,桥跨较长或桥下净空受到约束时,可以采用非落地支承的移动模架逐孔现浇施工,称为移动模架法。移动模架法适用在多跨长桥,桥梁跨径可达20 ~ 70m,使用一套设备可多次移动周转使用。为适应这类桥梁的快速施工,要求有严密的施工组织和管理。
移动模架是以移动式桁架为主要支承结构的整体模板支架,可一次完成中小跨径桥一 跨梁体混凝土的浇筑,适用于20 - 70m跨径梁体断面形式基本相同的多跨简支和连续梁的就地浇筑。连续施工时每孔仅在(0.2 ~ 0.25 ) L附近处(Z为跨长)设一道横向工作缝, 浇完一孔后,将移动模架前移到下孔位置,如此重复推进和连续施工。
移动模架是混凝土的直接支承体系,既是施工作业平台,也是梁体混凝土的模具。移动模架主要由主梁导梁系统、吊架支撑系统、模板系统、移位调整系统、液压电气系统及辅助设施等部分组成。移动模架结构按行走方式分为自行式和非自行式;按导梁的形式分为前一跨式导梁、前半跨式导梁、前后结合导梁等;按底模的安拆方式分为平开合式、翻转式等;按与箱梁的位置和过孔方式分为上行式(上承式)、下行式(下承式)等形式。
主梁在待制梁体上方,借助已成梁体和桥墩移位的称为上行式移动模架;主梁在待制梁体下方,完全借助桥墩移位的称为下行式移动模架。
1. 施工过程的主要工序
主要工序有:支腿或牛腿托架安装、主梁安装、导梁安装、模板系统与液压电气系统 及其他附属设施安装、加载试验、支座安装、预拱度设置与模板调整、绑扎底板及腹板钢筋、预应力系统安装、内模就位、顶板钢筋绑扎、箱梁混凝土浇筑、内模脱模、施加预应力和管道压浆、落模拆底模及滑模纵移。
2. 模架的安装
移动模架现浇施工主要包括模架的拼装、运行、拆除三个关键环节,拼装是施工准备阶段的重点,运行是施工过程中的关键,拆除是施工收尾阶段的难点。
整套移动模架的拼装分为支承托架(牛腿)拼装、钢主梁(导梁)拼装、横梁拼装、 模板系统及其他附属部件拼装四大部分,移动模架拼装完成后,应对其拼装质量进行检验,并应在首孔梁的浇筑位置就位后进行荷载加载试验,检验和试压合格后方可正式使用。
3. 移动模架施工要点
(1)模架的支承系统应安全可靠,应具有足够的承载能力、刚度和稳定性。模架应设置预拱度,预拱度值应经计算并参考荷载试验结果确定。
(2) 首孔梁浇筑混凝土前,应做好施工前的各项准备工作,制订详细的施工方案、 施工工艺、各项保障措施及应急预案;浇筑施工时,应对模架进行挠度监测,监测的数据及分析结果应作为修正模架预拱度的依据。首孔梁的混凝土在顺桥向宜从桥台(或过渡 墩)开始向悬臂端进行浇筑,中间孔宜从悬臂端开始向已浇梁段推进浇筑,末孔宜从一联中最后一个墩位处向已浇梁段推进浇筑,最终与已浇梁段接合;梁体混凝土在横桥向应对称浇筑。连续梁逐孔现浇的纵向分段接缝位置应符合设计规定;设计未规定时,宜设在 1/5跨的弯矩零点附近。
(3) 一孔梁的混凝土浇筑施工完成后,内模中的侧向模板应在混凝土抗压强度达到 2.5MPa后,顶面模板应在混凝土抗压强度达到设计强度的75%后,方可拆除;外模架应在梁体建立预应力后方可卸落。
(4) 模架横移和纵向移动过孔前,应解除作用于模架上的全部约束。纵向移动时两侧的承重钢梁应保持基本同步,不同步的最大距离偏差应符合产品设计的规定,且应有限位和紧急制动装置;移动到下一孔位置后,应立即对模架进行准确就位并固定。模架在移动过孔时的抗倾覆稳定系数应不小于1.5。
(5) 每完成一孔梁的施工,均应对模架的关键部位及支承系统等进行检查,发现问题后应及时处理。
(二) 整孔吊装或分段吊装逐孔施工
1. 整孔吊装或分段吊装逐孔施工的吊装机具
吊装的机具有桁式吊、浮吊、龙门起重机、汽车吊等多种,可根据起吊物重力、桥梁 所在的位置以及现有设备和掌握机具的熟练程度等因素决定。
2. 整孔吊装和分段吊装施工的注意事项
(1 )釆用分段组装逐孔施工的接头位置可以设在桥墩处也可设在梁的1/5附近,前者多为由简支梁逐孔施工连接成连续梁桥,后者多为悬臂梁转换为连续梁。在接头位置处可设有0.5 ~ 0.6m现浇混凝土接缝,当混凝土达到足够强度后张拉预应力筋,完成连续。
(2) 桥的横向是否分隔,主要根据起重能力和截面形式确定。当桥梁较宽,起重能力有限的情况下,可以釆用T形梁或工字梁截面,分片架设之后再进行横向整体化。为了 加强桥梁的横向刚度,常釆用梁间翼缘板有0.5m宽的现浇接头。采用大型浮吊横向整体吊装将会简化施工和加快安装速度。
(3) 对于先简支后连续的施工方法,通常在简支梁架设时使用临时支座,待连接和张拉后期钢索完成连续时拆除临时支座,放置永久支座。为使临时支座便于卸落,可在橡胶支座与混凝土垫块之间设置一层硫磺砂浆。
(4) 在梁的反弯点附近设置接头,在有可能的情况下,可在临时支架上进行接头。 结构各截面的恒载内力根据各施工阶段进行内力叠加计算。
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