支架法現澆連續梁施工方法及工藝

王依蘭

(哈同公路管理處)

以 1#大橋、2#大橋、3#中橋和 4#中橋等橋根據施組總體安排為例,介紹采用支架法現澆連續梁的施工方法及工藝。1#大橋,孔跨結構為 2(1-24m+1-24m+6×32m連續梁 +1-32m+4×32m連續梁)。該橋跨越縣道、河流和農田。2#大橋,孔跨結構為 2(1-32m+6×32m連續梁 +1-24m+2-32m)。該橋跨越河流和農田。3#中橋,孔跨結構為 2(2-32m)。該橋跨越山谷、農田。4#中橋,孔跨結構為2(2-32m)。該橋跨越山谷、農田。

簡支梁高 3.05m,跨度分別為 23.1m、31.1m,梁頂寬12m。

1 WDJ碗扣式支架施工

1.1 支架基礎

根據地質情況在支架施工范圍內換填 1m左右山皮土,分層填筑,每層松填厚度不大于 40cm,壓實厚度不大于30cm,用壓路機碾壓密實;再鋪設 5cm厚碎石墊層并碾壓密實。然后澆筑 15cm厚C20混凝土。泥漿池等軟弱地基必須全部清除,換填滲水土。壓實后地基承載力應達到170kPa或計算要求的承載力,檢測合格后方可進行下到工序。

C20混凝土面層施工前先對基層進行標高測量,局部凸凹不平處再用碎石找平。根據測量結果和現場實際情況設置排水方向和場外排水系統。分幅澆注面層混凝土,每幅寬度為 4～5m。強制機械攪拌混凝土,槽鋼做模板,平面振搗器振搗,刮杠人工整平。施工完畢后,覆蓋草袋,灑水養生。

1.2 支架施工

支架采用 WDJ碗扣式腳手架,腳手架鋼管規格為Φ48×3.5焊管制成的定長桿配件,橫桿與立桿連接采用獨特碗扣接頭。由下碗扣承接橫桿插頭,上碗扣鎖緊橫桿插頭。腳手架在底板 5.5m范圍內腳手架縱橫間距按 0.6m×0.6m布設;翼緣板處間距按 0.6m×0.9m布設。在梁底板腳手架上部縱橫向鋪 10I工字鋼,再鋪 10cm×12cm方木,方木上鋪設箱梁底模。腳手架底座直接安放在混凝土基礎上。支架高度根據地面高程和梁底高程確定,水平橫桿步距首層及頂層為 60cm,其余為 120cm。

立桿接長的水平縫錯開,保證鋼管支架的穩定,最后在頂端設頂桿,以便能插入頂部的可調托座。整架拼裝完后,在縱、橫向連續布設剪刀撐,以增強支架的穩定,最后在頂托上放上縱、橫梁,以備立模。在預壓前,要檢查所有的連結扣件是否扣緊,松動的要用錘敲緊。

接頭搭設:接頭是立桿同橫桿、斜桿的連接裝置,應確保接頭鎖緊。搭設時,先將上碗扣擱置在限位銷上,將橫桿、斜桿等接頭插人下碗扣,使接頭弧面與立桿密貼,待全部接頭插入后,將上碗扣套下,并用榔頭順時針沿切線敲擊上碗扣凸頭,直至上碗扣被限位銷卡緊不再轉動為止。

上碗扣扣不緊,或限位銷不能進入上碗扣螺旋面,要檢查立桿與橫桿是否垂直,相鄰的兩個碗扣是否在同一水平面上(即橫桿水平度是否符合要求);下碗扣與立桿的同軸度是否符合要求;下碗扣的水平面同立桿軸線的垂直度是否符合要求;橫桿接頭與橫桿是否變形;橫桿接頭的弧面中心線同橫桿軸線是否垂直;下碗扣內有無砂漿等雜物充填等。

搭設順序是:立桿底座→立桿一→橫桿一→斜桿一→接頭鎖緊→+腳手板→上層立桿→立桿連接銷→橫桿。

2 型鋼鋼管支架施工

2.1 基礎(臨時承臺)施工

基礎采用 C20混凝土擴大基礎,結構形式經計算為1.8m×1.8m×1m。基底分層換填換填碎粒石,并夯實。

墩臺施工完畢后平整場地,測量放線定位后采用機械開挖基坑,地形條件困難時,采用人工開挖。機械開挖時應比設計基礎底標高高出 30～50cm,剩余部分采用人工開挖。基坑開挖采取放坡開挖,并根據開挖深度、土質狀況設置相應的如木樁或鋼管樁等臨時支護措施,防止邊坡坍塌。

側模板采用組合鋼模板,底模采用碎石墊層;通過型鋼圍檁、方木、拉桿等與基坑四周坑撐實,確保模板穩定牢固、尺寸準確。

臨時承臺混凝土采用在拌合站集中拌制,混凝土輸送車運送。澆筑時分層進行,插入式振動器振搗,以保證混凝土密實度。

2.2 支架、縱梁施工

(1)支架施工

支架(支墩)采用鋼管形式,根據地形條件具體選擇。鋼管直徑為 ф50cm,壁厚 10mm。

臨時承臺施工完畢后,在承臺上測量定出支架中心位置,然后安設支架。

支架采用汽車起重機吊立、定位,在臨時承臺上預埋鋼板,鋼管與預埋鋼板焊接連接,鋼管支架上設 2根 40a工字鋼并排設置。支架高度根據地面高程和梁底高程確定。

(2)縱梁施工

橫向設 7個鋼管支墩,基礎為擴大基礎,鋼管上部為橫向兩排工字鋼,縱向為 40工字鋼。

3 安裝支架

安裝支座前復測橋墩中心距離及支承墊石高程,檢查錨栓孔位置及深度要符合設計要求。

支座安裝要保持梁體垂直,支座上下板水平,不產生偏位。支座與支承墊石間及支座與梁底間密貼、無縫隙。支座四角高差不大于 2mm。支座水平偏差不得大于 2mm。

在模板安裝前詳細檢查支座位置,檢查的內容有:縱、橫向位置、平整度,同一支座板的四角高差,四個支座板相對高差。支座預留位移是否設置。

支座安裝后即按規定錨固支座螺栓,灌漿固定。

4 支架堆載預壓

為消除基礎變形和支架的非彈性變形及支架的不均勻下沉,保證結構線形和結構安全,主體結構施工前需對支架進行預壓,預壓期限原則上以支架變形穩固后即可結束。

4.1 預壓荷載及加載布置形式

預壓荷載按梁體重量的 1.2倍進行加載。按梁體的大致等效荷載進行布載。下圖為梁體自重荷載分布。加載時按設計要求分級進行,每級持荷時間不少于 10min。

4.2 預壓材料

堆載材料采用袋裝土(中、細砂)及成捆鋼筋或鋼錠型鋼等,也可采用四周為沙袋,中間灌水的形式達到堆載重量。腹板范圍以外部分,全部采用袋裝土堆載,堆載高度根據荷載大小及分布情況及袋裝土的容重實際計算。上部用成捆的鋼筋、鋼錠或型鋼加載。在鋪設底模前對支架預壓,預壓前在支架上滿鋪 10cm×10cm方木(縱向),也可鋪竹膠板、3cm木板等。

4.3 沉降變形觀測點的布置

順橋方向在每跨的 1/2、1/4布設變形觀測斷面,橫橋向根據荷載分布情況,每斷面設 3個沉降觀測點。

4.4 觀測周期(階段)紀錄

(1)加載前首次做好標號(紀錄起始標高)。

(2)加載后,第一天每間隔 6h,以后每間隔 12h,初步擬定預壓期為 3d,當預壓沉降量小于 1mm/d時,即可結束預壓,進行卸載;根據沉降量變化情況,可以提前結束或增加預壓時間。

(3)卸載后,計算出彈性變形和塑性變形,據此調整支架底模標高。

(4)混凝土澆筑后進行張拉時要對梁體拱度進行觀測。預拱度根據設計梁體荷載下的拱度值及堆載預壓測出的彈性變形值確定。

5 鋪設底模、安裝側模

底模采用δ=18mm優質光面竹膠板,竹膠板分塊拼裝,與分布型鋼、木方固定。底模下設橫向拉桿,用于加固側模。底模接縫要保證平順,在模板底加設木楔來消除相鄰模板的高差。模板釘裝完成后用液體玻璃膠水填塞模板接縫,防止混凝土澆筑中漏漿。

采用人工為主機械配合的方式進行鋪設。底模標高按設計標高留置預拱度和支架彈性變形量。并預留 10mm沉降量,梁端(墩頂部分)預留 5mm的沉降量。

底模鋪設完畢后,安裝側模。側模采用工廠加工分節鋼模板,中部每節長 2.33m,靠近端部節長 2.4m。側模與支撐鋼架焊接為整體,安裝時采用汽車吊安裝,人工配合,掛線調整。

6 梁體底板、腹板鋼筋安裝

HRB335受力主筋接長主要采用閃光對焊。鋼筋原材料不順直時要調直后使用,Q235鋼筋拉伸后使用(伸長率控制在 1%以內)。鋼筋綁扎采用 18#～22#鍍鋅鐵線,綁絲的尾端應內彎,嚴禁伸入混凝土保護層內。

鋼筋綁扎采用由下至上順序進行,先根據設計位置在模板上標出縱橫向鋼筋及腹板鋼骨架位置,安放底板底層橫向鋼筋,后吊裝腹板鋼骨架,再安裝底板頂層和腹板縱向鋼筋及內模下圈構造筋。底板兩層鋼筋間增設架立鋼筋,按混凝土保護層厚設置同標號混凝土墊塊。

鋼筋在加工廠集中下料,制作成型,現場人工綁扎的施工方法。

當梁體鋼筋和預應力筋相碰時,適當移動梁體鋼筋或進行適當彎折。所有梁體預留孔處均增設相應的環狀鋼筋。橋面泄水孔處鋼筋移動后增設螺旋筋和斜置的井字形鋼筋進行加強。

腹板鋼筋安裝完成后,即可安裝波紋管。波紋管采用機制金屬波紋管,分節人工安裝,街頭采用膠帶封堵,在鋼筋骨架上焊接波紋管定位筋,位置按設計圖紙計算后確定,定位每 0.5～1.0m一道,曲線處適當加密。

內模安放并加固完畢后即綁扎頂板鋼筋,綁扎中保證鋼筋定位準確、牢固、穩定,并準確設置伸縮縫、護欄鋼筋和泄水孔管等各種預埋件。

7 安裝內模、端模

內模采用工廠加工分節鋼模板,分標準段 1.5m、1.0m、2.0m三種;變化段有兩種,長度分別為:2.0m和1.75m;最后為加厚段,長 1.35m。內模每段設連接支撐結構并形成為整體,安裝時采用汽車吊分節安裝,人工配合,掛線調整高程和軸線。內模與底板頂部鋼筋設“馬蹬”支撐,保證混凝土保護層厚度。

每側端模分為 14塊,按設計圖紙預留出張拉凹槽。在墩上組拼,錨墊板同時固定在端模張拉孔道預留位置處。端模安裝完后,可進行鋼絞線穿束,穿束只要采用卷揚機、人工配合進行。

8 安裝頂板鋼筋及預埋件

內模安放并加固完畢后即綁扎頂板鋼筋,測量定位軸線和高程,掛線綁扎,保證鋼筋定位準確、牢固、穩定,并準確設置接地鋼筋、護欄鋼筋、接觸網支座和泄水孔管等各種預埋件。

9 梁體混凝土

梁體混凝土標號為C50,設計為高性能混凝土。

9.1 混凝土拌制、運輸及澆筑

采用拌合站集中拌和混凝土,攪拌運輸車運輸,澆筑混凝土時,每小時運送量應在70m3以上。

采用水平分層、斜向分段,用 2臺混凝土泵輸送泵灌注(并備有 1臺混凝土泵),從一端進行澆筑。首先對稱在腹板、頂板中投料(注意不要直接沖擊波紋管),澆筑底板混凝土,然后在澆筑腹板混凝土,最后澆筑翼緣及頂板混凝土。

澆筑前對支架、模板、預埋件認真檢查,清除模板內雜物并用水沖洗干凈。澆筑方向由低端向高端進行,水平分層、斜向分段、連續澆筑,插入式振搗棒振搗混凝土;選用經驗豐富的作業工人,確保混凝土振搗密實。澆筑中需嚴格控制梁頂標高,并對梁頂面抹平、壓實。

底板混凝土澆筑時箱梁內留人,振搗、抹平流入底板的混凝土。

腹板高度較高須分層澆筑,每層控制在 40cm左右,為保證施工質量,上一層混凝土澆筑一定要在下一層混凝土初凝前進行,且振搗時振搗棒要插入下一層不少于 10cm的深度。混凝土澆筑時要在頂板上相應于腹板澆筑工作面上擺放鍍鋅鐵皮或竹膠模板,以免混凝土撒落在頂板鋼筋上,影響頂板的澆筑質量。

頂板混凝土的澆筑過程重點是控制頂板標高。以箱梁兩端為標高基準面,掛線控制梁體頂面高程。在混凝土澆筑時,用 4m長鋁合金靠尺沿這三道縱向鋼筋和側模對混凝土面進行找平,將箱梁頂面標高控制在允許范圍內。

9.2 混凝土振搗

混凝土振搗采用 Ф50插入式振搗器和附著式振搗器相結合,局部采用Ф30插入式振搗器配合。腹板施工時,以插入式振搗為主附著式振搗器配合;頂、底板施工時,以插入式振搗為主。插入振搗時注意不要使振搗棒觸及波紋管,防止波紋管開裂露漿。因錨墊板位置的鋼筋排布較密,且張拉時此處受力最大、最為集中,所以振搗時需特別注意此處混凝土的振搗密實。

梁體混凝土澆筑時,除留足《驗標》等要求的 56d抗壓混凝土強度試塊外,還需留施工同條件養生抗強度試塊,以確定拆模和混凝土是否到達到預應力鋼絞線張拉所需強度。56d混凝土強度試塊實行標養。

10 混凝土拆模、養護

10.1 混凝土拆模

當梁體混凝土強度達到設計強度的 60%,混凝土芯部與表層、箱內與箱外、表層溫度與環境溫度之差均不大于15℃,且能保證構件棱角完整時方可拆除內模。氣溫急劇變化時不宜進行拆模作業。

拆除前先檢查吊裝機械等設備的性能,并清理好擬進入的作業面。

(1)內模拆除。

現將支撐、連接桿件等松開、拆除,然后按頂部、側面的順序拆除模板,由吊裝設備運送到地面,清理干凈、擺放整齊。

(2)側模及端模拆除。

現將支架的各項連接送脫、拆除,然后用吊裝設備將支架吊運到地面。側模拆除時按從上到下的順序進行解、松拉桿,拆除吊運;嚴禁將先不拆除的模板拉桿送脫。

拆模時,嚴禁重擊或硬撬,避免造成模板局部變形或損壞混凝土棱角。

模板拆下后,要及時清除模板表面和接縫處的殘余灰漿并均勻涂刷隔離劑,與此同時還要清點和維修、保養、保管好模板零部件,如有缺損及時補齊,以備下次使用。并根據消耗情況酌情配備足夠的儲存量。

(3)底模、支架拆除。

在梁體預應力鋼絞線張拉完后,即可拆除模板和支架。先降落碗扣可調托架,待底模脫離混凝土面 10cm左右后,人工抽出底模及肋木,移出梁體外,用汽車起重機吊出,然后拆除支架。支架拆除從每跨中間向支點或支座方向對稱進行。

10.2 混凝土養護

采用自然養護,梁體頂板混凝土終凝后及時覆蓋并灑水養生。覆蓋材料可用麻布等保水效果較好的材料,其他部位灑水濕潤后覆蓋塑料薄膜。梁體灑水次數應保持混凝土表面充分潮濕。當環境相對濕度在 60%以上時,自然養護不少于 14d,當環境相對濕度小于 60%時,自然養護不少于 28d。

拆除芯模后,箱梁內澆水完畢后,梁端端口用塑料布封閉,確保相對濕度在 90%以上,并定期補水。養護期間要做好混凝土測溫及養護記錄,填寫好測溫養護記錄表。