連續箱梁掛籃施工監理要點初探

梁文軍

1 監理工作工藝流程

在墩頂上澆筑0號塊混凝土→拼裝掛籃→掛籃預壓→澆筑對稱段混凝土移動掛籃澆筑下一對稱段→施工合龍段。

2 連續箱梁掛籃施工監理的主要內容

1)監督施工單位精選掛籃并做好承載試驗。在進行掛籃設計計算時,要督促施工單位不僅要考慮掛籃縱向的強度、剛度和穩定性,還要對掛籃橫向的強度、剛度和穩定性作分析與計算。在掛籃投入使用之前,一定要要求施工單位做掛籃的承載試驗和分級承載試驗,以獲得掛籃的彈性變形和非彈性變形值以及P—F(荷載—位移)曲線,來作為設置掛籃預拱度的依據,同時為以后的控制標高奠定基礎。2)嚴格控制原材料,并做好混凝土的配合比工作,以減少箱梁的早期裂縫。a.要選擇初期水化熱較低的水泥。b.控制水泥用量和水灰比。c.注意選用混凝土外加劑,要通過試配來確定摻入量。d.做好泵送混凝土的配合比,嚴格控制坍落度的大小。3)嚴格控制張拉力,以保證有效預應力。a.要實際測定預應力管道的摩阻損失,以保證縱向束有效預應力的建立。要認真分析實際伸長值和理論伸長值,并控制好預應力孔道的定位,在澆筑混凝土時要盡量避免孔道上浮、下沉和偏位的現象。b.反復張拉、超張拉,以保證豎向預應力筋有效預應力的建立。要采用二次張拉或反復張拉并旋緊螺母的方式,同時還要督促施工單位加強對操作人員的管理和培訓,這樣有助于保證預應力的張拉質量。c.及時進行管道壓漿。4)嚴格控制合龍段的施工,以保證結構體系順利轉換。合龍段的混凝土應選用早強、高強、微膨脹的類型,以加速提高混凝土的強度,并及早施加預應力。合龍段澆筑完畢后,混凝土在早期硬化過程中,處于升溫受壓狀態,因此澆筑合龍段混凝土的時間應選在日氣溫變化幅度較小,且在一天中最低溫度時施工(一般在凌晨2:00開始澆筑,4:30左右完成為宜),以減少溫度變化對合龍段混凝土的影響。為保證澆筑過程中混凝土始終處于穩定狀態,澆筑之前,各懸臂端要配重與合龍段混凝土相等的重量,對稱加載,澆筑混凝土時分級卸載。鎖定合龍段勁性支撐或解除臨時固結落梁時,必須做到“對稱、均勻、同步”,使結構體系逐步順利轉換。5)加強養護,防止混凝土早期開裂。a.采取強有力的保溫防護措施。其目的就是要在混凝土有足夠的抗拉強度以前,不讓周圍的冷空氣把水化熱帶走。至于保溫養護的程度和時間要看周圍的氣溫,尤其是夜間的氣溫來決定。b.防止混凝土的水分蒸發。水分的快速蒸發會導致產生塑性收縮裂縫。可以要求施工單位使用混凝土養生混合物或在混凝土上覆蓋一層薄膜來防止水分蒸發。c.拆模不能過早。在空氣中養生的混凝土表面時干時濕,也是造成混凝土開裂的原因之一。因此要使混凝土盡可能長久的保持在模板內,以防止混凝土過早的冷卻和干縮,特別是在低溫的空氣中,能防止過早拆模所引起混凝土表面過早的干燥而收縮。拆模的時間應綜合考慮構件的尺寸、氣候環境等情況。d.注意炎熱季節混凝土的養護。澆筑混凝土時原則上將氣溫控制在30℃以下,最高不要超過35℃。在冬季寒冷季節必須特別注意保溫措施,同樣在炎熱高溫季節,也應注意不使混凝土構件截面產生較大溫差。這樣應對骨料和水采取冷卻措施,以減少內外溫差,同時應避免陽光直射,采用鋼模混凝土更容易受到日照和降溫的影響,必須保護好混凝土。e.因為初期混凝土強度較低,嚴格防止在混凝土硬化過程中受到振動、沖擊和臨時荷載的作用。6)要建議業主聘請一家有實力及有經驗的單位,對懸臂箱梁的應力、撓度及懸臂不平衡狀況等進行實時監測。

3 有關連續箱梁掛籃施工監理中的難點、要點

3.1 0號塊的施工

1)對托架的要求。托架在使用前一定要預壓。通過預壓,可以判斷托架的剛度與穩定度及測定其彈性變形,為立模確定預拋高值。2)加強對0號塊混凝土的養生。由于0號塊存在箱內箱外溫差、水化熱較大、混凝土干縮等問題,故0號塊的養生非常重要。另外,0號塊混凝土一般尺寸較大,且施工的空間較小,故施工單位需對0號塊作詳細的施工組織設計及作好混凝土的配合比工作,以解決0號塊施工中混凝土的水化熱、澆筑程序、養生等問題。3)0號塊常見裂縫分析。0號塊常見裂縫往往出現在橫隔板的人孔上方,有的裂縫甚至延伸到頂板上,這種裂縫一般是混凝土的干縮裂縫。通常產生的原因是橫隔板混凝土的干縮及橫隔板周圍頂、底、腹板的強大約束。根據以往的經驗,對于此類裂縫的防止辦法,可以考慮:a.加強混凝土的養護;b.建議設計單位對0號塊采用鋼纖維混凝土(鋼纖維混凝土會造成0號塊自重加大,若有其他更好的纖維材料也可考慮)。

3.2 掛籃懸臂澆筑

1)對掛籃的要求。施工單位在確定掛籃方案后,應將有關圖紙提交給設計院,以便其對原設計進行復核。掛籃在拼裝后必須進行預壓,這樣不僅可以測定各部件變形量,以更好的控制澆筑高程,同時還可以明確掛籃澆筑混凝土對已完成梁段的作用力,其受力圖式必須與計算圖式一致,并要注意在最不利工況下對已澆筑構件的局部受力,施工時要嚴格控制臨時作用荷載。2)對稱施工的要求。a.澆筑混凝土:不允許不對稱澆筑混凝土超過1/4節段的重量。b.掛籃的行走:不對稱距離不能超過1/2節段長度。c.掛籃失穩:不允許出現一端掛籃墜落的事故。d.脹箱及縮箱:箱梁的內外模板應采用大剛度、大面積鋼模,精確施工,以防止脹縮箱。3)交接面的處理。新老混凝土交接面必須嚴格按施工縫的要求進行處理,應鑿除交接面的水泥砂漿,但在采用人工鑿除之前混凝土必須達到2.5 MPa以上。經鑿毛處理后的混凝土面,應用水沖洗干凈,在澆筑次節混凝土前,要對垂直施工縫刷一層水泥漿,對水平縫應鋪一層1 cm～2 cm厚的水泥砂漿。另外,每節段鋼筋接長時要嚴格按照施工規范將接頭錯開布置。4)立模的標高。要根據施工控制提供的立模標高進行立模,并且立模時要考慮掛籃的變形。由于計算參數的取值與實際存在差別,因此施工過程中要對掛籃移動后、混凝土澆筑后、預應力張拉后等施工階段對各節段的變形情況進行跟蹤監測,并作詳細的記錄,對應理論計算結果進行分析,以供立模時參考。5)懸臂澆筑階段常見裂縫的分析。懸臂澆筑階段常見裂縫一般主要是溫度收縮裂縫,這種裂縫的主要成因是澆筑箱梁時人為將它劃分成底板、腹板、頂板三部分來進行澆筑,這樣容易因溫度收縮差及頂底板的強大約束限制而引起裂縫。所以,針對這種裂縫,澆筑混凝土時應盡量減少分層次數并縮短間隔時間,最好采用全斷面一次性澆筑,從低向高,從前向后,澆筑頂板混凝土時由外向內,這是一種避免早期裂縫的有力措施。另外,還應特別注意:a.底板混凝土重復振動不能超過初凝時間,否則有可能出現混凝土被振裂的現象。b.在進行全斷面一次澆筑時,當澆筑肋板時混凝土經振動易沿下梗肋冒出到底板,這樣就要求下梗肋與底板連接處要做好水平模板。

3.3 合龍段的施工

1)澆筑合龍段混凝土宜選擇溫度變化較小的日期,并在一天中氣溫最低的時間進行,混凝土澆筑要一氣呵成。合龍段施工的時間要盡可能的縮短,可采用早強混凝土,同時要加強對合龍段混凝土的養護。2)在施工合龍段之前,要在懸臂澆筑段的懸臂端壓重,壓重重量為合龍段重量的1/2,壓重可采用水箱,澆筑混凝土時,邊澆邊卸載。3)在合龍段混凝土的強度達到90%后,要及時按設計程序張拉預應力束,張拉時要左右對稱,先長束后短束。4)合龍段常見問題。a.合龍前高程差。合龍前的高程差是老問題,關鍵是要盡量對稱安排施工次序,嚴格進行監控,以確保高程差在規范允許的范圍內。要避免由于高程差而強制壓低一段來進行合龍,這樣容易造成梁內的次應力,后果嚴重的甚至導致運行階段梁體內出現超過規范允許的應力,導致橋梁承載能力直接下降。b.錨下裂縫。由于頂、底板上的齒塊構造,勢必導致非常大的錨下應力,以及齒塊附近較大的局部應力,這樣就很容易產生裂縫。對于此設計方面應考慮在此加密構造鋼筋,同時對于施工單位,由于齒塊構造鋼筋非常密,混凝土的振搗有一定的難度,所以施工單位對此要特別注意。

3.4 橋面鋪裝的施工

對于橋面鋪裝的施工主要是強調在施工節段劃分上要特別注意。均布荷載作用下,梁有正彎矩區及負彎矩區,如果不合理劃分施工節段,負彎矩區的橋面鋪裝容易拉裂。因此,要先施工正彎矩區,施工欄桿時也存在著這樣的問題。

[1] 黃 文,毛學舜,王新定.掛籃懸澆連續箱梁橋施工控制技術[J].山西建筑,2008,34(1):318-319.