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摘要:新建天津至秦皇岛客运专线洋河特大桥跨沿海高速公路(60+100+60)m连续梁采用碗扣支架进行三向预应力连续梁的现浇施工,借鉴国内、外已有的成熟技术,结合工程实际,针对本工程的难点、特点,确定施工方案、技术参数、施工标准。以此来指导施工,再根据施工中出现的各种问题,逐步完善、改进施工方案、技术参数、标准要求等内容。施工过程的控制从支架预压开始监测,对桥梁施工过程实施控制,确保在施工过程中桥梁结构的内力和变形始终处于容许的安全范围,确保成桥状态符合设计要求,最终形成一套大跨度双线整孔连续梁支架现浇法施工工艺,本文从门洞支架搭设、模板支立、混凝土浇筑方面结合实际工程对施工工艺和流程进行了详细的总结,对此类较大跨度连续梁支架现浇连续梁施工提供了参考。
关键词:支架搭设 模板混凝土
中图分类号:S605 文献标识码: A
第一章 工程概况
1.1 工程简介
洋河特大桥跨沿海高速公路采用60m+100m+60m连续梁,连续梁全长221.5米,位于秦皇岛市抚宁县。高速公路宽31.5m,其中西侧路面宽12.5m,东侧路面宽17m,中央隔离带宽2m。公路与桥轴线交角为45.5°。公路两侧路基边坡尺寸为长6.5m *高4.0m,坡脚平台宽3.5m,平台外为顶宽3.5m排水沟。公路路面至连续梁梁底最小距离为8.4m。工程所处地段既有道路两侧为旱地,场地平整,梁部施工具备现浇条件。
1.2 设计概况
(1)梁体为单箱单室、直腹板、变高度、变截面结构。箱梁顶板宽12m,底宽6.8m。全联在端支点、中跨跨中及中支点处共设有5道横隔板。横隔板设有孔洞,供检查人员通过。
(2)中支点处梁高7.85m,跨中10m直线段,边跨15.75m直线段为4.85m,边支座中心线至梁端0.75m。
(3)梁面设置顶宽3.1m的加高平台,距梁端1.45m铺设泡沫塑料板区域加高平台高15mm,其它区域加高平台高65mm。加高平台平整度应满足3mm/4m及2mm/1m的要求。在加高平台内设置ΦR9mm的冷轧带肋焊接网。在梁端1.45m范围内设塑料泡沫板地段的加高平台内不设钢筋网片,而是设Φ12加强钢筋。
第二章 施工方案
2.1 施工总体方案
连续梁支架现浇施工,支架采用满堂红碗扣式脚手架,跨越高速公路采用门洞支架。跨公路门洞宽度为2-15m;跨公路西侧边坡门洞宽度为6m,跨公路东侧边坡门洞宽度为12m。门洞搭设与既有公路正交。(详见附图1)
碗扣式脚手架及门洞支架搭设后全部进行预压。
连续梁的模板均采用竹胶板;梁部浇注顺序为:先浇筑A0(918.3m3)、A2梁段(1105.3m3),再浇注A1、B1梁段(64.8m3),最后浇注B2梁段(715.2m3)。详见下图:
2.2 支架方案
2.2.1门洞支架方案
门墩式支架自下而上分别为条形基础(38#路肩设挖孔桩)、φ630mm钢管立柱、连接横梁、贝雷片纵梁。(详见附图2)。
2.2.1.1 支架基础
根据既有公路现状,在公路中央隔离带处设长50m*宽2.0m*高1.5m条形基础,西侧路肩处设长44m*宽2.0m*高3.0m条形基础(条形基础下设直径1.25m长8m挖孔桩20颗,间距2m布置),东侧路面处设长48.5m*宽2.0m*高1.0m条形基础(條形基础与路面接触处采用土工布隔离,保护高速公路路面);坡脚处设2.0m高*1.8m宽条形基础。基础施工时顶部预埋立柱连接法兰。
2.2.1.2钢立柱、连接横梁及贝雷梁
立柱采用外径为630mm、壁厚9mm的钢管。钢管柱间距2.0m,共6排,合计97根。钢管柱底部焊接穿孔钢板,以便与基础连接。
每排钢管柱顶设1道横梁,采用2根I32a工字钢并排布置,工字钢利用立柱顶部的限位板进行固定;贝雷片纵梁采用国产3.0×1.5×0.18m贝雷片,除6m跨间距0.45m外其余均为密排布置。贝雷片间用支撑架连接固定。
2.3 支架预压方案
根据设计文件及规范要求,并为了确保现浇施工的安全进行,现浇支架需在混凝土施工之前进行模拟加载试验。以检验临时支架各部分的承载能力及受力变形情况。临时支架的下沉量及弹性、塑性变形采用水准仪测量。同时通过临时支架的挠度变形情况,对本支架的安全性进行综合评价。
碗扣式脚手架及门洞支架,混凝土浇筑前全部按梁体重量的1.2倍预压。加载过程中支架按设计所承受的重量的120%一次加载。
堆载材料使用成捆钢筋和砂袋,堆载高度根据荷载大小及分布情况及砂袋的容重实际计算
2.4 模板施工方案
底模、侧模、内模和端模均采用15mm厚竹胶板;侧模圆弧部分采用5cm宽木条拼接,外贴镀锌铁皮。
底模标高根据取得弹性及非弹性变形值。根据此值计算得出连续梁梁底标高,具体计算公式:连续梁梁底标高=设计梁底标高+设计提供的预拱度+支架弹性变形值。
底模安装完毕后进行外侧模板安装,内、外侧模板采用10×10cm方木作竖向肋条,间距0.3m布置,纵向采用两根钢管作水平背楞,间距0.6m;腹板用φ20mm的钢筋作对拉杆进行加固,并在底板处设置通长拉杆。(详见附图3)
2.5 混凝土施工方案
由于混凝土浇筑时间集中在4、5月份 ,为保证浇筑过程中受温度影响最小,A1、B1段浇筑混凝土选在夜间浇筑,浇筑时间在晚12点开始浇筑。A0、A2、B2选在白天进行浇筑。
利用项目部一号搅拌站(配备120m3/h和90m3/h机组各一台)拌制梁体C55混凝土,8m3混凝土搅拌运输车运输砼(不少于20辆,一次运送量应在100m3以上)。
混凝土泵送采用汽车泵。 A0、B2段浇筑使用汽车泵2台,A2段浇筑使用汽车泵3台,A1、B1段浇筑使用汽车泵2台。
连续梁设计为C55高性能混凝土。连续梁浇筑采用水平分层,垂直分段的原则。B2段由两侧向跨中浇筑;A0段自桥墩中心向两侧进行浇筑;A2段采用两侧向跨中及跨中向两侧同时浇筑 。
为便于腹板砼浇筑时,混凝土的送灰采用直径150mmPVC管做串筒,在腹板内模开振捣孔,尺寸为0.35m×0.25m。随浇筑随用堵孔塞堵严开孔,防止漏浆。
第三章 施工方法及工艺
3.1 门洞支架搭设
3.1.1施工顺序
图3.1 跨沿海高速路连续梁支架施工流程图
3.1.1.1钢管柱与基础的连接采用钢管底部焊接穿孔的钢板,基础上预埋螺栓及法兰盘,预埋螺栓固定在加强钢筋网片上,然后灌注基础混凝土。基础钢筋φ14mm@200mm,架立筋采用直径8mm的圆钢@250mm。
3.1.1.2安装钢管柱,当混凝土达到95%强度后,用汽车吊吊起钢管至基础面,然后与基础预埋的法兰盘连接。
3.1.1.3吊装墩顶横梁,用汽车吊将已经焊接好的I32a工字钢吊到墩顶,与墩顶的圆钢板采用限位钢板焊接固定。
3.1.1.4贝雷梁吊装前,先将贝雷片组装成15m跨度的纵梁,在贝雷梁底采用I36槽钢联结件联结5榀贝雷梁组成一组。吊装贝雷片时需封闭半幅道路。
满堂红支架搭设施工流程图
3.2底模及内外模支立
3.2.1底模采用15mm厚竹胶板,底模在每一节最低处设置4个排污口,尺寸20cm见方,在浇筑混凝土前,用吹风机将底模上的木楔、焊渣清理干净,然后用竹胶板将排污口补齐。
3.2.2 为防止内模上浮,在内模背楞处打眼,穿“U”型钢筋与底板钢筋焊接。
3.2.3内模利用φ48mm钢管搭设脚手架,支架下方座于马凳筋支撑,钢管不得伸入底板砼范围。箱内脚手架立柱间距为90cm(横向)×60cm(纵向) ×60cm(竖向)。由于内模支撑在底板钢筋网片上,故要求底板底层网片砼垫块数量要加密到每平方米最少6个。
3.2.4端模采用竹胶板,上面根据每块节段处钢筋及预应力管道打眼,设竖向方木固定。
3.2.5底模安装前要检查支架的平整度,并用楔子调整标高到所要设置的标高,底模圆弧以折线过渡。
3.3 混凝土施工
3.3.1底板混凝土浇筑
底板砼采用横断面上三个下料口下料,即在顶板中间开孔(A0、A2、B2梁段每5m设1个),配合两侧腹板下料。下料使用φ150mmPVC管做串筒,顶部设漏斗,灌注混凝土时边灌边拔。在施工中应注意以下两点:
a.串筒安装时,严禁串筒与波纹管定位筋相挂,同时在混凝土施工中要有专人负责测量串筒与混凝土面的距离,及时拆除串筒,避免造成串筒在混凝土灌注过程中被埋住发生无法拆除事故。
b.串筒直接安装在腹板中间,为避免在混凝土灌注过程中发生混凝土外漏,污染顶板模板,在混凝土施工前要在顶板开口处下料口四周铺设钢板,并在泵管移动的范围铺竹胶板防止洒落混凝土污染顶板。
混凝土分层灌注厚度控制在30~40cm,由于支座附近底板钢筋密集,开始浇筑时应适当调整砼粗骨料含量及粒径,并加强振捣。
当底板混凝土灌注完成时,应等待1小时左右,以防继续灌注腹板时,混凝土从下口冒出。
3.3.2 腹板混凝土施工
腹板混凝土分层厚度为30cm,采用腹板模板预先开孔“边灌边关”的办法进行振捣,开孔位置竖向距离1.2m,纵向距离1.2m,最顶排开孔距顶板上倒角2.0m(详见附图4)。
振动棒要垂直插入混凝土中,避免振捣模板、波纹管,同时要注意混凝土布料均匀,以保证混凝土表面水平。
开孔处的模板用10*10cm方木头固定,用钢垫片、螺栓连接,浇到开孔处,封住开孔,拧紧螺栓。(详见附图5)
3.3.3顶板混凝土浇注
顶板由于纵、横、竖三向预应力管道密集,在混凝土入模时注意保护管道不被碰瘪。混凝土未振实前,切忌操作人员在混凝土上面走动,否则,可能会引起管道下垂,还会出现混凝土“搁空”、“假实”现象。
混凝土灌注时首先将腹板承托处灌注平整,而后从顶板翼緣板两侧向桥轴线同时推进,混凝土振捣采用插入式振捣器,灌注完成后,停留一段时间(约2~3小时)收浆后,再予抹平拉毛。
3.3.4混凝土振捣
混凝土捣固采用Ф50插入式振捣器,腹板内每4米设置1台振捣器,底板共设置5台振捣器,顶板设置5台振捣器并配置Ф30振捣棒4个,对锚区及齿块钢筋密集处进行辅助振捣。
振捣混凝土时,振捣棒应快插慢拔,插点布置均匀,逐点移动,按顺序进行,振捣棒移动间距为400mm左右,振捣时间亦为10~30s,每次新的浇筑前复振,以排除混凝土因泌水在粗骨料水平筋下部生成的水分和空隙,提高混凝土与钢筋之间的握裹力,增强密实度,提高抗裂性。复振以混凝土开始泛浆和不冒气泡为准。
第四章、结论
洋河特大桥跨沿海高速公路60+100+60m连续梁按照此方法进行施工,地基变化、支架变形、模板尺寸误差、混凝土质量均能达到设计及验标的有关要求,是一个切实可行的办法,对以后施工此类连续梁时提供了参考。
主要参考文献:
[1]无砟轨道预应力混凝土连续梁(双线支架现浇接预制梁)
跨度:60+100+60m 图号:叁桥通(2008)2337-II
[2] 《客运专线铁路桥涵施工技术指南》(TZ213-2005)
[3] 《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号)
关键词:支架搭设 模板混凝土
中图分类号:S605 文献标识码: A
第一章 工程概况
1.1 工程简介
洋河特大桥跨沿海高速公路采用60m+100m+60m连续梁,连续梁全长221.5米,位于秦皇岛市抚宁县。高速公路宽31.5m,其中西侧路面宽12.5m,东侧路面宽17m,中央隔离带宽2m。公路与桥轴线交角为45.5°。公路两侧路基边坡尺寸为长6.5m *高4.0m,坡脚平台宽3.5m,平台外为顶宽3.5m排水沟。公路路面至连续梁梁底最小距离为8.4m。工程所处地段既有道路两侧为旱地,场地平整,梁部施工具备现浇条件。
1.2 设计概况
(1)梁体为单箱单室、直腹板、变高度、变截面结构。箱梁顶板宽12m,底宽6.8m。全联在端支点、中跨跨中及中支点处共设有5道横隔板。横隔板设有孔洞,供检查人员通过。
(2)中支点处梁高7.85m,跨中10m直线段,边跨15.75m直线段为4.85m,边支座中心线至梁端0.75m。
(3)梁面设置顶宽3.1m的加高平台,距梁端1.45m铺设泡沫塑料板区域加高平台高15mm,其它区域加高平台高65mm。加高平台平整度应满足3mm/4m及2mm/1m的要求。在加高平台内设置ΦR9mm的冷轧带肋焊接网。在梁端1.45m范围内设塑料泡沫板地段的加高平台内不设钢筋网片,而是设Φ12加强钢筋。
第二章 施工方案
2.1 施工总体方案
连续梁支架现浇施工,支架采用满堂红碗扣式脚手架,跨越高速公路采用门洞支架。跨公路门洞宽度为2-15m;跨公路西侧边坡门洞宽度为6m,跨公路东侧边坡门洞宽度为12m。门洞搭设与既有公路正交。(详见附图1)
碗扣式脚手架及门洞支架搭设后全部进行预压。
连续梁的模板均采用竹胶板;梁部浇注顺序为:先浇筑A0(918.3m3)、A2梁段(1105.3m3),再浇注A1、B1梁段(64.8m3),最后浇注B2梁段(715.2m3)。详见下图:
2.2 支架方案
2.2.1门洞支架方案
门墩式支架自下而上分别为条形基础(38#路肩设挖孔桩)、φ630mm钢管立柱、连接横梁、贝雷片纵梁。(详见附图2)。
2.2.1.1 支架基础
根据既有公路现状,在公路中央隔离带处设长50m*宽2.0m*高1.5m条形基础,西侧路肩处设长44m*宽2.0m*高3.0m条形基础(条形基础下设直径1.25m长8m挖孔桩20颗,间距2m布置),东侧路面处设长48.5m*宽2.0m*高1.0m条形基础(條形基础与路面接触处采用土工布隔离,保护高速公路路面);坡脚处设2.0m高*1.8m宽条形基础。基础施工时顶部预埋立柱连接法兰。
2.2.1.2钢立柱、连接横梁及贝雷梁
立柱采用外径为630mm、壁厚9mm的钢管。钢管柱间距2.0m,共6排,合计97根。钢管柱底部焊接穿孔钢板,以便与基础连接。
每排钢管柱顶设1道横梁,采用2根I32a工字钢并排布置,工字钢利用立柱顶部的限位板进行固定;贝雷片纵梁采用国产3.0×1.5×0.18m贝雷片,除6m跨间距0.45m外其余均为密排布置。贝雷片间用支撑架连接固定。
2.3 支架预压方案
根据设计文件及规范要求,并为了确保现浇施工的安全进行,现浇支架需在混凝土施工之前进行模拟加载试验。以检验临时支架各部分的承载能力及受力变形情况。临时支架的下沉量及弹性、塑性变形采用水准仪测量。同时通过临时支架的挠度变形情况,对本支架的安全性进行综合评价。
碗扣式脚手架及门洞支架,混凝土浇筑前全部按梁体重量的1.2倍预压。加载过程中支架按设计所承受的重量的120%一次加载。
堆载材料使用成捆钢筋和砂袋,堆载高度根据荷载大小及分布情况及砂袋的容重实际计算
2.4 模板施工方案
底模、侧模、内模和端模均采用15mm厚竹胶板;侧模圆弧部分采用5cm宽木条拼接,外贴镀锌铁皮。
底模标高根据取得弹性及非弹性变形值。根据此值计算得出连续梁梁底标高,具体计算公式:连续梁梁底标高=设计梁底标高+设计提供的预拱度+支架弹性变形值。
底模安装完毕后进行外侧模板安装,内、外侧模板采用10×10cm方木作竖向肋条,间距0.3m布置,纵向采用两根钢管作水平背楞,间距0.6m;腹板用φ20mm的钢筋作对拉杆进行加固,并在底板处设置通长拉杆。(详见附图3)
2.5 混凝土施工方案
由于混凝土浇筑时间集中在4、5月份 ,为保证浇筑过程中受温度影响最小,A1、B1段浇筑混凝土选在夜间浇筑,浇筑时间在晚12点开始浇筑。A0、A2、B2选在白天进行浇筑。
利用项目部一号搅拌站(配备120m3/h和90m3/h机组各一台)拌制梁体C55混凝土,8m3混凝土搅拌运输车运输砼(不少于20辆,一次运送量应在100m3以上)。
混凝土泵送采用汽车泵。 A0、B2段浇筑使用汽车泵2台,A2段浇筑使用汽车泵3台,A1、B1段浇筑使用汽车泵2台。
连续梁设计为C55高性能混凝土。连续梁浇筑采用水平分层,垂直分段的原则。B2段由两侧向跨中浇筑;A0段自桥墩中心向两侧进行浇筑;A2段采用两侧向跨中及跨中向两侧同时浇筑 。
为便于腹板砼浇筑时,混凝土的送灰采用直径150mmPVC管做串筒,在腹板内模开振捣孔,尺寸为0.35m×0.25m。随浇筑随用堵孔塞堵严开孔,防止漏浆。
第三章 施工方法及工艺
3.1 门洞支架搭设
3.1.1施工顺序
图3.1 跨沿海高速路连续梁支架施工流程图
3.1.1.1钢管柱与基础的连接采用钢管底部焊接穿孔的钢板,基础上预埋螺栓及法兰盘,预埋螺栓固定在加强钢筋网片上,然后灌注基础混凝土。基础钢筋φ14mm@200mm,架立筋采用直径8mm的圆钢@250mm。
3.1.1.2安装钢管柱,当混凝土达到95%强度后,用汽车吊吊起钢管至基础面,然后与基础预埋的法兰盘连接。
3.1.1.3吊装墩顶横梁,用汽车吊将已经焊接好的I32a工字钢吊到墩顶,与墩顶的圆钢板采用限位钢板焊接固定。
3.1.1.4贝雷梁吊装前,先将贝雷片组装成15m跨度的纵梁,在贝雷梁底采用I36槽钢联结件联结5榀贝雷梁组成一组。吊装贝雷片时需封闭半幅道路。
满堂红支架搭设施工流程图
3.2底模及内外模支立
3.2.1底模采用15mm厚竹胶板,底模在每一节最低处设置4个排污口,尺寸20cm见方,在浇筑混凝土前,用吹风机将底模上的木楔、焊渣清理干净,然后用竹胶板将排污口补齐。
3.2.2 为防止内模上浮,在内模背楞处打眼,穿“U”型钢筋与底板钢筋焊接。
3.2.3内模利用φ48mm钢管搭设脚手架,支架下方座于马凳筋支撑,钢管不得伸入底板砼范围。箱内脚手架立柱间距为90cm(横向)×60cm(纵向) ×60cm(竖向)。由于内模支撑在底板钢筋网片上,故要求底板底层网片砼垫块数量要加密到每平方米最少6个。
3.2.4端模采用竹胶板,上面根据每块节段处钢筋及预应力管道打眼,设竖向方木固定。
3.2.5底模安装前要检查支架的平整度,并用楔子调整标高到所要设置的标高,底模圆弧以折线过渡。
3.3 混凝土施工
3.3.1底板混凝土浇筑
底板砼采用横断面上三个下料口下料,即在顶板中间开孔(A0、A2、B2梁段每5m设1个),配合两侧腹板下料。下料使用φ150mmPVC管做串筒,顶部设漏斗,灌注混凝土时边灌边拔。在施工中应注意以下两点:
a.串筒安装时,严禁串筒与波纹管定位筋相挂,同时在混凝土施工中要有专人负责测量串筒与混凝土面的距离,及时拆除串筒,避免造成串筒在混凝土灌注过程中被埋住发生无法拆除事故。
b.串筒直接安装在腹板中间,为避免在混凝土灌注过程中发生混凝土外漏,污染顶板模板,在混凝土施工前要在顶板开口处下料口四周铺设钢板,并在泵管移动的范围铺竹胶板防止洒落混凝土污染顶板。
混凝土分层灌注厚度控制在30~40cm,由于支座附近底板钢筋密集,开始浇筑时应适当调整砼粗骨料含量及粒径,并加强振捣。
当底板混凝土灌注完成时,应等待1小时左右,以防继续灌注腹板时,混凝土从下口冒出。
3.3.2 腹板混凝土施工
腹板混凝土分层厚度为30cm,采用腹板模板预先开孔“边灌边关”的办法进行振捣,开孔位置竖向距离1.2m,纵向距离1.2m,最顶排开孔距顶板上倒角2.0m(详见附图4)。
振动棒要垂直插入混凝土中,避免振捣模板、波纹管,同时要注意混凝土布料均匀,以保证混凝土表面水平。
开孔处的模板用10*10cm方木头固定,用钢垫片、螺栓连接,浇到开孔处,封住开孔,拧紧螺栓。(详见附图5)
3.3.3顶板混凝土浇注
顶板由于纵、横、竖三向预应力管道密集,在混凝土入模时注意保护管道不被碰瘪。混凝土未振实前,切忌操作人员在混凝土上面走动,否则,可能会引起管道下垂,还会出现混凝土“搁空”、“假实”现象。
混凝土灌注时首先将腹板承托处灌注平整,而后从顶板翼緣板两侧向桥轴线同时推进,混凝土振捣采用插入式振捣器,灌注完成后,停留一段时间(约2~3小时)收浆后,再予抹平拉毛。
3.3.4混凝土振捣
混凝土捣固采用Ф50插入式振捣器,腹板内每4米设置1台振捣器,底板共设置5台振捣器,顶板设置5台振捣器并配置Ф30振捣棒4个,对锚区及齿块钢筋密集处进行辅助振捣。
振捣混凝土时,振捣棒应快插慢拔,插点布置均匀,逐点移动,按顺序进行,振捣棒移动间距为400mm左右,振捣时间亦为10~30s,每次新的浇筑前复振,以排除混凝土因泌水在粗骨料水平筋下部生成的水分和空隙,提高混凝土与钢筋之间的握裹力,增强密实度,提高抗裂性。复振以混凝土开始泛浆和不冒气泡为准。
第四章、结论
洋河特大桥跨沿海高速公路60+100+60m连续梁按照此方法进行施工,地基变化、支架变形、模板尺寸误差、混凝土质量均能达到设计及验标的有关要求,是一个切实可行的办法,对以后施工此类连续梁时提供了参考。
主要参考文献:
[1]无砟轨道预应力混凝土连续梁(双线支架现浇接预制梁)
跨度:60+100+60m 图号:叁桥通(2008)2337-II
[2] 《客运专线铁路桥涵施工技术指南》(TZ213-2005)
[3] 《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号)