论桥梁建筑现浇混凝土施工技术流程
关键词:桥梁建筑，地基处理，模板安装，混凝土浇筑
预应力混凝土现浇梁施工就是在桥位上搭设满堂支架,在支架上浇筑混凝土,混凝土达到强度后再拆除模板、支架的一种施工方法。预应力现浇法施工,对于跨径不等的桥梁施工极其方便。因这一施工法无需预制场地,而且不需要吊装设备,使整个梁体的钢筋不中断,桥梁的整体刚度好,避免了预制安装形成的接缝以及梁体颜色的差异,使桥的整体色泽效果好,而且由于配以碗扣式支架,使得桥梁上部梁板架设更为安全、快捷,因而成为当前桥梁施工中的一种主要施工方法。尽管此法存在着前期准备长、施工中要使用大量的支架和模板、施工费用一次性投入较大、对上跨桥必须预留施工通道等缺点,但从全面看,由于施工安全系数大、工效高,工期缩短,节约了时间,也就是节约了成本,因而预应力混凝土现浇施工省时省力,已被广泛应用。
1地基及基础处理
科学处理地基,保证地基有足够的承载力,是工程施工的关键所在。为避免支架因沉降过大和沉降不均匀引起连续箱梁横隔梁墩顶负弯矩区产生裂缝,从而影响箱梁的整体质量及连续箱梁施工标高控制,必须对原地面进行处理。
1)地基处理首先平整施工场地,清除地表杂土。将原地面泥土碎渣等软弱地层进行换填、平整、碾压。根据施工需要,采用压土机械碾压密实地面后对基础地面进行40cm厚的三七灰土换填处理,碾压至压实度达到90%以上,保证支架基础具有一定的承载能力和抗沉陷能力,平整形成双向横坡,同时在固化层外侧挖好排水沟,做好地表排水,在灰土上铺一层塑料布,防止长时间浸泡地基造成翻浆冒泥,
顶面浇注15cm厚的C20素砼。
2)在施工时,为确保万无一失,必须在浇注顶面混凝土前对地基承载力进行标准灌入试验,分析地基承载力是否满足要求:①进行基础顶面平均附加应力计算;②进行附加应力计算;③进行基础底面附加应力计算。基础底面平均附加应力计算是对地基土层上部荷载的计算,上部荷载包括支撑体系、上部箱梁纲筋砼重量、施工时产生的动载等;附加应力计算公式为
P静+P动(主梁每延米自重+拟定的模板、支架自重+施工静荷载+混凝土浇筑的冲击力),
N(每延米基础顶面荷载)=K1(不均匀系数)×K2(P动+P静,安全系数;),
Po=(N+G)/F=kPa﹤fk.
式中:N为每延米基础顶面压力,G为每延米回填的土石方自重,F为每延米地基受力面积,fk为地基承载力标准值)。
2支架的选择与搭设
1)支架选取。支架可用钢材、塑料和其他符合设计要求的材料制作。钢材可采用国家现行标准《碳素结构钢》(GB700)中的标准,优选碗扣式支架。
2)支架荷载计算。根据现浇梁自重、模板重、支架自重及施工荷载计算出所需基础承载力,以此为据处理地基。地基处理好后可按预定方案搭设支架。搭设满堂碗扣支架现浇梁时,要进行综合荷载计算:①支架、模板自重计算;②新浇混凝土或其他施工结构物的重力计算;③施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放物的荷载计算;④振捣混凝土时产生的荷载计算;⑤新浇混凝土对侧面板的压力计算;⑥倾倒混凝土时产生的水平荷载计算;⑦其他可能产生的荷载计算(如雪、保温设施等荷载)。
3)支架搭建。碗扣式支架搭设程序:①选配好主杆规格并拟定纵横水平布置图,做好支架受力验算→②在地基上铺设垫木→③下托定位、安装下部主杆和纵向横向水平杆→④测量调整水平拉杆和基准标高并锁紧立杆碗扣→⑤扶正立杆纵向垂直、拉杆横向水平→⑥放置脚手板→⑦继续接高上层主杆和水平拉杆→⑧安装上托→⑨接正主杆垂直度,扣紧水平杆→⑩放置横木。
支架安装的要点:①支架立柱前必须保证地基有足够的承载力,主柱底端设垫木来分散和传递压力;②支架安装必须预留施工预拱度;③纵向接头要错开,间距及每个断面接头应满足使用要求;④要有横向稳定措施。
4)预拱度计算。支架安装必须预留施工预拱度。支架预留施工预拱度计算公式为
f=f1+f2+f3.
式中:f1为地基弹性变形,f2为支架弹性变形,f3为梁体跨中最大挠度值。
5)支架稳定性要求:①支架的立柱应保持稳定,并用撑拉杆固定。当验算模板及支架在自重和风力作用下的抗倾倒稳定时,验算倾覆的稳定系数不得小于1.3;②支架受压力构件纵向弯曲系数按《公路桥涵纲结构及木结构设计规范》(JTJ025)计算;③支架受载后挠曲的杆件(盖梁、纵梁)弹性挠度为相应结构跨度的1/400。
3模板安装
3.1模板的选取与加工制作要求
1)模板的选取和制作必须满足施工图纸的建筑物结构外形,保证尺寸和模板各部之间相互位置的准确性,其制作允许偏差不超过《公路桥涵技术规范》(JTJ041—2000)的规定:①长度和宽度±5mm;②不刨光模板相邻2板表面高低差3mm;③刨光模板相邻两板表面高低差3mm;④平、不刨光模板5mm;⑤拼合板间缝宽2mm。
2)具有足够的刚度、强度,能承受施工中的各项荷载,确保施工中不变形。
3)模板表面平整,接缝严密,端模张拉面垂直于钢绞线。
4)模板组装后线形优美。
3.2模板安装
1)模板安装前应检修校正,涂刷脱模剂。外露面混凝土模板的脱膜剂应采用同一品种,不得使用废机油等油料,且不得污染钢筋及混凝土的施工缝处。
2)底模施工。底模可采用木质合板、高强度覆膜竹胶合板、钢模板等。①安装前,按照计算的预拱度及预压沉降量,在底模下的龙骨上完成;②底模的安装要保证接缝平整,做到不悬空、不翘曲;③底模下铺设方木,如采用10cm×15cm的方木纵向铺设作为模板主肋,向距和支架对应,采用5cm×7cm方木横向铺设作为模板次肋,其上铺设覆模竹胶板;④模板与钢筋安装工应相互配合,防碍钢筋绑扎的模板应待钢筋安装完毕后安设;⑤模板不得与脚手架联结(模板与脚手架整体设计除外),避免引起模板变形;⑥安装侧模板时,应防止模板位移和凸出;⑦模板安装过程中,必须设置防倾覆措施;⑧模板安装完毕后,必须对其平面位置、顶部标高、节点联系及纵向稳定性进行检查,签认后方可浇筑混凝土。