高速公路桥梁工程中满堂支架现浇箱梁施工技术
王广福
(中交第二航务工程局有限公司,湖北 武汉 430000)
摘要:满堂支架现浇施工法是常见的施工方法,多用于桥墩较低的中小跨连续梁。20世纪60年代前,传统支架搭材为圆木等重型钢木材料,不做计算可满足稳定性要求,但工作量较大。近年来,随着新型钢管支架出现,在斜桥及跨越道路桥梁中满堂支架现浇技术被广泛采用。钢管支架优点是弹性变形量小,可保证现浇混凝土质量。
关键词:高速公路桥梁工程;满堂支架;现浇箱梁施工
文献标识码:A
中图分类号:U445
文章编号:2096-4137(2021)08-63-02
DOI:10.13535/j.cnki.10-1507/n.2021.08.24
1 高速公路桥梁满堂支架施工技术满堂支架施工法是桥位上搭设满堂支架,安装绑扎钢筋骨架,在现场浇筑砼施加预应力,预应力张拉后拆除模板的施工方法。满堂支架具有施工简便可靠,桥梁整体性能好等优点;缺点是需要大量施工支架,跨路搭设影响交通,施工管理复杂。满堂支架现浇施工法以往多用于桥墩较低中小跨连续梁,支架现浇施工法通过采用预应力体系,使结构构造简化,在弯桥、异形桥及跨越道路桥梁中广泛采用。
2 现浇箱梁满堂支架施工中的问题支架现浇施工法重要组件是支架,支架结构抗压能力与桥梁施工安全性有关,支架施工布置烦琐,国内外研究人员关于支架计算研究成果较少,为采用支架现浇施工法桥梁安全性提出严峻考验。工程建设中支架反复多次使用,反复的组装拆卸使支架构件与配件产生损伤,一些企业过度追求经济效益超次使用支架。一些生产厂家生产支架承载力不符合规定,是造成大量不合格支架产生的原因。有些施工人员支架搭设未按设计操作,技术人员未对工作人员进行技术交底,导致支架强度不足引发工程事故。部分施工人员因支架为临时结构忽视其为桥梁现浇主要承重结构作用,不按实际情况制定施工程序。由于目前支架设计验算缺乏特定完整体系,设计人员设计方案往往根据经验制定,对施工承载荷载计算不全面,造成支架整体承载力设计不足。要想解决支架现浇施工问题,必须加强施工企业员工安全意识,规范施工管理制度,支架方案编制完成后,支架受力验算需要第三方单位进行复核,避免支架导致工程事故。
3 高速公路现浇箱梁满堂支架施工技术应用武汉研口至孝感高速公路是武汉城市圈中武汉(汉口中心城区)至(孝南区)的快速通道,是武汉城市圈实施交通一体化建设的重要组成部分,同时也是武汉市西北方向环线公路之间的一条快速联络通道,沿线经过武汉市下辖的斫口区、东西湖区以及孝感市下辖的孝南区。我公司承建的第QXTJ-06合同段位于武汉市东西湖区东山农场的灯塔大队范围内,为上跨京珠高速的一个互通(灯塔互通)。桥梁基础为摩擦桩基础、下构为系梁、圆形柱,上构为16~20m普通钢筋混凝土现浇箱梁。
本标段分两期施工,前期己施工完成灯塔互通主线K20+107~K21+278.1段,主要包括灯塔互通主线桥左幅0-59#墩、右幅0-61#墩、B匝道、E匝道(包括E1#桥、E#桥)、G匝道。现阶段施工灯塔互通主线K21+278.1~K22+500段,主要包括主线桥左幅59-117#墩、右幅62-117#墩及A匝道、C匝道、D匝道、F匝道。
桥梁宽常规段分别为9、10.5、12.75m,加宽段梁体宽度为12.75-26.75m。桥梁基础为摩擦桩基础、下构为系梁、圆形柱,上构为16~20m非预应力砼现浇箱梁。
4 满堂支架施工关键技术满堂支架现浇箱梁关键施工技术包括基础处理、支架搭设、模板安装、箱梁砼浇筑等。施工前清除表层种植土和腐殖土至原土层,平整碾压密实,压实度达到90%后,再回填30~50cm毛渣石,分层碾压整平,经地基承载力检测合格后(不低于200KPA)浇筑20cm厚的C20素混凝土。经基础预压沉降值稳定后,根据桥跨支架高度选用支架进行满堂支架搭设施工,满堂盘扣支架布置在箱梁整个投影面范围内,立杆纵向沿桥轴线方向布置。横向间距90cm,翼板区横向间距120cm,纵向间距均为90cm。盘扣架标准水平步距为1.5m,底层步距1m,顶层步距不大于1m。水平剪刀撑采用扣件钢管,设置2道;立杆顶部安装可调节顶托,立杆底部支立在可调底托上,底托可调自由度按最大20cm设计,顶托可调自由度按最大30cm设计。顶托上面横桥向分布114型钢为分布梁,纵桥向分布10cmx10cm方木,方木中心间距:腹板区20cm,其余区域30cm,方木上铺设1.5cm厚竹胶板为底模。如图1所示。
图1 满堂支架典型横断面
支架两端需设剪刀撑,底端铺设20cm后垫层,支架顶端铺设方木,最后铺设15mm胶合板。支架搭设完毕后,根据《钢管满堂支架预压技术规程》,先进行支架基础预压,再进行支架预压。支架预压采用砂袋及钢筋加重的方法进行加载,以每联为单位,逐联预压,一联卸载后,钢筋移至相邻联。
基础预压采用现场已预制条形块进行预压,单块重约6.5t,基础预压加载按照每联梁最大施工荷载的1.2倍进行,预压荷载应按预压单元沿混凝土结构纵横向对称进行加载,加载宜采用一次性加载。
支架预压荷载不应小于支架承受的混凝土结构恒载与模板重量之和的1.1倍,按最大施工荷载的60%、80%、100%、110%,分4次加载。
支架基础预压荷载不应小于支架基础承受的混凝土结构恒载与钢管支架、模板重量之和的120%,加载宜采用一次性加载,卸载过程可一次性卸载。
每级加载完毕1h后进行支架变形观测,4次加载全部完成后,每次间隔不大于12h测量一次沉降值,24h内沉降量观测平均值不大于1mm时或72h内各监测点沉降量平均值不大于5mm即可进行卸载。卸载时,按预压加载时的分级逐步卸载,并在卸载的过程中进行沉降量观测。
预压前一定要仔细检查支架各节是否连接牢固可靠,同时做好观测记录,预压时各点预压重量均匀对称。预压后及时卸载,发现模板高度变化需进行调整。现浇梁底模由竹胶板制成,模板与方木分配梁衔接完全紧密,板缝需一致。测量人员现场数据采集完成后,应及时对数据进行计算、分析、处理、修正,得出系统变形值(堆载后标高-预压前标高=系统总变形值;卸载后标高-堆载后标高=系统弹性变形:系统总变形值-系统弹性形变=预压已消除的非弹性变形)。
按预压所得的支架系统非弹性变性值、弹性变形值与设计预拱度矢量和设置预拱度。
模板清扫后铺设钢筋,为防止焊接损伤模板应铺设隔热材料。研究项目发现箱梁宽度较大,砼浇筑分次进行。外模立模一次到位,首次立模达到承托顶板上方300cm部位,二次立模前在指定位置进行塑料管埋设。
为满足施工要求,箱梁中不得存在永久性支撑。在箱梁顶板预留天窗,按照相应尺寸预留田庄,混凝土强度满足要求时脱模,施工人员拆除天窗内模后浇筑天窗侧砼,通过质检后对钢筋安装,钢筋安装分次进行。先对底板钢筋进行安装,浇筑后安装内模及预埋件。由于工程箱梁宽度大,一次成型难以保证砼密实性。首次需浇筑底板,浇筑中注意两次间隔时间不少于24h。在二次浇筑前检查脚手架,固定砌块起到缩减沉降作用。浇筑后在上方铺设草席,养护中保持足够湿润,避免出现缺水开裂等现象。
5 结语本文验证了高速公路满堂支架现浇梁施工技术的科学性,为工程建设提供技术保障。满堂支架现浇箱梁施工具有易操作等特点,具有良好推广价值。满堂支架法进行现浇箱梁施工涉及到较多工序,本文对满堂支架法进行介绍,从支架搭设等方面说明现浇箱梁满堂支架施工要点,结合高速公路工程对满堂支架施工技术要点进行探讨,重点从施工准备,支架预压等方面介绍项目中满堂支架施工技术要点。
作者简介:王广福(1971-),男,湖北仙桃人,中交第二航务工程局有限公司工程师,研究方向:高速公路路基与桥梁施工。
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(责任编辑:张闪闪)