一、概述
1、工程概況
安慶長(zhǎng)江公路大橋E標(biāo)工程南岸堤外引橋?yàn)殡p幅分離式橋梁,單幅一聯(lián)6跨(6×
橋面橫坡見(jiàn)下表:
橋面橫坡一覽表
墩號(hào)橋面橫坡梁底軸線與橋軸線距離(cm)
左幅(%)右幅(%)左幅右幅
YR110.1160.020662.20657.15
YR12-1.2170.020665.65657.15
YR13-2.551-2.551669.00655.60
YR14-3.000-3.000670.15654.35
YR15-3.000-3.000670.15654.35
YR16-3.000-3.000670.15654.35
YR17-3.000-3.000670.15654.35
箱梁采用單向預(yù)應(yīng)力體系,縱向預(yù)應(yīng)力鋼束設(shè)置采用фj15.24鋼絞線,Rby=1860Mpa,波紋管制孔。每跨單側(cè)腹板內(nèi)設(shè)置6束16孔鋼束,在接縫處采用鋼束聯(lián)結(jié)器接長(zhǎng);頂板設(shè)置12束7孔鋼束,鋼束長(zhǎng)為
2、施工方法簡(jiǎn)介
南堤外引橋位于緩和曲線段,橋位區(qū)多為農(nóng)田、耕地及居民拆遷區(qū),陸地施工條件相對(duì)較好。施工時(shí),先將橋位地基處理后,采用扣件式滿堂腳手架單幅逐跨現(xiàn)澆施工工藝進(jìn)行施工,施工時(shí),翼緣模板及外側(cè)模采用定制鋼模板(按首跨長(zhǎng)配置一套模板),內(nèi)模采用膠合板(按首跨長(zhǎng)配置一套模板),底模采用玻璃鋼竹膠板(按一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)跨和一個(gè)首跨長(zhǎng)度配置)??傮w施工工藝流程如下:
3、施工工藝流程
二、滿堂支架搭設(shè)及預(yù)壓
1、地基處理
先用推土機(jī)將表層耕質(zhì)土、有機(jī)土推平并壓實(shí);承臺(tái)基坑清淤后采用分層回填亞粘土并整平壓實(shí)。原有地基整平壓實(shí)后,再在其上填筑大約
2、支架安裝
本支架采用“扣件”式滿堂腳手架,其結(jié)構(gòu)形式如下:縱向立桿間距為
由于整個(gè)堤外引橋位于緩和曲線上,因此擬將每跨支架劃分為8個(gè)直線段擬和橋面箱梁曲線,每個(gè)直線段
腳手管安裝好后,在可調(diào)頂托上鋪設(shè)I14工字鋼,箱梁底板下方的I14工字鋼橫向布置,長(zhǎng)
3、支架預(yù)壓
安裝模板前,要對(duì)支架進(jìn)行壓預(yù)。支架預(yù)壓的目的:1、檢查支架的安全性,確保施工安全。2、消除地基非彈性變形和支架非彈性變形的影響,有利于橋面線形控制。
預(yù)壓荷載為箱梁?jiǎn)挝幻娣e最大重量的1.1倍。本方案采用水箱加水分段預(yù)壓法進(jìn)行預(yù)壓:施工前,按照水箱加工圖紙加工好水箱,水箱采用
為了解支架沉降情況,在加水預(yù)壓之前測(cè)出各測(cè)量控制點(diǎn)標(biāo)高,測(cè)量控制點(diǎn)按順橋向每
經(jīng)過(guò)幾跨施工,得出支架預(yù)壓后總沉降量在4~15mm之間,最大非彈性變形量為
4、支架受力驗(yàn)算
①、底模板下次梁(6×
底模下腳手管立桿的縱向間距為
置,間距
a、斜腹板對(duì)應(yīng)的間距為
底模處砼箱梁荷載:P1=2.5×26=65kN/m2(按
模板荷載:P2=200kg/m2=2kN/m2
設(shè)備及人工荷載:P3=250kg/m2=2.5kN/m2
砼澆注沖擊及振搗荷載:P4=200kg/m2=2kN/m2
則有P=(P1+P2+P3+P4)=71.5kN/m2
W=bh2/6=6×122/6=144cm3
由梁正應(yīng)力計(jì)算公式得:
σ=qL2/8W=(71.5×0.18)×1000×0.92/8×144×10-6
=9.05Mpa<[σ]=10Mpa強(qiáng)度滿足要求;
由矩形梁彎曲剪應(yīng)力計(jì)算公式得:
τ=3Q/
=1.21Mpa<[τ]=2Mpa(參考一般木質(zhì))
強(qiáng)度滿足要求;
由矩形簡(jiǎn)支梁撓度計(jì)算公式得:
E=0.1×105Mpa;I=bh3/12=
fmax=5qL4/384EI=5×12.87×103×103×0.94/384×864×10-8×1×1010
=
剛度滿足要求。
b、底板下間距為
中間底板位置砼厚度在0.5~0
底模處砼箱梁荷載:P1=0.7×26=18.2kN/m2
內(nèi)模支撐和模板荷載:P2=400kg/m2=4kN/m2
設(shè)備及人工荷載:P3=250kg/m2=2.5kN/m2
砼澆注沖擊及振搗荷載:P4=200kg/m2=2kN/m2
則有P=(P1+P2+P3+P4)=26.7kN/m2
q=26.7×0.35=9.345t/m<71.5×0.18=12.87t/m
表明底板下間距為
以上各數(shù)據(jù)均未考慮模板強(qiáng)度影響,若考慮模板剛度作用和3跨連續(xù)梁,則以上各個(gè)實(shí)際值應(yīng)小于此計(jì)算值。
②、頂托橫梁(I14工字鋼)驗(yàn)算:
腳手管立桿的縱向間距為
平均荷載大小為q1=71.5×0.9=64.35kN/m
另查表可得:
WI14=102×
跨內(nèi)最大彎矩為:
Mmax=64.35×0.46×0.46/8=1.702kN.m
由梁正應(yīng)力計(jì)算公式得:
σw=Mmax/W=1.702×106/(102×103)
=16.69Mpa<[σw]=145Mpa滿足要求;
撓度計(jì)算按簡(jiǎn)支梁考慮,得:
E=2.1×105Mpa;
fmax=5qL4/384EI=5×64.35×1000×0.464×109/
(384×2.1×105×712×104)
=
③、立桿強(qiáng)度驗(yàn)算:
腳手管(φ48×3.5)立桿的縱向間距為
則有P=71.5kN/m2
由于大橫桿步距為
[N]=φA[σ]=0.744×489×215=78.22kN
而Nmax=P×A=71.5×0.46×0.9=29.6kN,可見(jiàn)[N]>N,
抗壓強(qiáng)度滿足要求。
另由壓桿彈性變形計(jì)算公式得:(按最大高度
△L=NL/EA=29.6×103×11×103/2.1×105×4.89×102
=
單幅箱梁每跨混凝土
經(jīng)計(jì)算,本支架其余桿件受力均能滿足規(guī)范要求,本處計(jì)算過(guò)程從略。
④、地基容許承載力驗(yàn)算:
根據(jù)地質(zhì)資料可知,南岸堤外引橋軸線上地表土質(zhì)基本為亞粘土層,分別有:重亞粘土、輕亞粘土、人工填土(粉質(zhì)輕亞粘土,砂壤土)等。地基碾壓密實(shí)處理并鋪墊
三、模板工程
為保證現(xiàn)澆箱梁的外觀質(zhì)量光潔度、表面平整度和線形,加快施工進(jìn)度,本工程箱梁底模采用鋪設(shè)竹膠板,外側(cè)模采用大塊鋼模板,箱體內(nèi)采用膠合板木模。
1、底模:
箱梁底模采用竹膠板,模板加工時(shí)可根據(jù)箱梁線形曲線及寬度將模板分段(按順橋向每
鋸板采用合金鋸片,直徑
當(dāng)一跨砼澆筑好后,等強(qiáng)度達(dá)到80%后,便可張拉、壓漿,壓漿完成后可將底模板下的可調(diào)頂托下降,將I14工字鋼、木枋和竹膠板脫離底板,取下竹膠模板等。
2、內(nèi)模:
箱梁內(nèi)模采用九合板,木枋順向布置,木枋截面尺寸為6X
箱梁內(nèi)模支撐采用φ48×3.5腳手管做排架,立柱支撐在底模頂面上,腳手管順橋向按
澆注砼之后,等強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%后方可進(jìn)行拆除內(nèi)模。如果拆模時(shí)間過(guò)早,容易造成箱梁頂板砼下饒、開(kāi)裂,甚至倒坍;如果拆模時(shí)間過(guò)晚,將增大了拆模難度,造成拆模時(shí)間長(zhǎng)且容易損壞模板。具體拆模時(shí)間由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員視現(xiàn)場(chǎng)砼的凝固情況把握好。
3、封頭模板和翼緣端模板
端橫隔板封頭模板采用玻璃鋼竹膠板,施工接縫處縫頭模板采用
4、外側(cè)模板和翼緣模板
為確保外觀美觀,本箱梁外側(cè)模板和翼緣模板采用大型鋼板,由專(zhuān)業(yè)模板加工廠家加工制作;為施工方便,將外側(cè)模板和翼緣模板加工成整體,每塊模板寬為
面板采用
為調(diào)模、脫模方便,模板外側(cè)每道背帶上設(shè)有3根可調(diào)絲桿用來(lái)支撐模板,確保模板在澆注砼時(shí)不向外傾倒??烧{(diào)絲桿的上端與模板采用鉸聯(lián)結(jié),下端與翼緣模板下方的橫向I14工字鋼鉸聯(lián)結(jié),每塊模板下方的3根橫向工字鋼通過(guò)鋼筋連成整體,橫向工字鋼安裝在順橋向外側(cè)模行走軌道上(縱向I14工字鋼)。為確保模板整體不向外滑移,翼緣模板下方的橫向工字鋼與底板下方的橫向工字鋼通過(guò)“C-C”型緊索具連接在一起,如此一來(lái),澆注砼時(shí)兩側(cè)腹板砼向外的脹力可以相互抵消。
首跨外側(cè)模板及翼緣模板安裝時(shí),采用16t汽車(chē)吊起吊。模板起吊前,要將相應(yīng)的絲桿和橫向I14工字鋼聯(lián)接好,在模板就位時(shí),要將模板上的橫向工字鋼與底模板下的橫向工字鋼位置對(duì)齊。由于每塊模板面板均為平面,沒(méi)有按照箱梁平曲線設(shè)置弧面,故安裝模板時(shí),確保模板與模板之間留有
當(dāng)砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%~60%時(shí),方可脫離外側(cè)模板和翼緣模板。脫模時(shí),只需將每塊模板上的可調(diào)絲桿收緊,模板就會(huì)自動(dòng)脫離砼表面,十分方便。為確保外側(cè)模和翼緣模能夠順利行走,應(yīng)確保模板脫離砼面不小于
外側(cè)模行走采用5t或10t卷?yè)P(yáng)機(jī)拖動(dòng)行走,由于箱梁處于平曲線內(nèi),故每次只能行走1~2塊模板。模板行走時(shí),卷?yè)P(yáng)機(jī)安放在已澆梁段頂板上,通過(guò)人孔、型鋼和鋼絲繩等將卷?yè)P(yáng)機(jī)固定。為確保鋼模板能夠行走至將施工梁段的最前端,應(yīng)確保卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩的導(dǎo)向輪安裝在施工梁段最前端的前方。為確保模板行走時(shí)不脫離行走軌道,將模板下方的橫向工字鋼通過(guò)鋼筋等卡在工字鋼軌道上。
根據(jù)施工實(shí)踐,外側(cè)模及翼緣模板只需1.5天左右便可全部行走到位,而每一跨箱梁張拉需不少于一天的時(shí)間,由于模板行走可在張拉前一天進(jìn)行。故在張拉完成之前模板能夠全部行走到位后。單側(cè)模板行走到位后,便可一邊進(jìn)行調(diào)模,另一邊進(jìn)行模板行走,大大縮短了工期。
四、混凝土施工
1、混凝土配合比的設(shè)計(jì)及要求
①混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50
②水泥:采用華新P052.5水泥。
③粗骨料:東至縣香口產(chǎn)5~25cm級(jí)配。
④細(xì)骨料:江西贛江產(chǎn)中粗砂。
⑤單幅箱梁一次澆筑最大方量約
⑥每灌攪拌時(shí)間不小于90s。
⑦確保砼的流動(dòng)性、和易性、秘水性及可泵性能夠施工及質(zhì)量要求。
2、箱梁混凝土澆筑
由于砼為整跨澆注,方量較大,澆注時(shí)間長(zhǎng),首跨澆注方量為
由于其它標(biāo)段的箱梁澆注均出現(xiàn)了不同程度的問(wèn)題,如腹板砼冷縫及分層現(xiàn)象較明顯、頂板砼表面有裂紋、箱梁內(nèi)翻漿現(xiàn)象嚴(yán)重。項(xiàng)目部對(duì)造成這些問(wèn)題的原因及預(yù)防方法進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)的討論,經(jīng)過(guò)討論,一致認(rèn)為:腹板砼出現(xiàn)冷縫和分層現(xiàn)象是由以下一種或幾種原因引起
①澆注氣溫過(guò)高或風(fēng)干現(xiàn)象嚴(yán)重造成砼出現(xiàn)假凝現(xiàn)象。②砼初凝時(shí)間過(guò)短。③砼澆注補(bǔ)料間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。④砼振搗不力,在每次補(bǔ)料前沒(méi)有將砼表面假凝層破碎。
⑤砼配合比不均勻,某層砼澆注坍落度過(guò)大,某層砼澆注坍落度過(guò)小。頂板砼表面出現(xiàn)裂紋是由以下一種或幾種原因引起①澆注氣溫過(guò)高或風(fēng)干現(xiàn)象嚴(yán)重造成砼表面容易開(kāi)裂。
②砼養(yǎng)護(hù)不力或養(yǎng)護(hù)不及時(shí)。
③砼表面抹面不力,沒(méi)有修漿。
④砼配合比不合理。箱梁內(nèi)翻漿現(xiàn)象嚴(yán)重是由以下一種或幾種原因引起①砼坍落度過(guò)大。②砼澆注時(shí),每一層澆注過(guò)厚。
③砼振搗方法不對(duì),振動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。
④砼初凝時(shí)間過(guò)長(zhǎng),砼澆注補(bǔ)料間隔時(shí)間過(guò)短。⑤砼澆注時(shí)氣溫偏低或雨天澆注。
針對(duì)以上問(wèn)題,項(xiàng)目部做出了如下措施:每一跨砼澆注總體上遵循從低處向高處即從南到北的順序澆注,澆注步驟分四步進(jìn)行,詳見(jiàn)《堤外引橋砼澆注步驟示意圖》。
按照示意圖所示的澆注工序進(jìn)行,有效地控制了每一層砼的澆注厚度,既有利于砼振搗,又有效地減少了底板砼的翻漿現(xiàn)象,同時(shí)有效地控制了每一次砼澆注后的布料間隔時(shí)間。施工過(guò)程中,當(dāng)每一段頂板澆注好后,立即用潮濕麻袋蓋好進(jìn)行養(yǎng)護(hù),防止風(fēng)吹開(kāi)裂。每一跨砼澆注時(shí)間為13小時(shí)左右,采用本方法澆注的砼,拆模后,外觀質(zhì)量較好,沒(méi)有出現(xiàn)分層和冷縫現(xiàn)象,砼頂面沒(méi)有出現(xiàn)裂紋。
五、小結(jié)
1、本工程的滿堂支架地基處理與安慶長(zhǎng)江公路大橋其它標(biāo)段滿堂支架地基處理相比,工序上更為簡(jiǎn)單,造價(jià)上更為經(jīng)濟(jì),實(shí)踐表明結(jié)構(gòu)上也能很好的滿足施工及規(guī)范要求。
2、采用水箱加水進(jìn)行預(yù)壓,表面上看加工水箱價(jià)格高,但由于其周轉(zhuǎn)次數(shù)多,所花勞動(dòng)力少,多次周轉(zhuǎn)使用后,比采用砂袋碼砂進(jìn)行預(yù)壓所花造價(jià)要低;且水箱加水進(jìn)行預(yù)壓,工序簡(jiǎn)單,施工進(jìn)度快,比采用砂袋碼砂進(jìn)行預(yù)壓要安全,值得推廣使用。在今后的施工中,如果采用滿堂支架施工的跨數(shù)較多,建議采用水箱加水法進(jìn)行預(yù)壓;否則宜采用砂袋碼砂法進(jìn)行預(yù)壓。如果采用水箱加水法進(jìn)行預(yù)壓,建議在水箱底部設(shè)計(jì)若干滾輪或滾軸,以便2~3人就能推動(dòng)水箱前移。
3、外側(cè)模板及翼緣模板采用大型鋼模板,造價(jià)比采用竹膠板施工要昂貴,但鋼模板比竹膠板可周轉(zhuǎn)的次數(shù)要多,澆注的砼的外觀質(zhì)量要好,且模板前移及調(diào)模、脫模也更方便,所花時(shí)間要少??傊?,兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)。在今后的施工中,如果采用滿堂支架施工的跨數(shù)較多,建議采用鋼模板施工,否則宜采用竹膠板施工。如果采用大型鋼模板,建議在模板下方橫向工字鋼上設(shè)置滾輪,采用人工推動(dòng)模板前移。