40m预应力箱梁满堂支架法现浇施工技术

40m 预应力箱梁满堂支架法现浇施工技术 宁春军 广西弘安交通勘察设计有限公司 摘 要： 预应力简支箱梁具有构件截面小、重量轻、跨度大等特点, 满堂支架法常应用于铁路及公路桥梁现浇施工。本文结合新建南广铁路贵港特大桥 40m 预应力箱梁现浇施工实践, 介绍 40m 预应力箱梁现浇施工的技术及质量控制经验, 为类似工程的施工提供参考。关键词： 40m 预应力箱梁; 现浇; 满堂支架; 质量控制; 作者简介：宁春军 (1987-) , 助理工程师, 本科, 原来主要从事桥梁施工管理工作 (上一份工作) , 现在主要从事公路设计工作。收稿日期：2017-11-22Received： 2017-11-221 工程概况新建南广铁路贵港特大桥起止桩号 YDK50+556.453-YDK53+856.073, 全长3299.62m。设计孔跨为简支梁+连续刚构。本桥于 YDK51+890 即 40#墩至 42#墩处上跨迎宾大道。路面宽 52m, 设计两跨 40m 简支箱梁跨越, 梁与路面净高14.5m。因受地形条件、交通等因素制约, 采用满堂支架法现浇施工。梁长40.6m, 高 3.54m, 顶宽 7.6m, 底宽 4.0m, 支座中心距 38.8m。2 施工交通疏导施工前, 与交通管理部门联系, 完善交通疏导方案, 制定具体实施细则。根据施工需要, 分段对道路进行局部封锁。满堂支架预留“门洞”保障车辆和行人安全通行。3 40m 箱梁满堂支架法现浇施工箱梁施工工艺流程:基础处理门洞施工支架搭设底模安装支架预压侧、翼模安装钢筋、预应力管道安装内模安装顶板、翼板钢筋安装混凝土浇筑养护预应力张拉管道压浆及封锚支架模板拆除。所有施工材料进场必须按相关标准进行检验, 合格后, 方可投入使用。3.1 基础处理测量放样, 清除地面杂物, 平整地基并压实, 浇筑 20cm 厚 C25 混凝土垫层。确保地基承载力满足设计及施工要求。3.2 门洞施工跨道路处设置车辆、行人门洞各 2 个, 门洞净宽分别为 8m 和 4m, 高 11.9m。门柱钢管采用热轧无缝钢管, 车辆、行人门洞立柱分别为 3 排和 2 排, 每排 4 个柱筒。钢管立柱底与条形基础预埋螺栓连接。门柱顶横桥向设 56b 号工字钢纵梁, 其上每隔 30cm 铺设 56b 号工字钢, 再上为 30cm×30cm 立杆。门洞所有型钢间设联系杆, 提高传力体系整体性。门洞顶部搭设不透水防护棚, 保证下部行车及行人安全。3.3 支架搭设采用满堂碗扣式支架。梁腹板处采用 30cm×30cm 立杆, 其余均为 60cm×60cm, 横杆步距为 1.2m, 梁端处及梁体渐变段采用 30cm×30cm 立杆。每根立杆设计荷载为N=30k N。3.3.1 施工前准备制定专项施工方案, 保证技术可靠和使用安全。经技术审查批准后方可实施。3.3.2 碗扣支架安装碗扣支架搭设顺序:立杆垫板立杆、横杆剪刀撑顶、底托人行梯架及工作平台纵横梁。(1) 布设立杆垫板。垫板采用 10cm×15cm 方木, 底座准确地放置在垫板上, 使立杆处于垫板中心。垫板放置平整、牢固, 底部无悬空现象。(2) 立杆、横杆安装。在底座上交错安装 0.6m 和 1.2m 长立杆, 调整立杆可调底座, 使同一层立杆接头处于同一水平面内。先全部装完一个作业面的底部立杆及部分横杆, 再逐层向上安装, 同时安装所有横杆。(3) 剪刀撑安装。为了保证支架的整体稳定性, 采用钢管和扣件作为剪刀撑加固。纵桥向剪刀撑在两侧腹板、翼缘板下及梁体中心线处设置。水平间距控制在 5.4m 范围内, 搭设角度控制在 4560°范围内, 交叉对称由底至顶连续布置。横向剪刀撑纵向间距为 3.6m, 在翼缘板下方加密 1.8m。剪刀撑钢管需要接长时, 必须保证搭接长度不小于 50cm, 且至少连接 2 个回转扣件。(4) 顶、底托安装。先将立杆顶、底托伸出量控制在 10cm 左右, 立杆安装完毕后再精确调至设计标高。顶托伸出量和底托丝杆外露部分不得大于 30。(5) 人行梯架及工作平台搭设。为了施工方便和安全, 分别在板梁翼缘板外侧搭设 1.8m 宽的工作平台及人行梯架, 并安装 1.2m 高的护栏。(6) 纵横梁安装。顶托标高调整完毕后, 在其上部安放 15cm×15cm 的方木纵梁, 在横桥向上布置间距为 30cm 的 15cm×15cm 的承重方木。方木接口处用扒钉钉牢, 横向方木的接头位置与纵向方木的接头错开, 且相邻两根方木接头不在同一平面上。图 1 下载原图3.4 底模安装支架搭设完成后检查其强度、刚度及稳定性。底模板采用标准钢模, 全联一次铺设完成。模板错台不超过 1mm。板与板的接缝必须位于横向方木顶面上, 并用海绵胶条粘贴防止漏浆。3.5 支架预压采用沙袋预压, 重量为箱梁自重的 1.2 倍。预压目的是消除地基和支架非弹性变形, 测出弹性变形值, 有利于桥面线形控制。预压加载顺序:050%80%120%80%50%0, 支架预压过程中进行沉降观测, 测出沉降位移量, 作为设定底模预拱值的参考依据。预压完成后, 逐根检查支架, 对松动之处进行加固处理。精确调整底模的预拱度到合理的数值。3.6 侧模、翼模安装侧模、翼模采用组合钢模板, 测量放线, 准确安装。模板安装稳固, 板面洁净、平顺光滑, 涂脱模剂, 接缝严密不漏浆。3.7 钢筋、预应力管道安装钢筋在加工场内统一制作完成, 钢筋变面要洁净, 遇有油渍、漆皮、铁锈等应清除干净。纵向主筋采用闪光对焊连接。同一截面内受力钢筋接头数不得超过其数量的 50%。梁体钢筋最小净保护层均为 35mm, 且扎丝的尾段不得伸入保护层内, 钢筋保护层垫块不少于 4 个/m。先进行底板、腹板钢筋绑扎, 再安装内模, 内模安装调试完成后, 绑扎顶板和翼缘板钢筋。并预埋防撞墙和竖墙预埋钢筋、伸缩缝等预埋件。预应力孔道采用金属波纹管。测量定位安装波纹管, 以保证预应力孔道位置的准确、顺畅。接头采用标准套筒套接, 加强接头的严密性, 防止渗浆。3.8 内模安装内模采用组合钢模板和胶合木板, 模板安装稳固, 板面洁净、平顺光滑, 涂有脱模剂, 接缝严密不漏浆。内模顶部间距 2.5m 开窗设 60cm×120cm 进料口兼捣固窗。灌注底板混凝土完毕后及时封闭进料口。3.9 梁体混凝土浇筑混凝土供应需满足施工需要, 保证浇筑过程连续进行。运输过程中, 确保混凝土不发生离析、漏浆、泌水等现象, 混凝土应保持均匀性和良好的拌和性能, 浇筑过程中, 随时检测混凝土的坍落度。混凝土浇注前, 将模板清理干净。浇筑顺序按纵向分段, 水平分层的施工方法连续浇筑。由箱梁一端向另一端浇筑, 以免墩顶处产生裂纹。水平按照先底板, 再腹板, 最后顶板的顺序浇筑。采用插入式振捣器为主, 附着式振捣器为辅的振捣方式。为保证振捣质量, 振捣器要快插、慢拔, 振捣时间以混凝土不再沉落, 不冒气泡, 表面开始泛浆为宜。振捣时不得碰触预埋件和预应力管道, 以免发生移位。灌注时应对称进行, 使模板受力均匀, 同时设专人检查外模, 防止模板变形。3.1 0 梁体混凝土养护混凝土浇筑完毕后及时对混凝土暴露面采用麻布覆盖并洒水养护。派专人定期进行撒水, 确保混凝土表面湿润, 养护期不少于 28d。3.1 1 预应力钢绞线加工、穿束钢绞线穿束前检查锚垫板和预留孔道, 以保证锚环与孔道对中, 且承压面必须与波纹管中心切线方向垂直。根据梁体的长度、锚夹具长度、千斤顶长度、张拉伸长值和外露长度等因素计算并确定钢绞线的下料长度。穿束时应注意不要捅破波纹管。钢绞线切割采用砂轮机切断, 严禁采用电弧切割。3.1 2 预应力张拉梁体混凝土强度及龄期均达到设计张拉要求后, 进行张拉。预应力钢束张拉按初张拉和终张拉两个阶段进行。采用 4 台 YDC3500-250 型内卡式千斤顶两端同步、对称张拉, 并先腹板后顶板的顺序进行。在张拉作业前, 对千斤顶、压力表、油泵等进行配套标定。严格按照工艺流程:清理锚垫板及钢绞线表面安装工作锚及夹片安装限位板千斤顶就位推紧工作锚夹片初应力 (0.1con) 0.2con张拉控制应力 1.0con (持荷 5min) 锚固拆除千斤顶切除端头钢丝, 进行施工。张拉预应力钢束时以油表读数和伸长值进行双向控制, 预应力筋实际伸长值与计算伸长值的差值不大于±6%。张拉过程中, 预应力钢绞线出现断丝现象, 千斤顶严重漏油, 油压表不回零, 调换千斤顶及油表时, 应停止张拉, 待查明原因并采取措施后, 再重新张拉。每片梁断丝及滑丝量不应超过预应力钢绞线总丝数的 0.5%并不应位于梁体的同一侧, 且一束内断丝不应超过一丝。3.1 3 管道压浆及封锚张拉完成后 48h 内进行压浆。压浆前, 检查灌浆孔及排气孔是否畅通, 清洗灌浆孔和波纹管道内杂物。压浆应缓慢进行, 压浆顺序由一端向另一端进行, 从低处向高处压浆, 压浆的最大压力不宜超过 0.6MPa。待出浆口流出的浆体稠度与压入端一致时, 关闭出浆口阀门, 持压 5min, 然后关闭进浆口阀门。压浆后检查压浆的密实情况, 如有不实, 应及时补灌。压浆过程中, 每孔梁制作 3 组标准养护及同条件养护试件。压浆完成后, 安装封端钢筋及模板, 灌注与梁体同标号的 C50 的补偿收缩混凝土及时进行封锚3.1 4 模板、支架拆除支架、底模在梁体混凝土强度及弹性模量达到设计值的 100%, 方可拆除。拆模按照立模顺序逆向进行, 不得损伤混凝土, 并减少模板破损。当模板与混凝土脱离后, 方可拆卸、吊运模板。4 质量和安全保障措施4.1 箱梁混凝土浇筑质量保障措施(1) 混凝土灌注前, 通知第二拌和站作好材料及设备准备, 作为备用拌和站。(2) 准备备用输送泵, 一旦出现坏泵情况, 立即投入使用。(3) 配备塑料布 1800m, 若遇下雨, 对浇筑混凝土采取边遮盖边浇筑, 防止混凝土被雨水冲刷。(4) 准备二台备用发电机及备用照明系统, 一旦停电, 启用发电机电源。4.2 施工安全保障措施(1) 对所有施工作业人员进行安全培训教育, 培训合格后方能上岗作业。(2) 梁体浇筑前及施工过程中均派专人对支架进行检查, 若发现支架变形或者异响, 及时通知作业人员撤离, 再对支架进行加固处理。(3) 施工场地四周按要求挂设安全防护网, 高空作业人员必须佩戴好安全帽, 系好安全带, 穿好防护鞋等防护用具。(4) 配备两名专业电工, 严格按照用电安全规范布设用电设施, 作业人员严格按照规范使用机械设备。不间断巡视检查, 发现故障及时排除, 发现问题及时整改。5 结束语满堂支架法在桥梁工程中是一种常见的施工方法, 随着国内铁路、公路交通基础设施建设的高速发展, 大大推进了满堂支架的应用进程, 满堂支架施工工艺也不断进行改进。现代满堂支架施工技术亦朝着大吨位、大跨径方向发展, 本文结合施工实践, 介绍了预应力箱梁现浇施工的技术及质量控制经验, 为类似工程的施工提供参考。参考文献1客货共线铁路桥涵工程施工技术指南 (TZ 203-2008) .中国铁道部出版社, 2008. 2公路交通安全设施设计规范 (JTG D81-2006) .人民交通出版社, 2006.