现浇箱梁及预制箱梁施工技术分析

2022-03-28 13:58马建华梁雨生
企业科技与发展 2022年1期
关键词:压浆现浇支座

马建华,梁雨生

(江苏东交智控科技集团股份有限公司,江苏 南京 210000)

箱梁是当下桥梁工程建设中不可或缺的结构之一,其本身的承载性、强度和稳定性等都能够满足工程建设需求。在众多箱梁结构中,现浇箱梁、预制箱梁是两种最为常用的箱梁结构形式,它们涉及诸多复杂的施工工序,整体施工难度比较大[1]。为了提高这两种箱梁的施工质量,必须采取有效的施工技术。

1 现浇箱梁与预制箱梁的特征和优势

现浇箱梁刚度大,结构轻盈且整体性较好,是当前路桥结构中最为常用的一种主梁结构形式,它可以很好地满足不同跨度、平面曲线弯度等方面的桥梁工程设计要求,可以有效地克服地面上存在的各种障碍物对桥梁工程建设带来的不利影响,可以满足外界复杂的施工条件。与此同时,现浇箱梁结构在当下的路桥工程建设中常常应用跨连续结构形式,并且在后续施工中可以采取一次性整体浇筑施工工艺,从而可以显著提升现浇箱梁结构的整体性。此外,现浇箱梁自身没有设置墩顶盖梁部分,这使得其下部结构体积较小,整体的结构轻盈性突出,有利于减少桥梁工程建设成本。

虽然现浇箱梁具有许多施工优势,但是现场施工涉及较大的工程量,整体施工工期较长,并且可能会造成环境污染问题,同时地基如果存在不均匀沉降问题或者剧烈的热胀冷缩变化都可能会诱发现浇箱梁结构裂缝,进而可能会造成渗水病害。预制箱梁可以提前在相应的工厂中预先制作,机械化生产效率较高,并且生产的箱梁结构稳定性和强度更高,这就使得后续现场箱梁施工作业中的施工工期更短,成本也更低。在某些桥梁施工现场条件不适宜开展现浇箱梁施工的情况下,可以借助预制箱梁提升现场箱梁施工的效率。

2 现浇箱梁施工技术的应用要点

2.1 现场地基处理要点

作为现浇箱梁施工的基础,现场地基的质量情况会对整个箱梁施工质量带来极大的影响。当前,处理地基主要应用支架地基施工工艺,必须对支架地基施工质量进行严格控制,否则可能会造成后续现浇箱梁出现变形或开裂等病害。针对现场地基的处理,可以结合现场施工作业的条件和要求等,灵活地选用锤击沉管桩施工技术、抛石挤淤施工技术等地基处理技术,它们都能够提高地基处理效果。以锤击沉管桩施工技术为例,主要是在现浇箱梁施工现场的恰当位置设置钢管桩,并在其上面铺设横梁构成一个稳固的工作面,确保上部支架稳定性[2]。

2.2 满堂支架布设要点

通过科学布设满堂支架(如图1所示),可以将上部桥梁结构的荷载均匀地传导到地基中,而满堂支架一般多应用碗扣式支架,具体就是采用直径为48 mm的钢管进行支架搭设,并且开一幅后方可逐孔进行搭设,横杆间距宜控制在90 cm左右,立杆间距宜控制在60~120 cm左右。

图1 满堂支架预压图

在搭设支架过程中,要结合现场情况验算支架的稳定性、刚度和强度等关键指标,保证所搭设支架当中受压杆件在承载作用下的弹性挠度小于1/400的构件长度,并且要加强横隔梁与腹板部位;搭设的支架要设置足够的剪刀撑与斜撑,使它们可以构成横纵相连的一个完整的满堂支架结构,确保支架整体的稳定性满足后续现浇箱梁施工作业的要求。此外,为了避免搭设支架后地基出现非弹性变形,在上部现浇箱梁结构施工前提前开展预压处理,确保箱梁提前维持一个适宜的预拱度。预压荷载要对现浇箱梁的实体荷载实际分布情况进行模拟,并且预压操作下的支架稳定性判断以每24 h沉降量小于1 mm为基准。

2.3 箱梁模板安装要点

箱梁模板安装施工是确保现浇箱梁施工质量的重要环节,必须保证整体模板安装施工作业的质量,具体安装要点如下:首先,在安装上支座钢板时,施工人员要对其质量情况进行检查,如支座平面位置与平整度等,保证它们安装后保持良好的均衡性,同时要使用螺栓对它们进行加固处理。其次,要对侧向模板安装效果进行检查,保证其平整度与光洁度等满足施工要求与标准。如果发现模板安装施工中存在不合格的部件,就要及时更换部件,力求可以全面增强模板间连接的紧密性和稳固性。最后,要科学安装内模,具体需要依据设计方案和内模安装施工实际情况,将内模支腿作为参照,准确移动内模进行加固处理。在模板安装施工过程中,要对安装的质量进行检验,安装模板后需对接缝进行合理处理,确保接缝部位的紧密性,否则后续的混凝土浇筑中容易出现漏浆问题或者胀模问题;确保模板不同位置都均匀地涂抹了脱模剂,以方便后续脱模作业,保证整个模板安装施工的质量。

2.4 混凝土浇筑要点

现浇箱梁施工中所用的混凝土主要采用现场搅拌制备的方式,然后按照从幅板到顶板的顺序进行混凝土浇筑。浇筑前,要按照设计要求开展钢筋安装施工,其中底板钢筋与腹板钢筋需要结合设计图纸开展绑扎施工,有效控制焊接接头的数量,同时注意控制钢筋绑扎间距、保护层厚度等,确保相关参数设定的准确性。此外,在浇筑前必须检查模板安装的质量情况,以及模板之中是否存在各种杂物等,同时认真检查钢筋安装和支架安装的质量问题。针对内顶模的安装,要对其中施工预留孔设置的准确性进行检查,并且要相互错开钢筋的切割位置,为后续混凝土浇筑施工作业做好铺垫。

浇筑混凝土时需要按照如下两次浇筑方式开展施工:第一次从自底板与幅板位置开展混凝土浇筑,一直浇筑到肋板顶部位置,同内模侧模顶口位置保持平齐状态,只有浇筑的混凝土强度达到70%时才能够安装内模板及绑扎钢筋,并且要保证浇筑顶板位置处的混凝土强度达到100%方可开展下一个工序,在对混凝土进行摊铺过程中适宜采用斜向摊铺方式。第二次从自顶板与翼板部位开展浇筑施工,直至浇筑到肋板顶部位置。在整个浇筑作业中,要合理判断施工缝的留置位置及处理方式,避免它们对后续整体的现浇箱梁施工质量带来不利影响。与此同时,第一次浇筑要采用连续混凝土浇筑工艺,中间不能够停止浇筑,否则留下的施工缝会影响整体施工质量。此外,在浇筑混凝土中要认真开展振捣施工,如果应用插入式振捣棒开展振捣施工作业,那么插入点之间的间隔距离适宜维持在40 cm之内;振捣作业中要避免振捣棒触碰到预应力管道与模板等,并且振捣点要分布均匀,避免出现过振或漏振问题;在振捣混凝土过程中出现的胀模、漏浆等问题要及时处理,否则不能进行后续的混凝土浇筑作业。做好浇筑混凝土的养护施工工作,其间需要关注外界的实际气温变化情况,如果在夏季气温比较高的条件下进行养护,可以借助麻袋或者塑料薄膜进行覆盖处理,并且需要做好经常性洒水养护。如果是冬季气温比较低的条件下开展混凝土养护施工,就要做好保温养护处理,避免混凝土在养护阶段出现开裂问题。

2.5 预应力张拉要点

在进行预应力张拉施工中,要检查张拉用钢绞线的清洁度与平滑度,分析有关机械设备的工作性能状况,保证它们不存在损伤的情况。在下料期间,要结合设计要求开展钢丝绑扎,有效控制相应的间距,并借助波纹管预埋的方式确保成孔施工质量。箱梁张拉前,要及时清除其表面的各种杂物,并对浇筑混凝土前的强度进行分析,一般要保证其强度达到80%后方可开展预应力张拉作业。在每次张拉作业中要派专门人员分析管道摩阻值,合理调整整个张拉作业环节,确保预应力张拉施工质量。

2.6 压浆施工作业要点

预应力张拉施工完毕的24 h内及时进行压浆施工作业,避免预应力筋出现锈蚀或松弛问题而对整个现浇箱梁施工质量带来不利影响。具体的压浆施工作业流程及要点如下:在结束预应力张拉后要将多余的钢绞线切除掉,并对孔道进行预先清理,保证其中不存在杂质和积水,之后方可进行压浆施工,应依据从下到上的顺序,借助真空泵对孔道中的空气进行抽取,保证其中内压力维持在-0.08 MPa左右,然后即可在真空、慢速条件下将浆体压入到管道之内。在整个压浆过程中,要对管道连接情况、压浆速度等进行观察,如果没有发现异常灌浆问题,则可以保持正常压浆速度直至压浆施工完毕。如果存在异常压浆问题,那么调整管道连接、压浆速度等处理压浆问题。在完成整个压浆作业任务后且水泥浆的稠度达到正常状态后,可以将阀门和排气阀相应地关闭。

3 预制箱梁施工技术的应用要点

3.1 支座安装施工要点

支座安装是预制箱梁施工作业的重要环节,将梁体搁置在所设置的临时支座上面构成简支状态,并将桥面板与端横梁钢筋进行有效连接,对墩顶连续段部位进行混凝土浇筑。待张拉完负弯矩钢筋且通过校验后可以将设置的临时支座拆除掉。在临时支座安装前,要做好施工测量放样及高程测定工作,并且临时支座拆除前混凝土强度需要达到设计强度值的95%以上[3]。如果工程施工中应用橡胶支座,那么要对垫石表面进行认真清理,并且需要确保其同支座中心线保持重合状态。图2为预制箱梁橡胶支座安装位置示意图。

图2 橡胶支座安装位置示意图

3.2 运输预制箱梁要点

预制箱梁的运输工作可以采用载重量合理的龙门吊设备将预制箱梁搁置在平板运输车辆上进行运输,在运输前需认真检查已制作好的预制箱梁质量再进行吊装,确保运梁平车和龙门吊保持准确对位,保证将预制箱梁吊起之后使其平稳地搁置在运梁平车上面后加以牢固固定,顺利将各个预制箱梁稳定、安全地运输到施工现场[4]。可以借助2台龙门吊对现场的预制箱梁进行短距离运输,确保预制箱梁搬运的安全性。

3.3 预制箱梁安装要点

鉴于预制箱梁本身的重量较大,长度较长,为了保证可以一次性成功架设预制箱梁,需要结合现场施工作业的实际情况选择型号恰当的吊车与架桥机,使二者同时开展预制箱梁架设。在吊梁安装期间,在预制箱梁经过运梁机运输到特定位置后进行下落且在距离支撑垫石50 m的距离时要将速度降低,并对垫石和预制箱梁之间中点是否存在偏差情况进行检查,在临时支撑用的千斤顶上准确设置预制箱梁。在预制箱梁架设前要检查其尺寸是否满足要求,同时对箱梁下部是否存在杂物进行清理,并对轴线点与水准点进行准确布设,保证梁端线、垫石标高等的准确性。此外,在预制箱梁架设期间重点做好如下工作:一是结合预制箱梁架设施工方案,对预制箱梁吊装施工顺序进行科学设计,借助运梁平车将它们运输到架梁机的后胯之内,并借助吊车提升箱梁及将边梁吊运到中梁部位处,注意对边梁进行有效固定。二是在完成架桥机横移后,采取边梁挂架及携梁横移的方式将边梁掉放到相应的安装位置处进行安装。三是合理处理制梁台座,有效控制梁体变形问题,确保整体施工质量[5]。

4 结语

综上所述,现浇箱梁、预制箱梁等都是当前桥梁工程建设中广泛应用的箱梁结构形式。这两种箱梁的施工工艺和流程各不相同,要结合现场施工实际情况,科学地制订现浇箱梁和预制箱梁施工技术应用方案,确保现浇箱梁和预制箱梁施工的质量。

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