王飛虎
山西路橋第二工程有限公司 山西臨汾 041000
現(xiàn)澆箱梁在穩(wěn)定性以及結(jié)構(gòu)形態(tài)方面均具有突出的優(yōu)勢(shì),但施工期間的細(xì)節(jié)較多,具有復(fù)雜性,必須從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件出發(fā),以工程質(zhì)量要求為導(dǎo)向,合理應(yīng)用施工技術(shù),在安全的前提下高效建成現(xiàn)澆箱梁。
某山區(qū)高速公路四面環(huán)山,主線互通建設(shè)在K50+700-K52+135區(qū)間,總長(zhǎng)約1435m,四條橋梁的總長(zhǎng)約3245.37m。此外,沿線設(shè)置7座互通匝道混凝土箱梁橋,全長(zhǎng)1679.2m,現(xiàn)澆箱梁支架高度視現(xiàn)場(chǎng)施工條件而定,最大超過40m,規(guī)模較大。地質(zhì)勘察結(jié)果顯示,互通區(qū)建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)為單面斜坡地形,坡向45°-60°,地形條件特殊,不利于橋梁立體交叉、支架搭設(shè)等工作的順利開展,存在難度大、安全隱患多的局限性[1]。
對(duì)比分析,常規(guī)的扣件式或碗扣式支架的桿件常選擇的是48×3mm的普通鍍鋅鋼管,但盤扣式支架對(duì)主要承重桿件做出升級(jí),通常采用的是60×3.25mm的普通鍍鋅鋼管,并且材質(zhì)也由原本的Q235B鋼調(diào)整為Q345B鋼,尺寸以及材料性能均有所優(yōu)化,得益于構(gòu)件原材料的質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì),建成的盤扣式支架受力性能更為可靠。此外,從單根承載力的角度來看,盤扣式支架通常達(dá)到碗扣式支架的兩倍,在日常使用中有效承受荷載作用,便于各項(xiàng)工作的開展。
在盤扣式支架中,將銷子和盤連接后,依托于構(gòu)件自身的重力作用便可有效鎖緊支架,且豎向、橫向的斜桿均具有穩(wěn)定性。在橫向和縱向力的相互作用下,營(yíng)造穩(wěn)定可靠的受力條件,有利于提高盤扣支架的穩(wěn)定性,避免變形問題。除此之外,盤扣式支架是完整的結(jié)構(gòu)體系,內(nèi)部的各個(gè)細(xì)分組成單元均以格構(gòu)式的形式存在,由此也保證了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,在使用過程中幾乎無失穩(wěn)、變形等問題,安全性顯著。
盤扣式支架的制作工藝合理,采用到熱鍍鋅表面處理的方法,針對(duì)構(gòu)件的表面采取噴漆和刷漆雙重處理措施,構(gòu)成防護(hù)體系,可避免表面掉漆、銹蝕的問題,后續(xù)檢維修工作量減少,無需投入大量的資源,而在合理應(yīng)用熱鍍鋅表面處理方法后,還有利于延長(zhǎng)鋼管的壽命,確保支架在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)均可滿足要求。此外,熱鍍鋅的方法還在一定程度上提升了支架的整體觀感[2]。
場(chǎng)地的選擇是基礎(chǔ)工作,隨后清理場(chǎng)地的雜物,做整平和壓實(shí)處理,得到承載力不小于250kPa的地基。場(chǎng)地基礎(chǔ)無質(zhì)量問題后,根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求,于該處搭設(shè)支架,通過質(zhì)量檢驗(yàn)后預(yù)壓,用于消除支架的非彈性變形,同時(shí)檢驗(yàn)支架的承載性能,為支架的有效使用提供保障。支架預(yù)壓期間,詳細(xì)記錄各檢測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù),完整記錄,作為分析支架搭設(shè)質(zhì)量的依據(jù)。
山區(qū)高速公路的建設(shè)環(huán)境更為復(fù)雜,需穿越崇山峻嶺,并且橋梁建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)正處于陡坡地形區(qū),為保證支架的穩(wěn)定性,必須提前整平、夯實(shí)地基。開挖具有擾動(dòng)作用,易破壞現(xiàn)場(chǎng)巖土體的穩(wěn)定性,因此非必要時(shí)盡可能減少開挖量,針對(duì)坡度在45°以上的地形,有必要設(shè)置高度、跨度均合理的臺(tái)階?;A(chǔ)得到有效的處理后,安排18t壓路機(jī)予以壓實(shí),提高基礎(chǔ)的平整性與密實(shí)性,對(duì)于壓路機(jī)難以觸及到的局部邊角區(qū)域,采取蛙式打夯機(jī)處理的方法,并加強(qiáng)對(duì)承載力的檢測(cè),要求實(shí)測(cè)值至少達(dá)到0.25MPa。經(jīng)過前述施工后,用混凝土對(duì)基礎(chǔ)做硬化處理,厚度按20cm予以控制。
2號(hào)橋箱梁為單箱多室的截面,懸臂1.75m,為1.8m的等高箱梁。箱梁頂板、底板厚度分別為25cm、22cm,邊腹板和中腹板兩處厚度均按50cm控制,較為特殊的是支點(diǎn)周邊的腹板,該部分的厚度增至90cm。中橫梁板塊的厚度為2m,箱梁端橫梁厚度為1.5m。箱梁底板的布設(shè)間距根據(jù)具體位置而定,布設(shè)在橫向?qū)嶓w處時(shí)按1.2m考慮,布設(shè)在翼板處時(shí)適當(dāng)加大間距,即1.5m,縱向間距保持一致,均為1.5m。在架體頂托結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上布設(shè)14號(hào)工字鋼,作為主龍骨;取100mm×100mm的方木,作為次龍骨;次龍骨方木設(shè)置到位后,于上方鋪設(shè)厚度為15mm的竹膠合板。除此之外,沿線路方向按6m的間距依次設(shè)置剪刀撐,期間檢測(cè)并調(diào)整好剪刀撐的姿態(tài),使其與地面呈45°的夾角關(guān)系(縱橫向均布設(shè))。為全面增強(qiáng)支架的穩(wěn)定性,配套可調(diào)節(jié)的鋼管,發(fā)揮出此類構(gòu)件的支撐作用,確保支架整體裝置在日常使用中始終具有足夠的穩(wěn)定性。
(1)預(yù)壓的主要作用。消除非彈性變形,根據(jù)預(yù)壓情況合理設(shè)置預(yù)拱度。檢驗(yàn)支架在各工況下的實(shí)際表現(xiàn),即剛度、撓度以及穩(wěn)定程度,從中識(shí)別不足之處,采取針對(duì)性的處理措施,最終得到滿足質(zhì)量要求的支架,有效投入使用。
(2)預(yù)壓方法。預(yù)壓時(shí)間安排在箱梁底部安裝后、鋼筋綁扎前,預(yù)壓荷載取混凝土恒載和模板自重總和的1.1倍,加載物選用的是混凝土預(yù)制塊和鋼筋配重,及時(shí)計(jì)算每一吊塊的壓載量,完整記錄信息。在控制壓重荷載時(shí),盡可能使其覆蓋多跨,同時(shí)精準(zhǔn)模擬,避免荷載過大。壓載期間可能存在鋼管支架斜撐偏壓?jiǎn)栴},對(duì)此采取的是從中間開始向兩側(cè)對(duì)稱加載的方法,保證荷載均勻分布;卸載時(shí),從兩邊開始,以對(duì)稱的方式向中間逐步卸載。為準(zhǔn)確掌握支架在預(yù)壓過程中的實(shí)際情況,在距墩頂2m、1/4跨、1/2跨三個(gè)區(qū)域分別布設(shè)觀測(cè)點(diǎn),各斷面5個(gè),由專員觀測(cè)與記錄,根據(jù)觀測(cè)信息對(duì)支架在預(yù)壓期間的表現(xiàn)做出準(zhǔn)確的判斷[3]。
(1)底模、外模兩部分,選用平整的竹膠板。嚴(yán)格控制模板的鋪設(shè)位置以及各板材的尺寸,使相鄰模板緊密貼合,減小板間拼縫寬度。底模鋪設(shè)后,用2m直尺檢查平整度,用儀器檢查標(biāo)高和邊線寬度,各項(xiàng)實(shí)測(cè)結(jié)果均要滿足要求。根據(jù)模板安裝情況靈活調(diào)控鋼筋的安裝順序,底模增設(shè)1.5cm預(yù)留量,確保在施工成型后橋梁的高度可以滿足要求。
(2)底模施工時(shí),橫橋向設(shè)10×10cm的方木,中心間距30cm,下方的縱橋向支架頂部設(shè)10×15cm方木。
(3)分段鋪設(shè)底模以及側(cè)模,協(xié)調(diào)好模板的位置,使側(cè)模穩(wěn)定壓在底板上。在安裝底板時(shí),將路中心線作為基準(zhǔn),對(duì)稱向兩側(cè)安裝,隨后按30cm的間距依次設(shè)置10×10cm方木,起到加固的作用,并借助鋼管斜撐穩(wěn)固在支架上,其中斜撐的布設(shè)間距根據(jù)實(shí)際情況而定,有50cm、70cm兩種可供選擇。
(4)底模安裝前,先根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙測(cè)放標(biāo)高、中線等,作為安裝時(shí)的參照基準(zhǔn),同時(shí)設(shè)定合適的預(yù)拱度。通過對(duì)支架的調(diào)整,將底模橫坡控制在許可范圍內(nèi);模板緊密銜接,拼縫嚴(yán)密,為避免混凝土澆筑期間材料經(jīng)由拼縫處滲漏,在縫間粘貼雙面膠;清理模板,均勻刷涂脫模劑,避免混凝土粘結(jié)在模板上。
(5)側(cè)模材料為竹膠板,以滑移的方法將其設(shè)置到位,或是吊裝至指定安裝位置,經(jīng)過調(diào)整后使側(cè)模與底模板對(duì)準(zhǔn),檢測(cè)側(cè)模的角度并用頂壓桿加以調(diào)整,若無誤再與端模穩(wěn)定連接,隨后設(shè)置螺栓、配套拉桿,全面穩(wěn)固側(cè)模。
(1)底模安裝后,對(duì)其位置、穩(wěn)定程度做詳細(xì)的檢查,確認(rèn)無誤后開始安裝鋼筋。根據(jù)施工要求選取合適規(guī)格的鋼筋,組織試驗(yàn)以便確定其在抗彎、抗拉方面的性能以及延伸率,篩選出質(zhì)量達(dá)標(biāo)的鋼筋。以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn),加工箱梁鋼筋,掛牌標(biāo)識(shí),分類堆放到位,妥善保管。
(2)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求,在底模上測(cè)放鋼筋的布設(shè)位置以及間距,形成標(biāo)記,以此為基準(zhǔn)將鋼筋設(shè)置到位。鋼筋綁扎時(shí),避免局部折斷、滑動(dòng)等異?,F(xiàn)象。安裝后的鋼筋骨架必須具有足夠的穩(wěn)定性。
(3)均勻設(shè)置混凝土墊塊,鋼筋不可與模板接觸,否則部分鋼筋難以被混凝土有效包裹,導(dǎo)致澆筑成型的箱梁有露筋的情況。
(4)鋼筋安裝時(shí),每50cm或100cm設(shè)置一道定位鋼筋網(wǎng)片,并以焊接的方法穩(wěn)定連接在主筋上,由此保證波紋管的穩(wěn)定性,以防混凝土澆筑期間管道上浮。為構(gòu)成完善的波紋管管路網(wǎng)絡(luò),用套接法處理接頭,套管長(zhǎng)度30cm,根據(jù)待連接波紋管的尺寸,為之套上大一號(hào)規(guī)格的波紋管,用膠布緊密纏繞兩頭,提升嚴(yán)密性,規(guī)避澆筑期間漿液流入管內(nèi)的問題。
(1)預(yù)應(yīng)力束的設(shè)置。波紋管安裝后,先行布置預(yù)應(yīng)力鋼絞線束,以便高效張拉。錨墊板是關(guān)鍵的裝置,安裝時(shí)根據(jù)要求控制位置和尺寸,使其與預(yù)應(yīng)力管道呈垂直的位置關(guān)系。此外,有必要在鋼束張拉端和錨固端設(shè)錨下鋼筋。
(2)編束與穿束。在現(xiàn)場(chǎng)按要求配制鋼絞線束,由專員精細(xì)化操作,精準(zhǔn)控制配料長(zhǎng)度,切割時(shí)用斷料鋸操作,不允許采用氧割的方法,否則將損傷鋼絞線,出現(xiàn)長(zhǎng)度不足、材料殘缺等問題。在地坪(提前經(jīng)過清理以及整平,具有足夠的平整性和穩(wěn)定性)上編束,梳理好鋼絞線,按照編號(hào)依次擺放,用扎絲編織,合攏捆扎,得到完整的鋼絞線束后逐段穿束。
(3)波紋管的設(shè)置。按預(yù)應(yīng)力束曲線布置波紋管,設(shè)井字型鋼筋(φ8鋼筋),布設(shè)間距視情況而定,直線段1m一道,曲線段加密至50cm,用于固定波紋管。井字型鋼筋的設(shè)置采取綁扎或焊接的方法,若焊接則將其穩(wěn)定設(shè)置在箱梁內(nèi)鋼筋上,且考慮到曲線邊腹板束的脆弱性,在該處設(shè)置防崩鋼筋。經(jīng)過安裝后,波紋管的線形保持平順,位置保持穩(wěn)定,連接狀態(tài)保持良好(具有足夠的密封性)。
提前組織試驗(yàn),確定合適的配合比,作為混凝土拌和時(shí)的用量控制基準(zhǔn)。以現(xiàn)場(chǎng)施工要求為準(zhǔn),拌制足量滿足質(zhì)量要求的混合料,做到隨拌隨用,且避免混凝土供應(yīng)不足或過量。
澆筑前,先檢測(cè)混凝土的坍落度,要求在12±2cm以內(nèi)。為提供充足的施工時(shí)間,拌和時(shí)摻入早強(qiáng)緩凝劑,在該材料的作用下,混凝土初凝時(shí)間不早于6h,3.5d強(qiáng)度超80%,7d強(qiáng)度完全達(dá)標(biāo)。只有在混凝土材料滿足質(zhì)量要求后,方可投入使用。
混凝土泵送入模,分兩次澆筑到位,首先是底板和腹板,隨后是頂板。澆筑順序的控制考慮兩個(gè)方面,橫向從外側(cè)懸臂板及墩中開始,逐步轉(zhuǎn)向墩頂;縱向從懸臂端及跨中開始,逐步轉(zhuǎn)向墩臺(tái)。
混凝土澆筑時(shí),用插入式振搗器振搗,控制好振搗點(diǎn)位,不可碰觸鋼筋以及模板,以免此類材料偏位或受損;此外,把握好各點(diǎn)位的振搗時(shí)間,不出現(xiàn)過振、漏振現(xiàn)象。對(duì)于振搗期間所存在的異常狀況,均隨即暫停施工,分析原因,采取處理措施,盡快恢復(fù)正常施工狀態(tài)。
在現(xiàn)澆箱梁施工中,除了澆筑與振搗外,養(yǎng)護(hù)也是重點(diǎn)環(huán)節(jié),養(yǎng)護(hù)方法將直接影響箱梁的成型效果。養(yǎng)護(hù)時(shí),溫度和濕度是基礎(chǔ)控制指標(biāo),創(chuàng)設(shè)良好的溫濕度條件后,有利于混凝土有效成型。養(yǎng)護(hù)的具體要點(diǎn),如下:
(1)考慮到箱梁混凝土澆筑周期較長(zhǎng)的局限性,在頂面澆筑時(shí)安排養(yǎng)護(hù),待混凝土達(dá)到初凝狀態(tài)并且經(jīng)過抹面處理后,全面養(yǎng)護(hù)。不同部位的養(yǎng)護(hù)方法略有差異,頂部覆蓋土工布并灑水,側(cè)模包裹塑料薄膜保濕養(yǎng)護(hù),但均是“覆蓋+灑水”的基本思路。
(2)箱梁側(cè)部的養(yǎng)護(hù)時(shí)間安排在側(cè)模板拆除后,覆蓋的是抗拉、抗裂的塑料薄膜。為避免混凝土水分在短時(shí)間內(nèi)大量散失,脫模后盡快覆蓋塑料薄膜,全方位防護(hù)。養(yǎng)護(hù)過程中,根據(jù)混凝土表面的干濕程度適量灑水,使其始終保持濕潤(rùn)。加強(qiáng)對(duì)塑料薄膜的檢查,若受損則及時(shí)修補(bǔ)。
綜上所述,在高速公路橋梁工程中,現(xiàn)澆箱梁支架施工技術(shù)取得廣泛的應(yīng)用,其涉及到的要點(diǎn)較多,包含支架結(jié)構(gòu)型式的選擇、支架的搭設(shè)、模板安裝、鋼筋綁扎、混凝土澆筑及振搗、養(yǎng)護(hù)、預(yù)應(yīng)力張拉、孔道壓漿及封錨等,各環(huán)節(jié)又有諸多細(xì)分要點(diǎn),在本文中,經(jīng)過分析后提出一些具體的作業(yè)方法,希望能夠給同仁提供參考。