先简支后连续后张法预应力砼小箱梁施工工法文档格式.docx
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3.内模
内模采用定型钢模,一般4m一节,变截面处断开,保证尺寸准确,拆装快速方便,同时满足刚度和强度要求。
4.端模板
为了便于拆卸,采用8mm钢板分4部分(底板、两腹板、顶板)制作组拼成型。
制作时要注意锚垫板的位置准确,拼装时要注意角度和坐标(锚垫板的中心)正确。
5.翼缘模板
翼缘部分因有众多外露钢筋,模板较难设计,采用竹胶板板条在外露钢筋处作成凹形。
(三)箱梁预制施工
1.钢筋制作与安装
(1)钢筋的保护与贮存:
钢筋应贮存于地面以上0.5m的平台,垫木或其它支承上,并应使其不受机械损伤及由于暴露于大气而产生锈蚀和表面破损。
(2)钢筋的检验
钢筋在进场前必须进行检验,检验合格后方可进场使用。
Ⅰ、Ⅱ级钢筋分别符合国标GB13013-91和国标GB1499-98的规定。
凡钢筋直径≥12mm的均采用Ⅱ级的(20MnSi)热轧螺纹钢,凡钢筋直径<12mm者,采用Ⅰ级(A3)钢。
(3)钢筋的制作
严格按照《公路桥涵施工技术规范》进行,钢筋应按图纸所示的形状进行制作,没有特别说明的,所有钢筋均应冷弯。
对于盘筋和弯曲的钢筋采用冷拉方法调直。
凡钢筋直径≥12mm时,均采用焊接,钢筋直径<12mm,如图纸未注明,钢筋连接可采用绑扎。
受力钢筋的焊接或搭接应设置在内力较小处,并错开布置。
(4)钢筋安装
严格按照施工图纸并按一定的顺序进行安装绑扎。
先主筋后箍筋,钢筋间距均匀,箍筋接头交错布置,有焊接的主筋与水平筋错开布置,并注意合理放置垫块,保证保护层厚度。
绑扎完的钢筋骨架要顺直稳固,确保砼振捣时钢筋位置不受影响。
(5)注意事项
a、普通钢筋与预应力管道发生矛盾时要服从预应力管道不受影响,普通钢筋合理的调整一下。
b、有的预埋钢筋在安装时要对应布置,以防遗忘。
c、预应力管道定位准确,固定牢固。
定位筋要严格按照图纸提供的间距设置。
2.钢绞线及波纹管
管道采用金属波纹管,安装时按照图纸提供的横纵坐标定位,要求定位筋牢固,准确管道接缝紧密,用胶带密封,以防止水泥浆进入,增加管道摩阻损失。
两头张拉端,锚垫板位置及埋设角度准确。
建议在浇注砼前穿入钢绞线,以防管道堵塞,并且在砼初凝前间歇抽动。
负弯矩部分管道预埋同正弯矩要求一致,也要穿入钢绞线或pvc管,浇完混凝土后抽出,保证波纹管道畅通,同时也要注意锚下垫板埋设准确。
3.砼的浇筑
(1)浇筑前要检查的关键工作
a、首先要明确预制的是那一跨、那一位置的梁,是边跨、中跨还是边梁、中梁,尤其注意内外边板、翼板的横坡度,以防混淆。
底座也要分清位置。
b、具体的那一部位的预埋件埋了没有,如护栏的、横隔板的、伸缩缝的等。
特别是锚垫板应与端头模板紧密贴合,不得平移或转动。
c、检查管道、定位准确,端模板应与侧模与底模紧密帖合并与孔道轴线重合。
d、模板到位后检查断面尺寸,并注意截面变化位置。
(2)砼浇筑工艺
a、混凝土拌合及运输
砼拌合要严格按照试验操作规程以及试验室配比单提供的配比进行。
该箱梁采用一台JS500强制式搅拌机进行搅拌,用小翻斗车拉料斗运输至大梁附近龙门吊下,然后借助于龙门吊起吊吊斗浇注砼。
要求操作方便快捷,能满足施工要求。
b、砼浇筑
砼浇筑工艺直接影响到砼密实度,密实度与砼的强度和耐久性有关,主要从两方面来控制,一是浇筑方法,二是振捣工艺。
c、振捣方法的选择
选择插入式振捣器与附着式振捣器相结合的方法,采用两头同时浇筑,水平分层浇筑的顺序进行。
由于此箱梁的腹板较窄,标准断面为18—25cm,加之考虑钢筋与波纹管所占的空间,不能满足插入式振捣器的施工要求,故腹板应选择附着式振捣器进行振捣。
底板及顶板选择按常规施工插入式振捣器即可。
(3)施工要点:
注意底板与腹板,顶板与腹板砼浇筑的衔接时间要紧凑,以防出现施工缝,参考50#砼的初凝时间以及施工温度情况。
浇筑次序可为:
底板→支内模板→腹板→顶板。
为避免腹、翼板交界处因腹板砼沉落而造成纵向裂纹,可在腹板砼浇完后略停一段时间,使腹板砼能充分沉落,然后再浇筑翼板。
但必须保证在腹板砼初凝前将翼板砼浇筑完毕,并及时整理收浆。
锚下钢筋较密处混凝土,选择小振动棒振捣,保证其密实性,波纹管附近振动棒不得触击,防止振裂漏浆。
腹板部分的砼浇筑到高于振动器后再开机振动,两头锚下钢筋较密,振动器间距加密,边浇筑边振动。
在进行砼浇注时,浇注完底板后要稍停三十分钟左右,以防浇注腹板砼时,底板砼受压凸起而使底板砼超厚。
⑥拉毛:
为使现浇桥面砼与预制空心板紧密结合成整体,预制空心板的顶面必须拉毛。
可采用垂直跨径方向划槽,槽深0.5—1.0cm,横贯板顶,每延米不少于10—15个,严防板顶滞留油腻。
⑦养护:
当气温低于5º
C时,应覆盖保温,不得向砼面或覆盖物上洒水。
当气温高于5º
C,待砼初凝后用土工布覆盖。
洒水养护,视天气情况而定,一般要求覆盖的土工布保持湿润,养护7天。
砼强度达到2.5Mpa前,不得承受行人,运输工具、模板、支架及脚手架等荷载。
4.拆模
砼浇筑完毕后,侧模一般在砼强度达到2.5Mpa以上、时间在36小时以上即可拆模,当气温较低时可适当延长拆模时间。
部分预应力箱梁芯模的拆除以混凝土达到一定强度,不产生坍塌、变形及裂缝为准。
一般满8小时即可拆除。
模板拆除以后要对箱梁继续进行养生,养护期至少保持七天,气温较低时应适当延长,避免混凝土表面出现干缩裂缝。
5.张拉
待现场预应力砼箱梁强度达到设计强度90%时(箱梁强度指随梁养护的同条件试件的强度),方可进行预应力张拉。
(1)准备工作
a、千斤顶及相匹配的油泵经技术监督局标定后,保证良好的工作状态,保证误差不超过规定,方可使用。
并以相关的标定数据计算油表读数,作为控制张拉力的依据。
伸长量要按钢绞线的实测弹性模量及管道摩阻相关参数确定。
(附后)
b、检查钢绞线对应位置的根数是否正确,卡片安装是否齐平,所有的预应力锚具系统应检验合格,方可使用。
(2)张拉程序
由于采用低松弛高强度预应力钢绞线,所以张拉程序为:
低松弛预应力筋0→初应力→σk(持荷2min)锚固,即用两个100t千斤顶两端同时张拉,初应力为σk的10-25%,此时的伸长值为△L1,其值采用相邻级的伸长值。
控制张拉应力为σk=0.75Rby=0.75×
1860Mpa=1395Mpa即为末张的应力值。
其中值△L=△L1+△L2,△L1为开始至初张的伸长值,△L2为初张至末张间的伸长值。
张拉完后,查△L与计算伸长值比较,其伸长率不超过6%,否则、要停止张拉查明原因。
张拉示意图
预制箱梁砼达到设计强度的90%,方可张拉预应力钢束,钢束采用两端对称张拉,张拉顺序为N1、N2、N3号钢束。
(3)张拉要点
左右对称张拉,上下先拉离中性轴近的锚束,以防偏心受压过大,梁出现翘曲变形。
两端千斤顶升降速度应大致相等,测量伸长的原始空隙伸长值,插垫等工作应在两端同时进行。
千斤顶给油、回油工序一般均应缓慢平稳进行,特别是在千斤顶达到控制应力时,要注意避免大缸回油过猛,产生较大的冲击振动易发生滑丝。
常见的滑丝、断丝现象及处理措施:
a.靠近锚具外部断丝,要检查锚垫板内直径与锚板孔相矛盾,使钢绞线受力后磨擦到垫板边缘而割断。
其二是锚垫板与孔道中心线不垂直时也会有这种现象,这时应当在锚圈下垫薄钢板调整垂直度。
b.夹片不平,受力不匀断丝:
夹片瓣不齐使局部卡死钢绞线被“咬”断。
这种情况下在装夹片时要用钢管镦平,在初张完撤离千斤顶检查一遍。
c.滑丝:
锚具使用前要先清洗杂物、刷去油圬,夹片的打紧程度务必一致。
6.孔道压浆
孔道压浆是将水泥浆用压浆机压入孔内,使之填满预应力筋与孔道间的孔隙,让预应力筋与砼牢固粘结成为一整体,其二是为了防止预应力筋锈蚀。
(1)压浆准备
a、切割锚外钢绞线:
采用手砂轮切割机沿每个卡片外留1-3㎝将剩余钢绞线切掉,严禁采用气割等方法,防止锚具过热产生滑丝现象。
b、封锚:
锚具外面的预应力筋间隙用棉花沾水泥浆填塞,以免冐浆而损失灌浆压力。
封锚时应注意留好排气孔,防止填塞。
c、冲洗孔道:
孔道在压浆前应用压力水冲洗,排除孔内杂物,保证孔道畅道,冲洗后用空压机吹去孔内积水,但要保持孔道湿润,而使水泥浆与孔壁的结合良好。
(2)水泥浆的拌制
按技术规范要求,孔道压浆一般宜采用纯水泥浆,空隙大的孔道,水泥浆中可掺入适量的细砂,水灰比要求0.4-0.45,水泥标号不低于425号,泌水率不超过3%,拌合后3h,泌水率宜控制在2%,24h后泌水应全部被浆吸收,其流动性不超过6S。
膨胀剂铝粉约为水泥用量的0.01%。
拌合时间不少于1分钟,先下水再下水泥,并保证足够的数量满足每根管道的压浆一次连续完成,水泥浆自调制到压入管道时间不能超过40分钟。
(3)压浆
a、压浆顺序先下后上,若中间因故停歇应立即将孔道内的水泥浆冲洗干净,以便重新压浆时孔道畅通无阻。
b、预应力筋张拉后,孔道应尽早压浆,一般不宜超过14d,压浆一般分两次进行,每一孔道宜于两端先后各压浆一次。
两次的间隙时间以达到先压注的水泥浆充分泌水又未初凝为度,一般宜为30—45分钟。
c、压浆选用活塞式压浆泵,压力一般为0.5—0.7Mpa,也可适当加大压力,但每个孔道必须有一定的稳压时间,使压浆孔另一端饱满和出浆,并达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。
d、要在拌制水泥浆同时制作标准试块,经与构件同等条件养护到20Mpa后方可撤消养护,进行移运和吊装。
孔道压浆时,工人应戴防护眼镜,以防水泥浆喷伤眼睛。
压浆完毕后应认真填写施工日志。
7.梁端封锚
孔道压浆完将梁端水泥浆冲洗干净,同时清除支承垫板。
锚具及端面砼的污垢,并将端部砼凿毛。
设置端部钢筋网,一定要固定好封头模板,以免影响梁长,伸缩缝宽度等,封锚砼强度与箱梁强度同标号。
砼需认真振捣,脱模后注意养生。
8.出坑
为保证预制箱梁台座合理周转,加快施工进度,待同等条件养护的试块水泥浆强度达到20Mpa后,将梁用龙门吊移运到存梁区,为下一片梁提供工作面。
如工期紧张,设计未特别要求时,为合理利用预制底座,可在张拉后出坑,将梁移至存梁区再压浆、封锚。
出坑前及时编号,浇筑日期,梁位编号,状态描述,要求正楷模板,喷红色油漆,位置一般设在梁的中部。
地基要夯实处理,承载力达到要求,按梁长设置支点部分C25砼基础,截面尺寸为30㎝×
20㎝,略高出地面即可,上垫20×
20方木,方可落梁。
地基要设置好排水,防止地基下沉造成后患。
(四)箱梁安装施工和体系转换
1.支座安装及临时支座设置:
支座及垫块施工时应根据图纸提供的标高调整好垫块高度,以满足图纸要求。
支座垫块以30#砼制作。
在实际操作时因支座与垫块之间结合时考虑粘结与沉降等情况,可采取测量支座顶面标高的方法以更加符合图纸要求。
因砼有一定的坍落度,在制作垫块时将其倒入事先制作好的简易模内以便成型,待砼达到一定的强度后放上支座,与垫块紧密结合,同时达到设计的标高。
根据设计要求,支座垫块顶面为水平状态,且表面平整、清洁。
在安装前应将各支座垫块的中心点确定好,并将梁两端的中心线标定好。
由于该桥是一种先简支后连续的结构,所以在吊装前要先设置好临时支座,检查其标高等。
临时支座采用砂筒或硫磺砂浆制作,硫磺砂浆内埋入电热丝。
检查好桥台部分及6#墩两联相接部分垫石标高,放好滑动支座,注意涂上硅脂油,梁端直接落在滑动支座上。
按该设计图纸,支座和支座垫石总高度为20cm,所以还需要预制16cm厚50#水泥砼块件,其尺寸为40×
40cm。
顶面高程采用永久支座顶高程。
2.箱梁装车和运输:
预应力砼箱梁由龙门吊装上车,运输采用专用运梁炮车由存梁区运至桥位。
装车时应保证箱梁两端(一般在吊环位置的下部)受力均匀,并绑扎牢固,采取钢丝绳和手拉葫芦进行封车等措施,确保箱梁运输安全。
并采取相应的减震措施。
根据桥位箱梁的安装顺序,有秩序、分编号运输箱梁,不得错乱以防发生混淆。
3.箱梁的起吊
根据现场及现有的施工机械,现场梁板吊装程序如下:
l.吊车就位,使便道平整。
运梁至现场,梁车停放在待吊装跨便道上。
2.两台吊车同时抬梁,将梁倒在待吊装跨右幅盖梁上
3.吊车靠左侧移位,将梁平移就位。
梁板到位后,由吊车进行起吊,构件的吊环应顺直。
吊绳与起吊梁板交角应大于等于60度,尽可能使吊环垂直受力。
因此桥跨河作业,在吊装时使用两台吊车。
吊车就位时,靠近河岸的地基要进行相应处理,以保证起吊设备使用安全。
4.箱梁的就位
箱梁的就位由左幅外边梁(第一片梁)开始,依次向右幅逐步安装就位。
根据图纸的设计要求进行就位,就位后先检查橡胶支座是否受力,如受力,用2-3mm钢板对临时支座进行适量调整,直至橡胶支座未受力并相互接触。
5.现浇砼施工与体系转换
(1)接头
吊装箱梁就位后,就要进行接头砼施工,为下一步体系转换作好准备。
a、首先要清干净支座垫石上的杂物,设置好钢板及支座,位置准确,同时用水平尺检测支座顶高差不大于2mm,否则要用环氧砂浆调平。
b、支底模板,要求模板平整。
连接连续接头段钢筋,绑扎横梁钢筋,连接波纹管道,穿入钢绞线,同时注意管道要用塑料胶带密封。
c、支侧模板,模板顶与箱梁顶齐平。
浇注砼。
(2)湿接缝
绞缝宽度1m,选用优质胶合板作底模,采用2cmPVC管内穿入钢丝绳,下托10×
10方木,上面拉在事先做好的简易支架上,用花篮螺丝拉紧即可,浇筑完砼后抽出钢丝绳,继续下一绞缝施工。
施工时注意在模板与翼板下部接触部位贴0.5mm橡胶皮防止漏浆,振捣按常规施工,保证浇筑质量。
(3)负弯矩钢束张拉、压浆
待湿接头砼强度达到95%以上时,方能进行负弯钢束的张拉操作。
张拉完毕及时压浆。
(4)体系转换
待负弯矩孔道压浆强度达到20Mpa,撤掉临时支座,将梁落到永久支座上,完成体系转换。
即由简支形成连续结构。
体系转换示意图
永久支座永久支座临时支座
盖梁
支座中心线
16cm50#砼
4cm硫磺砂浆
临时支座布置图临时支座构造图
注:
未进行体系转化前,梁的受力在临时支座部位,当接通电源后,硫磺砂浆遇热融化,
变薄,即临时支座降低至虚线位置,此时梁的受力由临时支座转移至永久支座,然后撤出临
时支座,即完成体系转换,使相邻的两片梁同时落在永久支座上,形成连续结构。
五、机具设备
施工设备明细表:
机械设备名称
规格型号
单位
数量
备注
强制式砼搅拌机
JS500型
台
1
龙门吊
45T
架
2
翻斗车
FCY15
张拉千斤顶
YCJ100
YCQ25
油泵
50MPa
柴油发电机
50KW
定型钢模(中板)
20m
套
边板
振动器
φ50
4
切割机
D=300
D=100
搅磨机
修模板
压浆机
HB-3
搅浆机
电焊机
B×
1-315型
卷扬机
5T
水泵
750W
土工布
100×
4m
卷
养生用
六、劳动组织
为了保证现场科学管理,保质量促进度,根据工程需要人员配备如下:
现场负责人:
2人技术员:
2人钢筋工:
10人
材料保管:
1人张拉工:
6人材料员:
1人
模板工:
8人砼工:
6人壮工:
15人
调度指挥1名安全员1名运输驾驶员2名
起重安装工8人
七、质量控制
本工法的质量标准遵循按《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041—2000)及《公路工程质量检验评定标准》(JTJ071—98)执行。
用于本工程中的钢筋、水泥、砂石料等材料必须先进行原材料实验,并经监理工程师检验合格后方可进厂施工。
箱梁安装的质量要求:
(l)橡胶支座在安装前,应全面检查产品合格证书中有关技术性能指标,如不符合设计要求时,不得使用。
(2)安装前应将墩、台支座垫块、临时支座和梁底清理干净,并使其顶面标高符合设计要求,安装前应计算并检查支座中心位置。
(3)箱梁安放时,必须仔细,使箱梁就位准确且与临时支座密贴,但橡胶支座此时不能受力。
就位不准确时,必须吊起重放,不得用撬棍移动箱梁。
(4)安装时,构件砼强度不应低于设计对安装所要求的强度,如无设计要求时,则不应低于设计强度的80%。
安装后构件不得有硬伤、掉角和裂纹等缺陷。
(5)箱梁安装必须平稳,支点必须接触严密、稳固。
(6)伸缩缝口必须顺直,全部贯通,不得堵塞或变形。
(7)外露铁件必须作好防锈处理。
八、安全措施
(一)安全措施
梁板吊装施工包括梁板运输和吊装两个环节,因此,在运输过程中,要遵守交通安全规程,梁板装车严禁超宽、超高。
对施工便道、便桥要进行检查。
运输车辆要进行保养检查,车辆要完好。
梁板架设中,严格遵守起重作业安全操作规程,起重人员要持证上岗,严禁无证上岗。
吊车停放位置基础要结实,检查有无局部沉陷和滑移。
吊杆使用角度与相应的梁板重量相对应。
起重吊杆下面严禁站人。
(二)预应力张拉安全操作及注意事项
1.严禁用电焊及气焊割除钢绞线。
2.现场标志明显,千斤顶后面不得站人,防止锚具及钢绞线断丝伤人。
3.千斤顶支架必须与梁端垫板接触良好,位置正直对称,严禁多加垫块以防支架不稳,或受力不匀倾倒伤人。
4.高压油管的接头加防护套,以防喷油伤人。
5.已张拉而未压浆的梁,严禁剧烈震动,以防钢绞线断裂而酿成重大事故。
(三)安装施工注意事项:
1.箱梁吊装属于高空作业,必须特别注意采取各项安全防范措施,确保安全架设安装。
2.支座安装前应检查支座的中心位置,安装宜在与年平均气温相差不大时进行。
3.起重机在安装构件前,应对其传动部分进行试运转,要求各部操纵系统完全正常,并检查所有起重索具应符合规定,发现有不符合要求或损坏的索具应立即更换,方可使用。
4.在起重机工作有效半径和有效高度范围内不得有障碍物,否则必须采取有效措施。
5.起吊前必须进行试吊检查。
按规定的吊点位置挂钩或绑扎,吊起构件离地面20~30cm时,检查机身是否稳定,吊点是否牢固,在情况良好的前提下,方可继续工作。
6.起吊构件的速度应均匀、平稳升降,尤其不允许忽快忽慢的急骤(突然制动)动作。
九、技术经济分析
底模采用水磨石工作台面,脱模质量好。
外侧模和内模均采用定型钢模,脱模后外观光洁、平整度好且周转次数多。
采用插入式振捣器与附着式振捣器相结合的方法进行砼浇注,具有较少的纵横向冷缝和过振、漏振等现象,确保了砼的外观质量的光洁和色泽一致,同时由于脱模后外观质量好,减少了外观的维修费用,降低施工成本达8万余元。
在地基条件较好的情况下,采用吊车安装,具有投入小、机动灵活的特点;
在地基条件较差的情况下,采用架桥机安装,具有安装简便和程序化的特点,具有良好的实用价值。
十、工程实例
兴石河大桥全长246.6m,上部构造采用跨径12×
20米的装配式部分预应力砼连续箱梁,先简支后连续结构,共有120片预制箱梁。
预制厂共设置6个台座,按每个台座周转20次考虑,预制场长90m,宽20m,并设有40m存梁区。
底模采用水磨石工作台面,在预制箱梁前,打地板腊,脱模质量好。
外侧模和内模均采用定型钢模,具有脱模后外观光洁、平整度好和周转次数多等优点。
采用两端同时进行和水平分层浇注,插入式振捣器与附着式振捣器相结合的方法进行砼浇注,基本消除了纵横向冷缝和过振、漏振等现象,确保了砼的外观质量的光洁和色泽一致。
本项目优质优价,受到了高速公路指挥部和监理的好评,被评为二等奖。
采用该工法施工的兴石河大桥被评为全线十大样板桥梁之一,获奖金15万元。
执笔: