[12-11 16:59:29] 来源：http://www.tmgc8.com 桥梁工程 阅读：3670次
摘 要：本文对连续刚构桥高墩施工的工艺及关键控制措施进行了阐述和探讨, 为同类桥梁的施工提供一定的经验。
关键词：钢筋混凝土；连续刚构；高墩施工技术
1 工程概况
该桥主桥为66+120+66(m)预应力钢筋混凝土连续刚构桥,主梁为单箱单室截面,主梁根部高7m。其中6号、7号主墩采用空心薄壁矩形墩,高度达79m,截面尺寸为616m×610m。
2 施工方案的选定
就高桥墩施工方案而言,除遵循普通桥梁的施工技术外,重点要解决好的是施工辅助系统。墩柱施工辅助系统主要分三大部分:第一部分为提升系统,负责模板安装、拆除,钢筋、施工辅助结构等起吊就位;第二部分为脚手架系统,用以钢筋接长绑扎、混凝土灌注施工平台并提供施工人员上下通道;第三部分为模型系统,保证混凝土按设计尺寸成形,直接关系到混凝土的整体质量。
2.1 提升系统
根据场地的不同及地形情况等可选用塔吊、扒杆、缆索吊装等方案。扒杆简单经济,但由于桥墩较高,抗风缆绳设置较困难,不利于安全;缆索吊装需架设索道,相对桥墩不多而言成本较大,维护费用较高;安装塔吊的成本在前二者之间,但由于简单灵活,施工方便,故本桥主墩提升系统采用塔吊施工。
本桥需要用塔吊提升的最大构件为外模系统,最大分块重量为3t左右,远端最大距离28m,根据此要求,选用QTZ5513型附着式塔吊。
2.2 脚手架系统
就脚手架系统而言,无论是采用扣件式钢管或万能杆件搭设脚手架,其作用主要是形成封闭外架后,施工人员上下方便,在封闭外架内操作比较安全,便于9m钢筋接长稳固;缺点是脚手架数量大,脚手架与墩身太近将带来拆模、安模的困难,与墩身太远又给上面的钢筋接长及下面混凝土的整修带来难度。
2.3 内模系统
由于主墩为空心薄壁墩,内表面质量要求没有外表面高,故可采用定型组合钢模板,异形模板单独加工。变截面段采用竹胶合模板,搭钢管脚手架进行支撑。
2.4 外模系统
在施工前拟定了滑模、翻模、爬模等多种施工方案进行比选。滑模施工极易产生支承杆弯曲、混凝土水平裂缝或被模板带起、局部坍塌等多种问题,且模板耗钢量大;翻模施工操作简单,对提升设备要求不高,质量容易保证,但需要从墩脚处搭设辅助脚手架,且上层混凝土施工,须以下层模板作支撑,模板利用率不高,造成实际成本增加;爬模则可集中以上两种模型的优点。确定使用提升爬模作为主墩的外模型系统。
3 主墩施工方法
3.1 施工准备
首先进行准确的测量放线,确定墩身的截面位置,并对承台与主墩连接范围的混凝土进行凿毛处理。
3.2 钢筋的加工及绑扎
根据设计图纸,对钢筋进行下料加工。主筋连接采用滚压直螺纹连接技术。该技术是通过将钢筋端头剥肋后滚压制作的直螺纹和连接套筒的螺纹咬合而形成接头。相邻接头错开415m布置。由于连接套筒长度为7cm,故主筋螺纹滚压长度为315cm。加工时螺纹长度的控制是关键,必须大于315cm,且不得超过1丝。直螺纹连接时,先用普通扳手安装并初拧,再用力矩扳手将其拧紧。主筋安装好后,再安装箍筋和各种预埋构件。钢筋绑扎完毕后布置同标号混凝土垫块作保护层。
3.3 模板安装及加固
3.3.1 外模板预拼装 模板进场后,不待主墩钢筋绑扎完成,即着手进行模板预拼装,将散件按图纸拼装成大块模型。拼装过程中应检查模板各部分尺寸、模板接缝及平整度。由于主桥墩为直方墩,截面没有明显的变化,结构简单,模板可以直接倒用,阳角处使用阳角斜拉座45°斜向将两块模板拉接在一起,保证阳角处不漏浆。模板高度4165m,浇筑高度415m,施工时上挑50mm,下包100mm,能有效的防止错台和漏浆,设置对拉拉杆,抵消混凝土的侧压力,防止跑模。
3.3.2爬架组拼 爬架结构为模板的基本组成部分,主要由斜撑主背楞、主梁三角架、吊平台等组成。外模面板采用维萨板,垂直段内模面板采用定型钢模,变截面段内模采用10mm厚的竹胶合板。模板试拼完后即可进行墩柱第一节段的浇筑。
(1)组装主背楞三角架,连接件安装紧固。
(2)设置预埋件,第一次浇筑混凝土。
(3)拆模、安装三角架及模板,第二次浇筑混凝土。
(4)提升模板及支架,安装吊平台,第三次浇筑混凝土。
3.3.3 内模拼装 每个主墩内模面板由32块P1512、8块P3012定型钢模板,16块PJG-1异型钢模板组成。内模支撑在从墩底搭设的钢管脚手架上,并将钢管支架向上延伸,作为绑扎和固定钢筋的支撑体系。www.tmgc8.com
3.3.4模板的检查 内、外模板安装完后对模板进行检查。首先检查模板的接缝及错台,模板的接缝控制在1mm以内,模板的错台控制在2mm以内;用钢尺检查模板的几何尺寸,拉线检查模板的顺直度,用铅锤仪校正模板的垂直度。用全站仪测出四个角点的坐标,确保角点不扭曲偏位。施工中严格控制角点偏位在1cm以内,如果有不合格的情况,利用爬架自带的顶撑装置进行调整,必要时在内模钢管脚手架上用链条葫芦进行调整定位。
3.4 混凝土施工
3.4.1 混凝土的运输 混凝土的水平运输采用罐车,垂直运输采用输送泵,输送管固定在塔吊上,出口节接一软管。第一次浇筑高度自承台起210m,第二次浇筑高度216m,以后每次浇筑415m高混凝土。为防止混凝土离析,混凝土自由倾落高度不宜超过2m,混凝土坍落度宜控制在160～190mm以内。
3.4.2 混凝土的浇筑 浇筑混凝土前,先将墩身内杂物清理干净。振捣采用插入式振动器,振动器的移动距离不超过振动器作用半径的115倍,与外模保持50～100mm的距离,避免将外模面板破坏;混凝土应分层浇筑,每层厚度控制在30cm,每放一层料时先将料扒平再开始振捣,先振捣倒角处,再从两边向中间振捣,振捣时间控制在20s左右,以混凝土不再下沉、不再冒气泡、表面呈现平坦、泛浆为准。
3.4.3 混凝土顶面高度的控制 因墩身混凝土分节浇筑,控制好每节混凝土顶面高度可以保证相邻两段墩身接缝良好,从而保证混凝土的外观美观。浇筑完毕后派专人用木抹子将模板四周附近的混凝土抹平,保证混凝土面与模板顶面平齐,以保证上下两节段为一条平齐的接缝。
3.4.4 模板拆卸 悬臂外模部分可整体后移650mm,利用斜撑使模板向后倾斜,模板脱离混凝土后用吊车或手拉葫芦分块拆除,拆除时吊钩一定要吊于主背楞上部的吊具上。每次拆模后都须将面板上附着的杂物清理干净,并在浇混凝土前刷脱模剂。拆模后如模板须落地,则其面板不可直接放在地面上,而应在地面上先垫木方,再将模板放在木方上,并保证面板朝上搁置。
3.4.5 凿毛及养生 为了保证上下两节段混凝土的良好的结合,待混凝土强度达到215MPa后即进行人工凿毛,凿毛标准为,首先必须将混凝土表面的浮浆凿掉,露出石子,凿深1cm～2cm,凿完后用风枪先吹掉混凝土残渣,再用高压水冲洗干净。在浇筑次层混凝土前,对垂直施工缝刷一层水泥净浆,对水平缝宜铺一层厚为10～20mm的1∶2的水泥砂浆。
4 施工控制措施
4.1 测量控制
空心薄壁高墩的关键控制措施是墩身垂直度控制。测量墩身垂直度时要考虑风力、日光斜照、振动干扰等因素的影响。由于主墩为直方墩,采用全站仪测量四个角点坐标的办法,来确保墩柱的垂直度和轴线偏位。第一次立模时,根据基顶中心放出立模边线,立模边线外用砂浆找平,待砂浆硬化后由线路中心向两侧立模。第1节段模板安装后,用水准仪和全站仪检查模板顶面标高和墩身中心及平面尺寸,符合标准后进入下道工序。每节段立模前和混凝土灌注后,在无太阳强光照射、无大风、无振动干扰的条件下测定墩身双向中心线,偏差不大于3mm。
4.2 质量控制
(1)埋件系统预埋的位置要求准确,在浇筑混凝土前必须由专人再次复核其位置,确保误差不大于1mm;(2)每次拆模后都须将面板上附着的杂物清理干净,并在浇混凝土前刷脱模剂;(3)浇筑混凝土前,模板的下部应利用三脚架上的后移装置将模板调到紧紧地与已浇好的混凝土接触上,防止再次浇筑混凝土时漏浆及错台。
4.3 安全控制
(1)在外模爬架平台四周设置防坠落安全网;(2)模板拆除要等到混凝土达到10MPa以上才能进行。模板安装及拆除时,操作人员必须配戴安全带;(3)悬臂模板吊升必须在白天进行,模板吊升应由专人指挥,并不得超出塔吊的负荷吊装,最大单件重量不超过3t。
5 结语
在该桥施工中,主要应用了两项新技术:一是CB-240悬臂爬模系统,二是主筋滚压直螺纹套筒连接技术。该两项新技术的成功应用,既保证了工期按预定计划进行,又保证了混凝土的质量内实外美,为整个项目的顺利实施达到了实质性的效果。
