苏通长江公路大桥30m、50m跨连续箱梁混凝土施工工艺指南

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苏通长江公路大桥30m、50m跨连续箱梁混凝土施工工艺指南

混凝土的掺合料品种逐渐增多,有硅灰,稻壳灰,粉煤灰,矿渣微粉,沸石粉等。而最常用的优质粉煤灰和矿渣微粉,I级粉煤灰面广量大,价格低廉。掺合料的应用,不单纯是为了降低成本、节约资源,更主要的是改善混凝土的性能。如优质粉煤灰在混凝土中具有形态效应、微集料效应和活性效应,特别在高效减水剂的复合作用下,上述三大效应可达到充分的发挥。在硬化水泥石中,氢氧化钙晶体含量占20%左右,氢氧化钙呈六方板状或柱状晶体,晶粒粗大,易在原充水空间或集料界面处生成,晶体取向性强,且为溶解度最大的水化产物,稳定性差,氢氧化钙会削弱水泥石与集料的界面粘结力,还容易产生淡水腐蚀。在混凝土中掺入活性矿物掺合料,与水泥水化产物氢氧化钙发生二次反应生成稳定的

(9)关于混凝土试配与优选

对计算的混凝土进行试配和配合比调整,对其工作性,强度和耐久性进行验证,优选最佳配合比是 HPC设计的关键环节。

测定混凝土的和易性,包括流动性、保水性、粘聚性、坍落度经时损失和可泵性等,使之满足工程的泵送和浇筑要求;测定混凝土的抗压、抗折强度、弹性模量等力学性能,使之满足混凝土结构的设计要求。根据需要测定混凝土收缩变形性能,抗渗、抗冻碳化和钢筋锈蚀性能;某些重要工程尚应测试混凝土的耐化学腐蚀性能,碱集料反应和电阻电渗等性能。通过试配测试与调整,优选以满足工程设计需如最佳HPC 配置配合比。

根据上述配合比设计原则,课题组对施工单位的配合比进行了评估,施工单位根据评估意见对混凝土配合比进行了调整与优化:如适当增加了粉煤灰的掺量和减少了水泥用量,降低了含砂率,改用了聚羧酸类高效减水剂;调整配合比后的混凝土性能有所改善拉萨贡嘎机场改扩建项目航站楼玻璃幕墙工程施工组织设计,减少了泌水率,凝结时间正常,抗压强度、轴压强度和抗压弹性模量明显增加,能够满足结构混凝土耐久性的要求。现将北引桥箱梁用C50混凝土调整后的配合比列于表3.3中。南引桥箱梁由于施工时间所限,目前配合比正在优化,优化结果将在施工前正式提交施工单位。

表3.3 北引桥箱梁用C50混凝土配合比

说明:①.如在施工中发现混凝土的性能不能满足施工需要,应及时报请课题组协商共同进行调整。

②.对于不同季节施工时,根据施工需要,配合比可作调整,但调整配合比后的混凝土性能指标不得低于设计规定。

§4.模板、支架的设计与施工

(1)模板宜优先使用胶合板和钢模板,模板及支架所用钢材应符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB700)中的标准。

(2)模板、支架的设计,应根据结构型式、设计跨径、施工组织设计、荷载大小、地基土类别及有关的设计、施工规范进行。在计算荷载作用下,应对模板、支架按受力程序分别验算其强度、刚度及稳定性。

(3)在模板、支架的施工方案中应绘制模板支架总装图、细部构造图,制定模板、支架的安装、使用、拆卸、保养等有关技术安全措施和注意事项,编制模板、支架材料数量表、设计说明书。

(4)模板板面之间应平整,接缝严密,不漏浆,保证结构物外露面美观,线条流畅。

(5)模板、支架结构简单,制作、装拆方便。

(6)浇筑混凝土之前,模板应涂刷脱模剂,外露面混凝土模板的脱模剂应采用同一品种,不得使用废机油等油料,且不得污染钢筋及混凝土的施工缝处。

(7)重复使用的模板、支架应经常检查、维修。

§4.2模板、支架的构造及施工工艺流程

§4.2.1 30m跨箱梁模板、支架的构造及施工工艺流程

1、30m箱梁模板、支架构造

(1)支架:30m跨箱梁支架采用HB型Φ48碗扣脚手架,支架系统由下而上依次为:支撑架基础、Φ48碗扣脚手支架、顶托、分配梁。支架立柱按90cm×60cm(腹板和底板下)间距和90cm×90cm(翼缘板下)间距进行布置。由于墩顶位置箱梁底腹板加厚(长3.1m范围内),荷载较大,钢管立柱按60cm×60cm间距进行布置。钢管支架设置纵、横向水平杆,水平杆步高为120cm,在纵、横桥方向支架之间设置剪刀撑,剪刀撑按360cm间距布置。每跨(30m)立杆纵桥向共布置39排,横桥向共布置25排。支架底部设置25cm×20cm枕木支垫进行卸荷,顶部设置顶托进行标高调节。顶托上的分配梁为I12.6工字钢。具体见附图1~3。

(2)模板:模板系统包括外模和内模两部分。外模包括底板底模、翼板模及腹板侧模,采用专业厂家制作的WISA面板定型木模板。底模采用芬兰WISA面板,用I20木工字梁进行背带,搁置于顺桥向的I12.6分配梁上,除桥墩处外,底模以2.44m×3.5m为制作单元,安装时各单元间用螺栓连成整体。与底模类似,翼板模与腹板侧模均采用钢支架定型木模板,两者连成整体,翼板底模与腹板侧模标准加工长度为2.44m。横桥向由2块底模和2块侧模组拼而成,侧模与底模、底模与底模之间采用螺栓拉杆连接。安装时各单元间用螺栓连成整体。箱梁内模由顶板底模、腹板侧模、横隔梁侧模及压脚模组成,内模采用加工成定型小块钢模板,以方便模板之间的连接和人工运输的需要,加快施工速度。内模采用φ48mm的脚手钢管支撑和顶撑螺杆进行加固。

2、30m跨箱梁模板支架施工工艺流程

图4.1 30m跨箱梁模板支架施工工艺流程图

§4.2.2 50m跨箱梁移动模板支架系统的构造及施工工艺流程

1、50m跨箱梁移动模板支架系统构造

50m跨径连续箱梁采用挪威NRS公司设计的全液压自行推动下承式移动模架设备MSS(Movable Support System)逐跨现浇施工,每个施工段为1跨(50m)。造桥机系统主要由主梁、鼻梁、横梁、支撑托架、推进台车、悬挂梁、推进吊架、平台及爬梯、外模、内模组成,具体构造见附图4~6。

(1)主梁:一套MSS由两组主梁组成,位于混凝土箱梁两翼板下方,为MSS的主要承重结构。主梁截面为箱形钢结构,梁内设置斜撑及隔板等,以提高主梁局部承载能力及抗扭刚度。主梁内系统顶升支点及横梁连接处作局部加强构造。

(2)鼻梁:鼻梁有前鼻梁和后鼻梁,分别设置在主梁前后两端,在系统纵向滑移时,起导向及纵向平衡作用。鼻梁采用三角形钢桁架结构,前鼻梁长41m,主要在系统过跨及转运托架时起作用;后鼻梁长18m,在MSS过跨时起平衡作用。鼻梁与主梁之间以铰接形式连接。

(3)横梁:横梁设置在两根主梁之间,为型钢梁桁架形式,在单跨中轴线位置一分为二,两端分别与主梁采用高强螺栓连接。横梁中间分合接头的连接板一边设置锥形导向销、一边开孔,依靠销孔间的导向作用,在接合过程中保证连接孔位对齐。每根横梁设置4个调节螺栓杆,与底模相连,便于底模标高及预拱度的调整。

(4)支撑托架:托架承受浇筑混凝土及移动施工时产生的荷载。托架附着在桥墩上,将所受荷载通过墩身传递至桥墩承台、桩基。托架由一根水平钢梁及两根钢斜撑构成三角形架,水平钢梁顶部设有供推进工作车横移的轨道,托架下支点直接锚入墩身预留孔内,一对托架在上下支点采用精扎螺纹钢筋连接。

(5)推进台车:推进台车实现系统的纵横移动功能,主要由支撑轮组、顶升机构、牵引机构及车架组成。

(6)悬挂梁:悬挂梁全长12米,横跨施工桥面。其作用是浇筑每联的第一孔以后的各孔时,通过两个自锁液压油缸和吊杆把支撑系统的后部悬吊在连续箱梁的悬臂端,使浇出的箱型梁线形连续,同时可减小主梁受力跨度,避免施工段间的横接缝错台。悬挂梁在模架移动时,与系统解除约束,分离开来,下放千斤顶,落在移动小车上,移至下一节段进行施工。

(7)推进吊架:推进吊架是在主梁纵向移动时的后支点。

(8)平台及爬梯:MSS是一套悬空的庞大的承重结构,为了保证操作人员的安全和操作方便,在系统上设置了工作平台,其余部位还设置了爬杆,操作人员可以方便安全地到达支架的任何地方。

(9)模板:外模由底板、腹板、肋板及翼缘板组成,分块直接固定在横梁上,并与主梁一起通过液压缸顶推脱模和立模。内模系统包括内模板、拆模小车、内模底梁及道轨。模板的运输及安装通过拆模小车来完成。

2、50m跨箱梁移动模板支架施工工艺流程

图4.2 50m跨箱梁移动模架施工工艺流程图

§4.3模板、支架施工质量控制

§4.3.1 30m跨箱梁模板、支架施工质量控制

1、模板、支架安装质量控制

(1)基础处理完毕后,首先测量放出箱梁投影边线,采用石灰或钢筋桩做好标记。然后按照杆件分布位置及间距拉线逐根布置立杆,杆件搭设顺序按照大编号墩位向小编号墩位依次搭设。

(2)立杆布置时,纵横方向必须拉线进行,保证立杆位置及分布间距均匀一致。箱梁纵桥向坡度为2.1%,横桥向坡度为2.0%,杆件(特别是顶杆)要根据净空高度变化而变化。

(3)搭设支架时应注意立柱的底部和顶部,尽量减小悬臂长度。杆件采用人工运输或绳索上拉,不允许随便乱丢,施工人员必须栓安全带。支架搭设中,要时刻检查杆件的距离和立杆的垂直度。

(4)支架搭设完成后,安放顶托,最后安装分配梁。顶托先调节至中间位置,以便于以后模板标高的调整和卸载要求。顶托“U”型槽口向同一个方向,分配梁放在顶托“U”型槽口内,每个顶托必须与分配梁完全接触,保证受力要求。分配梁在纵向接长时,其接头位置应落在顶托上。分配梁全部安装完成后,根据设计标高要求,先固定最外两侧的标高,然后利用广线拉线调平标高,最后才安装底模。

(5)支架与模板安装完成后在箱梁施工前,为确保支架施工使用安全,保证箱梁施工线形,需对支架进行压载试验。30m箱梁施工时每施工段支架都须进行预压,预压方法采用分级加载,按箱梁自重与施工荷载累加后的1.1倍进行分级加载预压以取得基本数据,根据压载数据及结构设计预拱度进行立模标高设置。

(6)外模采用履带吊安装,按照支架预压后设计单位提供的值设置立模标高预拱值。根据模板拼装顺序,先逐块拼装底模,然后再拼装侧模,模板之间采用螺栓进行连接。模板拼装完成后,测量先对标高及边线进行复核,在钢筋绑扎前,先将模板表面清理干净,并均匀地涂刷脱模剂。钢筋绑扎期间,对模板要进行保护,以防止污物污染模板面,同时也可避免脱模剂污染钢筋。

(7)内模在加工场分片分段加工、拼装成压脚模板、腹板模板和顶板模板几大块。当底板、腹板及横隔梁的钢筋及预应力管道安装完成后,安放混凝土垫块,搭设钢管支撑,由下至上分别安装压脚模、腹板侧模、顶板模板。为加快施工进度,内模在安装时,可在地面或已浇好的箱梁顶按2~3个节段拼成大块,然后分别吊装、连成整体。

(8)为了防止箱梁施工缝处新老混凝土接缝错台,底模与侧模要伸入已浇梁段至少50cm以上,并且采用双排顶撑螺杆进行加强,使模板与老混凝土紧密结合。必要时,在其底部加一根2[32型钢梁,采用精扎螺纹钢筋吊杆进行提升加固。

(9)模板的安装严格设计要求的顺序进行,对安装到位的模板固定应牢靠,避免混凝土浇筑过程中模板移位。

(10)模板、支架安装完毕后,应对其平面位置、顶部标高、节点联接、纵、横向稳定性进行全面检查,符合要求后,方可进行下一步工序。

(11)模板安装后,在随后的工序中应尽可能避免在模板附近进行焊接作业,若必须焊接时,在模板方向用薄铁皮作保护,确保焊渣不溅落到模板上。

(12)模板、支架安装的允许偏差

表4.1模板、支架安装的允许偏差

注:本表同样适用于50m跨箱梁移动模架的安装。

2、模板、支架拆卸质量控制

(1)拆除时间:在箱梁混凝土达到设计强度且箱梁预应力张拉完成后进行。

(2)模板拆除:当预应力施工完成后,利用顶托调节螺栓卸荷完成脱模。卸载以后,解除模板之间的连接螺栓,先拆除翼缘板模板,后拆除底板底模。拆除翼缘板模板时,直接采用吊车外移起吊拆除。底模拆除时,先人工利用葫芦或卷扬机外移,然后用吊车起吊拆除。

(3)拆除顺序:卸载采用两端向中间对称分组进行,按从上向下的顺序依次拆除碗扣脚手架。

(4)模板、支架拆除后,在下一次使用前应维修整理。

沉桩施工工艺标准§4.3.2 50m跨箱梁移动模架操作质量控制

(1)浇筑首跨箱梁时,箱梁混凝土和移动模架的重量全部由安装在墩身上的前后托架承受。施工荷载由托架传递给墩身,再由墩身传递给承台、桩基。浇筑后面各跨时,待浇梁段和移动模架的重量分别由安装在前一墩身上的托架和悬吊在已浇筑箱梁悬臂端的悬挂梁承受。

(2)若初始浇筑跨的桥墩净高不能满足移动模架系统的正常安装高度,对于高度不够的墩采用型钢加工临时受力支架,直接放置在承台顶面。在墩身的横向两侧对称安装临时托架,穿设精轧螺纹粗钢筋,用千斤顶对拉固定。此时混凝土施工中的荷载主要由承台传递给桩基受力,分模时移动模架重量主要由基础外的预埋钢管桩受力。

(3)首跨移动模架安装完毕后,应根据实际浇筑长度进行压载试验以消除系统结构的非弹性变形确定施工预拱度。预压采取分级加载,最大加载值为箱梁自重与施工荷载累加后的1.1倍。

(4)在压载前,应对MSS移动模架按操作说明书进行检查验收,填写工序交接卡,验收合格后再进行压载试验。

(5)预压结束后,根据实测数据和设计院提供的张拉预应力后箱梁的预拱值通过底部横梁上的调节机构调节底模标高。

(6)拆模时间:拆模时间一般在纵向预应力束张拉后即可拆模,冬季施工时考虑到混凝土的养护需要可适当延长拆模时间。

(7)墩顶部位有支座等装置,移动模架的底模在墩顶处须预留孔洞。移动模架底模定位后,利用木方及竹胶板按孔洞实际尺寸进行拼接。为防止接缝处因受混凝土荷载产生不均匀沉降,在竹胶板与钢模的拼接处加焊[16型钢黑龙江基本农田示范区施工组织设计_secret,避免拼缝处产生错台。

(8)伸缩缝处箱梁翼板采取加厚措施,移动模架难以通过。可采取箱梁翼板加厚段后浇施工措施。后浇段模板采用在已浇筑翼缘板上预留孔,再通过预留孔将钢模结构悬吊起来浇筑后浇段。应注意此施工缝一定要整齐、顺直。

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