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現澆鋼筋砼板拱橋主拱圈施工技術

?? 日期:2017-09-29???? 來源:中國公路網????評論:0????
核心提示:  一、工程概況  太原師范學院新校區主橋是為跨越澗河而建,橋梁采用三跨上承式鋼筋混凝土連拱橋;橋梁跨徑布置為37+56+37m,
   一、工程概況

  太原師范學院新校區主橋是為跨越澗河而建,橋梁采用三跨上承式鋼筋混凝土連拱橋;橋梁跨徑布置為37+56+37m,全橋長151.9m。橋梁橫向布置為:5m綠化帶+30m人行道+5m綠化帶,全寬40m,按雙幅橋進行設計(中間設2cm縫)。

  1.1 橋梁為三跨鋼筋混凝土拱橋,拱圈采用懸鏈線形式,56m主跨跨徑L=51.621m,矢高f=8.41m;37m邊跨跨徑L=34.161m,矢高f=7.296m;拱軸系數m=1.8。下部結構拱座采用實心矩形拱座,承強接樁基礎,橋臺采用重力式“U”型橋臺,基礎為樁基礎。

  1.2 拱圈為空心式板拱,采用C40混凝土,每個拱圈總寬度為19.99m,56m主跨拱圈高度為1.2m,圓孔直徑為0.7m;37m邊跨拱圈高度為1.0m,圓孔直徑為0.5m;頂、底板厚度均為0.25m。

  1.3 56m跨徑主拱圈按拱頂預拱度0.056M,37M跨徑拱圈按拱頂預拱度0.026M,其它位置拱度值按拱軸系數M=1.8的拱軸線進行分配。 本橋施工的重點就是主拱圈的施工,根據設計圖紙要求和施工現場的實際情況,主拱圈采用滿堂鋼管支架。其基礎在滿堂支架所需區域經過土方回填壓實后也采用滿堂鋼管支架法施工,回填后的基礎在經過硬化處理后方可進行支架架設。全橋待抗推板強度達到設計強度的85%后,才澆筑拱圈混凝土

  二、支架安裝

  2.1基礎處理

  按超出拱橋投影兩側各3m寬范圍清除橋梁投影區內表層下部淤泥,拋填塊石(1m),推土機碾壓平整后,填筑50cm厚灰土,用18t振動壓路機進行振動壓實,直到原地面停止下沉為止。橫向設置0.2%的橫坡,便于及時排除雨水。

  試驗室對灰土地基做承載力檢測,要求處理完畢后的地基承載力不得低于150Kpa。為分散支架下部荷載,并避免雨水對地基浸泡,導致基礎承載力降低,在處理后的地基上再澆筑20cm厚C20混凝土對雨水及養護水進行封閉。在地基兩側設置排水溝,保證施工期間排水暢通。基礎處理完畢并自檢合格后上報監理工程師檢查驗收,驗收合格后方可進行支架搭設。

  2.2.支架搭設

  主橋共三跨,主跨拱圈中心9米范圍采用1.5m×1.5m布置,兩側20米范圍內采用0.9m×1.5m布置,拱腳位置5.4米范圍內采用0.9m×0.9m、0.9m×0.6m交叉布置;邊跨拱圈(污水門洞)拱圈中心9米范圍內采用1.5m×0.9m布置,10.8米范圍內采用0.9m×1.5m布置,拱腳位置3.6米范圍內采用0.9m×0.9m、0.9m×0.6m交叉布置;邊跨拱圈(2#~3#臺之間)中心9米范圍內采用1.5m×1.5m布置,10.8米范圍內采用0.9m×1.5m布置,拱腳位置3.6米范圍內采用0.9m×0.9m、0.9m×0.6m交叉布置。兩側立桿上下均設置頂托和底座,底座的可調范圍為5-35cm之間;底層搭設完成以后,應對架體進行調平,調平以后方可進行上部架體的搭設。架體豎向每隔1.5m設置水平桿一層,水平向每隔一個橫桿設置斜拉桿。

  支撐體系搭設完成后進行主次龍骨及模板的搭設,主龍骨采用雙只10#槽鋼橫橋向搭設;次龍骨采用直徑為48mm鋼管順橋向滿鋪;面板采用12mm的竹膠板。

  2.3支架布置

  待20cm厚C20混凝土墊層達到強度以后方可進行支撐系統的搭設。主橋共三跨,主跨拱圈中心9米范圍采用1.5m×1.5m布置,兩側20米范圍內采用0.9m×1.5m布置,拱腳位置5.4米范圍內采用0.9m×0.9m、0.9m×0.6m交叉布置;邊跨拱圈(污水門洞)拱圈中心9米范圍內采用1.5m×0.9m布置,10.8米范圍內采用0.9m×1.5m布置,拱腳位置3.6米范圍內采用0.9m×0.9m、0.9m×0.6m交叉布置;邊跨拱圈(2#~3#臺之間)中心9米范圍內采用1.5m×1.5m布置,10.8米范圍內采用0.9m×1.5m布置,拱腳位置3.6米范圍內采用0.9m×0.9m、0.9m×0.6m交叉布置。兩側立桿上下均設置頂托和底座,底座的可調范圍為5-35cm之間;底層搭設完成以后,應對架體進行調平,調平以后方可進行上部架體的搭設。架體豎向每隔1.5m設置水平桿一層,水平向每隔一個橫桿設置斜拉桿。

  支撐體系搭設完成后進行主次龍骨及模板的搭設,主龍骨采用雙只10#槽鋼橫橋向搭設;次龍骨采用直徑為48mm鋼管順橋向滿鋪;面板采用的竹膠板。


 三、支架預壓

  3.1支架預壓的目的與意義:通過預壓驗證現澆支架的承載能力及安全可靠性;通過預壓驗證按經驗公式計算的現澆支架本身的彈性變形和非彈性變形值,用以施工預拱度值的最終確定,確保拱圈施工線形順暢。

  3.2預壓方案:支架搭設完成,進行拱圈底部順橋向鋼管的鋪設,鋼管采用全新ф48mmx3.5mm鋼管,鋼管長度同拱圈內弧長,焊接方式接長。安裝完成后,在鋼管上進行預壓,支架采用砂袋預壓方案。砂袋便于調運、碼砌,預壓完成后砂可用于臺背回填。

  3.3預壓實施

  按《公路橋涵施工技術規范》要求,預壓系數設定為1.2,壓載總重為1.2倍結構混凝土的重量進行預壓分配,中跨拱圈重2657.34T;邊跨拱圈重2×1755.62T。

  預壓過程加載荷載分級為:0%→10%→50%→80%→100%→120%,在主拱兩拱腳、1/8、1/4、3/8、1/2、5/8、3/4、7/8處各設3個觀測點,共27個測點。認真觀測并作詳細記錄備案。預壓應至基礎沉降量不再產生明顯的沉降為止(觀測不少于24 h),才開始記錄預壓穩定標高。 預壓完成后,對拱圈底部順橋向鋼管高程進行測量,并根據測量結果調整鋼管高程。安排專職人員對支架進行全面仔細檢查,對于局部變形較大的部位要進行加固,對于松動扣件要逐一擰緊,確保支架在澆筑混凝土時的變形和位移最小。

 四、模板安裝

  4.1模板選型及制作  

  支架經各方驗收合格后,才能進行拱圈模板工程施工。并在施工前對全體操作人員進行專項安全技術交底,明白操作要求后方能作業。 支架經加載預壓,并經觀測完全達到設計與規范的要求后,經監理工程師批準,即可進行模板安裝。

  4.2 拱圈底模及側模安裝

  模板做好后,應試拼檢查其尺寸是否準確,接縫是否嚴密,拆裝是否方便且不得變形,在顯著位置編號,按順序分節存放。模板安裝過程中嚴格控制模板間的縫隙,縫隙要求不大于2mm,并用膠帶粘貼密封,表面刷脫模劑。

  施工工藝流程:安裝底、側模板→綁扎底板鋼筋,橫隔梁鋼筋→安裝內模→綁扎頂板鋼筋。

  4.2.1底模安裝

  施工時,首先由測量人員精確放樣出主拱圈底面控制標高線,即底模頂標高。向下推算頂托高程并掛線調整,頂托上安裝槽鋼,槽鋼上沿縱向布置鋼管,橫向每隔2m鋪設10 cm×10 cm×400 cm方木,鋼管與槽鋼之間,鋼管與方木之間均用鐵絲綁扎連接。在方木上鋪底模,底模采用244 cm×122 cm×1.2 cm竹膠板制作,方木及竹膠板用鐵釘固定。竹膠板面板長邊沿縱橋向布置。橫向接縫設在帶木中間,接縫用雙面膠填縫處理;縱向接縫應采用木條鑲邊,以防接縫處漏漿及變形。面板與帶木用鐵釘固定,面板應順著帶木微彎,保證主拱曲線線形。

  竹膠板應符合以下質量要求:表面無腐朽、霉斑、鼓泡、脫膠、翹曲、凹陷、污染等現象,板邊平直、無缺損,強度、含水率、吸水率等性能應均符合《建筑工業行業標準》JG/T3026-1995要求。面板的裁切應使用電動密齒鋸,模板制作及安裝的偏差應滿足工藝要求。模板所用帶木、方木應采用優質干燥的松木。 每2m 按設計標高及軸線坐標復查一次。 模板安裝時,用汽車吊吊起模板,按定位線對位,分段連接。起吊時不得與其它設施碰撞,防止模板變形。并在澆筑混凝土過程中派專人檢查。

  4.2.2側模及圓柱型內模安裝

  側模根據主拱圈各分段長度情況縱向分成2 m左右的小段,側模也采用竹膠板,配以豎向帶木加勁,側模下端以固定于底模的木條限位及堵漏;頂端在主拱圈砼頂面之上兩側對向拉結;中部則現場根據情況布置鋼拉桿,以橫隔梁通過鋼拉桿與內模對拉。拉桿外套塑料套管,用以回收拉桿及固定模板間距,拉桿側模板端聯結采用可拆的H型螺母,以保證拱圈側面的外觀質量。

  圓柱形內模為訂制泡沫內模,泡沫內模上用鐵絲固定窄條竹膠板 ,防止澆筑混凝土時內模上浮,或被頂板鋼筋切片。

  內模的安裝應注意內模的固定及內模間的固定,以防止砼澆筑中砼上浮力及沖擊對內模影響,造成跑模。對于主拱圈底頂面坡度較大的位置,應在主拱圈底板及頂板砼面上壓蓋木板,以防砼溢出。

   側模及內模在預制場加工,現場組拼,可依照主拱曲線線形做成小段的折線形狀,應注意每段折線長度在拱腳區1/3跨徑范圍內不宜大于1.0 m,拱頂區1/3跨徑范圍內不宜大于 1.5 m。拼接中應將模板間縫隙用薄木條嵌縫,防止漏漿。

 五、鋼筋綁扎與焊接

  拱圈底模鋪好后,測設中線、邊線、標高,標出橫隔梁的位置,作為安裝及綁扎鋼筋的依據。拱圈鋼筋安裝采用在橋下加工彎制,汽車吊吊運至支架上就地綁扎施工。鋼筋綁扎順序按拱腳至拱跨1/4段,先安箍筋后穿主筋的辦法;拱跨1/4處至拱頂段先穿主筋后套箍筋,以利施工。主鋼筋接頭、箍筋及橫隔梁鋼筋連接采用焊接;頂板鋼筋由于此時已經安裝完泡沫內模,為防止火災固采用綁扎方式連接。鋼筋在綁扎中和骨架成型后,要做好支撐架避免變形,確保澆筑混凝土時不變形、位移、塌陷。腹拱預埋鋼筋按設計要求埋設準確、牢固。

  六、混凝土施工

  6.1混凝土澆筑

  澆筑混凝土前,全部支架、模板和鋼筋及鋼筋預埋件均應按圖紙要求進行檢查,并清理干凈模板內雜物,自檢完成后,再由監理工程師對上述問題仔細檢查,檢查無誤后,經監理工程師批準后方可進行混凝土澆筑工作。  

   因主拱圈跨度較大,起拱弧度大,拱圈中鋼筋較密,留橫向施工縫裝模較困難,且鑿毛困難,依據橋涵施工規范的要求,同時為了減少混凝土的收縮應力避免收縮裂縫的產生,主拱圈采用一次性澆筑完成,中間不留施工縫的施工方法,全橋先邊跨后中跨對稱澆筑的原則,砼的供應量可滿足主橋半幅橋長同時澆筑,從拱腳處對稱澆筑至拱頂。

  混凝土采用商品混凝土,由罐車運輸,泵車澆筑,所以應特別控制好混凝土入模時的下落高度,因高度過高時可導致混凝土離析、傾倒混凝土時產生的沖擊荷載對支架及模板產生不利影響。澆筑混凝土期間,應設專人檢查支架、模板、鋼筋及預埋筋的穩固狀況,當發生突發狀況時,可及時處理。

  混凝土的振搗采用插入式50振動器,對于鋼筋特別密實部位,更換30振動器,以確保混凝土密實。振搗過程中,要做到快進慢出,防止漏振、過振,影響砼外觀質量。澆筑完成后,及時收漿抹面,保持外觀質量,同時注意養護。

  混凝土澆筑完成后,待表面收漿后及時覆蓋和灑水養生。混凝土的灑水養生時間為7d。混凝土強度達到2.5MPa前,禁止行人及堆放荷載。

  6.2模板拆除

  頂模(側模)在混凝土強度達到設計強度的30%時(一般在澆灌三天后)拆除。

  模板(底板) 混凝土強度達到設計強度的100%時 (拆模前檢測同條件養護試塊強度),監理同意后方能拆除。拆除支架模板時,應先拆除頂、側模板,再拆除底模板。底模板拆除時,可從一端依次拆除。

  拆模前應檢查所使用的工具應有效和可靠,扳手等工具必須裝入工具袋或系掛在身上,并應檢查拆模場所范圍內的安全設施。

  模板的拆除工作應設專人指揮。作業區應設圍欄,其內不得有其它工種作業,并應設專人負責監護。拆下的模板、零配件嚴禁拋擲。 拆模的順序和方法應按先必須對支架進行卸載(松開頂托),然后按自上而下,從跨中向兩端順序進行拆除。拆下的模板不得拋扔,應按指定地點堆放。

  多人同時操作時,應明確分工、統一信號或行動,應具有足夠的操作面,人員應站于安全處。

  高處拆除模板時,應遵守有關高處作業的規定。嚴禁使用大錘和撬棍,操作層上臨時拆下的模板堆放不能超過 3 層。 拆模如遇中途停歇,應將已拆松動、懸空、浮吊的模板或支架進行臨時支撐牢固或相互連接穩固。對活動部件必須一次拆除。

  七、支架卸落

  落架作業是主拱圈現澆的最后一道工序,也是很關鍵的一道工序,要在主拱圈裸拱形成后,待混凝土達到設計強度后落架,落架時要嚴格按程序圖進行。卸落無須安裝專門的卸架設備,只需有序地擰松緊固于頂部小橫桿的扣件即可方便地完成支架卸落工作。

  嚴格按照圖紙要求進行,主拱混凝土達到設計強度的100%,且齡期28天后,才可進行拱上腹拱施工;拆除支架應由拱腳至拱頂對稱、均衡進行,并注意觀測拱肋變形。開始拆除支架前,必須對支架進行卸載(松開頂托),先拆除邊跨1L/4~3L/4處支架,再拆除中跨1L/4~3L/4處支架,后拆除邊跨0~1L/4處支架,最后拆除中跨0~1L/4處支架,支架自上而下進行拆除。在拆除過程中不得從高空拋擲桿件及配件,并在其下方用彩條設置警示區域,現場配置專職安全監督人員負責整個拆除過程中的安全防護。拆下來的桿件和配件及時進行清理,并堆碼整齊。 

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