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文档简介
1、*省高速公路建设指挥部 预应力混凝土梁桥施工技术指南 某高速公路预应力混凝土梁桥施工技术指南 *省高速公路建设指挥部前 言桥梁是高速公路建设中的重要节点工程。从世界范围内来看,高速公路桥梁的结构形式主要为预应力混凝土桥梁;在我国,尤以采用支架现浇和节段悬臂浇筑施工的预应力混凝土梁桥为主。在*至*的高速公路中,有多种形式的混凝土梁桥,如:大跨度的变截面连续箱梁、现浇预应力混凝土连续箱梁、装配式“先简直-后连续”的部分预应力组合小箱梁、装配式空心板梁和现浇钢筋混凝土连续箱梁等。混凝土梁桥作为一种常见的桥型,其技术并不十分复杂,但在施工中如果不能够认真对待,所引起的各类质量问题也屡见不鲜。根据*省高
2、速公路建设指挥部的要求,结合*至*高速公路桥梁建设的特点,面向现场工程技术人员的施工作业需要,我们编写了这本预应力混凝土梁桥施工技术指南。内容涉及:混凝土桥梁的一般施工技术,预应力施工技术,悬臂浇筑施工技术,预应力施工中的质量通病与防治,以及提高预应力混凝土桥梁耐久性的施工措施等。与此同时,我们还将结合这些内容,与*高速公路桥梁参建各方的工程技术人员进行切磋与交流。本指南由*大学*教授主笔编写,*、*、*、*等协助整理了不少资料,*省高速公路建设指挥部的*指挥长、*处长和*部长等对内容进行了全面的审阅,并提出了宝贵意见。我们期望本指南能够在*高速公路的桥梁工程建设中发挥一点作用,并期待能够得到
3、省高指、施工、监理和设计各参建方的批评指正。*高速预应力混凝土梁桥施工技术指南编写组2008年6月目 录第1章 概 况11.1 高速公路桥梁的特征11.2 对桥梁设计、施工原则的认识2第2章 江海高速公路梁桥的结构特点32.1概述32.2节段悬臂灌筑施工的连续梁32.3装配式部分预应力混凝土连续箱梁52.4现浇预应力混凝土连续箱梁52.5现浇钢筋混凝土连续箱梁5第3章 混凝土桥梁的一般施工技术63.1 模板工程63.1.1 模板的基本技术要求63.1.2 桥梁模板的常见类型63.1.3 模板的设计83.1.4 模板安装的技术要求93.1.5 混凝土浇注前的基本要求93.1.6 拆除期限的原则规
4、定103.2 支架工程103.2.1 支架的类型103.2.2 支架设计中的基本要求153.2.3 支架的拆除173.2.4 支架的安装精度183.2.5 脚手架倒塌事故原因183.3 混凝土的施工工艺203.3.1泵送混凝土的配合比设计203.3.2混凝土的拌制223.3.3 混凝土的泵送与运输223.3.4 混凝土的浇筑253.3.5 混凝土的养护283.3.6 混凝土的孔道压浆及封锚28第4章 预应力施工技术314.1预应力的概念和技术范畴314.2预应力材料和锚固体系324.2.1预应力钢筋324.2.2锚具334.2.3预埋管384.3预应力张拉设备394.3.1液压穿心式千斤顶39
5、4.3.2液压拉杆式千斤顶404.3.3台座式千斤顶404.3.4锥锚式千斤顶404.4后张预应力的工艺要点414.4.1准备工作414.4.2预留孔道434.4.3预应力筋安装注意事项434.4.4预应力筋的张拉444.4.5狭小箱体空间内的张拉504.4.6沿全桥通长的腹板预应力束的张拉534.4.7孔道压浆534.4.8切割与封锚584.5安全事项59第5章 悬臂浇筑施工技术605.1悬臂施工法概述605.2挂篮的设计要点615.2.1挂篮的分类和特点615.2.2挂篮的设计675.3悬臂浇筑施工的主要工艺705.3.1 0号段的施工715.3.2挂篮的拼装和行走735.3.3 浇筑混凝
6、土755.3.4 合龙段施工765.4悬臂浇筑施工控制简介79第6章 预应力施工中的质量通病与防治816.1预应力筋的滑丝和断丝816.1.1 现象816.1.2 原因分析816.1.3 预防措施816.1.4 治理方法826.2金属波纹管孔道漏浆826.2.1 现象826.2.2 原因分析826.2.3 防治措施836.2.4治理方法846.3波纹管孔道竖向位置偏差846.3.1 现象846.3.2 原因分析856.3.3 防治措施856.3.4 治理方法856.4波纹管孔道灌浆不密实856.4.1 现象856.4.2 原因分析856.4.3 防治措施866.5张拉作业管理混乱866.5.1
7、 现象866.5.2 原因分析876.5.3 防治措施87第7章 混凝土桥梁施工中常见裂缝及预防措施887.1早期塑性沉降和收缩裂缝887.2温度裂缝907.3支架不均匀沉降引起的裂缝917.4差动裂缝917.5局部受力裂缝927.6曲线预应力筋的径向力裂缝94第8章 提高预应力混凝土桥梁耐久性的施工措施978.1 混凝土材料与施工988.1.1耐久性好的混凝土988.1.2混凝土施工1028.2 孔道灌浆1038.3 预应力锚具的防护1068.4 桥梁防水107第1章 概 况高速公路中的桥梁建设,一般由业主主导,最直接的参与者是设计、施工和监理这三个方面,在工程建设规模较大或者技术难度较高的
8、情况下,也常常需要增加科研和咨询方面的力量。在桥梁建设中,这六个方面的协同工作,可以推进工程的进度,保障工程质量。图1-1 桥梁建设的参与者桥梁施工并不是一种简单、重复和按图索骥的工作。有责任心的工程技术人员,应当去熟悉图纸,理解桥梁结构的原理,掌握重点,主动制定施工技术方案,并加以实施。只有做到“知其然,知其所以然”,才能够在具体的技术、经济和环境条件约束下,保证桥梁施工的质量。1.1 高速公路桥梁的特征 目前我国的高速公路正处在发展的高峰时期,到2006年底,我国高速公路总里程已达4.54万公里。在江苏,截至到2007年,高速公路通车的总里程已经突破3500公里,路网密度位居全国第一,短短
9、的十余年时间,江苏造就了“千里江苏一日还”。在我省的高速公路网中,桥梁数量众多,结构形式复杂,是高速公路的重要组成部分。高速公路上的桥梁,有其所特有的适用条件,因此,它具有以下特征:(1)在桥位规划上,服从线路走向和地形;(2)在荷载等级上,有自己的标准(公路-级、公路-级);(3)一般不追求大跨度;(4)在设计上,兼顾全线的统一标准、美观协调和经济性;(5)在施工方法上,注重质量与工效。另外,在确定桥梁方案及孔跨时,还需要遵循以下原则:对于跨越河流、沟渠及通道的桥梁,应以现场调查资料及通道标准为依据,孔跨布设时满足河流顺畅排泄、灌溉之需要,满足不同通道净空需要;在此前提下,对少量沟渠及通道适
10、当改移、归并,必要时增加线外工程以降低工程总造价,同时根据桥位地质条件确定桥头填土高度、桥型方案和基础形式的选择。桥梁设计方案的确定,是在初步设计方案基础上,详细收集相关资料,并与沿线地方政府及交通主管部门充分协商,综合考虑沿线等级道路、航道、地方及出行要求等因素。1.2 对桥梁设计、施工原则的认识施工是一个实践性的环节,也是将蓝图变为实际建筑物的过程。施工技术和施工管理的水平,关系到能否准确反映设计的意图,能否保证桥梁的质量。尽管施工技术主要表现为它的程序性和工艺性。但是,只有通过理性的分析、把握结构的特点与要求,理解每一步施工方法的道理,才能够真正掌握施工要领,做到精心施工。 中国桥规(第
11、1.0.1条)对桥梁设计准则做出如下的规定:使公路桥涵的设计符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的要求。而在AASHTO桥规(第1.3.1条)中规定如下:桥梁应该按照规定的极限状态进行设计,以实现可施工性、安全性、使用性、并恰当考虑可检修性、经济性、美观性。可见,在桥梁设计准则中,把桥梁结构的可施工性放在了第一位,毕竟,一个无法施工的桥梁设计方案,它再安全、再经济,那也只是纸上谈兵。第2章 江海高速公路梁桥的结构特点2.1概述江都至海安高速公路是江苏省高速公路网规划中“五纵九横五联”的三横的重要组成部分。江海高速公路起点至宁靖盐高速公路段长约49km,采用六车道标准,路基宽度34.5m;
12、宁靖盐高速至终点段长约51km,采用四车道高速公路,路基宽度28m。全线采用平原微丘区高速公路标准,设计车速,桥涵设计荷载采用公路-级。 江都至海安高速公路的桥梁结构形式多样,包括n 空心板梁n 装配式部分预应力混凝土连续箱梁(组合箱梁)n 现浇预应力混凝土连续箱梁n 现浇钢筋混凝土连续箱梁n 简支系杆拱桥n 节段悬臂灌筑的连续梁桥本文结合江海高速公路桥梁的结构特点,主要针对新通扬运河特大桥、泰东河特大桥和卤汀河大桥三座采用节段悬臂灌筑施工的大跨度预应力混凝土连续梁桥进行施工指南的编制。本指南内容涉及:预应力混凝土桥梁的一般施工技术和悬臂浇筑施工技术,预应力筋张拉过程和质量控制,预应力桥梁施工
13、质量通病与防治及提高预应力混凝土桥梁耐久性的若干措施。可供其他类型的混凝土梁桥施工参考。2.2节段悬臂灌筑施工的连续梁2.2.1结构形式和截面尺寸(1) 泰东河特大桥泰东河特大桥主桥采用左幅:(67.510558.5)m,右幅:(58.5105+67.5)m错孔布置反对称三跨变截面预应力混凝土连续箱梁。主桥每幅桥为单箱单室,双向六车道,箱梁高度按二次抛物线,从距跨中2.7m变化至主墩中心2.0m处6.2m,主桥箱梁在墩顶0号块处设置厚度为2.5m的横隔板,在边跨端部设厚度为1.6m的横隔板。箱梁在横桥向底板保持水平,箱顶设2的单向横坡,箱梁采用三向预应力体系。主桥箱梁顶板厚度为0.28m;底板
14、按二次抛物线,由跨中的0.3m变化至距0号块中心线3.5m处的0.771m;腹板厚度7号块件以前为0.8m,7号块件以后为0.5m,在7号块件范围内由0.8m按直线变化到0.5m。在0号块两端附近的截面顶、底板局部加厚。图2-1 泰东河特大桥图2-2 泰东河特大桥墩顶截面与跨中截面(尺寸单位:cm) (2) 新通扬运河特大桥新通扬运河特大桥主桥上部为(72m+110m+62m)错孔布置三跨变截面预应力混凝土连续箱梁。每幅桥为单箱单室,双向四车道,箱梁高度按二次抛物线,从距跨中2.7m变化至距主墩中心2.0m处6.5m。主桥箱梁在墩顶0号块处设置厚度为2.5m的横隔板,在边跨端部设厚度为1.6m
15、的横隔板。主桥箱梁顶板厚度为0.28m;底板厚度按二次抛物线变化,由跨中的0.3m变化至距0号块中心线3.5m处的0.772m;腹板厚度7号块件以前为0.9m,7号块件以后为0.5m,在7号块件范围内由0.9m按直线变化至0.5m。为改善箱梁根部截面受力,在0号块两端附近的截面顶、底板局部加厚。图2-3 新通扬运河特大桥图2-4 新通扬运河特大桥跨中截面与墩顶截面(尺寸单位:cm)(3) 卤汀河大桥卤汀河大桥跨越规划级航道卤汀河,与规划航道中心线交叉桩号K31362.40,与航道斜交角度为88.3;桥梁全长981.40m。卤汀河大桥主桥上部为(55m+90m+55m)错孔布置三跨变截面预应力混
16、凝土连续箱梁。每幅桥为单箱单室,箱梁高度按二次抛物线,从距跨中2.6m变化至距主墩中心2.0m处5.3m。主桥箱梁在墩顶0号块处设置厚度为2.5m的横隔板,在边跨端部设厚度为1.6m的横隔板。主桥箱梁顶板厚度为0.28m;底板厚度按二次抛物线变化,由跨中的0.3m变化至距0号块中心线3.5m处的0.772m;腹板厚度0.5m0.8m。为改善箱梁根部截面受力,在0号块两端附近的截面顶、底板局部加厚。2.3装配式部分预应力混凝土连续箱梁装配式部分预应力混凝土连续箱梁是全线主要桥型之一,它在全线的跨径分布有20m、25m、30m和40m等,以25m的多联多跨的连续箱梁居多,梁高一般在1.4m左右。一
17、联桥梁的跨数少则三跨、四跨,多则可达七跨。在施工工艺上,采用先简支后连续的施工方法,上部装配式组合箱梁采用预制吊装的施工方法。2.4现浇预应力混凝土连续箱梁现浇预应力混凝土连续梁桥在全线也占有一定的比例,其跨径组成多为一联多跨布置,一联的跨数布置有3跨、4跨,多则有达6跨,单跨跨径以20m、25m为标准跨径进行布置。箱梁均采用有支架的施工方案,为全预应力混凝土结构,在跨径方向,箱梁各腹板及顶板、底板布置纵向预应力钢束。2.5现浇钢筋混凝土连续箱梁也有一些现浇钢筋混凝土连续梁桥,其跨径布置以20m、25m居多,一联桥梁常为三跨、四跨等跨布置,也有出现不等跨布置的情况。箱梁采用单箱单室的截面形式,
18、在圆曲线和缓和曲线段内,为了适应线路的要求,常为变宽桥。采用多联多跨满堂支架现浇的施工方案。第3章 混凝土桥梁的一般施工技术3.1 模板工程3.1.1 模板的基本技术要求模板工程的核心任务是保证混凝土结构物的成形和外观质量。模板的质量关系到混凝土工程的质量,其关键在于尺寸准确,组装牢固,拼缝严密,装拆方便。只有高精度的模板才能使高水平混凝土构造物成为可能。因此,对于模板工程的基本技术提出了一系列要求:1)具有必需的强度、刚度和稳定性,并应按受力状态进行设计计算,以保证能可靠地承受施工过程可能产生的各项荷载;2)保证结构物各部形状、尺寸准确;模板板面应平整光洁,接缝严密,不漏浆,保证结构物外露面
19、光洁美观,线条流畅;3)制作简单拆卸方便,拆卸时能尽可能减少模板和杆件的损坏;模板应尽量制成装配式组件或块件,以提高模板使用的周转率;重复使用的模板应经常检查、翻修;4)模板应用内撑进行支撑,用对拉螺栓销紧。内撑根据混凝土构件厚度、高度大小及部位的不同,分别可用钢管、钢筋、硬塑料管或采用木料作为临时支撑。待混凝土浇筑至内成位置时随即取掉,对于厚度较小的构件也可以利用底模和立木只设外撑;5)为保证混凝土结构物的外观质量,模板加强肋骨尽可能采用钢结构,模板面板宜优先采用胶合板和钢模板或组合钢模。混凝土外露面有条件时尽可能采用光洁度高、单块面积大的模板; 6)外露面混凝土模板的脱模剂应采用同一品种,
20、不得使用污染混凝土表面的废机油等,且不得污染钢筋及混凝土施工缝部位;3.1.2 桥梁模板的常见类型桥梁用模板按照模板本身的材料可以划分为:钢模板、木模板、竹模板、钢木(竹)结合模板;若按照模板的使用部位,则可以分为底模、侧模、内模(芯模)、端模。其中钢模板宜采用标准化的组合模板,组合钢模板的拼装应符合现行国家标准组合钢模板技术规范(GB214),各种螺栓连接件应符合国家现行有关标准。钢模板及配件应按批准的加工图加工,成品经检验合格后方可使用。(a) 钢模板(b) 木模板(c) 钢木组合模板 (d) 采用网状薄铁皮作为预留段交界面处的模板图3-1 模板的常见类型3.1.3 模板的设计 (1)模板
21、的设计荷载 1. 模板、支架自重2. 新浇混凝土、钢筋混凝土或其他圬工结构物的重力3. 施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的荷载4. 振捣混凝土时产生的荷载5. 新浇筑混凝土对侧面模板的压力倾倒混凝土时产生的水平荷载6. 其他可能产生的荷载(如冬季保温设施荷载等)(2)模板的设计荷载组合 表3-1 模板设计荷载组合系数模板结构名称荷载组合计算强度用验算刚度用梁、板的底模板以及支承板、支架等12347127缘石、人行道、栏杆、注、梁、板的侧模板455基础、墩台等厚大建筑物的侧模板565(3)模板的刚度要求 1. 结构表面外露的模板,挠度为模板构件跨度的1/400;2. 结构表面隐蔽的模板,
22、挠度为模板构件的1/250;3. 支架受载后挠曲的杆件,其弹性挠度为相应结构跨度的1/400;4. 钢模板的面板变形为1.5mm;5. 钢模板的钢棱和柱箍变形为L/500和B/500 (其中L为计算跨径,B为柱宽)。3.1.4 模板安装的技术要求1. 模板与钢筋安装工作应配合进行,妨碍绑扎钢筋的模板应待钢筋安装完毕后安设。模板不应与脚手架连接(模板与脚手架整体设计时除外),避免引起模板变形。2. 安装侧模板时,应防止模板移位或凸出。基础侧模可在模板外设立支撑固定,墩台、梁的侧模可设拉杆固定。浇筑在混凝土中的拉杆,应按拉杆拔出或不拔出的要求,采取相应措施。3. 模板安装完毕后,应对其平面位置、顶
23、部标高、节点联系及纵横向稳定性进行检查,确认后方可浇筑混凝土。浇筑时,发现模板有超过允许偏差变形值的可能时,应及时纠正。4. 模板在安装过程中,必须设置防倾覆设施。3.1.5 混凝土浇注前的基本要求1. 洒水润湿 2. 靠混凝土的一面应涂隔离剂 3. 杂物,泥灰、油污应清理干净 4. 缝隙、孔洞应堵严 5. 位置、外形尺寸偏差限制3.1.6 拆除期限的原则规定1. 模板的拆除应根据结构物特点、模板部位和混凝土所达到的强度来决定。如设计另有规定,应从其规定。2. 非承重侧模板应在混凝土强度能保证其表面及棱角不致因拆模而损坏时方可拆除,一般应在混凝土抗压强度达到2.5MPa时方可拆除侧模板。3.
24、芯模和预留孔道内膜应在混凝土强度能保证其表面不发生塌陷和裂缝现象时方可拔除。4. 钢筋混凝土结构的承重模板应在混凝土强度能承受其自重力及其他可能的叠加荷载时,方可拆除,当构件跨度大于4m时,在混凝土强度符合设计强度标准值的75%的要求后方可拆除。3.2 支架工程支架工程的核心任务是保证结构的安全(强度、稳定、防撞、交通标志)、刚度并与施工总体进度配合。3.2.1 支架的类型现浇施工桥梁的支架根据桥下的通航或通车情况可分为:满布支架和立柱托梁支架。 (a) 满布支架 (b) 立柱-托梁支架图3-2 现浇桥梁支架的分类根据支架的组成构件可以将支架分为:钢管扣接脚手架、门式脚手架、贝雷桁、万能杆件、
25、特殊加固支架。(1)钢管扣接脚手架又可以分为扣件式、碗扣式、轮扣式。钢管一般采用直径48×3.5mm的热轧无缝或有缝钢管。l 扣件式脚手架根据扣件的连接方式可以分为:回转扣、直角扣、对接扣、驳芯。图3-3 扣件式脚手架l 碗扣式支架的钢管亦采用48×3.5mm的钢管,由上碗扣、下碗扣、横杆接头,和上碗扣的限位销组成。在立杆上焊接下碗扣和上碗扣的限位销,将上碗扣套入立杆内并在横杆和斜杆上焊接插头。组装时,将横杆和斜杆插入下碗扣内,压紧和旋转上碗扣,利用限位销固定上碗扣,如图3-4所示。图3-4 碗扣节点其中碗扣式钢管脚支架由立杆(LG)、横杆(HG)、斜杆(XG)、底座、可调
26、U托组成,如图3-5所示。立杆的支撑力可通过不同的横杆步距来增大或减小,当横杆步距为0.6m时,单杆支撑力为40kN;当横杆步距为1.2m时,单杆支撑力为30kN;当横杆步距为1.8m时,单杆支撑力为25kN;当横杆步距为2.4m时,单杆支撑力为20kN。为了保证施工人员操作方便、加快进度,一般选择1.2 m 的横杆步距。在搭设时,立杆的接长缝应错开。例如,第一层立杆用长1.8m和3m的立杆错开布置,往上均用3m长杆,至顶层再用1.8m和3m两种长度找平。(a)等高度梁的支架(b)变高度梁的支架图3-5 碗扣支架应用l 轮扣式支架一般由立杆管材与轮盘焊接,横杆管材与插头焊接,再把插头插入轮盘上
27、相应的孔内组成。立杆管材通常由48mm×3.5mm钢管、Q235 焊管做构件管材,58mm ×4mm钢管、Q235 焊管做立杆连接套管,如图3-6所示。 图3-6 轮扣式支架节点 图3-7 轮扣式支架(2)门式脚手架门式脚手架以单个刚架作为主要结构构件,此外还有十字撑、平行架和专用钢脚手板,并配以连接销、锁臂等辅助件。图3-8 门式脚手架(3)贝雷桁支架是指由贝雷桁为承重主体,并配置墩旁托架起支撑贝雷桁作用的支架,如图3-9所示。图3-9 贝雷桁和军用梁支架3.2.2 支架设计中的基本要求(1)设计的一般内容1)模板、支架的设计,应根据结构形式、设计跨径、施工组织设计、荷载
28、大小、地基土类别及有关的设计、施工规范进行。2)绘制模板、支架总装图、细部构造图。3)制定模板、支架结构的安装、使用、拆卸保养等有关技术安全措施和注意事项。4)编制模板、支架的材料数量表。5)编制模板、支架的设计说明书。(2)设计荷载计算支架时应考虑下列荷载并按表3-1进行荷载组合。1.支架自重;2. 新浇混凝土、钢筋混凝土或其他圬工结构物的重力;3. 施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的荷载;4. 振捣混凝土时产生的荷载;5. 新浇筑混凝土对侧面模板的压力;6. 倾倒混凝土时产生的水平荷载;7. 其他可能产生的荷载(如冬季保温设施荷载等)(3)在支架的设计中,应满足强度与稳定性、刚度与
29、变形和基础沉降等要求。1)强度与稳定性是指支架的立柱应保持稳定,并用撑拉杆固定。当验算支架在自重和风荷载等作用下时的抗倾倒稳定时,验算倾覆的稳定系数不得小于1.3;支架受压构件纵向弯曲系数可按公路桥涵钢结构及木结构设计规范(JTJ025)进行计算。图3-10 鱼洞长江大桥边跨支架失稳2)刚度与变形是指支架要有足够的刚度,以尽量减小支架的变形。其中支架的变形包含支架的弹性变形和非弹性变形。为了消除支架施工中的非弹性变形,支架预压是现浇混凝土桥梁施工中的关键工序,如图3-11所示。图3-11 支架预压(3)基础沉降支架立柱必须安装在有足够承载力的地基上,底部应加设垫板以分布和传递压力。地基土必须进
30、行夯实或碾压坚实,必要时须进行换填或其他有效地处理,并有良好的排水设施。支架宜采用标准化、系列化、通用化的构件拼装。无论使用何种材料的支架,均应进行施工图设计,并验算其强度和稳定性。此外,支架的架设应该保证支架的稳定、坚固,应能抵抗在施工过程中有可能发生的偶然冲撞和振动。安装时,应保证支架立柱安装在有足够承载力的地基上,立柱底端应设垫木来分布和传递压力,并保证浇筑混凝土后不发生超过允许的沉降量。支架安装完毕后应对其平面位置,顶部标高、节点连接及纵、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。3.2.3 支架的拆除(1)拆除期限的原则规定支架的拆除时机应根据结构物特点、模板部位和混凝土
31、所达到的强度来决定。非承重侧模板应在混凝土强度能保证其表面及棱角不致因拆模而损坏时方可拆除,一般应在混凝土抗压强度达到2.5MPa时方可拆除侧模板。钢筋混凝土结构的承重模板、支架,应在混凝土强度能承受其自重力及其他可能的叠加荷载时,方可拆除,当构件跨度大于4m时,在混凝土强度符合设计强度标准值的75%的要求后方可拆除。如设计另有规定,应从其规定。(2)拆除时的技术要求1)模板拆除时应按设计的顺序进行,设计无规定时,应遵循先支后拆,后支先拆的顺序,拆时严禁抛扔。2)卸落支架应按照拟定的卸落程序进行,分几个循环卸完,卸落量开始宜小,以后逐渐增大。在纵向应对称均衡卸落,在横向应同时一起卸落。在拟定卸
32、落程序时应注意以下几点:i)在卸落前应在卸架设备上画好每次卸落量的标记。ii)简支梁、连续梁宜从跨中向支座依次循环卸落。3)模板、支架拆除后,应维修整理,分类妥善存放。3.2.4 支架的安装精度表3-2模板,支架的安装精度项目允许偏差(mm)木模板制作模板的长度和宽度±5不刨光模板相邻两板表面高低差3刨光模板相邻两板表面高低差1平板模板表面最大局部不平刨光模板3不刨光模板5拼合板中木板间的缝隙宽度2支架尺寸±5榫槽嵌接紧密度2钢模板制作外形尺寸长和高0,1肋高±5面板端偏斜0.5连接配件(螺栓、卡子等)的孔眼位置孔中心与板面的间距±0.3板端中心与板墙的
33、间距0,0.5沿板长、宽方向的孔±0.6板面局部不平1板面和板侧挠度±1.03.2.5 脚手架倒塌事故原因造成脚手架倒塌的主要原因有:管理问题、技术问题:材料-设计-应用。(1)材料问题首先是钢管的质量得不到保证。按标准要求,用于扣件式脚手架的钢管应采用外径48mm,壁厚3.5mm的焊接普碳钢管。目前,一些钢管生产厂家为了抢占市场,低价竞争,生产的钢管壁厚为3.0-3.2mm,而用户结算仍按壁厚3.5mm的理论重量进行计算,每吨钢管实际重量为860-920kg。由于钢管租赁是按长度计价,不是按重量计价,因此租赁单位还是愿意购买壁厚为3.0-3.2mm的低价钢管。但是,这种钢
34、管截面的惯性矩损失在10%左右,如果经过多年施工应用后,钢管的锈蚀会使壁厚减薄,因此,钢管截面的惯性矩还要减少,增加了脚手架的安全隐患。(2)设计问题l 没有进行模板设计和稳定验算 脚手架和模架倒塌的主要原因是支撑失稳,由于在模板工程施工前,没有进行模板设计和刚度验算,只靠经验来进行支撑系统布置,使支撑系统的刚度和稳定性考虑不足。l 计算简图不合理,安全度富余小在模板支撑系统或脚手架设计计算时,其计算简图采用钢结构的铰接节点,各杆件交于一点,而钢管搭设是用扣件连接,钢管受力是偏心荷载,因此,现场实际情况与设计计算有相当大的差距。(3)应用问题工地的技术负责人,没有对操作工人进行详细的安全技术交
35、底,或工人责任心较差,难免发生应用问题。如有的模架倒塌事故是由于操作工人没有按设计要求设置剪力撑或纵横水平拉杆的间距,造成模架稳定性不足;有的事故是工人私自拆除脚手架与周围附着物之间的连接拉杆,导致脚手架整体倒塌;还有的事故是在脚手架和模架上集中堆放建筑材料、预制构件或施工设备等,造成局部杆件超载失稳,引起整体倒塌。因此,施工现场管理混乱,操作人员没有严格按设计要求安装和拆除支撑,也是造成倒塌事故的重要原因。例如,在2007年6月13日, 在建珠江黄埔大桥脚手架倒塌, 被埋4人2死2伤,现场一片狼藉,如图3-12所示。图3-12 珠江黄埔大桥脚手架倒塌事故又如2007年9月26日,在建的越南第
36、一长大桥意外坍塌,导致至少60人当场死亡,150人受伤,如图3-13所示。 图3-13 越南第一长大桥脚手架倒塌事故3.3 混凝土的施工工艺混凝土工程应保证混凝土的可施工性、耐久性以及防止开裂。其中混凝土的施工工艺包含配合比设计、拌制、泵送与运输、浇筑与振捣及养护 。3.3.1泵送混凝土的配合比设计泵送混凝土的配合比设计应该根据混凝土泵送施工技术规程JGJ/T1095来确定水泥用量和品种、粗细骨料、砂率、坍落度、掺合料和外加剂的用量,具体的指标如下所示。(1)水泥用量一定量的灰浆包裹骨料表面和润滑管壁,同时, 若水泥用量过大, 混凝土空隙率增大, 保水性能有所减弱, 泵送时粘聚阻力增大。应该优
37、先采用高强度水泥,减少水泥用量。泵送混凝土的最小水泥宜为300kg/m3。(2)水灰比泵送混凝土的水灰比宜为0.40.6。(3)粗细骨料l 控制有害杂质含量,保证自身强度l 其最大粒径选择主要满足以下3 个条件:不超过最小边长的1/4;不超过钢筋最小净距的1/2,同时小于100mm;小于泵管内径的1/3。(4)砂率合适的砂率可减小骨料内摩擦, 降低塑性粘度, 提高保水性能,并且空隙率低, 可泵性好。在砂石颗粒级配良好、掺用粉细料时, 砂率范围选择在38% 45% 之间。砂的细度模数要求在2.32.8 之间(中砂)。砂石级配好, 空隙率小, 有利于混凝土在管道中顺利流动、避免在泵送过程中发生泌水
38、。(5)可泵性混凝土的可泵性可以用坍落度和压力泌水总量来评定,其中坍落度反映的是拌和物的流动性;压力泌水总量反映的是拌和物的稳定性与保水性,可泵性指标可见表3-3至表3-5。表3-3 可泵性指标项目混凝土的可泵性可泵性好中等不可泵压力泌水总量(1/m)701304070<40或>130坍落度(cm)16816<8表3-4不同泵送高度入泵时混凝土坍落度选用值泵送高度(m)30以下306060100100以上坍落度(mm)100140140160160180180200表3-5混凝土经时坍落度损失值大气温度()102020303050混凝土经时坍落度损失值(掺粉煤灰和木钙,经时1
39、h)525253535503.3.2混凝土的拌制若混凝土的配合比中规定掺加粉煤灰时,粉煤灰宜与水泥同步投料。外加剂的添加时间应符合配合比设计的要求,宜滞后于水和水泥。泵送混凝土的搅拌时间,应符合预拌混凝土中的有关规定,一定要保证拌合物的均匀性,保证制备好的混凝土拌合物有符合要求的可泵性。混凝土可在商品混凝土工厂制备,也可在现场混凝土搅拌站制备,但一定要求机械搅拌,不得采用手工制备。因为手工制备的混凝土均匀性差,可泵性不好,极易引起输送管堵塞。泵送混凝土宜采用搅拌运输车运送,运送过程中要保证混凝土不产生离析。如用没有搅拌装置的翻斗车等运输,到达泵送处必须经过再搅拌方可喂入混凝土泵或泵车的料斗。混
40、凝土泵最好连续作业,这不但能提高其泵送量,而且能防止输送管堵塞。要保证混凝土泵的连续作业,则必须确保泵送混凝土的供应量要能满足要求。 图3-14 混凝土的搅拌站与搅拌楼3.3.3 混凝土的泵送与运输(1)混凝土泵送设备选择与布置混凝土泵的选型,是根据工程特点、要求的最大输送距离、最大输送量(排量)和混凝土浇筑计划来确定。混凝土的实际输送量要综合考虑输送距离、作业效率等。最大输送距离根据具体施工情况可依据换算水平泵送距离选择,也可依据总压力损失选择。输送泵管路的布置主要从以下几点考虑:1)管路途径短并且顺直,少用弯管,尽可能减少阻力;2)管道联接牢固不易晃动,接头放置可靠的密封圈,防止溢浆跑气,
41、以防压力损失过大,影响泵送效率;3)水平管道的铺设不能悬空,一定要固定;4)管道垂直铺设时,随着高度的增加,势能相应地增加,混凝土有回流的趋势,应在输送泵与垂直管道之间铺设一定长度的水平管道,以保证有足够的阻力阻止混凝土回流。高度超过60m时,应在输送泵出口前设置混凝土通止阀。5)竖直向下输送时,应使管道倾斜、弯曲呈“S”型,不要垂直设置,以防混凝土离析。在泵送砂浆时,在管道中装入海绵球,以防砂浆坠落过快;6)泵送低标号混凝土时,在输送泵出口前设置10m以上水平直管,防止离析,从而减少堵管的可能性。 图3-15 泵送管路布(2)混凝土泵送混凝土泵或泵车启动后,应先泵送适量的水以湿润混凝土泵的料
42、斗、混凝土缸及输送管内壁等直接与混凝土拌合物接触部位。经泵水检查,确认混凝土泵和输送管内无异物后,应采用下列方法之一进行混凝土泵和输送管内壁润滑:1)泵送水泥浆;2)泵送1:2水泥砂浆;3)泵送与混凝土内除粗集料外的其他成分相同配合壁的水泥砂浆。开始泵送时,混凝土泵应处于慢速、匀速并随时可反泵的状态。待各方面情况都正常后,再转入正常泵速。正常泵送时,泵送要连续进行,尽量不要停顿,遇有运转不正常的情况,可放慢泵送速度。当混凝土供应不及时时,宁可降低泵送速度也要保持连续泵送,但慢速泵送的时间不能超过从搅拌到浇筑的允许延续时间。不得已停泵时,料斗中应保留足够的混凝土,作为间隔推动管路内混凝土之用。短
43、时间停泵,再运转时要注意观察压力表,逐渐过度到正常泵送。长时间停泵,应每隔45分钟开泵一次,使泵正传和反转各两个冲程。同时开动料斗中的搅拌器,使之搅拌34转,以防混凝土离析(长时间停泵,搅拌器不宜连续进行搅拌,这样会引起粗集料下沉)。如为混凝土泵车,可使浇筑软管对准料斗,使混凝土进行循环。如停泵时间超过3045分钟(视气温、坍落度而定),宜将混凝土从泵送管中清除。对于小坍落度的混凝土,更要严加注意。向下泵送时,为防止管路中产生真空,混凝土泵启动时,宜将设置在管路中的气门打开,待下游管路中的混凝土有足够阻力对抗泵送压力时,方可关闭气门。有时,这种阻力须借助于将软管向上弯起才能建立。开始时,还可将
44、海绵或经充分湿润的水泥袋纸团塞入输送管,以增加阻力。在泵送过程中,要定时检查活塞的冲程,不使其超过允许的最大冲程。泵的活塞冲程虽可任意改变,但为了防止油缸不均匀磨损和阀门磨损,宜采用最大的冲程进行运转。还应注意料斗内的混凝土量,应保持混凝土面不低于上口20cm。否则不但吸入效率低,而且易吸入空气形成阻塞。如吸入空气,逆流增多时,宜进行反泵将混凝土反吸到料斗内,排除空气后再进行正常泵送。需要注意水箱或活塞清洗室中应经常保持充满水,以备急需。此外,若需接长3m以上的输送管时,应预先用水和水泥浆或水泥砂浆进行湿润和润滑管道内壁。当混凝土泵出现压力升高且不稳定、油温升高、输送管明显振动等现象而泵送困难
45、时,不得强制泵送,应立即查明原因,采取措施排除。可先用木槌敲击输送管弯管、锥形管等易堵塞部位,并进行慢速泵或反泵,防止堵塞。当混凝土输送管堵塞时,可采取下述方法进行排除:1)使混凝土泵重复进行反泵和正泵,逐步吸出堵塞处的混凝土拌合物至料斗中,重新加以搅拌后再进行正常泵送;2)用木槌敲击输送管,查明堵塞部位,将堵塞处混凝土拌合物击松后,再通过混凝土泵的反泵和正泵,排除堵塞;3)当采用上述方法都不能排除堵塞时,可在混凝土泵卸压后拆除堵塞部位的输送管,排出混凝土堵塞物后再接管重新泵送。但重新泵送前应先排除输送管内空气后,方可拧紧管段接头。 图3-16 泵送混凝土施工3.3.4 混凝土的浇筑(1)混凝
46、土浇筑的基本要求1)每一构件或块体混凝土的浇筑应连续进行一次性浇筑完成。对于结构尺寸较大的现浇混凝土梁体或其它大体积混凝土,也可预先设计好分几次浇筑,但要根据受力情况或设计要求选择好施工缝的位置。2)根据施工现场具体的混凝土浇筑数量、拌和能力、运输便道状况、运距、混凝土浇筑时间等情况,做出周密的计划安排,各种机械设备要配套,操作人员要进行技术交底,分工明确,责任到人。3)混凝土拌合物要有良好的和易性,振捣要密实,表面应平整,外观符合要求。混凝土与应连结的其他结构,要连接紧密、粘结牢固。4)模板应洒水润湿,靠混凝土的一面应涂隔离剂。隔离剂的类别应根据模板种类、混凝土的外观要求及时供给节能情况,采
47、用肥皂液,重柴油和肥皂液的混合物,再生机油或机油、滑石粉及水的混合物等。涂隔离剂时不得沾污钢筋或其它预埋件,不得使用,如废机油等颜色较重的隔离剂,以防污染混凝土结构的外观。模板内和钢筋上的杂物,泥灰、油污应清理干净;模板如有缝隙、孔洞应堵严,以防漏浆;模板的位置、外形尺寸偏差不得超出允许范围。5)钢筋骨架及预埋件的位置要准确,固定可靠,如有移动应及时纠正恢复;钢筋保护层厚度不小于规定,保护层支垫应牢固,特别是预埋件的固定容易被忽视,造成混凝土在浇筑振捣过程中发生位移。6)脚手架应搭设牢固,边缘应设护栏,坡道上应加钉防滑条,较高的脚手架应设置安全网。但脚手架不得贴靠模板或支撑在钢筋上,以防模板和
48、钢筋移位、变形。7)各项检查全部合格后,做好检查记录并报监理工程师抽检。(2)混凝土的卸落1)混凝土垂直卸落入模时,其自由卸落高度不宜超过2m。当超过2m时,应通过串筒等设施使混凝土缓慢下降。当混凝土下降高度较大,串筒较长时,宜在管筒内设缓冲挡板,并宜在适当间隔的管筒上安设附着式振动器以减缓混凝土的下降速度和防止水泥砂浆粘结在管壁上。当浇筑范围较大时,为减少漏斗的移动,串筒下部可向侧面拉移,但拉移距离不宜超过1.52.0m,并在下部最少应有两节管筒保持垂直。2)混凝土倾斜卸落时,可通过溜槽、溜管或振动溜管(坍落度小的混凝土上不宜用溜槽)进行,但须在卸落设备下口设置漏斗和导筒,其长度不小于60c
49、m,以防混凝土离析。漏斗和导筒可用木板或钢板制成。采用倾斜卸落混凝土时,可在导管下堆积一部分混凝土,然后进行水平分运,但堆积高度不宜超过1m。3)当模板较高、钢筋较密、模板内不能垂放串筒时,可在模板侧面适当高度处设置投料窗,使混凝土的自由下落高度不超过2m,但由投料窗口投料时,窗口外应设侧向开口的投料斗,使串筒保持垂直下料并使混凝土均匀地进入模板内。4)向窄而深的模板内倾卸混凝土时,模板上口应设漏斗、挡板等防离析装置。(3)混凝土的分层浇筑浇筑混凝土时,应根据混凝土结构形状、钢筋布置、卸料方法及振动方法等情况,顺序分层进行,并应在下层混凝土初凝或能重塑以前浇筑完成其上层混凝土(用插入式振动器靠
50、其自重插入混凝土中,振捣15s后,振动棒周围15cm左右内能泛浆并且拔出振动棒后不留孔洞时,即认为是能重塑)。当上层与下层前后同时浇筑时,上下层前后浇筑距离不应小于1.5m。在倾斜面上或高低不同的底面上浇筑混凝土时,应从低处开始逐渐扩展升高,保持水平分层。混凝土分层浇筑厚度依振动方法和振动器类别而异,不应超过振动器的有效振实厚度。一般可参考表3-6的规定。表3-6 混凝土分层浇筑厚度捣实方法浇筑层厚度(mm)用插入式振动器300用附着式振动器300用表面振动器无筋或配筋稀疏时250配筋较密时150人工捣实无筋或配筋稀疏时200配筋较密时150施工缝的位置应在混凝土浇筑前确定,宜留置在结构受剪力
51、和弯矩较小且便于施工的部位,并按下列要求进行处理:1)应凿除处理层混凝土表面的水泥砂浆和松弱层,但凿除时,处理层混凝土必须达到下列强度:i)用水冲洗凿毛时,须达到0.5MPa;ii)用人工凿除时,须达到2.5MPa;iii)用风动机凿毛时,须达到10MPa。2)经凿毛处理的混凝土面,应用水冲洗干净,在浇筑次层混凝土前,应对垂直施工缝宜刷一层水泥净浆,对水平缝宜铺一层厚为1020mm的1:2水泥砂浆。3)重要部位及有防震要求的混凝土应在施工缝处补插锚固钢筋或石榫。4)施工缝为斜面时,应浇筑成或凿成台阶状。5)施工缝处理后,须待处理层混凝土达到一定强度后才能继续浇筑混凝土。需要达到的强度,一般为2
52、.5MPa。一种较为新兴的做法如图3-17所示。采用右图所示的网状薄铁皮作为预留段交界面处的模板。这样一来,先期混凝土浇筑时薄铁皮可以作为天然的毛面,槽口处的钢筋也可以轻易地从铁皮的孔洞中穿过。 图3-17 预留施工缝的处理在浇筑过程中或浇筑完成时,如混凝土表面泌水较多,须在不扰动已浇筑混凝土的条件下,采取措施将水排除。继续浇筑混凝土时,应查明原因,采取措施,减少泌水。 结构混凝土浇筑完成后,对混凝土裸露面应及时进行修整,抹平,待定浆后再抹第二遍并压光或拉毛。当裸露面积较大或气候不良时,应加盖防护,但在开始养生前,覆盖物不得接触混凝土面。浇筑混凝土期间,应设专人检查支架、模板,钢筋和预埋件等稳
53、固情况,当发现有松动、变形、移位时,应及时处理。3.3.5 混凝土的养护在混凝土硬化时,仍需要一定数量的水分。若按混凝土拌合时所加水的数量,已足够水泥硬化的需要,如在浇筑完成后将混凝土完全封闭时,即不需要再补充水分。但一般混凝土构件是处于非封闭状态,而且是完全暴露在自然环境中。若构件所处环境的相对湿度较低,混凝土中的水分易被蒸发,如不及时补充水分,则会使混凝土的硬化停滞,而且会因干燥而使构件表面产生收缩裂缝。因此要在养护期间经常补充水分。补充水分的方法和数量应依气温、空气湿度和混凝土中水分的蒸发速度等情况而定,以混凝土经常保持湿润状态、满足硬化所需水分为准。3.3.6 混凝土的孔道压浆及封锚后
54、张孔道压浆的质量不仅关系到预应力筋能否和梁体共同工作,而且还关系到预应力筋的长期防护与结构的耐久性。由于孔道压浆工艺的隐蔽性,在施工过程中应切实加强质量控制与监理。(1)水泥浆的技术条件1)应设计要求的强度等级进行配置,设计无要求时不应低于构件本身混凝土强度等级的80,且不低于30N/mm2。对截面较大的孔道,水泥浆中可掺入适量的细砂。2)水泥宜采用硅酸盐水泥或普通水泥,强度等级不宜低于42.5。3)水泥浆应有良好的和易性,其水灰比宜为0.40.45,渗入适量减水剂时,可减小到0.35;所用水及减水剂须对预应力钢筋无腐蚀作用。4)水泥浆的泌水率最大不得超过3,拌和后3h时泌水率宜控制在2以内,
55、24h后须能全部被浆吸回。5)水泥浆中可通过试验渗入适当膨胀剂如铝粉等。铝粉的渗入量约为水泥用量的0.01。但水泥浆渗入膨胀剂后的自由膨胀应小于10。泌水率和膨胀率的试验方法见规范附录G-10。6)水泥浆稠度在1418s之间,稠度的试验方法见规范附录G-11。7)水泥浆调制好后应经常搅动并在3045min的时间内用完。对于因延迟使用所致的流动度降低的水泥浆,不得通过加水来增加其流动度。(2)压浆方法1)压浆前应对孔道进行清洁处理。对抽芯成型的混凝土孔道应冲洗净并使孔壁完全湿润;对于金属管道,必要时也应冲洗,以清除有害材料;对孔内可能发生的油污等,可采用对预应力筋和管道无腐蚀作用的中型洗涤剂和皂液,用水稀释后进行冲洗。冲洗后应使用不含油的压缩空气将孔道内的所有积水吹出。2)压浆应使用活塞式灰浆泵。压浆前应先将
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