城市互通立交中现浇箱梁施工技术

城市互通立交中现浇箱梁施工技术

1现浇箱梁施工技术在城市互通立交建设中的应用随着我国高速公路网的完善和城市桥梁的不断建设，拱结构技术得到了广泛应用，尤其是在城市的互联和建设中。2桥梁结构乌龙村互通式立交桥是连接和分流昆(明)曲(靖)高速公路的重要桥梁,为16联现浇连续箱梁结构,桥梁总长1250m。其中A、B两条匝道为主匝道桥面净宽24m,为两联120m纵向预应力后张拉结构;C、D匝道为辅道,桥面净宽9m,分别为连接线主线通往昆(明)石(林)、昆(明)玉(溪)等高速公路以及昆明东三环和新建机场高速。通过现场施工实践,将现浇箱梁施工过程和工艺进行小结,供同行参考。3当前连续箱梁施工3.1夯实和铺设防水土工布现浇连续箱梁的地基处理应根据所要求承受荷载的大小,通过计算来确定和选择方案,计算所选用的荷载应考虑钢筋混凝土梁体自重、支架模板自重和施工过程中的人员荷载和其他偶然荷载。地基处理一般可采取二灰土或碎石土换填2～1.5m深,碾压夯实,使承载力不小于400kPa,在处理好的地基表面做一层30cm厚水稳沙砾的同时在水稳沙砾上铺设一层防水土工布,以防止雨水浸泡地基。对于采取满堂支架施工的现浇箱梁(一般支架高度不高),一般可以采取二灰土或者隧道弃渣(有隧道的工地)进行换填碾压处理,使其承载力不小于250kPa,同时在处理好的地基上做一层30cm厚的水稳沙砾,并在四周挖好排水沟,以保证雨水和其他水的顺利排出,保证支架的安全;对于支架底脚下不安放方木的,可以直接在换填碾压后的地基上浇注一层30cm厚的C20混凝土。3.2支架结构3.2.1满堂支架或贝雷架施工现浇箱梁支架类型的选择,要根据施工的地形情况、支架的支撑高度和资金的投入来综合考虑。对于地形平坦、支撑高度不高(15m以下)的现浇箱梁施工宜选用满堂支架或贝雷架施工;地形起伏较大(山地)、支撑高度较高(15m以上)的现浇箱梁施工宜选用军用梁施工(一般选用八三墩和六四梁)。3.2.2支架立杆布置采用满堂支架施工的现浇箱梁,支架横杆可采用60×90布置,60cm横杆为横桥向布置;90cm横杆为顺桥向布置,在隐型盖梁处均采用60×60布置;支架立杆的横杆布局为间隔120cm一层。支架立杆下可调下支放10cm×15cm底脚方木,横桥向布置;支架立杆上可调上铺设两层方木,第一层为10cm×15cm方木顺桥向布置,间距同60cm;第二层为10cm×10cm方木横桥向布置,间距30cm。对于采用军用梁施工的现浇箱梁,军用梁的拼装长度要根据箱梁的单跨长度拼装,军用墩的支立高度要根据墩柱的高度作好计算,以保证军用梁架设后的标高满足现浇箱梁高度要求。3.2.3主梁支架搭设过车门洞的形式通常通过力学计算结合实际经验来选择,但过车门洞的通车能力和通车类型,必须满足交通法规定的限高、限宽要求。对于采用满堂支架施工的现浇箱梁一般门洞搭设形式为,在跨既有线预留单车道门洞一道(限高4.5m、限宽4.0m),上部横梁为32工字钢,门洞左右两侧支墩分别采用30cm×30cm横杆布局,每侧搭设四排作为支撑立柱,在其上横桥向安放10cm×15cm方木,在其上安放32工字钢作为横梁,在主梁部分间距为30cm;在翼缘板部分间距为60cm沿上部横桥方向铺一层10cm×15cm的方木,并按60×60cm布局搭设支架,支架的底脚螺旋采用上螺旋,并将上螺旋卡在方木里。对于采用军用梁施工的现浇箱梁,只要搭设后的梁底净空满足通车要求,即可作为门洞进行通车,无须再搭设通车门洞。3.3表面涂层和压力3.3.1竹胶板和钢模板的铺设现浇箱梁的底模模板可以采取钢模板或竹胶板(厚度不小于1.2cm),无论是采取竹胶板还是钢模板,在铺设时必须使纵横向的模板接缝在一条线上,以保证拆模后底板的美观。在铺设底模之前应铺设好纵横向的两层方木,并将方木和上旋的标高调整至设计标高。3.3.2预留沉降量的测定在底模铺设完成后,在底模上布设观测点,观测点按2～3m一个断面,一个断面按左、中、右三个点来布设(这三个点分别为梁底板两个腹板的边和梁底板的中心点);在观测点布设完成后,对底模标高进行一次精调整,并预留1～2cm的预留沉降量;在底模标高调整完成后,对观测点的标高进行测量记录作为沉降观测计算的依据后,方可上土预压,预压土的重量按钢筋混凝土梁体总重量的100%施加,按均布荷载布置,并留出观测点的位置。从上土开始每天早、晚对每个观测点各进行两次沉降观测,作好记录,并对每天的观测结果进行比较,待观测数据稳定(沉降稳定)三天后方可卸土,卸土后应及时对观测点进行测量,并记录观测数据,作为回弹量的计算依据。沉降观测完成后,根据预压前的观测数据、沉降稳定后的观测数据和卸载后的观测数据进行预留沉降量和预拱度计算,确定相应的预留沉降量,根据计算出的预留沉降量对底模标高进行最终的精调整,使其满足我们的标高要求。3.4腹部和翼缘板的安装3.4.1型钢模板外包的选用腹板和翼缘板的模板可以采用定型钢模板,也可以采用竹胶板进行组装。对于定型钢模板宜适用于曲线半径较大或直线桥的现浇箱梁,对于曲线半径较小的现浇箱梁采用钢模板时,每节不宜太长,同时梁的两个端头的异型模板角度一定要准确。竹胶板可塑性强、安装方便、轻巧,可以适用于各种曲线半径的现浇箱梁施工。3.4.2侧模横向位移对于定型钢模板采取底模包边模,在底模上打眼,用螺丝将底模与边模连接在一起加固,使边模在底模生根,为防止混凝土施工时漏浆,翼缘板底板和腹板的边板用3m钢管和上旋打斜撑进行加固,并用6m普通钢管带卡子将两侧翼缘板下的立杆向梁底板里拉,限制侧模的侧向位移;对于竹胶板(厚度不小于1.2cm),宜采取侧模包底模(腹板模板包底模模板),翼缘板模板压腹板模板,竹胶板的竖向背带采用6×8方木按中对中20～30cm即可,横向背带用10×10cm方木在腹板上、中、下各设一道,方木接头错开,用上旋和3m钢管待卡子加固于翼缘板下的立杆上,并加斜撑和剪刀撑,限制侧模的侧向位移。对于有横向张拉隐型盖梁端头的腹板和有腹板纵向张拉的梁端堵头模板,可以在横梁钢筋、腹板钢筋绑扎完成和波纹管定位完成后安装,同时要将张拉锚具固定在模板上,模板应作成待有张拉槽口的异型模板。3.5钢筋连接和预压安装3.5.1钢筋骨架加工箱梁钢筋分两次绑扎安装,首先绑扎安装底板、腹板和隐型盖梁处的钢筋,在第一次混凝土浇注完成后再绑扎顶板、翼缘板以及预埋钢筋。钢筋骨架采用分段加工,后在底模上对接;骨架加工采用双面焊,焊缝长度满5d;骨架对接采用单面焊,焊缝长度满足10d。底板、腹板、顶板及隐形盖梁的钢筋应提前加工,后现场绑扎和焊接。钢筋严格按设计图进行绑扎、焊接,施工中严禁乱丢杂物,保持底模干净,钢筋焊接、绑扎应符合规范要求,为保证混凝土保护层厚度,在主筋与模板之间错开放置塑料垫块,骨架侧面的垫块绑扎牢固。3.5.2预应力管道和压浆管道的安装现浇箱梁的预应力施工多为后张拉,所以在钢筋的绑扎过程中必须将预应力管道准确定位或钢绞线穿入。对于纵向预应力后张拉,一般多为跨线现浇箱梁,其钢绞线长度较长,一般采取在混凝土浇注之前先穿钢绞线,在混凝土的浇注过程中用卷扬机来回抽动钢绞线,以保证管道畅通。波纹管的定位要准确,一般按50～100cm的间距焊置定位钢筋,固定波纹管的位置,限制波纹管的位移。纵向张拉多为两端对称张拉,不存在P锚的单端张拉,梁两端的锚具要准确的定位、固定在箱梁两端的堵头模板上。横向张拉由于锚具形式的不同,其张拉和钢绞线的施工程序也不同。对于采用两端对称张拉的隐型盖梁在波纹管定位完成后可以在波纹管内穿入硬塑料管,在混凝土浇注完成初凝后将其拔除,使预应力管道成型,在张拉之前将钢绞线穿入;也可以将钢绞线直接穿入波纹管,无需用硬塑料管成孔,只是在混凝土的浇注施工过程中,派专人来回抽动钢绞线,防止波纹管漏浆堵塞管道。对于采用P锚单端张拉的隐型盖梁,由于为一端固定,一端张拉,需将固定端带有挤压套的钢绞线直接浇注在固定端的混凝土里,所以先要将带有挤压套的钢绞线穿入波纹管,挤压套限制在固定端的锚固钢板上,使挤压套与锚固钢板要密贴,将锚固钢板准确定位在盖梁的钢筋主骨架上,同时在固定端的波纹管里安放一根排气出浆管(最好采用质量较好的氧气管),使其露出梁顶板混凝土面,以便张拉完成后压浆时排气和出浆。P锚安装时,要准确定位约束环和锚固钢板的位置,同时要将固定端波纹管内钢绞线的缝隙封堵密实,防止在混凝土浇注过程中漏浆。3.6内模底板加工在底腹板钢筋绑扎完成后即可进行内模安装,内模可以采用定型钢模板,也可采用竹胶板现场制作。在第一次混凝土浇注前内模只安装腹板和下倒脚的内模,为了保证底板的振捣质量,内模底板不加盖。对于设计为除纵向骨架外隐型盖梁之间没有横隔梁板的整跨整体式内模,可以提前加工好,在现场进行组拼和安装;对于一跨除隐型盖梁外,还有一道或多道横隔梁板的多个小体积内模,可以提前组拼成型后,用汽车吊进行整体吊装。腹板和下倒脚内模的加固要与腹板边模的加固同时进行,既要保证腹板边模的线形,又要保证腹板混凝土厚度、梁底板的几何尺寸和保护层厚度,同时要防止内模上浮。3.7保证底板的厚度在腹板和下倒脚内模安装加固完成后即可进行底腹板混凝土浇注,采取先浇腹板后铺底板的混凝土浇注程序,既要保证底腹板和下倒脚的混凝土振捣密实,又要保证底板的混凝土厚度和平顺。在第一次浇注的腹板和底板混凝土达到一定强度后,即可拆除腹板和下倒脚内模,安装、加固上倒脚和内模顶板并留天窗,天窗大小已满足顶板和上倒脚模板的拆除需要,同一跨的天窗应错开,且不应在跨中位置开天窗;对带有横向预应力的隐型盖梁在翼缘板混凝土浇注时,应在张拉槽口正上方的翼缘板处预留天窗,其长度与张拉槽口顺桥向长度相符、宽度比张拉千斤顶的长度落大,以便张拉时定位和安装千斤顶。3.8翅膀板和屋顶板的钢筋连接和注水翼缘板和顶板钢筋严格按设计图纸进行绑扎、焊接,符合规范要求,确保混凝土的保护层厚度。护栏预埋钢筋位置准确、间距合理。3.8.1梁顶板的安装在进行二次混凝土浇注前应对第一次浇注的混凝土面进行凿毛、清洗干净。顶板浇注过程中既要保证顶板的混凝土保护层厚度,又要控制好梁顶板的标高;梁顶板的标高采取4m一个断面,一个断面按左、中、右三个点(这三个点分别为翼缘板的两边和梁顶板的中心点,对翼缘板的两个边直接将标高点作在模板上、中间点采取在中间纵向钢筋骨架上焊钢筋头,并在其上做标高点)进行拉线收面控制,使其满足规范要求。砼振捣严格按施工规范进行,要求振至表面泛浆、不再冒气泡、砼不再下沉为止。3.8.2加强混凝土面覆盖梁顶板混凝土浇注完成后应及时进行洒水养护,采取洒水后在混凝土面覆盖彩条布,防止受光照和刮风影响而引起混凝土面的收缩开裂。洒水养护不少于7天,以满足混凝土强度的要求。3.9张拉和压浆3.9.1故障及时检修待梁体混凝土达到设计强度的80%以上时,方可进行预应力张拉作业。张拉使用的液压千斤顶和油泵必须进行标定,标定后的千斤顶、压力表、油泵在使用过程必须配套使用,不得临时调换,当出现故障时,立即检修并重新标定。对于两端同时张拉的纵、横向预应力按照设计要求顺序分批进行张拉,张拉时要同步对称进行,张拉过程中采用张拉应力和钢绞线伸长值双控,以张拉应力为主,钢绞线伸长值作校核,张拉步骤为:初应力→15%张拉力→30%张拉力→100%张拉力(持荷2min锚固),根据伸长量确定是否进行超张拉,超张拉的极值按6%控制。对于单端预应力张拉(多为单墩隐型盖梁横向张拉),也应采取同一竖向断面上下的两束钢绞线同步对称进行,同样采用张拉应力和钢绞线伸长值双控,以张拉应力为主,钢绞线伸长值作校核,张拉步骤同两端张拉。3.9.2孔道压浆及压浆为了防止预应力损失,在张拉完成后应及时压浆。采用真空压浆,采用一次压浆工艺,将水泥浆从波纹管道一端压入,至另一端冒出浓浆时为止。在正式压浆前应先给孔道内压水,检查孔道是否畅通。采用活塞式压浆机进行压浆,压浆最大压力控制在1.0MPa,待孔另一端流出浓浆后,关闭出浆口,持压0.5MPa保持2min以上,关闭压浆口、卸压。孔道压浆顺序先下后上,要将集中在一处的孔道一次压完。压浆完成后应及时封锚,要将张拉槽口及锚具周