摘要 文章探討了橋梁工程中標準梁段掛籃懸澆施工技術的原理、實施步驟以及在實際工程中的應用效果。介紹了掛籃懸澆施工技術的基本概念和特點,包括掛籃的結構設計、施工步驟和質量控制等方面。結合具體的工程案例,分析了掛籃懸澆施工技術在橋梁工程中的應用情況,包括施工技術、質量控制以及施工步驟等方面的重要技術點。
關鍵詞 橋梁工程;施工技術;掛籃懸澆
中圖分類號 U445 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949(2024)18-0048-03
0 引言
掛籃懸澆施工技術作為一種常用的橋梁施工方法,具有施工效率高、質量控制可靠等優(yōu)點,被廣泛應用于大型橋梁工程的標準梁段施工中。文章旨在通過對橋梁工程標準梁段掛籃懸澆施工技術的全面分析,探討其原理、實施步驟以及在實際工程中的應用效果。通過實際案例,總結掛籃懸澆施工技術和施工難點,為類似工程的設計與實施提供有益的參考。
1 工程概況
項目橋梁箱梁0#梁段長12 m(橋墩兩側各外伸2 m),每個“T”縱橋向劃分19個梁段,梁段長度從根部至端部分別為8×3 m、11×4 m,累計懸臂總長68 m。主墩頂0#塊及邊跨現(xiàn)澆段采用托架現(xiàn)澆,邊跨20#合龍段及中跨22 #合龍段采用吊架現(xiàn)澆,其余的1~19 #梁段采用掛籃懸臂澆筑施工。
2 掛籃懸澆施工工藝
2.1 標高測量
在主梁0#梁段上設置5個臨時水準點(頂板3個,底板2個),其中軸線水準點與地面控制網(wǎng)聯(lián)測附帶坐標,5個水準點的高程進行相互校測。具體布置如圖1所示;
2.2 鋼筋安裝
Φ25及以上直徑的鋼筋采用滾軋直螺紋機械連接,Φ25以下直徑的鋼筋采用焊接形式,單面焊接接頭長度不小于10 d,雙面焊接接頭長度不小于5 d。采用抗振鋸切滾絲一體機器人加工絲頭,下料時用切斷機切斷,自動打磨絲口接頭。絲頭加工時用水性潤滑液,不得使用油性潤滑液。絲頭有效螺紋長度不小于1/2套筒長度,誤差在+2P(P為螺紋螺距,單位:mm),每個有效螺紋直徑圓柱度誤差不超過0.2 mm。絲頭合格后,立即套上絲口保護套,防止裝卸時損壞絲頭[1]。
在進行鋼筋連接時,使用工作扳手,將絲頭固定在套筒的中央位置并擰緊。這一步驟完成后,套筒外部應可見外露的有效螺紋。套筒單邊外露的有效螺紋長度應限制在不超過2P的范圍內。驗證擰緊力矩值符合要求,應使用力矩扳手進行檢查,如表1所示。
2.3 預應力安裝
定位鋼筋的制作,必須先按坐標及斜度作出胎具,然后在胎具上拼焊。并做好編號,安裝時對號入座。當定位鋼筋與普通鋼筋、預留孔洞或其他預埋件相碰時,可適當挪動后者位置。預應力管道不得挪動。定位鋼筋與梁體主筋點焊牢固,不得傾倒或移動。端模孔洞除要檢查位置是否準確外,還應進行兩端高差及橫向錯位的檢查??v向管道要直順,不得橫向彎曲(除有平彎外)及局部起伏。波紋管上嚴禁站人,波紋管內應壓重(如芯棒等),以增強剛度,防止管道上浮或在混凝土灌注過程中移動??v向預應力管道會隨施工進展而逐節(jié)延長,其中多數(shù)涉及復雜的平彎和豎彎曲線設計。管道接頭處必須避免毛刺、卷邊、折角等不良現(xiàn)象,同時接口處應嚴密封閉,以防止漏漿現(xiàn)象的發(fā)生。在混凝土澆筑過程中,在管道內部襯入硬塑料管芯是一種有效的措施。這一措施在混凝土澆筑完成后可以拔出,不僅有助于防止管道變形,還能顯著提高防漏漿效果。完成混凝土澆筑后,必須使用空壓機進行孔道清理,確??椎罆惩o阻。一旦發(fā)現(xiàn)孔道阻塞,應立即進行清理,以確保后續(xù)施工的順利進行[2]。
2.4 模板安裝
主梁懸臂梁段外側模利用墩身模板進行組拼,內模采用新購置的大塊定型鋼模,安裝前除銹、涂刷模板漆。內側模板與外側模板開洞穿PVC管,設Ф20鋼筋拉桿。端模用自行加工的型鋼模板,與內外模及其骨架連接牢固,詳細參數(shù)如表2所示。
2.5 混凝土施工
2.5.1 混凝土澆筑
混凝土應從底板開始,逐步過渡到腹板,最后到達頂板?;炷恋臐仓璋凑樟旱臄嗝孢M行水平分層、斜向分段的施工方式。每層澆筑的厚度應控制在不超過30 cm,同時上下層之間的澆筑距離應保持在至少1.5 m的距離,以確?;炷聊軌虺浞至鲃雍途鶆蚍植肌T跐仓^程中,需要注意混凝土的入模方式,應避免大量混凝土集中入模,確?;炷聊軌蚓鶆蛄魅肽>?。在混凝土的密實過程中,應利用插入式振動器來實現(xiàn)優(yōu)化效率。為了確保振動效果均勻且有效,振動器的移動距離需限制在其作用半徑的1.5倍以內。此外,為了確保振動器與側模之間的穩(wěn)定間隙,應維持5~10 cm的距離。對于振動器插入下層混凝土的深度,同樣需要控制在5~10 cm的范圍內,以保證混凝土各個部分都能得到充分的振動處理。
在判斷混凝土是否達到密實狀態(tài)時,應關注其表面是否停止下沉、氣泡是否停止冒出,并且表面變得平滑并有漿體溢出。每次振動過程結束后,應緩慢拔出振動棒,以規(guī)避與模板、鋼筋、預應力管道以及其他預埋件發(fā)生不必要的碰撞。
2.5.2 混凝土養(yǎng)護
混凝土澆筑后其養(yǎng)護采用配置于主縱梁、內外滑梁的噴淋設備、覆蓋土工布養(yǎng)護,保證混凝土表面濕潤。混凝土必須進行保溫、保濕、防曬養(yǎng)護不少于10 d,盡量減少收縮與溫差的影響,以保證混凝土的澆筑質量,設備詳情如圖2所示。
2.5.3 混凝土鑿毛及接縫處理
混凝土強度達到2.5 MPa以上后,采用手持式小型電鎬的方式,對結構物截面范圍內混凝土進行鑿毛處理,鑿毛深度按10~20 mm控制,并且要求粗骨料露出80%以上為準。
鑿毛期間同時加水使混凝土保持濕潤。每節(jié)段混凝土澆筑完后,彈線繪出接縫線,然后用混凝土切割機切出接縫面。
2.6 預應力施工
2.6.1 縱向預應力管道安裝
定位鋼筋的制作,必須先按坐標及斜度作出胎具,然后在胎具上拼焊。當定位鋼筋與普通鋼筋、預留孔洞或其他預埋件相碰時,可適當挪動后者位置。預應力管道不得挪動。定位鋼筋與梁體主筋點焊牢固,不得傾倒或移動。
端??锥闯M行檢查位置是否準確外,還應進行兩端高差及橫向錯位的檢查??v向管道要直順,不得橫向彎曲(除有平彎外)及局部起伏。金屬波紋管上嚴禁站人。
2.6.2 豎向預應力管道安裝
豎向預應力鋼束頂部與底部應采用措施(如制作型鋼夾具)予以固定,防止混凝土振搗時傾斜。兩端墊板與鐵皮管接觸面嚴防漏漿,張拉端應做模壓成型張拉槽及固定錨墊板。所有預應力孔道成孔材料使用前應逐根檢查,不得有眼孔,安裝時責任到人,不得有出現(xiàn)位置錯偏超出要求或漏漿現(xiàn)象發(fā)生。高頻管上壓漿嘴與硬膠管需用圓釘固定,防混凝土振搗時脫落。
2.6.3 預應力鋼束安裝
下料切割工作應使用砂輪機進行,嚴禁采用電焊或氧氣切斷的方式,因為這可能會對預應力筋造成高溫損傷。預應力筋也不應暴露于焊接火花或接地電流的影響之下,以防止其性能和結構完整性受損。在進行鋼束切斷之前,必須在切割線的左右兩側各3~5 cm處使用扎絲進行固定,防止切斷后鋼束的散頭現(xiàn)象,保證施工的安全和效率。穿束前,務必清除錨下墊板表面的灰漿,確保墊板下混凝土的密實性和墊板與孔道的垂直性。鋼束下料后,應盡快進行穿束和張拉預應力工作,間隔時間應控制在3 d以內。在孔道中穿過的所有物件,如鋼絲繩、鋼絞線、鐵球、卡子、接頭等,都應保持圓順,以減少施工過程中的摩擦和阻力。預應力安裝后,在模板安裝或混凝土澆筑之前,應對孔道進行仔細檢查,確保沒有破損。一旦發(fā)現(xiàn)破損,應立即進行修補,以防止漏漿和孔道堵塞。
2.6.4 預應力張拉
(1)張拉程序
橫梁、縱向預應力束張拉程序為:0—初始應力(20%)—σcon(持荷5 min)—錨固(測伸長量)。橫、豎向預應力束在后期懸臂梁段縱向預應力束1~2個節(jié)段張拉施工完畢后進行,橫、豎向預應力張拉時,均應兩側對稱進行。
豎向預應力鋼棒采用二次張拉工藝,其具體張拉程序如下:第一次張拉程序:0—0.2σcon—σcon(持荷5 min)—錨固(測伸長量);第二次張拉應在第一次張拉完成后2~16 h進行,第二次張拉程序混凝土:0—0.5σcon—σcon(持荷5 min)—旋緊支撐螺母—錨固。
(2)預應力張拉
在確認油管連接可靠且正確無誤后,啟動油泵,使鋼束初步拉緊。隨后,調整千斤頂?shù)奈恢茫_保其中心與孔道軸線基本重合,為鋼絞線的自由伸長創(chuàng)造條件,從而減小摩擦阻力。同時,調整工具夾片,確保其能夠牢固地夾住鋼絞線,使每根鋼絞線受力均勻分布。
隨后,兩端同時向千斤頂主油缸緩慢供油進行張拉操作,保持兩端伸長量基本一致,實現(xiàn)對稱加載。當達到初始張拉力(0.1σcon)時,暫停供油,檢查夾片狀態(tài)。若一切正常,則進行標記。
2.6.5 預應力孔道壓漿及封錨
連續(xù)剛構張拉完成后,壓漿工作在掛籃走行完成后進行。設計技術要求:水灰比:0.26~0.29;流動度:30~50 s;初凝時間不小于6 h;抗壓強度標養(yǎng)28 d≥50 MPa,抗折強度標養(yǎng)28 d≥10 MPa。
將精確稱量的原材料放入攪拌機中,進行約2 min的攪拌。在此過程中,需要注意扣除減水劑所需的水量。隨后,將已溶解于水的減水劑倒入攪拌機中,并繼續(xù)攪拌3 min后出料。為確保水泥漿的質量和性能,出料后應盡快進行泵送,若暫時無法泵送,則需保持不間斷的攪拌,以防止水泥漿出現(xiàn)沉淀或分層。
在整個攪拌和泵送過程中,必須嚴格控制用水量。過多的水分會導致水泥漿泌水,進而可能在管道頂部形成空隙,影響結構的完整性和安全性。對于因長時間放置而導致流動性降低的水泥漿,嚴禁通過增加水量來提高其流動性,會破壞水泥漿的水灰比。
壓漿完成后,應立即進行封錨操作,封錨時應采用與梁體同等級別的混凝土,以確保結構的一致性。隨后,拆卸外接管路,并對灌漿泵、攪拌機以及所有沾有水泥漿的設備和附件進行徹底清洗,以防止水泥漿硬化后造成設備堵塞或損壞,真空壓漿詳如圖3所示。
圖中:①——攪拌機、②——壓漿機、③——閥門、④——普通壓力表、⑤——廢漿桶、⑥——排氣管、⑦——密封蓋、⑧——負壓器、⑨——真空壓力表、⑩——抽真空機。預應力鋼束張拉錨固后,按設計布好封錨鋼筋,并澆筑封錨混凝土。
3 結論
掛籃懸澆施工技術作為一種高效、可靠的橋梁施工方法,在標準梁段施工中具有顯著優(yōu)勢。其獨特的施工方式能夠有效地提高施工效率,縮短工期,同時保證施工質量的可靠性和穩(wěn)定性。通過對實際工程案例的分析,該文驗證了掛籃懸澆施工技術在橋梁工程中的應用效果,掛籃懸澆施工技術能夠有效地應對各種復雜的施工環(huán)境和條件。
參考文獻
[1]孟凱.公路橋梁預應力連續(xù)箱梁施工中的掛籃懸澆技術研究[J].工程技術研究,2024(3):47-49.
[2]喻陽,陳厚安.道路橋梁施工中掛籃懸澆施工應用技術[J].建筑技術開發(fā),2023(6):43-45.