浅谈现浇箱梁施工控制要点 兰文良

发表时间:2020/5/15   来源:《基层建设》2020年第3期   作者:兰文良
[导读] 摘要:现浇箱梁在施工过程中,因工序多,人员多,安全隐患多,质量通病难以控制。
        四川公路桥梁建设集团有限公司  四川成都  610041
        摘要:现浇箱梁在施工过程中,因工序多,人员多,安全隐患多,质量通病难以控制。结合成宜高速ZCB3-5项目经理部荣县枢纽互通匝道桥主要特点,因地制宜研究并总结了预应力现浇箱梁施工控制重点及方法。
        关键词:现浇箱梁;地基处理;预压;预应力
        1、工程概况
        本项目荣县枢纽互通匝道桥,上部构造采用装配式预应力砼简支T梁、桥面连续以及预应力砼现浇连续箱梁,现浇段多与另一匝道相交,横向宽度变化,为单箱双室(正常段)及单箱三室(变宽段);现浇箱梁部分位于沟槽地带发育的软弱地基和鱼塘地段,淤泥及淤泥质土呈层状分布,层厚一般为2.5-13m,主要由粉质粘土和粉细砂组成,整层土质较均匀,呈软塑~可塑状,饱和。
        2、常见质量通病
        2.1、基础
        现浇箱梁目前最常用的主要是碗扣式钢管支架,主要表现为基础未按要求进行硬化,基础泡水,未设置台阶,基底宽度处理不足造成支架悬空。
        2.2、预压
        在上部荷载作用下,地基沉降,支架塑性变形(方木塑性压缩,接缝处压缩值)及支架弹性变形。未进行预压或预压荷载不够,极易造成箱梁下挠过大开裂的质量事故。
        2.3、支座
        盆式支座型号众多,方向要求易错,安装水平控制随意,螺栓未及时松开,盆式支座会影响箱梁结构自由伸缩与结构受力,未正确安装,后期处理会非常麻烦,影响支座使用寿命。
        2.4、砼施工
        砼现场施工过程中,因为是泵送砼,各地原料差异大,容易导致砼质量不稳定,离散性大。振捣难度大,特别是底板及腹板交接倒角位置,因钢筋过密且存在波纹管,振动棒难以深入,易出现麻面空洞;锚下钢筋更为密集,导致锚下砼振捣不密实,张拉时容易导致锚头区域崩裂。
        2.5、张拉压浆
        预应力可以说是箱梁最为重要的一环,常见问题主要有管道定位不准确,张拉伸长量不够,压浆不饱满等。
        3、控制要点及方法
        3.1、地基处理
        软土地基承载力小于设计值,不能直接作为基础,采用回填挤淤→基础填筑→基础预压→硬化的施工工艺进行基础处理。
        在鱼塘里采用夹有块石的砂性土进行回填挤淤,填筑宽度控制在连续箱梁投影线以外2m左右,做好排水,严格分层压实,并在进行下部构造施工时已有意识安排车辆及旋挖机等大型机械在基础上频繁行走,促进基础下软土的早期固结。
        基础严格按填石进行,填料取用荣县枢纽互通区内路基挖石方,填料最大粒径应不大于500mm,并不超过层厚的2/3,每层填筑厚度控制在50cm,用振动压路机按规范要求碾压,直到压实层顶面稳定,不再下沉(≤2mm),表面平整无轮迹为止并检测承载力≥150kpa满足地基承载力要求。
        为避免后期施工中支架基础出现较大的沉降或不均匀沉降,在回填挤淤并分层填筑碾压密实后,在箱梁投影线范围内进行堆土预压,堆土荷载为箱梁混凝土荷载的1.3~1.5倍,每天定时观测并记录地基的沉降和侧向位移观测,当支架基础沉降达到验收合格要求,方可进行卸载。当卸载后地基基础基本无反弹时,重新用压路机对地基进行碾压密实,然后浇筑15cm厚C20素混凝土作为现浇支架基础。
        3.2、预压
        支架预压施工步骤为:预压准备(进行技术交底、施工人员安排、机械设备布置、加载预压材料准备)→箱梁现浇支架按设计图安装完毕→支架进行检查验收→观测点布设标记→分级加载→观测记录→静置稳定并观测记录→数据整理及分析→预压试验结果报告→支架及箱梁底模调整。


        预压加载分级进行,按60%、80%、100%级加载(预压荷载为箱梁自重110%),采用吨袋装砂石料预压时,要采用厚型薄膜覆盖以防雨水天气增加额外的荷载造成安全隐患。预压时应均匀堆载,以免造成支架偏心受压引起支架失稳,堆载顺序与现浇砼的施工顺序一致。依照先底板荷载、后腹板荷载、最后顶板及翼板荷载顺序的施工顺序。预压时,应从低处开始逐层扩展升高,保持水平分层。
        3.3、支座
        支座安装前,应对墩柱顶面或支座垫石的强度、标高、表面平整度进行全面检查,对不符合要求的要进行处理。
        将支座垫石清理干净,在垫石上划出十字线,标出支座安放中心位置,将支座准确的安放在支座垫石上,要求支座中心同支座垫石中心重合,并保证下支座板底面与墩柱顶面或支承垫石面密贴,受力均匀,不得有脱空现象。
        支座安装就位后,安装调平块模板,预留出调平块的位置。安装梁底预埋钢板时,要确保预埋钢板表面洁净、水平放置,并与支座紧贴。确保调平块模板、预埋钢板、箱梁底模之间拼接严密,不漏浆。
        每个支座安装时,都应使用水平靠尺测量支座各个方向是否水平。
        3.4、砼施工
        砼施工时现场应重点控制泵送砼的下落高度及位置,避免其离散或直接作用在波纹管上,导致波纹管定位偏移。在使用振动棒时,采用50、30大小两种型号振动棒,在底板及腹板交接倒角位置及锚下位置采用30振动棒,避免钢筋阻隔导致砼振捣不密实,尤其是锚下砼,增加人工插捣使其密实。振动棒振捣时不碰模板,混凝土振动棒距离模板不应大于混凝土振动棒作用半径0.5倍,又不能紧靠模板,振动棒振捣时不碰钢筋,不碰预埋件。
        3.5、张拉压浆
        预应力束张拉采用智能张拉,混凝土强度达到设计强度的90%,且砼龄期不小于5天后进行预应力束张拉施工,采用智能张拉设备可减少人为操作误差。预应力束张拉程序为:0 → 初应力(10%σcon)→20%σcon→σcon(持荷5min锚固)。
        计算理论伸长量采用公式
        PP----平均张拉力,KN;
        L----预应力筋长度;
        Ag----预应力筋截面面积,mm2;
        EP-----预应力筋弹性模量,一般为1.95×105MPa;
        但由于材料的制作误差等,应该采用实测的弹性模量和截面面积。
        预应力束张拉时采用张拉力与伸长量双控,以张拉力控制为主,伸长量作为校核,要求实测伸长量与校正后的设计伸长量两者误差不超过±6%。计算伸长量时应注意初应力10%σcon时,采用10%σcon-20%σcon的伸长量以消除预应力筋的物理伸长量的误差影响,更加科学。经过实践证实管道的摩阻对张拉影响很大,故张拉伸长量可超计算3%,既满足规范要求,又可使实际伸长量达到理想预期。
        在箱梁预应力钢绞线张拉后24小时内压浆。压浆料水胶比应为0.26~0.28。压浆应先压注下层孔道后压注上层孔道,对曲线孔道和竖向孔道从最低点的压浆孔压入,由最高点的排气孔排气和泌水,且要一次压完,期间可从预埋的通气孔观察是否存在漏浆情况,待到于排气孔排出与规定流动度相同的浆体为止。关闭出浆口后,应保持0.50MPa〜0.60MPa 且不少于3min的稳压期。如发生故障一时又难以修复时,应立即用高压水把所压入孔道中的水泥浆冲洗干净后重新压浆,压浆必须在预应力束张拉完毕24小时之内完成。压浆工作必须连续,不得中断,以确保压浆质量。
        压浆完成后采用补浆设备进行补浆,可使的管道内浆体更加饱满。
        4、结语
        本项目匝道现浇箱梁通过地基填筑处理取消了组合式支架搭设,从成本管理、施工进度、安全质量上得到了极大地控制,提炼总结了现浇箱梁施工的薄弱点,加强过程中对控制要点的把控,确保了现浇箱梁的质量,也保证了桥梁施工的工程质量与安全。
        参考文献:
        [1]弓天云.《公路桥涵施工技术规范》 JTG/T F50-2011.人民交通出版社,2011,7
 
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