高墩公路混凝土连续箱梁施工技术

发表时间:2020/7/30   来源:《工程管理前沿》2020年11期   作者:孟凡龙
[导读] 本文对70m高墩公路现浇箱梁在浇筑混凝土以及混凝土性能的方案进行了研究,对现场施工的方式作出调整,提出了高墩混凝土施工的优良施工方案。
        内容提要:本文对70m高墩公路现浇箱梁在浇筑混凝土以及混凝土性能的方案进行了研究,对现场施工的方式作出调整,提出了高墩混凝土施工的优良施工方案。
        关键词:70m高墩、C50混凝土、施工方案、塌落度
1. 工程概况
        三门峡黄河公铁两用大桥北岸公路预应力混凝土箱梁由小里程到大里程方向分左右两幅,共4联,右幅第一联跨度布置为42.135+41.367+40.985+40.827m,右幅第二联跨度布置为40.739+40.707+40.7+40.7m,左幅第一联跨度布置为38.233+41.587+41.073+40.831m,左幅第二联跨度布置为40.74+40.707+40.7+40.7m。单幅桥主梁梁顶宽15.75m,梁底宽7.25m,梁高2.5m。主梁两侧各悬臂3.5m,悬臂端部厚度0.2m,悬臂根部厚度0.55m,箱梁顶板厚度均为0.28m~0.55m,底板厚度均为0.26m~0.50m。腹板为斜腹板,斜率为2.6:1,厚度为0.5m~1.05m。
       

图1-1右幅第一联结构图

2.施工方案
2.1施工前准备
        混凝土采用3台地泵(1台备用)泵送混凝土一次浇筑成型,混凝土浇筑前,先用砂浆进行湿润泵管,其砂浆通过料斗下放到地面指定地点处理。之后进行混凝土泵送试验,以检查混凝土的泵送指标情况,合格后再进行混凝土浇筑。混凝土浇筑前模板温度宜在5~35℃,混凝土拌和物的入模温度控制在5~30℃。泵管总长度最长可达100米。
        泵送混凝土的坍落度,可按国家现行标准《混凝土结构工程施工及验收规范》的规定选用。对不同泵送高度,入泵时混凝土的坍落度,可按下表3选用。混凝土经时坍落度损失值,可按下表确定。
       
       
       
        表2-1不同泵送高度入泵时混凝土坍落度选用值







        混凝土泵的实际平均输出量,可根据混凝土泵的最大输出量、配管情况和作业效率,按下式计算:                 
        Q1=Qmax ·α1·η  (6.1)
        式中 Q1——每台混凝土泵的实际平均输出量(m3/h);
                 Qmax——每台混凝土泵的最大输出量(m3/h);
                 α1——配管条件系数。可取0.8~0.9;
                 η——作业效率。根据混凝土搅拌运输车向混凝土泵供料的间断时间、拆装混凝土输送管和布料停歇等情况,可取0.5~0.7
当混凝土泵连续作业时,每台混凝土泵所需配备的混凝土搅拌运输车台数,可按下式计算: N1=Q1/60V1·(60L1/So+T1)   (6.2)
         式中 N1——混凝土搅拌运输车台数(台);                 
Q1——每台混凝土泵的实际平均输出量(m3/h);按本节公式(6.1)计算;                 
V1——每台混凝土搅拌运输车容量(m3/h);                 
So——混凝土搅拌运输车平均行车速度(km/h);                 
L1——混凝土搅拌运输车往返距离(km);                 
T1——每台混凝土搅拌运输车总计停歇时间(min)。
2.2.混凝土浇筑
        混凝土施工按照设计图纸要求“先拐角、底板、腹板、最后顶板、由中间向两端”的顺序进行浇筑,浇筑时斜向分段、水平分层。
       
        图2-1  箱梁横断面浇筑顺序示意图
        箱梁混凝土施工顺序:①→②→③→④
        1)安装泵管,泵管沿箱梁每侧腹板位置顺桥向布置。
       
        图2-2  泵管安装示意图
        2)箱梁底板拐角混凝土浇筑,高底侧腹板下料,两趟泵管同时从中间向梁端浇筑,底侧拐角浇筑高于底板30~50cm时,暂停0.5~1小时后(混凝土不振捣流动为宜),从高侧腹板下料浇筑底板,提前沿箱梁腹板位置布置好连接用泵管,保证接管的及时性,缩减混凝土浇筑时间。梁端实心段浇筑时一次性浇筑至进人洞底位置,进人洞底部、支座处模板提前开孔,便于混凝土振捣,浇筑时混凝土不宜超过底板倒角。

       
            图2-3  箱梁底板拐角混凝土浇筑示意图
        3)箱梁底板混凝土浇筑,高侧腹板先下料,从梁端向另一端浇筑一层30~50cm后,底侧腹板再下料浇筑一层30~50cm,保证高侧腹板始终比底侧腹板混凝土面高30cm左右,提前沿箱梁腹板位置布置好连接用泵管,保证接管的及时性,缩减混凝土浇筑时间。
       
        图2-4  箱梁底板混凝土浇筑示意图
        4)箱梁腹板混凝土浇筑,分层浇筑,分层厚度30~50cm,先高侧第一层从梁端向另一端浇筑,第一层浇筑完成后退回梁端浇筑第二层,然后再次从梁端浇筑第三层,底侧以此类推,完成腹板混凝土浇筑,腹板混凝土浇筑过程中用橡皮锤敲击倒角位置,利于倒角位置的气泡溢出。提前沿箱梁腹板布置好连接泵管,保证接管的及时性,拆下来的泵管放置在腹板位置上便于再次使用,以此缩短混凝土浇筑时间。


       
        图2-5  箱梁腹板混凝土浇筑示意图
        5)箱梁顶板混凝土浇筑,先浇筑腹板上部翼缘板接缝与内模顶板接缝之间的混凝土,待浇筑平整后再从两侧梁端向跨中浇筑,全断面一次浇筑成型。提前在顶板布置好连接泵管,保证接管的及时性,以此缩短混凝土浇筑时间,顶板收面时,磨光机纵向整体收面,横坡设置角钢标高带,采用振捣梁横向振捣收面,无法满足振捣梁作业要求的采用人工和磨光机收面。

        图2-6  箱梁顶板混凝土浇筑示意图
        混凝土从梁腹板两侧按顺序下料,振捣与下料同时进行。梁体腹板与底板处的混凝土采用振动棒振捣,振动棒分φ25mm、φ35mm和φ50mm三种,对于钢筋较密集部位采用φ35mm振动棒振捣,其余部位用φ50mm振动棒振捣,振动棒禁止触碰波纹管。混凝土灌注入模与振动棒振捣相配合,混凝土的振捣与下料交错进行,插入式振动棒快插慢拔垂直点振,不得平拉,不得漏振,谨防过振;振动棒移动距离应不超过振动棒作用半径的1.5倍(约40cm),每点振动时间约20~30s,振动时上下略微抽动,振动棒插入深度以进入前次浇筑的混凝土顶面下5cm为宜。浇筑过程中注意加强交界面、钢筋密集部位的振捣。对于底板混凝土振捣,人工进入到箱内进行振捣。顶板先用插入式振捣棒振捣混凝土,再用振动梁振捣整平。混凝土浇筑到桥面设计标高后压平并保证排水坡度和平整度。
        图2-7  箱梁顶板混凝土浇筑实例

2.3.混凝土养生
        混凝土浇注完成达到初凝状态收光抹面完成后,对顶板和箱室底板外露面采用土工布覆盖进行洒水喷淋养生,侧模走行后对腹板采用喷淋养生,根据不同的环境温度和湿度,设专人定时洒水养护,确保混凝土表面湿润,养护时间不少于14d,测量梁体温度,并做好测温记录。养护期间混凝土的芯部与表层、表层与环境之间的温差不应超过15℃,混凝土表面温度与养护水温度之差不得大于15℃,箱梁芯部温度尽量控制在60℃以内,最高不应高于65℃。混凝土养护期间,应对有代表性的部位进行温度监控,定时测定混凝土芯部温度、表层温度以及环境气温、相对湿度等参数,并根据混凝土温度和环境参数的变化情况及时调整养护,严格控制混凝土的内外温差满足要求。
        混凝土浇筑前须在箱梁顶板、腹板、底板混凝土埋设测温元件,进行混凝土温度监测。埋设位置为底板厚度中间、腹板厚度中间、顶板板厚中间及混凝土上表层,共计埋设5个断面,分别为0、1/4L、1/2L、3/4L、L(L为梁长)。具体布置详见下图。