分层浇筑法（精选7篇）
分层浇筑法 篇1
1 概述
大体积混凝土的最主要特点是以大区段为单位进行施工,施工体积厚大。由此带来的问题是,水泥的水化热不易散发,引起的温升大,从而引起的体积变化也大,由于冷却时受到外部及内部的约束,又由于混凝土的低抗拉能力,从而产生裂缝。因此,大体积混凝土施工中最常见的质量问题是温度裂缝,而水泥水化热又是大体积混凝土中主要温度因素,由此可见对于大体积混凝土施工阶段来讲,浇筑方案的选择,是决定工程质量和造价的重要因素之一。整体连续浇筑具有结构整体性好、施工周期短和抗渗性好等优点,但当所浇筑混凝土的厚度超过1.3m时,应采取分层浇筑,分层厚度宜为0.6~1.0m。因此,综合大体积混凝土浇筑施工经验,分层浇筑应具有以下3个主要优点:
⑴可防止因水化热散发不出而引起的裂缝。由于混凝土是热的不良导体,当所浇筑的混凝土厚度较大时,混凝土内部由水化热而引起的温度较高,与外界气温形成较大温差,易形成混凝土表面裂缝。
⑵对支模系统有利。例如在超厚混凝土整板结构转换层施工中,若采用常规模板支撑体系,下层楼面将承受较大的施工荷载,有可能破坏下层结构,若采用分层浇筑方案,靠第一层先浇板承受后浇板的施工荷载,可大大减少施工中支模的费用。
⑶可减少混凝土的一次浇筑量,易组织施工。工程实践证明,大体积混凝土分层浇筑法是一种有效的温控措施,为有效利用这种施工方法,必须首先弄清楚分层浇筑过程中的温度场与温度应力场问题。本文分析了分层浇筑过程中大体积混凝土的温度场与温度应力场计算的特点,然后对利用有限元程序ANSYS模拟分层浇筑施工过程中的温度场与温度应力场的问题进行了探讨。
2 分层浇筑过程中大体积混凝土的温度场与应力场计算特点
计算大体积混凝土结构的温度应力,首先根据热传导理论,计算结构各点在各瞬时的温度,即确定温度场,然后根据结构前后两个温度场之差的温度作用,按热弹性力学求出温度应力,即确定应力场。大体积混凝土的温度场求解属线性的瞬态温度场问题,温度应力属热弹性力学问题,而关于大体积混凝土温度与温度应力的计算,实践中已有一整套的基于手算的计算理论与公式,但将其应用于分层浇筑的大体积混凝土工程时,由于温度场与应力场的约束条件的变化,必然会产生一定的误差。
⑴温度场边界条件的变化。温度场问题即热传导问题,大体积混凝土在施工期由于水泥水化作用而发热,其边界条件一般也随时间变化,所以大体积混凝土的温度场问题也为有热源的瞬态温度场问题。而大体积混凝土在分层浇筑过程中,下层混凝土与上层混凝土之间存在着浇筑间隙,在浇筑间隙内,下层混凝土表面与空气接触(第三类边界条件),有利于混凝土的散热,当上层混凝土浇筑完毕后,下层混凝土表面与上层混凝土接触(第四类边界条件),而目前已有的基于手算的计算理论很难反映此时的温度场边界条件的变化。
⑵温度应力场边界条件的变化。对于分层浇筑的第二层及以上的各层混凝土,下部混凝土对上部混凝土的约束可按岩石地基考虑,同时考虑下部的混凝土体为新浇筑混凝土,存在着应力松弛与收缩现象,上述因素有利于缓解上部混凝土的温度应力对于大体积混凝土的第一层浇筑层,在龄期为t时,上部浇筑了第二浇筑层(中层)。对于中层,底层是使其产生温度应力的约束,中层混凝土在降温时,底层混凝土的约束使其不能自由的收缩,即对其产生一个向外的拉力即温度拉应力。反过来,这个对中层的拉应力对于底层来说则是向内的压应力,即中层对于底层也是一个约束,这个约束迫使底层收缩,是有利而非有害的。这也可以从另一方面来解释:在浇筑混凝土后,在混凝土内部由于降温差引起的混凝土的收缩量是随着龄期而不断减少的,由于底层比中层先浇筑s天,故在各时间段中层的收缩量总大于底层,由于这两个收缩不同步,其差值将由中层作用于底层上而产生压应力。对于底层来讲,这个附加的压应力将会抵消一部分由地面约束带来的较大拉应力,有利于防止贯穿性裂缝的出现。
3 基于ANSYS的大体积混凝土分层浇筑施工过程的仿真分析
模拟大体积混凝土的浇筑过程需采用ANSYS软件的单元“死活”功能,即ekill命令和ealive命令。在仿真分析中先把整个模型建好并进行全部网格剖分,再利用ekill命令将所有单元“杀死”,在计算过程中,可以按要求激活模型中对应于当前浇筑层中的单元,并施加边界条件,计算完成后,先去掉边界条件,再按要求激活下一浇筑层,如此可达到仿真整个结构分层、分块施工。利用ANSYS内部函数*DO,并以龄期为荷载步来控制程序的执行和各项参数及边界条件、初始条件的变化。图l列出分层浇筑施工阶段仿真分析的简要流程。
4 算例分析
⑴算例模型说明
一棱柱体大体积混凝土底板,混凝土为C35,配合比见表l所示,平面尺寸为50mm×50m,厚度为2.1m,底板浇筑在土壤地基上。底板下土壤地基选取尺寸为70m×70m,厚度5m。利用通用有限元软件ANSYS对该大体积混凝土施工养护期(28d)进行热-结构祸合分析。热分析时,针对底板及土壤,选用Solid70热单元,混凝土上部由空气对流散热,下部混凝土经土壤导热,土壤四周加绝热边界条件。结构分析时,针对底板及土壤,选用Solid45结构单元,土壤四周加固定约束。对该算例中的混凝土板,首先选择整体连续浇筑施工方案,其次选择分层浇筑施工方案,对两种方案计算结果进行了对比。
⑵温度场及温度应力场仿真分析结果
经过Ansys分析后可知,整体连续浇筑时混凝土板中心温度最高拉应力达到3.2MPa,而C35混凝土28d的抗拉强度为1.607MPa,由此判断该混凝土板开裂。对该板采用分层浇筑施工方案,分3层浇筑,每层浇筑厚度为0.7m,每层浇筑时间间隔为5d,该施工方案下,混凝土板中心点最高温升为42℃,其最大温度拉应力为1.37MPa,低于C35混凝土28d的抗拉强度1.607MPa,由此判断,对该混凝土板采用分层浇筑施工方案来预防混凝土开裂可行。
5 结束语
分层浇筑是建筑工程大体积混凝土常用的浇筑方案。本文在分析了分层浇筑过程中大体积混凝土的温度场与温度应力场计算特点的基础上,利用有限元程序NSYS模拟分层浇筑施工过程中的温度场与温度应力场问题进行了探讨,并采用一大体积混凝土底板做为算例对其进行了分析与计算,结果表明,关于大体积混凝土温度与温度应力的计算,尽管实践中已有一整套的基于手算的计算理论与公式,但如将其应用于分层浇筑的大体积混凝土工程时,由于温度场与应力场的约束条件的变化,必然会产生一定的误差。因此针对分层浇筑施工法的有限元分析结果表明:分层浇注的最佳间隔时间应在先浇筑混凝土层达到最高水化热温升的时间附近。
分层浇筑法 篇2
关键词：AP1000墙体模块,钢板混凝土结构,侧压力,应力,位移
0 引言
AP1000是一种先进的非能动型压水堆核电技术。AP1000核工程使用模块化建造方法,将其结构模块进行工厂化预制和现场拼装、组焊、整体吊装,大幅缩短了建设工期,有效提高了工程质量。
结构模块包括墙体子模块和楼板子模块,墙体模块通常由钢板、角钢加劲肋和槽钢拉结杆等组成墙体框架,然后在框架中浇筑自密实混凝土(SCC)形成。AP1000核电工程的设备安装要求墙体模块中钢板的变形不超过3 mm,但自密实混凝土具有较大的流动性和较长的凝结时间,浇筑后对钢板产生比普通混凝土大得多的侧压力,可能导致钢板变形过大不利于设备的安装。本文在研究自密实混凝土浇筑过程中对模板产生的侧压力与混凝土凝结时间关系的基础上,利用Abaqus有限元分析软件模拟分析了墙体模块中钢板厚度、竖向角钢加劲肋间距及槽钢拉结杆间距等与模块变形之间的关系,为墙体模块的设计与施工提供依据。
1 自密实混凝土侧压力试验研究
利用有限元软件Abaqus模拟分析墙体模块的应力和位移时,需要了解混凝土浇筑过程中对钢板产生的最大侧压力。因此,在参考CCES 02—2004《自密实混凝土设计与施工指南》和CECS 203—2006《自密实混凝土应用技术规程》的基础上,进行了自密实混凝土的浇筑试验,以得到自密实混凝土对模板侧压力与每层浇筑高度的关系。混凝土配合比为:m(水泥)∶m(粉煤灰)∶m(粗骨料)∶m(砂)∶m(水)∶m(外加剂)=293∶158∶879∶845∶185∶4.64。
在高度为2 m的墙体模型中分层浇筑混凝土,每层浇筑0.5 m,待初凝后浇筑下一层,自模板底部开始每隔0.5 m布置1个压力盒(量程50 k Pa,精度0.05 k Pa),共布置4个。试验共进行3次,得到每层自密实混凝土最大侧压力与浇筑高度的关系曲线,如图1所示。
从图1可以看出:
(1)当浇筑第1层SCC时,模板底部产生的侧压力最大,其范围为4.0~7.2 k Pa。若按液体压强公式P=γ×h计算,模板底部压力为12 k Pa(简称液压值),因此,模板底部试验值占液压值的33.3%~60.0%,其中混凝土重度γ取24 k N/m3[1],h为每层的浇筑高度。
(2)浇筑第2层SCC时,模板底部的侧压力范围是2.2~7.2 k Pa,0.5 m高度处的侧压力最大,其范围是6.8~9.3 k Pa,占液压值的56.6%~77.5%。
(3)浇筑第3层SCC时,模板底部产生的侧压力已经很小,其范围是0~2.3 k Pa,0.5 m高度处的侧压力范围是4.5~6.3 k Pa,1.0 m高度处的侧压力最大,最大值的范围是6.1~8.3k Pa,占液压值的50.8%~69.2%。
(4)浇筑第4层SCC时,模板底部产生的侧压力是0~1.2k Pa,基本可以忽略,0.5 m高度处是1.4~2.1 k Pa,也很小,1.0m高度处的侧压力范围是2.3~4.4 k Pa,1.5 m高度处的侧压力最大,为3.2~8.1 k Pa,占液压值的26.7%~67.5%。
(5)每层混凝土浇筑时,其侧压力沿高度方向均呈线性变化,且自其底部向上,侧压力逐渐减小。混凝土凝结后在其上层浇筑混凝土时,最大侧压力出现在浇筑当前层的底部,数值为液压值的30%~80%,此时,先期凝结的混凝土侧压力降低。
2 墙体模块有限元分析模型的建立
墙体模块由钢板、角钢立柱和槽钢拉结杆等组成(见图2),其两端部的钢板上未设置角钢立柱和槽钢拉结杆,在钢板内侧焊有铆钉以加强其与混凝土之间的粘结。利用有限元软件Abaqus建立墙体模块分析模型,并以试验得到的混凝土侧压力与浇筑高度的关系作为加载条件,对墙体中各个构件的应力与位移进行模拟分析。
2.1 模拟试件的规格和尺寸
为研究钢板厚度、竖向角钢加劲肋间距以及槽钢拉结杆间距对墙体模块的侧压力与变形的影响,设计了7个不同参数的墙体试件(见表1)。其中基本试件定义为Base,即按照AP1000实际工程的墙体模块CA20建立的基本模型[1],其尺寸及相关参数为:墙体高15 m,长5 m,厚1.219 m(包含板厚);钢板采用Q235B国标碳钢,厚度14 mm;角钢选用∟100×80×10,竖向布置,间距为762 mm;槽钢选用[14B,长度1191 mm,间距为1219 mm。由于铆钉对于结构模块墙体的侧向变形影响相对较小,故在建立模型(见图3)时未考虑销钉的作用。在Base试件的基础上通过改变钢板厚度(GBH1、GBH2)、角钢间距(JGJ1、JGJ2)、以及槽钢间距(CGJ1、CGJ2)等参数得到其余6个模拟试件。
2.2 钢材的本构模型
材料的本构关系一般以未变形材料截面的名义应力和应变σnom、εnom来表达,而在材料受力发生变形时,再用σnom、εnom就不能准确描述材料的应力-应变关系。在Abaqus中定义塑性材料时,需输入真实应力σtrue、εtrue,其与名义应力、应变的关系为[2]:
此时,需要输入的是材料的应力和对应的塑性应变值而不是总应变值,塑性应变值等于总应变值减去弹性应变值。钢材的密度取7800 kg/m3,泊松比取0.3,弹性模量取210 GPa。钢材的本构关系选用Von Mises模型,应力-应变曲线见图4。
2.3 单元类型及网格划分
钢板、角钢和槽钢的单元类型均为实体单元(8节点线性六面体单元C3D8R),并采用减缩积分。钢板和型钢之间约束关系为绑定约束(Tie),钢板与型钢底部的约束条件为完全固定(Encastre),没有平动和转动位移。网格划分采用逐渐减小网格密度的方法,直到2次结果相差不大,认为是最合适的网格密度[2]。本文中网格尺寸取0.5 m,网格划分见图5。
2.4 模型加载条件
根据前述的试验结果,分层浇筑的过程中,自密实混凝土对模板的最大侧压力值为液压值的80%,即80%γh。若分层浇筑,每次浇筑5 m,则最大压力为96 k Pa,此外,对于某一层混凝土,尽管初凝后对模板侧压力逐渐减小,但其侧压力值明显受到新浇混凝土的影响,为此,设置3个分析步(step)来建立钢板的加载条件(见图6),每个分析步代表浇筑1层自密实混凝土。加载时同时考虑了钢构件的自重。
3 有限元模拟结果及分析
对Base试件在给定加载条件下进行模拟分析,各个分析步钢板的应力云图如图7所示。
从图7可以看出:模块的最大应力出现在槽钢拉结杆,其值为114.8 MPa,最大位移为4.16 mm;钢板的最大应力为12.56 MPa,最大位移为0.58 mm;角钢立柱的应力和位移均小于槽钢,对墙体受力和变形影响很小,故仅对槽钢和钢板的应力和位移情况进行分析。由于墙体模块端部的钢板并没有设置角钢加劲肋和横向槽钢拉结杆以及结构自身重力的影响,钢板最大应力出现在墙体端部钢板底部的位置。其余试件的最大应力和变形的模拟结果及与Base试件的对比情况如图8所示。
由图8(a)、(d)可看出,钢板厚度从14 mm减小到12 mm时,槽钢和钢板的应力和位移变化显著,其应力分别增加了54.9%和121%;位移分别增加了54.8%和31.0%;钢板厚度从12 mm减小到10 mm时,槽钢的应力和位移均有所减小,但相差不大,变化幅度均为1.86%;钢板的应力增加幅度为17.9%,但其位移变化不大,为2.63%;模拟的3种厚度钢板的位移最大值0.74 mm,最小值为0.58 mm,均未超过限值3 mm,可满足要求。
由图8(b)、(e)可看出,当角钢的间距由762 mm增加到1000 mm时,槽钢拉结杆的应力和位移变化不大,分别增加了14.5%和14.4%,钢板的应力和位移增加明显,分别增加了35.5%和160%;因此,角钢间距的变化对钢板影响很大;当角钢间距由1000 mm增加到1250 mm时,槽钢和钢板的应力和位移均有明显的增加,并且槽钢的应力已经达到屈服强度210 MPa,位移达到了9.79 mm,因此角钢立柱的间距建议不要超过1000 mm。
由图8(c)、(f)可看出,当槽钢间距由1219 mm增加到1500 mm时,槽钢的应力和位移的变化幅度均为19.5%;钢板的应力和位移变化幅度分别为26.8%和27.6%,槽钢间距的变化对钢板影响也较大;当槽钢间距由1500 mm增加到1800mm时,槽钢的应力已经达到其屈服强度210 MPa,位移达到了9.83 mm,因此槽钢间距可适当增大,但不要超过1500 mm。
4 结语
(1)在浇筑过程中,自密实混凝土侧压力沿高度方向呈线性变化,且自其底部向上,侧压力逐渐减小;分层浇筑时,最大侧压力出现在浇筑当前层的底部,为液压值的30%~80%,先期凝结的混凝土侧压力降低。
(2)角钢立柱、槽钢拉结杆间距以及钢板厚度对结构模块墙体的变形均有显著的影响,角钢和槽钢拉结杆的设置能有效增加结构模块墙体的抗侧刚度,减小钢板的变形。当钢板厚度由14 mm减小到12 mm时,钢板位移增加了31%;当角钢间距由726 mm增大到1250 mm时,即角钢间距增大了72%后,钢板位移增大了260%,且角钢间距超过1000 mm后,槽钢的应力已经超过其屈服强度;当槽钢间距由1219 mm增加到1800 mm时,对应的钢板位移增大了126%,虽然钢板的变形未超过3 mm的控制要求,但槽钢的应力已经超过其屈服强度。
(3)AP1000实际工程中角钢立柱间距、槽钢拉结杆间距以及自密实混凝土每层浇筑高度都偏于保守,可适当增大;在每层浇筑高度取5 m情况下,角钢立柱的间距不要超过100mm,槽钢拉结杆的间距不要超过1500 mm,钢板厚度不小于10 mm。
参考文献
[1]沈平华.自密实混凝土在AP1000核电项目中的应用[J].山西建筑,2015,40(8):123-125.
曲线连续梁悬臂浇筑法施工技术 篇3
海口绕城高速绿色长廊立交桥平面位于半径R=1 000 m的圆曲线及A=374.165 m的缓和曲线上,中心里程均为K16+343,分左右两幅修建,左幅长205.716 m,右幅长183.738 m。上部结构为50 m+80 m+50 m三跨PC变截面单箱单室连续箱梁。箱梁根部梁高4.5 m,跨中2.1 m,顶宽13.25 m,底板宽5.25 m,翼缘板悬臂长为4.0 m,箱梁梁高从距墩中心2.0 m处到跨中按二次抛物线变化,连续箱梁采用三向预应力体系。
连续箱梁悬臂段采用挂篮悬臂浇筑法施工,0号段采用简易托架施工,边跨现浇段在碗扣式满堂支架上现浇,1号～11号段在挂篮上平衡对称法浇筑,合龙段利用挂篮组成的吊架法施工,中跨合龙段2.0 m,边跨合龙段3.0 m,边跨现浇段为7.94 m。箱梁分段图如图1所示。
2 主要施工工艺
2.1 0号段施工
2.1.1 施工托架
轻型斜拉式挂篮施工无需托架辅助,托架主要用于0号段纵向宽出墩身的0.4 m施工及横向外模架下端支承受力。在墩身预留孔道,利用精轧螺纹钢将托架与墩身对穿,并用精轧螺纹钢锚具将其锚固于墩顶。
2.1.2 支座
1)永久支座:
严格按设计准确安装固定,并控制好平整度,保证支座均匀受力。首先严格控制垫石顶面平整度,并在支座与垫石之间加填3 mm铅板,利用铅板变形填充底座与垫石的间隙。
2)临时支座:
每个主墩设置两排35.5(33.5)cm高、50 cm宽、510 cm长的C50混凝土临时支座,在临时支座中间设置5.5 cm的硫磺砂浆层,硫磺砂浆中均布电炉丝。
2.1.3 模板系统
外模利用挂篮的外侧模及模架,对拉螺杆固定,底角支承于墩顶托架上。采用胶合板作内模,设对拉螺杆与外模固定。
2.1.4 混凝土施工
0号段混凝土土方量大,预应力管道布置复杂,钢筋密集,采用二次浇筑。第一次浇筑底板及部分腹板,总高度2.20 m,混凝土采用坍落度为16 cm～18 cm的流态细石混凝土,混凝土泵车输送入模,确保混凝土浇筑质量。混凝土达到一定强度后,对施工缝进行凿毛、清洗,并铺2 cm厚高标号砂浆衔接层,然后二次浇筑混凝土,待混凝土强度达到设计90%后张拉横向及竖向预应力筋并压浆,完成0号段施工。
2.2 悬臂段施工
2.2.1 轻型斜拉式挂篮
采用轻型斜拉式挂篮(39 t)具有结构轻巧、移动方便、受力下沉小的特点,还有高度较低、施工受风载影响小,满足海岛地区抵抗风载的安全要求。
1)挂篮组成:
由主梁系、斜拉杆、斜拉横梁、上下限位器、模板系和滑梁等组成,如图2所示。a.主梁系:包括上下主梁、前后上横梁、平联。主梁是挂篮的承重结构,用于承受灌注梁段重量和作为走行时模板的支撑,由2根Ⅰ45工字钢上下搭接而成,主梁后端利用箱梁竖向预应力筋压紧,省去抗倾覆的平衡压重。横梁用于悬吊内外滑梁并与主梁和平联连接,形成平面结构以加强挂篮的整体稳定性。b.斜拉横梁:用于支撑斜拉杆上端并将斜拉杆承受的模板及混凝土重量传递给主梁。c.斜拉杆与上限位器:斜拉杆下端与前下横梁销接,以吊住底模,其上支点设于主梁的前支点处,主梁尾部的上限位器以防主梁向前滑移。上限位器孔眼间距与竖向预应力筋的间距取相同的模数,便于利用其锁定限位器。d.下限位器:在纵梁后端设置下限位器控制底模后移,将水平力传递已成梁段的底板。下限位器与梁底的连接杆采用45°斜置,以消除连接杆在梁底预留孔内由于局部承压而造成的弯曲应力。e.模板系统:底模由纵梁和横梁组成骨架,上铺钢模组成底模系统,侧模由腹板和翼缘底板两部分组成,并由外模桁架、外滑梁及内外模对拉螺杆固定与支承。外模架设置可变位的牛腿支承在前后下横梁上,以承担外模架部分受力并可随梁高调整,外模模架顶、侧部连接杆件采用长孔栓接,可根据翼缘的角度进行调节,模架上下两排滚筒,上排供侧模沿滑梁走行,下排用于滑梁前移的滚道。内模采用胶合板模,由内模架及对拉螺杆固定。
2)挂篮的安装及拆除。
a.挂篮的安装。0号段完成后,安装挂篮下主梁(坝岗侧与梁端对齐)、垫梁并与0号段锚固→安装两侧上主梁、前后上横梁、斜拉横梁及平联→安装前后下横梁及3根纵梁的组拼件及吊杆→安装剩余4根纵梁及底模→安装吊杆、外滑梁及外侧模(含外模架)及牛腿→安装内模架、内滑梁、内模及吊杆→安装斜吊杆→调整模板高程,要求安装过程中两侧挂篮必须同步进行。1号段完成后将底、侧、内模系统与梁体固定连接好并松开坝岗侧主梁及平联→拆掉坝岗侧上主梁、前横梁、斜拉横梁及平联→移动盐田侧挂篮到2号段→安装坝岗侧主梁并与盐田侧主梁焊接→安装上主梁前后横梁、斜拉横梁及平联→移动内模、底模及侧模系统至2号段→安装两侧的后下限位器。2号段完成后分离两侧挂篮主梁,安装两挂篮上限位器,完成挂篮安装。b.挂篮拆除。首先将底模系统与侧模焊接成整体,用倒链将底模和侧模系统悬挂于梁体上→松开与上主梁及横梁的连接→利用多重倒链将底模系统逐步放到地面上拆除→内侧系统在梁内解体后拆除→上主梁、横梁及平联在梁上利用吊车将其解体拆除。
3)挂篮试验(静载试验)。
对挂篮进行静载试验,测试其变形量,承载能力,确定其弹性和非弹性变形,为箱梁预拱值设置提供依据。该试验选择左幅2号墩2号梁段位置进行,采用混凝土预制块逐级加载到2号梁段设计自重的100%,至超载120%,最后减载到初始状态,以测定挂篮结构荷载—拱度曲线,如图3所示。
2.2.2 悬臂段施工
1)悬臂段施工工艺流程见图4。
2)悬臂段混凝土的浇筑。a.采用具有水灰比小、坍落度大、和易性好的早强缓凝混凝土。b.混凝土采用商品站集中拌和,输送车运输,输送泵泵送入模。c.混凝土浇筑采用单泵两端交替进行,控制混凝土间隔时间且两边不平衡力矩小于设计要求。d.混凝土浇筑按先底板再腹板最后顶板的顺序分层浇筑。纵向从梁端向已成梁段方向浇筑,横向从高向低浇筑(即先内后外)。
3)悬臂段张拉、压浆。悬臂段预应力采用先纵向再横向最后竖向的顺序对称张拉。纵向采用双端张拉,横向、竖向为单端张拉,具体的张拉依据设计、规范执行。张拉完成后,先用空压机将管道内的水、杂物吹干净,然后进行真空辅助压浆。
2.2.3 边跨现浇段施工
根据地形条件,边跨现浇段采用WDJ碗口式满堂支架法施工。
2.2.4 合龙段施工和体系转换
1)施工工艺流程。
挂篮行走,吊架安装→砌筑红砖水池并注水压重→焊接劲性骨架,张拉部分预应力束,模板及钢筋安装→浇筑混凝土→张拉预应力束→拆除挂篮及水池→解除临时支座约束及永久支座的锁定,完成体系转换。
2)合龙段施工。
边跨合龙段直接采用吊架法施工,中跨合龙段利用已对接的挂篮承重梁作为支承、吊架法施工。为保证合龙段浇筑质量,合龙段采用含水率小、坍落度大的微膨胀混凝土,浇筑混凝土选择在1 d中温度最低又相对较稳定的时间进行,并加强养护,防止因温度变化造成混凝土出现裂纹,缩短混凝土使用寿命。
3)体系转换。
a.临时支座拆除。临时支座拆除必须均衡、快速、稳定,防止内力重新分布对梁体造成破坏。具体拆除过程是:将临时支座内电炉丝并联,经检查无误后通电,利用电炉丝产生的高温熔化掉临时支座内硫磺砂浆层,然后用氧割枪将临时支座内钢筋割断,解除对梁段的约束,再将普通混凝土段预埋管道清干净,灌注静态破碎剂拌合液,将普通混凝土在无冲击破坏的情况下破碎,人工清除干净,最后割掉梁底、墩顶外露钢筋,并用砂浆将其封闭好,完成临时支座拆除。b.体系转换过程。本桥的体系转换就是从单T结构的负弯矩受力状态转换成连续梁的正负弯矩交替分布的形式。具体过程是:边跨合龙中跨合龙边跨底板纵向预应力张拉及顶板合龙束张拉中跨底板纵向预应力筋张拉临时支座的拆除体系转换。
4)合龙的精度。
通过合龙技术的采用,大桥各项指标均满足设计及规范要求,达到了以下精度,见表1。
mm
3施工控制
3.1施工控制的目的
施工控制的目的就是确保施工过程中结构的可靠性和安全性,保证桥梁线形及受力状态符合设计要求。通过理论计算得到的各施工梁段的主梁标高,在施工中存在误差,不同程度地对成桥目标产生干扰,并可导致合龙困难,成桥线形及内力与设计不符,因此,在施工过程中必须严格控制。
3.2施工控制分析
海口绕城高速绿色长廊立交桥施工阶段实施控制时,将其简化为平面结构,各阶段离散为梁单元,合龙前后结构体系转变,即由对称单“T”结构变成连续梁结构,故合龙前调整时,只取单“T”分别调整。在施工中,对应力、挠度、挂篮结构荷载与拱度关系基础沉降、温度影响、混凝土弹性模量及容重等内容进行测试与识别。从前进分析、倒退分析、实时跟踪分析三方面入手,相互结合,实现结构在线形、内力各方面满足设计要求的目标。各施工阶段立模标高以及混凝土浇筑前后,预应力筋张拉前后的预计标高计算式为:
其中,Hlm为立模标高;Hsj为设计标高;Hyp为计算预抛高值;fgl为持久变形值。
预计标高:
其中,fi为浇筑当前块的下挠值或张拉后的总下挠值。
但是,实际的施工状态与理想的施工状态总是有差别的,利用反馈控制实时跟踪分析系统实现桥梁结构施工控制。
4体会
1)轻型斜拉式挂篮具有结构轻巧、受力变形小、拼装及移动方便(无需大型起重设备)、施工干扰小、抗风载能力强的特点,并且适合现场制作。2)轻型斜拉式挂篮无需大型、复杂的托架辅助、节约费用、施工方便。3)有效的施工控制:a.保证桥梁线形的圆顺、美观,使内力更加符合设计要求。b.保证了施工过程的安全性和可靠性,有利于及时发现问题。4)合龙技术的应用保证了大桥的成桥质量,解决了悬臂浇筑法施工连续梁合龙的难题。
摘要：结合具体工程实例,详细地介绍了曲线连续梁悬臂浇筑法施工技术,提出了施工控制的目的和措施,指出该大桥施工采用的轻型斜拉式挂篮、施工控制技术、合龙技术使该桥的建设达到了较高水平。
关键词：曲线,悬臂浇筑法,挂篮,施工控制,体系转换
参考文献
悬臂浇筑法施工对挂篮的安全控制 篇4
在很多跨江河、山谷、公路等桥梁的设计中, 上部结构往往采用连续梁或连续刚构设计, 单跨跨径较大, 常见主跨跨径80 m~210 m, 目前最大跨径达300余米。施工时采用悬臂浇筑工艺, 挂篮是常见的施工设备。而挂篮施工时要承受较大的承载力, 承受的荷载几十吨甚至几百吨, 施工人员在几米到几十米甚至上百米的高空作业, 安全风险非常大。因此, 挂篮的施工安全控制非常重要, 保证施工人员的人身安全和桥梁的质量安全, 是挂篮施工安全控制的目标。桥梁能否顺利完成, 质量能否得到保障, 挂篮的安全管理及控制是不容忽视的关键一环。以下以菱形挂篮安全控制的各个重要环节进行说明。
2 挂篮设计方案可行性控制
挂篮的设计要根据桥梁结构尺寸及节段梁的几何尺寸和最大重量来设计, 以满足施工的需要。以景观大桥设计为例, 连续箱梁面宽17.2 m, 箱梁最大浇筑长度4 m, 梁高2.8 m~6.059 m, 节段梁最大重量150 t。而设计挂篮横梁长度为19 m, 篮底纵梁长为5 m, 模板最大高度为5.879 m。根据挂篮承载的重量计算挂篮构件的强度、刚度和稳定性, 而挂篮质量与梁段混凝土质量比值控制在0.7以内 (0.3~0.5为宜, 景观大桥的比值为0.31) , 最大变形 (包括吊带变形的总和) 控制在20 mm内, 梁段混凝土浇筑及挂篮走行时的抗倾覆安全系数、自锚固系统及限位的安全系数验算均要达到2.0以上, 确保挂篮的使用安全。挂篮设计主要验算主桁架、前横梁构件强度、刚度、整体稳定和局部稳定, 同时吊杆、锚固系统、精轧螺纹钢吊杆、后锚吊杆, 反扣轮以及悬挑结构等的强度和刚度验算均要满足设计和施工规范要求。挂篮底模主悬吊系统一般使用扁钢, 若使用精轧螺纹钢时要设置防护措施。挂篮设计方案需专家评审同意后方可实施。
3 挂篮施工过程的安全控制要点
3.1 挂篮制作及进场检查
1) 挂篮一般要委托有相应资质的厂家来设计和制造;施工单位自行制造要有相应的设计图纸和验算书, 并要经专家论证能满足施工要求;2) 挂篮设计、制造厂家要制定明确设计方案和验收大纲, 并组织相关专家审定, 挂篮制造过程验收和出厂验收要依据验收大纲进行;3) 挂篮进场时要对各构件规格、型号、尺寸和数量认真核对, 检查构件有无缺损, 表面有无损坏和锈蚀, 配件和专用工具是否齐备等, 并做好记录;4) 挂篮安装和安装后的检查、调试均要制造厂家派出专业技术人员全程跟踪指导;5) 挂篮正式使用前要进行荷载试验。
3.2 组装检查
挂篮组拼完成后, 监理工程师组织施工单位项目技术负责人、质安员、技术员对挂篮进行全面检查验收, 完成初步验收后, 监理单位还要见证施工单位做挂篮静载试验。试验的目的是要实测挂篮的弹性变形和非弹性变形值, 为节段梁的施工提供高程控制参数, 并验证挂篮的承载能力。
3.3 挂篮预压控制
预压前, 要紧固后锚系统受力拉杆, 特别是后压系统和前横梁系统的拉杆, 使各拉杆能受力均匀。预压时以10 t为一个等级, 两个挂篮对称同时进行。每加载一级, 分别要观测前横梁及导梁的高程变化, 同时注意观察挂篮系统有无明显变化。加载若未达到设计值发现挂篮变化较大或沉降与设计预测值相差较大, 要立即停止加载, 及时分析原因。卸载后对挂篮各个系统进行检查修正, 处理好后才能继续预压。
3.4 节段梁混凝土浇筑控制
1) 混凝土浇筑前, 检查挂篮的锚固系统是否牢固、吊挂系统是否安全以及限位装置是否安装好。2) 浇筑混凝土需对称浇筑, 不平衡重不得大于设计容许值;景观大桥设计的容许值为梁段自重的1/3。3) 浇筑混凝土时, 要专人指挥, 作业人员不得倚护栏操作, 浇筑设备不得碰触模板及桁架。
3.5 移动挂篮控制
1) 梁段纵向预应力张拉、压浆完毕, 且孔道压浆强度达到强度的75%以上, 方可移动挂篮, 准备灌注下一梁段;2) 挂篮滑动轨道要平顺安装, 两侧轨道面要在同一水平面上, 铺设符合要求后加以锚固;3) 施工下一节梁段要移动挂篮, 挂篮行走前要检查行走系统、吊挂系统和模板系统是否满足安全要求;4) 挂篮移位时, 检查尾部制动装置是否安装好, 同时要有人在制动位置盯紧, 挂篮出现无动力滑动要立即刹车。移动速度控制在0.1 m/min以内, 挂篮移到位及时锚固;5) 挂篮移动作业时若遇雷雨、大风、大雾等天气要停止作业, 并锚固好挂篮, 待天气转好后再进行作业。
4 临边防护及作业安全管理
4.1 临边防护栏杆搭设标准
菱形挂篮前上下横梁、斜杆等行走作业的位置以及模板边要设置防护栏杆并挂网。挂篮防护栏杆由上下两道横杆和立柱组成, 上杆安装高度离下平面1.2 m, 下杆安装高度离下平面0.5 m。栏杆安装好后架设安全网并在栏杆下边设置不小于0.18 m的挡脚板。栏杆长度大于2 m时, 必须加设立柱, 栏杆立柱要焊接在横梁、斜杆或钢模板上, 固定牢靠。
4.2 挂篮高处作业安全管理
1) 挂篮作业人员进场后要安排体检, 身体不适或有恐高症者不能上岗;
2) 施工前, 要进行三级安全技术交底, 落实所有安全措施;电工、电焊工、司索工、起重工必须持证上岗;
3) 挂篮施工作业所需的安全防护用品及防护设施、标志、工具、仪表、电器设施, 必须在施工前检查或试验合格, 特别是安全帽和安全带试验合格才能配置给施工作业人员。安全员要检查作业人员是否正确佩戴和使用安全防护用品, 主要是安全帽要系上帽绳, 安全带要随身带;
4) 高处或临空作业时必须系安全带, 安全带挂在作业人员的上方高处的牢固物件上, 严禁在一个物件上挂多根安全带或一根安全带上拴多个人;
5) 挂篮作业人员必须从预留的作业孔设置的爬梯上下, 不得攀爬脚手架或模板支架;
6) 节段梁施工所用的物料、机具、工具等, 必须堆平放稳, 不要防碍人员进出或影响吊装作业。对有可能坠落的物件必须先行撤除或加以固定;
7) 每一对挂篮施工时最好配一个专职安全员, 条件不允许时施工员要履行安全员的职责。
5 结语
挂篮是悬臂浇筑工艺的重要设备, 属于大型施工设备。施工时对挂篮设备的安全控制或管理非常重要, 实现挂篮安全施工是施工企业获得效益和利润的保证。而作为监理人员, 要了解挂篮的结构和使用方法, 才有可能监控好挂篮的安全施工, 实现安全监理。
摘要：说明了挂篮施工安全控制的意义, 简要介绍了挂篮设计方案的可行性控制措施, 着重从挂篮制作、组装检查、预压控制、节段梁混凝土浇筑控制方面阐述了挂篮施工过程的安全控制要点, 并提出了临边防护及作业安全管理措施, 以确保安全施工。
关键词：挂篮,安全,控制,管理
参考文献
[1]建筑施工安全规范[M].北京:中国建筑工业出版社, 2008.
分层浇筑法 篇5
关键词：支架,浇筑,模板,混凝土,箱梁
现浇箱梁因其整体性好，外型美观，行车舒适的优点，在当今的桥梁施工中尤其是城市立交桥和高速公路桥梁中得到越来越广泛的应用，笔者就满堂支架法浇筑现浇箱梁施工应做好的几个关键环节作简要的叙述。
1 地基处理
采用满堂支架法进行施工时，为保证支架的整体稳定性，地基处理很重要。根据桥址处的地质情况，地基处理的方法分：
1.1 水泥或二灰稳定土法
具体做法为先将原地面整平夯实，然后铺设水泥或二灰稳定土，在现场用灰土拌和机或者旋耕耙拌和，掺加水泥的比例为3～5%(灰土最好采用三七灰土)，厚度一般在20～50cm，分两层压实。该种处理方法一般对于桥下净空为3～6m的桥适用。
1.2 砼硬化法
具体做法为先将原地面夯实，然后在现场拌和C10混凝土铺设，厚度约10cm。该方法一般适用于桥下净空在8m以上且梁体比较大的情况。
采用砼硬化处理的地基不需要在支架下加垫方木或其他替代品，采用水泥或二灰稳定土硬化的方式需要在支架下加垫方木或者砼预制块，以分散应力。地基处理完毕后需做承载力试验，以确定承载力是否满足施工需要。
2 支架搭设
对支架和模板一定要进行受力计算，选择适当类型的支架和模板，确保其能承受上部的全部荷载，现就施工中应用广泛且方便的碗扣式组合支架进行说明。
碗扣组合支架因其使用简便，结构强度好，在三维空间内有可靠的强度和钢度，在施工中应用广泛。在搭设过程中除根据施工需要对支架进行适当的步距和高度设计外，对每一段的支架之间的连接要认真检查其牢固性，对于墩柱部位要进行支架加密措施，对于高度大于2.5m的支架，在顺桥向两侧及跨中各部分需布置剪刀撑，以提高支架的整体稳定性。
由于在浇筑过程中，支架会产生一定的变形，为了减少非弹性变形和地基的沉降量，有必要在底模板铺设完成后对支架进行预压。预压应根据施工需要逐跨进行。预压加载可采用成捆钢筋、预制块、沙袋等物品加载。加载时注意要均匀加载和均匀布载，使支架的各处受力基本相等。对于墩柱部位因未来承受的施工荷载较大，可根据其将要承受的荷载重量，适当加大布载。
在加载前要做好测量控制点的布设工作，以测定支架的具体变形情况。控制点的布设一般在每10m一个，在支架模板上和地基上均应布设，以测定各个部位的变形，为今后的施工得出参考值。
3 模板工程
底板组装要快，组装完成后及时浇筑混凝土，以减少模板在空气中的暴露时间。
侧模板高度最好高于设计高度1～2cm，可用1～2cm高的木条钉在翼板上形成，在浇筑顶板时拆除，这样侧板混凝土同翼板混凝土相接时不会出现明显接缝;模板拼缝可采用带海绵条的双面胶或玻璃胶填充。
模板的高程控制需考虑到施工时由支架沉降、地基沉降等因素引起的高程变化，也要考虑到结构物在正常使用期限荷载作用下产生的挠度和徐变，为使结构物在正常的使用期限内获得满意的设计线形，应在施工时设置定的预拱度。
4 钢筋工程
钢筋焊接严格按照规范进行，并逐一检查接节点。对于钢筋保护层垫块，一般采用塑料垫块，以提高外观质量。钢筋骨架拼装时应尽量减少桥上焊接工作量，以使模板少受污染。对于横梁部位钢筋，可在加工场组装成成品后用吊车直接吊装到桥上。如果因场地或其他条件限制，使用吊车困难的，可以直接在桥上设计位置拼装。
现浇箱梁的单束预应力钢绞线数量一般比较多，在穿束时，比较困难。施工中可在波纹管内先穿进一根引束，后将要穿的所有钢绞线端头焊接到一起，再焊接到引束上，用卷扬机或其他适合的机械，一次将其全部穿入波纹管。
5 砼工程
现浇箱梁一般一次性浇筑作业时间较长，且工程量大，最好采用泵送混凝土施工。在浇筑前应根据天气情况确定开盘时间，避免雨天和高温天气。如果混凝土数量比较大，尤其要将原材料准备充分，尽量避免因原材料数量不足引起浇注作业停顿。
1)砼浇筑前用高压风吹干净底板，掉入钢筋骨架内的任何杂物须清理干净，对浇筑段内的底板洒水湿润。浇筑前应检查砼的均匀性和坍落度，一般为14～18cm。高强度泵送混凝土，由于高强度和大坍落度要求，水灰比小，水泥用量大，混凝土拌合物的粘性大，在这种条件下，一般不会因混凝土离析产生堵泵问题，但是由于混凝土粘性大，增加了阻力，使泵送产生困难，所以应选择较好的粗集料，较粗的细集料，掺加一定数量的粉煤灰，并选择低坍落度损失的高效减水剂。
2)浇筑时先浇筑底腹板，后浇筑顶板。底腹板浇筑时采用联合振捣，水平分层、斜向分段、横桥向全断面推进式从底端向高端纵桥向连续浇筑，根据砼的初凝时间和浇筑进度确定上下水平距离，一般为1.5米
3)浇筑时要防止砼直接冲击波纹管，在入模振捣时也要注意振动棒不能撞击波纹管，以防止波纹管变形。浇筑腹板下倒角处时易出现漏振和空洞，浇筑时应分层布料，仔细振捣，以消除空洞现象。
4)在浇注时注意观测模板和支架的沉降和变形，当变形量较小(经试压后的模板和支架，在浇注混凝土过程中的变形主要是试压不可消除的弹性变形)，不影响箱梁外观质量时，可以不予处理;若变形较大，必须采取加固措施，以保证箱梁的外观质量。
5)当浇筑作业发生事故而中断，造成施工缝时，应凿除表面的水泥砂浆和松弱层，施工缝为斜面时应凿成台阶状;经凿毛处理的砼面，用水冲洗干净，但不得留下积水;在浇筑新砼前，对垂直施工缝应刷一层水泥浆，对水平施工缝应铺一层厚为1～2cm的1∶2水泥砂浆。
6 预应力张拉及孔道压浆
只有当混凝土强度达到设计强度的85%以上后方可张拉，张拉工作由受过训练的有经验的人员操作。
6.1 张拉准备
对进场的钢绞线进行取样，并将样品送质量监督部门进行检测，检验合格后，方可投入现场施工。张拉机具及仪表使用前送交检验部门进行检验和标定。
6.2 钢绞线的张拉
根据图纸要求，张拉采用两端同时张拉或单端张拉的方法，张拉一般采用穿心型千斤顶，钢铰线的张拉时采用应力和伸长值进行双控制。
6.3 孔道压浆
孔道压浆前用清水冲洗孔道，排除孔内粉渣，保证孔道畅通，冲洗后用空压机吹去孔内积水，但要保持孔道湿润。在张拉后及时进行压浆，灰浆强度不小于设计。
压浆使用活塞式压浆泵，压力控制在0.5Ma～0.7Mpa，每个孔道压浆至最大压力时，稳压一段时间，压浆达到孔道另一端饱满出浆，并应达到排气孔排除与规定稠度相同的水泥浆为止，为提高压浆质量，最好采用二次压浆，即在第一次压浆完成稳压后再次注浆。
孔道压浆后立即将梁端水泥浆冲洗干净，并将端部混凝土凿毛，以备浇筑封端混凝土。
压浆后，切割多余钢绞线时一般应用砂轮切割机，不使用气割。最后浇筑封端混凝土。
7 模板拆除
支架的拆除必须待孔道压浆强度达到设计强度的85%以上才可以进行。脱模顺序由一联的中间跨向两端对称实施。单跨脱模时先脱离中部底模，然后脱两边底模，待整联脱模后，观测梁体的挠度变化(脱模前后各测一次)，做好记录。
8 结语
分层浇筑法 篇6
关键词：悬臂浇筑法,大跨径桥梁,挂篮
社会的发展使人们对桥梁建筑的要求也来越高, 受施工地形限制, 桥梁的跨径日益增大。从我国近年来大跨径桥梁的发展经验来看, 要想使桥梁得到突破, 就必须要加强在施工技术上的创新, 而且在我国的西北部, 因为地形险恶, 河谷、深沟较多, 因此对大跨径桥梁施工工艺进行研究有着重要意义。
1 悬臂浇筑施工法
悬臂浇筑施工在大跨径桥梁施工中有着重要因, 从需要支架到无支架, 不仅可以减少在资金上的投入, 而且可以缩短工期, 促进了大跨径桥梁的再一次发展。在大跨径桥梁施工中要想对实现悬臂浇筑必须要确保墩梁固结, 特别是在连续桥梁施工中。悬臂浇筑施工中, 依据挂篮的方式不同可以分为分段悬臂、挂篮悬臂、渐进施工法等, 几种方法中挂篮悬臂是施工法是最常用的一种, 因此本文对挂篮悬臂进行了重点介绍。
2 挂篮的安装及特点
2.1 挂篮的安装
挂篮是悬臂浇筑施工中的一个关键设备, 其是一个可以沿着桥梁滚动或滑动的承重架构, 在施工梁段上对其锚固进行悬挂。通过挂篮可以实现对下一梁段预应力管道、模板、钢筋的安置, 以及灌浆和预应力张拉等作业。在完成一个循环阶段后, 挂篮便可实现前移并对其进行固定, 从而展开下一段悬灌施工, 多次循环, 直到悬臂灌注结束。
2.2 挂篮浇筑特点
(1) 施工效率高。采用挂篮悬臂浇筑施工, 施工过程中使用的设备少, 支架数量少, 建造大跨径桥梁方便。因为施工过程中的多数作业都是在挂篮中完成, 操作就是简单的重复性操作, 出错率低, 因此可以高效、高质量的完成, 从而确保了工程质量。 (2) 误差小。施工过程中可以对节段误差进行不断的调整, 从而使施工精准度得到进一步提升。 (3) 线型好。在节段浇筑中使用的是长线法, 所谓长线法就是在按梁底曲线制定的底模上对砼进行分段浇筑, 从而确保梁底的线形达到施工标准。 (4) 适应性较强。实际建设经验表明, 桥跨越多, 桥梁跨度越多, 在施工中挂篮施工的优越性越能得到体现, 挂篮施工也就越经济。
3 悬臂浇筑法存在的问题和解决措施
3.1 存在的问题
目前, 混凝土连续桥梁在施工过程中主要存在以下几个问题有待解决。 (1) 连续桥梁在施工过程中会涉及到体系的多次转换。 (2) 最大跨度会受到支座吨位的限制, 桥梁和支座在运行过程中寿命的匹配性差, 从而加大了支护更换和养护的困难, 从而使结构显得不合理。 (3) 在施工过程中, 因为箱梁截面局部存在一定的温差因此会导致混凝土发生收缩, 徐变及与加应力在结构上都会产生相应的附加内力, 从而使设计计算会变得更加复杂。
3.2 解决方案
在大跨径桥梁施工中对悬臂浇筑法施工中存在的问题的解决应当从以下几个方面入手: (1) 连续刚桥在应用过程中将T型钢结构和连续桥梁在受力上的特点综合在了一起, 它不仅是连续桥梁的各个优点得到了保持, 而且墩梁固结节省了大型支座在建设过程中的高昂费用, 有效的控制了基础工程量, 并且使结构在水平荷载下的受力性能得到了进一步改善, 实现了各柔性墩依据刚度比例对水平力进行合理分配。 (2) 施工中, 利用宝兴钢板代替腹板处的普通腹板, 波形钢板也就是我们常说的折叠钢板, 其剪切屈曲强度较高, 用其作为混凝土箱梁腹板, 不仅能够满足腹板在力学上的要求, 而且能够大幅度降低主梁的自身重量, 减少了下部结构在应用过程中受到上部的恒载, 同时还免去了在腹板中安装的钢筋以及模板设置等发展工作。除此之外, 波形钢板在纵向上的自由伸缩使其在应用过程中不对轴向力进行抵抗, 从而有效的将预应力施加在混凝土板面上, 提高了预应力的使用效率, 这种结构在大跨径桥梁施工中的应用, 不仅可以缩短工期、大幅度的降低工程量、而且可以使成本得到有效控制, 在经济和使用性能上都具有较大的优越性。 (3) 在大跨径连续桥梁中, 使用波形钢腹板预应力砼组合箱梁是一种科学的方法。近年来, 随着我国对其研究的深入, 其技术得到了进一步提高, 应用变得更加广泛。
4 拆除挂篮及质量控制
4.1 拆除挂篮
在大跨径桥梁建设中, 合拢段施工前, 就可对挂篮进行拆除, 在施工过程中应当依照以下顺序拆除。 (1) 在梁顶面进行卷扬机安装, 徐徐下放外侧模上的前后吊杆, 直到其落在船上。施工中也先进行底模下放, 再放侧模。 (2) 合龙段中不使用的走行梁、内模, 应当在合龙段施工前就对其进行拆除, 如有剩余可以在两端梁出口处对其进行拆除。 (3) 对前上衡量进行拆除。 (4) 施工中在对主架构进行拆除时, 可以将其移到吊塔可以覆盖的范围内, 然后在进行分片拆卸。 (5) 最后对木 (钢) 枕和轨道进行拆除。
4.2 质量控制
大跨径桥梁施工对悬臂浇筑法的应用要控制好悬浇箱梁质量。质量控制应当有专门的工程质量检检测部门指派专门的质量检查。在每次施工前或灌注砼前都要严格的对质量控制要点进行检查, 通过检查的要点要办理相应的签证手续后, 才能开始砼的灌注工作或展开下一道施工工序, 同时还需要注意以下几点问题: (1) 灌注砼的过程中, 应当对施工中使用的模板的变形情况进行观察, 如果出现走动或变形过大现象, 要进行及时处理。 (2) 控制好砼的振捣质量, 施工过程中为了更好的对模内砼的质量进行观察, 应当在适当的安置安装照明灯, 确保施工的安全、可靠。 (3) 施工过程重要的工序一定要做好技术交底工作, 避免因为技术交底不到位, 而引起不必要的麻烦。 (4) 在施工前应当关注天气预报, 如果分数在5级以上, 为了施工安全应当停止施工, 不能为了赶工期在恶劣的天气下进行施工, 而影响和施工质量。 (5) 灌注块段砼时, 需要在梁顶搭设平台胶手板, 搭设过程中要确保其稳定性。 (6) 用于挂篮行走的轨道, 必须要使用砂浆进行找平。每次挂篮行走结束后, 应当及时进行锚固, 在施工过程中要注意对锚固点的检查。 (7) 浇注砼时, 需要确保两端的施工要同步进行。 (8) 施工过程中, 要及时反馈施工中涉及到的数据, 对挠度进行调整, 并且确保箱梁的线形。
5 结束语
便利的交通是促进经济发展关键, 为了使我国的交通变得更加便利, 势必要进行大跨径桥梁建设。悬臂浇筑法在大跨径桥梁施工中有着重要影响, 因此要加强对其的研究。施工过程中要注砼的徐变、收缩等问题而引发的重力分布的改变, 同时温度的变化也会对悬臂施工产生一定的影响, 因此在悬臂施工中要对影响的因素进行合理控制, 提高施工质量
参考文献
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分层浇筑法 篇7
1 工程背景
K70+998渭河特大桥为韦庄至罗敷公路跨越渭河的特大桥, 桥梁全长4 457 m, 最高处为24 m, 桥轴线与水流方向成90°交角。其中, 渭河特大桥跨渭河北岸大堤, 主跨为 (50 m+75 m+50 m) 预应力连续梁, 是全线的重点难点工程, 也是制约工期的控制性工程。
2 技术特点
移动支架法逐段浇筑施工技术的特点为: (1) 在施工期间充分发挥移动支架的优势, 利用移动支架可循环使用的特点, 采用分节段施工, 减少了一次性所需购置的支架和模板的数量, 降低了施工成本, 加快了施工进度: (2) 模板由竹胶板加方木背带制作而成, 重量轻、制作方便, 在不影响支架搭设的情况下即可制作完成, 为连续梁施工节省了时间; (3) 支架搭设长度得到有效控制, 能为张拉、压浆提供工作平台, 保证施工安全。
3 施工关键步骤及操作要点
3.1 连续梁模板前期加工制作
根据施工图纸, 在预制场地提前加工制作连续梁模板, 底板、腹板、翼缘板外模采用15 mm×1 220 mm×2 440 mm的竹胶板加工制作, 内模采用外模剩余竹胶板拼装, 以节约成本。模板制作与支架搭设可以同步进行, 以节省模板的加工时间, 加快施工进度。具体如图1、图2所示。
3.2 地基处理
连续梁支架地基加固采用挖除基础表面种植土后换填50 cm级配碎石, 再在顶面浇筑20 cm厚的C20砼。在处理不良地段地基时, 土体用挖掘机将其挖除, 并回填合格的碎石类土进行整平压实, 然后填筑50 cm的碎石做基层, 浇筑20 cm的C20混凝土做面层。面层作1%横向排水坡, 平整度要满足要求。为了避免地基受水浸泡, 在地基处理范围两侧2 m处开挖50 cm×50 cm的排水沟。
地基处理的具体程序如下: (1) 采用装载机对地表浮土进行清理, 清理至长期稳定的土层; (2) 对渭河大堤一侧第一节和第二节箱梁下 (除桥墩) 地基填筑黏土, 填筑至大堤高度 (线路方向) , 横桥向顶面宽度为30 m, 每30 cm一层, 分层压实, 边坡采用1∶1.5的坡度进行填筑; (3) 对连续梁下进行填筑50 cm厚级配碎石, 按照要求30 cm一层分层填筑, 采用22 t压路机压实, 使地基基本承载力达到220 k Pa; (4) 对已填筑级配碎石的基础浇筑20 cm的C20混凝土做面层。
3.3 支架搭设
3.3.1 支架搭设方案
在第一节段支架搭设完毕后, 继续搭设第二节段支架, 确保在第一节段张拉压浆完毕后能够绑扎第二节段钢筋。当第一节段混凝土达到强度后拆除支架倒入第三节段施工, 保证施工的连续性。
3.3.2 支架布置形式
支架布置的形式主要有: (1) 采用满堂红支架法施工, 支架纵向间距布置为60 cm, 横向间距布置底板下60 cm, 翼缘板下90 cm, 腹板下加密为30 cm, 横杆布距1.2 m (如图3所示) ; (2) 支架顶顺桥向采用10 cm×15 cm方木搭设, 横桥向采用10 cm×10 cm方木按照30 cm间距, 作为上下分配梁; (3) 内模支架采用碗扣式脚手架, 间距0.9 m×0.9 m, 横杆间距1.2 m, 上分配梁采用10 cm×5 cm的方木, 间距30 cm, 下分配梁采用10 cm×15 cm的方木 (如图4所示) 。
3.3.3 满堂脚手架安装程序及方法
满堂脚手架安装程序及方法如下: (1) 测量人员根据梁体位置放出第一排立杆的位置控制线, 用钢尺拉出其他立杆位置控制点, 并用白石灰作标记。 (2) 在 (1) 中做好的标记处摆放底座, 将立杆插于底座上, 底座要求用≥20 cm2的模板垫钢管底部, 用3 m立杆布置。 (3) 在立杆安装完毕后, 再安装扫地杆。安装时必须将水平杆接头插入立杆最下端碗扣内, 使接头弧面与立杆密贴, 将上碗扣沿限位扣下, 并顺时针旋转将其锁紧。 (4) 立杆接头不得处于同一水平面内, 立管要垂直, 不得倾斜。 (5) 安装水平杆的方法同安装扫地杆的一样。 (6) 安装剪刀撑, 纵横向剪刀撑每隔5~8 m搭设一道, 水平剪刀撑每4个步距搭设一道; (7) 安装可调顶丝。
3.3.4 满堂脚手架安装施工要求
满堂脚手架安装施工要求有以下几点: (1) 排架安装从梁一端开始向另一端推进, 从纵横两个方向同时进行, 以免支架失稳; (2) 所有杆件必须有合格证书; (3) 在脚手架搭设过程中, 避免荷载集中作用在水平杆件的中部, 应尽量靠近立杆; (4) 支架搭设时, 要严格控制立杆垂直度和水平杆水平度, 整架垂直度偏差不得大于h/500 (h为立杆高度) , 但最大不超过20 mm; (5) 剪刀撑须按上到顶下到底的布置方式进行施工, 安装时与地面的夹角应控制在45°~60°之间, 在与水平杆或立杆的交叉点处用旋转扣件扣牢; (6) 支架顶托必须按照梁底线形逐一顶紧, 使得所有立杆受力均匀, 确保施工安全。
3.4 支架预压方案
通过预压可以掌握支架的弹性变形和非弹性变形的程度、大小, 借以指导模板安装, 标高控制, 保证梁底施工线型、高程控制, 满足设计和规范要求施工。
3.4.1 支架预压
底模安装完毕后, 进行支架预压, 预压重量为梁体总重的1.2倍。采用砂袋预压, 加载顺序纵横向都从两侧向跨中依次进行。加载到总重的1.2倍后, 持荷时间最少为24 h, 加载时按照30%—60%—100%—120%倍的梁体自重分级加载, 分级监测。每一级加载完成后, 在预压过程中需平均2 h观测一次, 直到沉降速度降到0.5~1.0 mm/h为止, 加载时地基最大沉降量不能超过10 mm/d。
3.4.2 变形监测
分别在基础顶面、支架顶面和底模顶面设置测点, 用水准仪测出加载前各测点的高程值, 然后在每次加载、卸载时再对每个测点的高程值进行测量。根据测出的数据和理论计算值进行对照、分析, 找出地基沉降值和支架弹性变形值, 确定立模标高的调整数值。
3.4.3 预压沙袋卸载
当地基和支架沉降连续三个观测时段都小于0.2 mm后, 开始卸载, 卸载顺序按照预压时“后预压的先卸载、先预压的后卸载”的原则进行, 分别在开始卸载、卸载到1/2和卸载完成时, 对观测点进行观测并记录。
3.4.4 预拱度设置
为保证桥梁结构的受力状态, 支架需要按设计要求设置预拱。连续梁底模标高按1.75次抛物线变化设置。施工中预拱的设置应根据具体情况, 预拱度=设计拱度+支架沉降量, 其中的支架沉降量根据支架预压试验测量数据分析获得。
3.4.5 支架调整
在支架整体预压前, 支架要按照计算标高进行调整;在预压结束后, 通过实测支架弹性变形值, 结合设计标高和梁体预拱度值, 来确定和调整梁底标高。
梁底立模标高=设计梁底标高+支架弹性变形值+设计预留拱度。
3.5 预应力管道及钢绞线施工
钢绞线的下料采用砂轮锯切割。钢绞线编束时, 每隔1~1.5 m要用铁丝绑扎形成一道束状。为了方便施工, 预应力束的施工与普通钢筋的安装穿插交替进行, 预应力锚具、波纹管严格按照设计图纸安装。波纹管安装时, 先按X坐标值在侧模上作记号分好点, 再按Y坐标值焊水平定位筋, 然后穿波纹管, 焊定位筋。定位钢筋每隔1 m布置1道;曲线段和底板处加密, 每隔0.5 m布置1道。波纹管转折个数多、转弯半径小, 为了减小穿束难度, 混凝土浇筑前要在塑料波纹管内穿入一根8号铁丝, 浇筑砼达到强度后使用5 t的卷扬机将钢绞线穿入波纹管内。
3.6 混凝土施工
箱梁混凝土要分段、分层、对称施工, 先浇筑底板混凝土, 再浇筑腹板和顶板混凝土。混凝土由搅拌站集中统一拌制, 混凝土用罐车运输, 混凝土泵车两端对称浇筑, 使用插入式振动器对混凝土振捣密实。在砼施工完成后分别在每节段1/4, 1/2, 3/4和端部处设置徐变观测标, 观测标位于线路中心。
混凝土施工中要注意以下事项: (1) 混凝土浇筑前, 用高压气枪吹净模板表面; (2) 在梁体钢筋密的地方振捣时采用小型振捣棒, 确保混凝土振捣密实; (3) 在混凝土浇筑前, 用高压水枪将上节混凝土凿毛处冲洗干净, 并洒一层同等级的水泥净浆, 保证新旧混凝土结合紧密; (4) 实验人员必须在现场制作混凝土标准养护试件, 作为张拉、强度检验的控制依据; (5) 安排专门的施工人员加强对锚垫板附近混凝土的振捣。
4 结束语
移动支架逐段浇筑跨堤连续梁快速施工技术, 在陕西省榆商线韦罗高速公路LJ5标段渭河特大桥跨渭河北岸大堤连续梁施工中得到应用。在确保施工安全和质量的前提下, 保证连续梁施工工期, 减少施工人员的工作强度, 提高工作效率, 节约施工成本。通过在类似工程中的使用, 该技术已经逐渐成熟, 可在类似项目中推广应用。
参考文献
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