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支架现浇箱梁施工工艺及方法

2022-11-02 来源:好走旅游网
支架现浇箱梁施工工艺及方法

一套模板三个阶梯面包括的工序:

第一个阶梯:支架的安装、底模的安装及支架的预压

第二个阶梯:模板的安装、钢筋的制作、预应力筋安装及浇筑混凝土 第三个阶梯:侧模的拆除和安装、张拉及注浆、底模拆除 (一)、施工工艺流程

支架的安装→支架的预压→模板的安装→钢筋的制作→预应力筋的安装及定位→浇筑混凝土→张拉→压浆及封端 (二)、主要的施工方法

1、支架的安装 (1)支架的地基处理

施工区位于解放大道中央带,均为双向排水路拱的混凝土路面,地基强度满足支架支撑的要求。原地面至现浇箱梁的高度从8.5m-10.5m,验算荷载时可不考虑脚手架的自重。

(2)脚手架杆件的材料

满堂式脚手架杆件采用“双自锁式”钢管脚手架,其杆件基本模数 600mm。 (3)杆件布置

支架杆件搭设顺序:根据具体某一跨箱梁底面至地面的高差,预先计算搭设一孔跨满堂式支架数量及各类杆件的数量。在顺桥向按支架间距设置可调底座,然后安装立杆,在竖直方向的立杆接长时采用两种不同长度的杆件错开搭设,使立杆长缝不在同一平面上。

立杆的纵横间距:纵向间距900mm,横向间距为600mm,在双线单箱单室梁底板4.11m范围内,杆件的间距加密,纵向间距900mm,横向间距为300mm。

水平杆件间距按1200mm,在靠近地面两层和梁底两层的水平杆件间距按600mm。支架下设可调底座,上设可调U型顶托,沿托座方向(横向)铺一层10cm×15cm方木,间距与支架间距等同,横向按净距40cm铺设一层10cm×10cm的方木,上铺钢底模。

地面两层水平杆件安装前在纵向方向挂线后,人工调整可调底座调至水平状态;在梁底方木调平:根据两相邻墩柱垫石面高挂通线,然后人工调整可调U型顶托至设计梁底标高。高度超过8m时,设置斜撑杆,层厚超过1.5m时需增加斜拉杆密度。

构件支架安装完毕后,仔细检查各构件的连接是否紧密:可调底座与底托、可调顶托与纵方木、纵方木与横方木之间要密贴,不能有空隙。有缝隙的地方采用楔型木块或铁片进行塞紧。

2、支架的预压

现浇连续箱梁浇注前必须对支架进行预压,以保证支架的强度及刚度,并消除支架的塑性变形。加载预压每孔均要进行。预压方式采用编织袋装砂,每袋50Kg,砂袋堆码应根据箱梁恒载形式分布,重量按全部结构施工荷载的120%考虑。

加载前先由测量人员对模板的高程进行测定,并在测量点用油漆作好标记(在砂袋荷载间埋设PVC管,作为观测点,水准标尺插入管内进行测量)。整个加载过程分三次进行,第一次施加1/2的荷载,第一次加载完24小时后,进行第二次加载。第二次加载前先由测量人员对第一次相对应的各个测量点进行第二次高程测定,计算第一次加载后下沉量。第二次加载至剩余1/2的荷载,加载完后48小时后进行第三次高程观测,并计算出下沉量。第三次超载20%,进行第四次高程测量,计算出总的下沉量。

第四次高程观测完后,开始卸载。卸载时应对称均匀进行,防止在卸载过程中局部应力集中,导致模板产生不均匀变形。全部荷载卸完后,由测量人员进行第五次高程测定,并对比五次测定的数据,计算出模板的非弹性变形和弹性变形量,作为施工前模板高程调整的依据。

重新调整模板的高程,根据预压情况合理设置预拱度,并按要求对模板进行打磨、涂刷ZM-90脱模剂。

通过仿真荷载预压,检验支架稳定可靠性,消除地基和支架的非弹性变形,得出支架在混凝土施工过程中的弹性变形量,以控制支架预设上拱度而确保箱梁的线形符合设计要求。

3、模板的安装

(1)、底模及外侧模采用整体组合钢模,内模采用胶合板和小块钢模板组合使用,模板应有足够的强度、刚度和稳定性;外侧模应按底模的要求,严格控制其大面平整度,外侧模的定位,必须按照箱梁设计的外观轮廓进行定位,用不少于两层的撑杆进行加固,外侧模的安装采用“底包侧”的结构形式,模板面要对齐,连接螺栓不能一次紧到位,应在整体检查模板线形、发现偏差及时调整后再锁紧连接螺栓,固定好支撑杆件。模板连接缝隙用2mm厚的贴胶带密封。

(2)、内模用木胶和小块钢模板组合使用,变截面段用钢模和木模拼装。箱梁内室高度110~135cm之间,宽度不等,模板只拼装腹板内侧模和顶模,拼装顶模时,按实际情况预开工作窗,工作窗的尺寸按1.2mX0.8m预留(沿纵向为1.2米,横向为0.8米),供拆除内模板等人员进出箱室内之用。在振捣过程中为防止底板混凝土翻浆,在内模底板拐角处各安装2015钢模一排,同时浇注底板混凝土时浇注到设计厚度为止。拼装内模时要搭设钢管骨架,用钢管来支撑和加固内模。为防止钢管立于底模上后形成空洞造成梁底孔洞,施工时在钢管底部加垫C50混凝土预制件柱脚立于底模上。安装内模的同时在底板和腹板相应位置预留箱梁通气孔(预埋PVC管)。

4、钢筋的制作

(1)、为保证施工的顺利进行,每一孔箱梁所需钢筋应在加工棚集中加工成半成品,并对半成品进行标识,以便于分类和存放,钢筋安装时按施工的先后顺序依次运输至作业面;

(2)、钢筋连接采用焊接和绑扎搭接两种,其施工规范主要采用《铁路桥涵施工规范》(TB10203-2002)。

◎钢筋搭接焊时,优先采用双面焊接,双面焊接焊缝长度为5d,单面焊接焊

缝长度为10d;

◎钢筋绑扎搭接时,其绑扎搭接长度为30d(d为钢筋的直径),绑扎时,在钢筋搭接部分的中心及两端共三处,应采用铁丝绑扎结实。

◎钢筋接头应设置在钢筋承受应力较小处,并应分散布置,配置在“同一截面”内受力钢筋接头的截面面积,占受力钢筋总截面面积应符合下列规定:绑扎接头在构件的受拉区,不得超过25%;在受压区不得超过50% ;

(3)、钢筋安装时,架立箍筋及底板钢筋应从梁跨中位置往两侧对称布置; 钢筋采用整体绑扎,先进行底板及腹板钢筋的绑扎,然后进行顶板钢筋的绑扎,绑扎铁丝的尾部不应深入保护层内;

(4)、钢筋的保护层:根据钢筋的净保护层厚度,购买3.5cm厚方塑料垫块,绑扎在最外层钢筋的交叉点,按梅花形布置,其间距为35~45cm,如碰到预埋件和孔洞时,可适当挪开。 同时注意以下几个问题:

◎ 钢筋若与管道、工作槽或预埋件抵触时可适当移动钢筋的位置,但截断后应在附近位置补强或焊接成原状;

◎梁端的泄水孔、梁腹板的通气孔与预应力索相碰时,适当挪动泄水孔和通气孔位置,并保证其净间距不得小于10cm;

◎ 预应力的定位钢筋网可以与腹板或底板联系筋合并使用,以减少钢筋的密集程度,以利于混凝土的浇筑。

5、预应力筋的安装及定位 (1)、预应力管道安装

预应力管道安装穿插在钢筋绑扎过程中,其定位必须准确、牢固,严格按照图纸所示的形式设置定位筋,除各转折点必须固定外,在转点间距过大的地方

按直线段不大于1m、曲线段不大于0.5m 的要求进行加密布置,保证预应力管道位置的准确。纵向预应力管道位置的坐标偏差不大于1cm,横向预应力管道坐标偏差不大于0.5cm。管道接头处用胶布缠裹密实,严防电焊烧伤,如有则采取胶布缠裹,防止在浇筑过程漏浆堵塞管道。 (2)、预应力筋制作

采用抗拉强度标准值为fpk=1860Mpa,弹性模量Ep=1 .95*105Kpa,公称直径为øj15.2mm高强度低松弛钢绞线,公称面积A=139mm2。 ◎ 预应力钢绞线下料

预应力钢绞线应严格按照图纸所提供的长度进行下料,其长度=预应力钢索的计算长度+千斤顶张拉的工作长度。除N1、N2、N3、N4两端张拉外,其余采用一端张拉。张拉端时工作长度采用70cm,非张拉端工作长度采用20cm。

两端张拉:下料长度=预应力钢索的计算长度+140cm 一端张拉:下料长度=预应力钢索的计算长度+90cm 下料时应注意事项:

钢绞线下料时,采用钢管制作一个简易的铁笼,将钢绞线盘卷装在铁笼内,从盘卷中央逐步抽出,以防止在下料的过程中钢绞线紊乱,并弹出伤人。钢绞线下料使用砂轮切割机,不得采用电弧切割。

◎ 穿束

采用先装管后穿束,人工穿束。钢绞线不进行编束,采用单根穿。人工穿束时利用起重设备将预应力筋吊起,工人站在脚手架逐步穿入孔内。束的前端应扎紧并裹胶布,以便顺利通过孔道。

底板中一端张拉的预应力筋穿入预应力孔道前,先采用YJ45型挤压机对其一端用钢绞线制作成牢固的挤压头。穿入前,在非张拉端安装好锚头及锚垫板,

然后将挤压好的钢绞线逐根从非张拉端穿入,组成预应力束。

预应力穿束完成后,将预应力管道口进行封堵,并将裸露在外的钢绞线进行包裹,防止水泥浆漏入波纹管或污染张拉端,影响预应力束的张拉。

6、浇筑混凝土

因单跨箱梁较长,面积较大,故要有科学的布料方法才能保证混凝土强度及结合面的质量。需考虑浇筑顺序、混凝土初终凝时间、混凝土拌和楼生产能力、混凝土振捣时间以及人员的安排。 6.1 机具准备

由于箱梁混凝土方量较大,浇筑时间较长,在布设混凝土泵管时应充分考虑各种影响因素。混凝土采用商品混凝土,针对现场实际情况,2 台混凝土输送泵车、4 辆混凝土运输车,可满足施工的需要。由于箱梁钢筋设计往往较密,混凝土振捣机具除插入式振捣器外,另需准备部分插钎用于箱梁下倒角和张拉齿块处混凝土振捣。 6.2 浇筑顺序

混凝土浇筑采用传统的斜向分段、水平分层法,分段长度为8m,分层厚度为25cm。利用两台布料杆由浇筑跨末端倒退向已浇筑段方向布料,浇筑顺序为底板→腹板→顶板,正式浇筑前,拟进行工艺试验模拟箱梁浇筑,经过试验梁段工艺总结确定正式浇筑工艺。 6.3 底板浇筑

为避免箱梁内模上浮、保证底板混凝土密实度,内模不封底。利用内模顶部两个工作天窗(120cm×80cm )将底板混凝土用溜槽向箱梁端部底板中心灌注。在灌注底板混凝土时采用插入式高频振捣棒振捣。底板混凝土浇筑完毕后,继续交替灌注腹板混凝土。

6.4 腹板浇筑

先从梁段一侧的腹板开始浇筑,用插入式振捣棒辅助振捣,使混凝土通过腹板自上而下流动。浇筑过程中边振捣边移动布料杆,控制混凝土厚度在25cm~30cm 左右,将混凝土由腹板底部挤向底板中心。为防止灌注腹板时底板混凝土上涌,在内模侧面拐角处设压浆板,依靠压浆板给腹板混凝土下落予以阻力,利用压浆板的阻挡使混凝土获得足够的阻力,充分翻浆,达到腹板及与底板拐角处的混凝土密实。当混凝土浇筑高度超过底板承托处10cm 后,从另一侧腹板开始浇筑。两侧腹板轮换浇筑,控制两侧腹板混凝土面高差在50cm 以内,以防止内模移位。

6.5 翼板及顶板浇筑

腹板浇筑完成后,即可浇筑顶板及翼板,为防止梁段在墩顶处出现裂纹,顶板应从本浇筑段的两端向墩顶浇筑,整个断面一次成型。 6.6 收浆、抹面及标高控制

在箱梁顶板及翼板的浇筑过程中,为确保箱梁顶面的平整度符合规范要求,可在箱梁顶面纵向每隔5m 布置一个高程点,全断面共5 排,并在标高点上焊接水平钢筋,利用铝合金水平尺和木抹将混凝土面收平。 6.7 混凝土养生

混凝土的养生直接关系到混凝土质量和强度增长的速度。在顶板混凝土浇筑完成后,立即在其表面覆盖塑料薄膜和麻袋布,并由专人洒水养生,保持24 小时箱梁混凝土湿润,不能形成干湿循环,造成收缩裂纹。在冬季施工时除保证混凝土入模温度外,养生也需采取特殊措施:可用彩条布设置棚罩,使外侧模与翼缘底模下形成相对封闭的空间,在棚罩内以火炉加温。

7、张拉

根据设计文件要求,混凝土强度及弹性模量达到90%,且龄期不小于9天方可进行张拉。

7.1 钢绞线的张拉顺序:

张拉过程张拉顺序严格按设计文件中规定张拉,钢绞线张拉顺序,遵循原则:先张拉腹板索,先短索、后长索;再张拉底板索,先外侧索、后内侧索。

其张拉顺序为:

N3 N2 N1

N6 N6

N4

N5 N5

◎N1、N2、N3、N4采用两端张拉,其余均采用一端张拉。腹板张拉时四台千斤顶左右对称张拉;底板张拉时:N6、N6’同时张拉,N5与N5’同时张拉。

7.2 张拉施工

7.2.1 准备工作:除去锚下结构喇叭口内,钢绞线上的混凝土;装上工作锚圈、夹片(锚圈必须装在锚下结构止口环内)测量钢绞线直径,并根据实际尺寸选择限位板止口深度;

7.2.2 张拉设备定位

将工作锚按顺序穿入钢绞线,用套管将夹片均匀打入锚环,然后安装限位板、千斤顶和工具锚,用铁管将夹片均匀打入工具锚内,调整锚圈、垫板及千斤顶位置,使孔道、锚具和千斤顶三者轴线重合。

7.2.3 张拉操作程序

0→0.1kσ(测量伸长量)→1.0 kσ(测量伸长量) [持荷5min] 7.2.3.1 预应力束的张拉采用张拉力与伸长量双控,张拉力主控,伸长量进行校核;

7.2.3.2 张拉过程中两端千斤顶启动后升降速度保持同步,测量伸长的原

始空隙、伸长值、插垫等工作均在两端同步进行。

7.2.3.3 千斤顶充油,两端同时张拉至初始应力(0.1kσ )时,用钢尺测量油缸伸出长度及夹片外露量,再张拉至并稳压5min,测量油缸伸出长度及夹片外露量,计算实测伸出长度与理论伸长量之间的误差是否在±6%之内,如不符合要求,应查明原因予以处理。锚固:稳压结束,两将千斤顶补油至kσ ,回油锚固,当油压回零时,测量油缸伸出长度。

张拉结束并全部合格后,利用切割机将多余的钢绞线切除。但须保证露出夹片的钢绞线长度不得小于3cm。

7.3 锚固:当达到设计应力后,持荷3-5分钟,缓慢释放油缸至零钢绞线则整齐的锚固在YM锚具内。 8、压浆 8.1 普通压浆 8.1.1 工艺流程

仔细检查压浆口内是否有杂物,并将压浆管接好,利用高标号砂浆将封堵锚头。

待封锚砂浆强度达到50%设计强度后,即可进行压浆作业。先用清水对管道内进行冲洗,再用空压机将管道内的水分清除。根据试验室提供的水泥浆配合比投料,在拌浆机内搅拌成水泥浆,达到设计要求稠度后再通过漏网将水泥浆注入压浆机内,增压泵出,压入管道低侧进浆口,当管道高侧出浆口的水泥浆浓度与进浆口水泥浆浓度一致时,即可关闭高侧出浆口的阀门,进浆口继续持压2~3min 后关闭进浆口阀门。

依次将所有预应力管道压满。试验室在压浆过程中要提取试样,以确定压浆后水泥浆的实际强度。

8.1.2 压浆注意事项

孔道压浆时,要将集中在一处的孔一次压完。若中间因故停歇时,应立即将孔道内的水泥浆冲洗干净,以便重新压浆时,孔道畅通无阻。 预应力筋张拉后,孔道应尽早压浆,一般不宜超过2d。 为防止冒浆污染混凝土表面,出浆口必须进行有组织的排浆。

冬季施工环境最低温度低于+5℃时,应加盖暖棚,对管道及混凝土预加温,然后方可压浆。气温到0℃时应停止压浆以防冻害。压浆后45h 内或灰浆强度低于设计要求时,不得拆除暖棚。当气温高于35℃时,压浆宜在夜间进行。为防止管道冻害,冬季施工可以在水泥浆内加人加气剂。加气剂是以苛性钠、松香配制成有效物质54%的松香皂,投入量按有效物质为水泥质量的0.02%控制。 为检查孔道内水泥浆的实际密度,压浆后应从检查孔抽查压浆的密实情况,如有不实,应及时处理和纠正。要在拌制水泥浆同时,制作标准试块,经与构件同等条件养护到20MPa 后方可撤消养护。 压浆完毕后应认真填写施工记录。 8.2 真空压浆

预应力管道压浆采用真空压浆法:在孔道的一端采用真空泵对孔道进行抽真空,使之产生0.lMPa 左右的真空度,然后用压浆泵将优化后的特种水泥浆从孔道的另一端灌入,直至充满整条孔道,并加以≤0.7MPa 的正压力,以提高预应力孔道压浆的饱满度和密实度。采用真空灌浆,必须配备专用的锚下垫板和密封罩等部件。 8.2.1 其施工工艺

1)张拉施工完成后,切除外露的钢绞线(钢绞线外露量小于30mm),进行封锚;

2)清理锚下垫板上的封锚,保证灌浆通道畅通。

3)确定抽真空端和灌浆端,安装引出管、球阀和接头,并检查其功能。 4)搅拌水泥浆使其水灰比、流动度、泌水性达到技术要求指标。 5)启动真空泵抽真空,使真空达到-0.06~-0.1MPa并保持稳定。 6)启动灌浆泵,当灌浆泵输出的浆体达到要求稠度时,将泵上的输送管阀门打开,开始灌浆。

7)灌浆过程中,真空泵保持连续工作。

8)待真空端的空气滤清器中有浆体经过时,关闭空气滤清器前端的阀门,稍后打开排气阀,当水泥浆从排气阀顺畅流出,且稠度与灌入的浆体相当时关闭抽真空端所有的阀门。

9)灌浆泵继续工作,压力达到0.6MP左右,持压1-2分钟。 10)关闭灌浆泵及灌浆端所有阀门,完成灌浆。 11)拆卸外接管路、附件、清洗空气过滤器及阀等

12)完成当日灌浆后,必须将所有粘有水泥浆的设备清洗干净。 13)安装在压浆端及出浆端的球阀,应在灌注后一小时内拆除、清洗。 8.2.2 真空灌浆注意事项

密封罩安装,张拉完成后24h内,切除后的外露钢绞线小于30mm,安装密封罩时检查橡胶密封圈是否破裂,将密封罩安装孔与锚下垫板的安装孔对正,用螺栓拧紧,注意将排气口朝上方。

孔道密封检查,将灌浆阀、排气阀全部关闭,打开真空阀,启动真空泵抽真空,观察真空压力表读数,当管内真空度维持在-0.08MPa左右时停泵约1min时间,若压力保持不变即可以认为孔道能达到并维持真空,否则重新检查密封;

水泥浆搅拌:搅拌好的水泥浆要做到基本卸尽,在全部灰浆卸出之前不得

再投入未拌合的材料,更不能采取边出料边进料的方法,严格控制浆体配比;

严格控制用水量,否则易造成管道顶端空隙。

对未及时使用而降低了流动性浆体,严格采用加水的办法增加灰浆的流动性,配制时间长的浆体不应再使用。

水泥浆出料后应尽量马上泵送,否则应不停搅拌防止离析

灌浆完成后,应及时拆卸,清洗管、阀、空气滤清器、灌浆泵、搅拌机等所有沾有水泥浆的设备和附件;

每条孔道一次灌注要连续完成,灌注完一条孔道换其它孔道时间内,继续启动灌浆泵,让浆体循环流动。

8.2.3 真空灌注质量控制要点: 8.2.3.1 质量控制要点 孔道的密封性 浆体配方控制 现场施工质量控制 8.2.3.2 注意事项

针对曲线孔道的特点,在波纹管每个波峰的最高点设立泌水管,泌水管为钢管,高出混凝土200mm并攻螺纹;

输送管应选择高强橡胶管,抗压能力大于1MPa,连接要牢固,不得脱管; 灰浆进入灌浆泵前应通过1.2mm的筛网进行过滤。

搅拌后的水泥浆必须做流动度,泌水性试验,并浇筑浆体强度试件 灌注工作宜在灰浆流动性下降前进行, 孔道一次灌注要连续。 中途换管道时间内,连续启动灌浆泵,让浆体循环流动 灌浆孔数和位置必须做好记录,防止漏灌。

储浆罐的储浆体积大于1倍所要灌注的一条预应力孔道的体积。 9 封锚

张拉、压浆工作结束后,齿板及顶板横向束要及时进行封锚,防止锚头砂浆开裂钢绞线外露锈蚀。

齿板封锚:利用木模或小块钢模做外模,并在齿板锚固端及张拉端加一层钢筋网,用同标号的混凝土进行浇筑,并用振捣棒振捣密实,洒水养生,待强度达到后拆模。

顶板横向束封锚:直接利用原有的翼板外模作模板,并在锚头处安装钢筋网及防撞护栏钢筋,用同标号的混凝土进行浇筑,并用振捣棒或插钎振捣密实,洒水养生,待强度到后拆模。

箱梁纵向索张拉结束后,移动模架主梁的卸架和行走可以与压浆、封锚等工作同步进行。有利于缩短施工时间,优化施工周期。

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