跨灣大橋混凝土澆筑施工技術(shù)探討
時間:2022-05-26 10:31:49
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摘要:以某跨灣連接線大橋75m單箱雙室大跨徑箱梁預(yù)制為例,著重對預(yù)制箱梁混凝土澆筑工藝及振搗方法進行論述,通過改進澆筑工藝,可明顯提高箱梁預(yù)制效率,確保工程實體質(zhì)量,為后續(xù)類似工程提供寶貴的經(jīng)驗。
關(guān)鍵詞:跨灣大橋;大跨徑箱梁;預(yù)制混凝土;澆筑預(yù)制箱梁
混凝土質(zhì)量優(yōu)劣將決定整個橋梁工程的質(zhì)量,影響箱梁預(yù)制的因素有:原材料的質(zhì)量、混凝土澆筑工藝、振搗方法及混凝土養(yǎng)護、操作工人的責任心等;由于設(shè)計箱梁的跨度大、鋼筋及波紋管密布、混凝土厚度薄、標準要求高,稍有不慎會出現(xiàn)質(zhì)量缺陷。將影響到的橋梁耐久性,為了確保橋梁120年的設(shè)計使用壽命,控制好75m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的混凝土澆筑質(zhì)量意義十分重大。
1工程概況
某跨灣連接線主橋全長1.8km,是橫跨某海灣的高架橋,附帶自行車道和行人道的雙程雙線分隔車道,連接該海灣的東岸及西岸。主橋主跨采用跨徑200m的外飄式蝴蝶鋼拱橋,邊跨采用跨徑46.3~75m的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁,主橋橋面寬34.3m。我公司主要承擔主橋邊跨18榀46.3~75m長的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁預(yù)制,其中單箱雙室6片(W5-W2),單箱單室12片(E2-E7-EA),且箱梁為曲線變截面箱梁,在國內(nèi)橋梁建設(shè)史上比較罕見,采用英國標準,質(zhì)量要求高。如何預(yù)制好箱梁將對我們是一大考驗。單箱雙室箱梁(W5-W2)為喇叭口變截面形狀,最大跨度75m,頂板寬度20.5m,厚度0.38m;底板寬度11.5m,厚度0.4m;腹板和中隔板厚度為0.6m;箱梁在SOL控制線的高度為3.857m,橋面沿著SOL控制線向兩側(cè)形成2.5%的雙向坡。單片箱梁混凝土最大方量1195m3,最大重量2988t,混凝土強度等級為C60。梁體混凝土澆筑順序為從一端向另一端推進,采用“縱向分段,水平分層,左右對稱”的澆筑方法,梁體混凝土一次性連續(xù)澆筑完成。
2混凝土施工工藝流程及混凝土攪拌、運輸、布料方式
2.1混凝土施工工藝流程。原材料檢測➝施工配合比試驗➝混凝土拌和及運輸➝澆筑底板混凝土➝底板及腹板交接處混凝土澆筑➝分層澆筑腹板混凝土➝澆筑頂板混凝土➝頂板抹面➝箱梁混凝土養(yǎng)護。2.2選用材料及配合比的確定。根據(jù)業(yè)主要求,箱梁混凝土要求采用機制砂,箱梁C60混凝土1m3理論配合比材料用量如表1所示。2.3箱梁混凝土的拌合?;炷僚浜媳鹊某跄龝r間控制在約10h,終凝時間在20h之內(nèi),設(shè)計要求箱梁混凝土性能應(yīng)滿足28d強度達74MPa,坍落度滿足200±40mm?;炷劣深A(yù)制場自拌站集中供應(yīng),配置2臺150m3/h強制式混凝2臺150m3/h強制式混凝土攪拌機,1h可生產(chǎn)60~80m3,單片箱梁最大混凝土量約為1195m3,可確保16~20h內(nèi)完成混凝土澆筑。2.4箱梁混凝土運輸方式及布料方式。拌合站距離生產(chǎn)區(qū)約260m,配置8臺10m3混凝土攪拌車混凝土運輸車,以滿足泵送要求,單臺泵車的混凝土澆筑速度約30m3/h,4臺泵車分布在箱梁的兩側(cè),2臺負責澆筑頂板,2臺負責澆筑底板及腹板,每臺泵車需配置2臺攪拌車以滿足現(xiàn)場生產(chǎn)需要。泵車的布置如圖1所示。
3箱梁混凝土的澆筑順序及澆筑方法
3.1箱梁混凝土橫斷面澆筑順序。箱梁分12層澆筑完成,分層澆筑厚度按每層30cm控制。新舊澆筑混凝土間隔時間控制在2h以內(nèi),坡度按1∶10控制,推進步距為6m。⑴箱梁平面澆筑方向澆筑順序:從箱梁一端向另一端逐漸推進澆筑,斜向分臺階,水平分層、左右兩箱室對稱推進。⑵箱梁橫斷面方向澆筑順序:首先左右對稱澆筑底板中間部分、然后同時澆筑左、中、右底腹板根部倒角位置、再分層澆筑腹板根部以上至頂板與腹板交接處,最后澆筑頂板部分;箱梁分層澆筑橫斷面如圖2所示。⑶縱向施工順序:縱向分段,階梯狀分層澆筑,坡度按1∶10控制,推進步距為6m,每層厚度30cm,為了防止端部3m范圍內(nèi)翻漿過快,影響混凝土的澆筑質(zhì)量,在箱梁端部約3m長改為水平分層澆筑。3.2箱梁混凝土澆筑方法。先左右對稱澆筑底板中間部分2.1m寬,在頂板底模每隔3m預(yù)留的澆筑卸料孔下料。再澆筑腹板與底板倒角處,最后澆筑腹板,考慮到腹板位置的卸料過高,在綁扎鋼筋時腹板頂部每隔3m預(yù)留一個卸料孔,卸料時將泵車軟管伸入到腹板內(nèi),確保卸料高度不超過2.7m,低速緩慢卸料,減少混凝土對模板的沖擊。箱梁分層澆筑約30cm/層,為了防止倒角過多翻漿,第一層和第二層間隔時間約1.5h,此時下層混凝土流動性以降低,且需在倒角處設(shè)置壓漿板,第一層混凝土澆筑厚度30~40cm;即第一次將倒角混凝土澆筑完畢,倒角處混凝土翻漿寬度30~50cm;當?shù)诙?、三層混凝土澆筑時,可有效控制倒角處翻漿,且倒角處氣泡小而少,密實度得到保證。⑴分層厚度及縱向分段長度控制:分層厚度采用測桿測量,測桿上每300mm作一標記??v向分段長度通過側(cè)模上的控制點進行控制。⑵頂板高度及坡度控制:根據(jù)箱梁頂板標高及坡度,橫向每4m設(shè)置斷面出坡度最高控制點,縱向鋪設(shè)30mm高的方鋼導向軌,橫向間距小于3m。使用水準儀校校核導向軌的頂部標高,將導向軌與頂板鋼筋綁扎定位牢固。頂板混凝土澆筑可根據(jù)導向軌的間距分塊澆筑和振搗,分塊拆除導向軌。⑶橫隔墻及體外預(yù)應(yīng)力偏轉(zhuǎn)塊澆筑方法:為了確保內(nèi)模能夠整體拆出,橫隔墻及體外預(yù)應(yīng)力偏轉(zhuǎn)塊混凝土采用二次澆筑,澆筑箱梁時,橫隔墻及體外預(yù)應(yīng)力偏轉(zhuǎn)塊其上方頂板(縱向長度50~70cm)預(yù)留。所有U型鋼筋在施工縫位置均預(yù)留套筒。具體方法是:在木模板面上開50mm槽,將預(yù)留的鋼筋絲牙用海綿條及塑料膠帶包裹,封堵槽口其余空間,第一次澆筑完成,拆除木模板后,將制作成型的鋼筋用套筒連接。內(nèi)模拆除后,對橫隔板、體外預(yù)應(yīng)力偏轉(zhuǎn)塊周圍充分鑿毛,以增加混凝土的粘結(jié)力。3.3箱梁混凝土振搗?;炷琳駬v采用進口高頻混凝土插入式振搗棒-威克諾森IRSEN振搗密實。每臺布料桿橋面配備6臺進口高頻插入式振動棒(3臺f50棒,3臺f30棒,其中1臺f50棒和2臺f30棒備用),2臺平板拖,箱內(nèi)配備6臺插入式振動棒,(4臺f30棒,2臺備用)。振搗手5人(橋面3人,箱內(nèi)2人),平板拖操作手2人。為了改善混凝土的振實效果,確?;炷恋耐庥^質(zhì)量,混凝土振搗采用進口高頻插入式振搗器,一是增加液化作用,二是擴大振搗的有效作用范圍,三是縮小振搗時間,防止混凝土產(chǎn)生離析現(xiàn)象。振動棒每一振點的移動間距一般不應(yīng)超過其振搗半徑的1.5倍;振搗深度不超過振動棒長度的2/3~3/4倍。分層澆筑其層與層之間,應(yīng)當插入下層混凝土面深度不超過5~10cm為宜。同時,振動棒在振搗作業(yè)中不得碰撞側(cè)模板、鋼筋、波紋管及預(yù)埋件等。每一振點的振動時間不可過長或過短,過短則導致混凝土振搗不密實,過長則混凝土產(chǎn)生離析現(xiàn)象,一般情況下每一振點的振搗時間控制在20~30s為宜,最短振搗時間決不允許少于10s。3.4箱梁混凝土溫控措施。⑴砂石料降溫措施:砂石料存放在防嗮棚中,澆筑混凝土前2h采用噴霧降溫,控制其溫度低于30℃。⑵攪拌站罐體粉料降溫措施:在罐體頂部安裝自動噴霧系統(tǒng),在澆筑混凝土前2h開啟自動噴霧降溫,控制溫度低于40℃。⑶混凝土降溫措施:攪拌混凝土時使用冷卻水及加冰屑降溫。3.5頂板混凝土抹面措施。頂板混凝土攤鋪成型且振搗密實后,采用3m長鋁合金水平尺沿著導向軌刮平混凝土表面,并使用木抹子進行普通光面處理,達到設(shè)計要求標準。收面在混凝土刮平后立即進行,控制表面平整度和橫坡度,第二次收面在混凝土表面無水分且即將初凝時,避免混凝土表面因失水分而出現(xiàn)干縮裂縫。3.6箱梁混凝土養(yǎng)護箱梁混凝土澆筑完成后,在混凝土初凝后終凝前及時進行養(yǎng)護,確?;炷帘砻鏉駶櫊顟B(tài)。在箱梁頂板及內(nèi)腔底板上覆蓋高分子養(yǎng)護膜進行養(yǎng)護,箱內(nèi)采用灑水養(yǎng)護,腹板外側(cè)及翼板下方表面采用噴淋系統(tǒng)噴淋養(yǎng)護。
4結(jié)語
綜上所述,75m大跨徑箱梁混凝土澆注工藝綜合了以往海灣大橋60m箱梁預(yù)制場的成功經(jīng)驗;對混凝土澆筑的速度、混凝土振搗工藝、現(xiàn)場的管理水平等因數(shù)進行了總結(jié)和提升,并在施工中進行了改進和優(yōu)化。采用進口高頻插入式混凝土的振搗工藝,混凝土養(yǎng)護采用高分子保護膜和自然養(yǎng)護相結(jié)合的方法,基本滿足75m箱梁混凝土施工工藝的要求。希望為今后類似的大跨徑箱梁預(yù)制施工提供借鑒。
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作者:茍?zhí)柶?彭剛 單位:中交四航局第二工程有限公司