地胎膜在现浇连续箱梁施工技术中的应用.docx

*地胎膜在现浇连续箱梁施工技术中的应用林志斌，杨余文，张进良( 中国水利水电第十四工程局有限公司大理分公司，云南 大理 671000)摘 要: 文章介绍连续箱梁地胎膜施工技术在桥梁工程中的应用技术，包括施工方案的确定，桥梁施工顺序、工艺流程、槽挖护壁支护、地基处理、支架预压、模板安装、钢筋制作、混凝土浇筑、预应力施工及灌浆、施工中的注意事项等。关键词: 现浇连续箱梁; 地胎膜; 槽挖护壁; 施工技术中图分类号: U448 14文献标识码: B文章编号: 1006 3951( 2014) S1 0086 03DOI: 10. 3969 / j issn 1006 3951 2014. S1 026层状分布，各层厚薄不均匀。1工程概况南水北调中线一期工程焦作 2 段文昌大道公路22 1结构设计箱梁结构形式箱梁采用单箱 双 室 断 面，箱 宽 28 m，主 梁 悬 臂桥位于河南省焦作市马村区，是总干渠与焦作市文昌大道的路渠交叉建筑物，桥位处总干渠设计桩号 IV46 + 819 418，桥梁荷载标准为: 公 路 级。该 道 路为焦作市的东西交通主干道。桥梁建址处地面高程 131 5 m 左右，总干渠渠 底高程 97 480 m，挖深达 34 m，为深挖方渠段。文 昌大道公路桥全长 201 m，箱梁结构形式为单箱 双 室，整桥为一联 5 跨 ( 5 40 m) 现浇预应力混 凝 土连续箱梁结构; 桥台及桥墩采用三联桩支墩; 桥墩 底部和中部设有系梁相互联接; 桥台及桥墩基础采 用钻孔灌注 桩。地 下 水 位 高 程 94 08 m，地 下 水 位 距渠底上 3 4 m。该场区工程地质分别由黄土状重 粉质壤土、重粉质壤土、钙质胶结卵石、泥岩交错呈端梁高为 2 5 m，桥面中心处梁高 2 71 m，悬臂长为4 5 m，桥面横坡采用腹板高度调整，箱梁底面横向 水平，箱梁在墩顶两侧设置渐变 段，在 墩 ( 台) 顶 设 置中( 端) 横梁，中 横 梁 厚 2 m，端 横 梁 厚 1 m，横 梁 位置均设有过人洞。2 2箱梁施工阶段的划分5 40 m 连续箱梁共划分为 3 个施工阶段，5 个浇筑块。第 1 施工阶段长度为 56 m，第 2 施工阶段长度为 40 m，第 3 施工阶段长度为 32 m，具体详见 图 1。图 1 箱梁施工阶段的划分示意图* 收稿日期: 2014 08 10作者简介: 林志斌( 1980) ，男，湖北武汉人，工程师，主要从事水电工程施工管理工作。林志斌，杨余文，张进良地胎膜在现浇连续箱梁施工技术中的应用8733 1施工方案比选传统施工方法存在的问题目前现浇连续箱梁常规的施工方法有满堂支架满堂碗扣架，使其和地胎膜共同受力形成箱梁底模受力系统。碗扣架搭设完毕后铺设底模，对支架进 行荷载预压，测定其变形量以消除非弹性变形，为设 置预拱度提 供 科 学 依 据。基 槽 以下至桩顶位置 18 m 采用机械扩孔施工，扩孔直径 3 8 m，对扩孔井壁 挂网喷混凝土支护。连续箱梁采用组合模板和定型钢模板，局部异 形尺寸采用胶合板，人工进行安装并加固定位。箱 梁底模以地胎膜作为支撑系统，在地胎膜上铺 3 mm 厚层板，用水泥钉固定作为箱梁底模。箱梁钢筋在施工现场分批、分段加工完成，按照 编号分类进行堆放和使用，人工绑扎成型，先进行中 ( 边) 横隔梁钢筋绑扎，再进行底、腹板钢筋绑扎，箱 梁内模安装完成最后进行顶板钢筋的绑扎。混凝土采用拌合站集中拌制，混凝土罐车运输， 汽车泵输送入仓，人工采用插入式振捣器振捣，现场 覆盖洒水养护混凝土。法、挂篮法、移动模架法等。挂篮法和移动模架法成本较高，本工程不宜采用。1)本桥梁在设计阶段采用支架法设计，可采用满堂支架法施工，脚手架需用量较大。2)本工程为路渠交叉 工 程，地 下 水 位 较 高，若采用满堂脚手架法施工须先将渠道开挖成型，并先进行渠道降排水施工，再进行桥梁下部结构施工，工 期较长，且脚手架地基需进行硬化处理，给渠坡施工 带来一定的难度。3)依据当地气象情况该区域曾出现 9 级大风，满堂脚手架面积较大，风荷载作用给脚手架结构安全带来很大的风险。地胎膜施工的特点及优势结合该区域地质、气象资料和地理位置，采用地 胎膜施工具有以下优点:3 24 2施工工艺流程地胎膜现浇连续箱梁施工工艺流程见图 2。1)充分利用了原公路路基，槽挖护壁施工最大限度减少了对原路基的破坏，提高了箱梁底模承载力。2)地胎膜与槽挖护壁支护替代了满堂脚手架，在一定程度上节省了施工成本，缩短了施工工期。3) 地胎膜结合槽内支架共同受力，规避了满堂 脚手架施工带来的安全风险。4总体施工方案和施工工艺4 1 施工方案连续箱梁采用地胎膜结合槽内支架共同受力的 方法施工，总体上按照一次浇筑法分施工阶段、对称 浇筑组织施工。地基处理采用对箱梁部位原状地基进行碾压， 使基础充分沉降，同时做好基础面的排水工作。原 地基承载力经重型触探试验，绝大部分都大于 500 kPa，其中局部最小地基承载力为 240 kPa。因此，须 对原地基进行处理: 整平地基浮土，对局部湿陷土进 行卵石换填处理。地基土静压一遍后在其上铺一层5 cm 厚的碎石垫层，再对其进行振动碾压 6 遍。待 箱梁地基沉降稳定后，测定其地基承载力满足规范 要求，再在其上分块浇筑 20 cm 厚的 C20 混凝土作 为地胎膜，形成箱梁的底部支撑系统。在各桥墩位 置 开 挖 基 槽，基 槽 开 挖 深 度 16 m，依据受力计算，对基槽进行护壁支护，再在槽内搭设图 2 连续箱梁施工工艺流程图5连续箱梁施工顺序5 1总体施工顺序连续箱梁的总体施工顺序应按照设计图纸要求先施工第 1 施工阶段，即先施工第 3 跨，顺第 1 施工88云南水力发电2014 年 S1阶段先施工中联第 2 跨、第 4 跨，然后施工桥两端的边联第 1、5 跨。5 2分项工程施工顺序模板安装顺序: 首先安装槽内箱梁底模板，堆载预压完成后支设侧模，其次安装地胎膜上胶合板，再安装内模和中( 边) 横隔梁模板，最后进行堵头模安 装。钢筋安装顺序: 底模和侧模安装就位后，首先绑 扎中( 边) 横 隔 梁 钢 筋，再 绑 扎底板和腹板钢筋，最 后安装顶板钢筋及预埋件。混凝土浇筑顺序: 先错开支座和中( 边) 横隔梁 位置浇筑底、腹板，两侧对称、分层下料、振捣，沿一 侧向另一侧浇筑施工。预应力张拉、压浆顺序: 张拉预应力顺序第 1 施 工阶段: 张 拉 钢 束 T1、T2，W1 W10，B1; 第 2 施 工 阶段: 张拉钢束 T3、T4，W11 W30，B2、B3; 第 3 施 工阶段: 张拉钢 束 T5、T6，W31 W50，B4、B5，按 编 号和桥轴线两端对称张拉。地胎膜拆除顺序: 按照先跨中后支点的顺序卸 落开挖，左右两侧对称施工。图 3 基槽护壁纵、横断面示意图6 2箱梁支撑体系1)箱梁底模支撑系统。在地胎膜上铺设一层 胶合板，作为箱梁的底模，同时也能起到地胎膜和箱梁混凝土隔离的作用，胶合板用水泥钉进行固定牢 靠，板之间缝隙用胶带封闭。2)箱梁槽内支撑系 统。 采 用 48mm 3 5mm 钢管碗扣连接搭设满堂架作为箱梁槽内支架系统。根据箱梁结构特点，将支架系统受力分为二个 区域: 首先是箱梁底部区域为结构受力最大部位，施 工过程中分别由桥墩、支架及系梁联合受力支撑，该 部位支架排距 0 6 m、步距 0 5 m。其次是东侧翼板 部位，施工过程中全部由支架受力，该部位支架排距0 9 m、步距 3 m。水平向剪刀撑和横桥向剪刀撑各 均匀布置 3 层。槽内梁底部在钢管上设置托撑，托 撑上铺设 12 cm 12 cm 方木，方木上铺设钢模板。 箱梁槽内支架系统详见图 4。6主要项目施工方法和施工工艺6 1槽挖护壁支护施工采用基坑支护结构计算分析软件对基槽护壁结 构进行计算，取基槽开挖深度为 16 m。结合桥墩及 桩基施工空间，桥墩基槽开挖支护后净宽 4 5 m， 基槽下游侧考虑施工通道，上游侧以满足桩基施工 为原则尽量少开挖。1 号、4 号桥墩基槽开挖至设计 桩基顶部设计高程以上 0 5 1 m，2 号、3 号桥墩基 槽开挖至 113 高程，基槽最大开挖深度约为 16 m。基槽顶部设置锁口混凝土，宽 2 m，厚 0 4 m; 基 槽护壁采用 30 cm 厚 C20 钢筋混凝土护壁，嵌入基 底 40 50 cm，横梁和立柱尺寸为 40 cm 50 cm，在 横梁与立柱交点位置埋设 30 cm 30 cm 的钢板，采 用型钢对撑在预埋钢板上焊接 28 号工字钢作为护 壁的内撑。基槽采用了锁口和护壁混凝土、框格梁、 锚杆、型钢对撑、钢管支架对撑和混凝土地圈梁等方 式综合加固。基槽施工遵循从上至下，开挖一段支 护一段，加固一段的原则进行。基槽护壁详见图 3。2 号、3 号基槽以下 18 m 基坑采用机械扩孔方 法进行开挖，机械扩孔直径为 3 8 m，根据现场地质 情况，采用挂网喷混凝土、打设锚杆等措施进行加固 处理。图 4 槽内支架系统剖面示意图3)箱梁两侧翼板支撑 系 统。箱梁两侧及翼板 模板支撑采用碗扣架支撑，间距为 80 cm，排拒为 75cm。钢管顶部设置 托 撑，托 撑 上 铺 设 6 cm 10 cm方木，方木上铺设钢模板。4)箱梁内模支撑。箱梁一次浇筑成型，内模采用组 合 钢 模 板，支撑采用钢管脚手 架，间 距 0 75m 1 m，钢管顶部设置托撑，托撑上铺设 6 cm 10 cm 方木，方木上铺设钢模板。( 下转第 102 页)102云南水力发电2014 年 S1面层收面时采用多次抹面、压光工艺，减 少、限制浅表层裂缝的产生和发展。的提高工程质量。大体积混凝土温度裂缝控制可以从施工各个环节着手进行控制。严格按照技术要求 规范进行作业，精心做好施工每个环节就能够有效 的控制裂缝的产生，保证混凝土施工质量。3 3加强后期养护新浇筑的混凝土加强养护保持适宜的温度和湿度。一般采用蓄热法养护，2 层湿草席，1 层黑塑料布，外面再覆盖 2 层干草席。设置专职人员进行测 温监控，根据测温监控情况，派专人进行洒水养护， 保持混凝土表面的温度和湿度。参考文献:12GB50496 2009，大体积混凝土施工规范S李新元 大体积混凝土裂缝的成因与控制J 中国科技博览，2012，( 3) : 151 151柴飞 混凝土在施工中的温度控制与裂缝防止J 交通世界，2008，( 7) : 110 111魏春梅，李杨英 收缩与温度应力对混凝土结构的影响J 陕 西煤炭，2007( 3) : 31 32吴江 浅谈高层建筑大体积混凝土工程施工工艺J 科技风，2010( 2) : 137 13734结 语巨龙山风电场风机基础混凝土施工结束后，经4建设、设计、监理和施工单位共同检查，未在风机基础表面发现有害裂缝，混凝土质量评定为优良。通过工程实践证明，上述控制措施的应用有效5櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋櫋( 上接第 88 页)6 3 支架预压施工支架预压采用袋装砂土堆积法，对箱梁槽内之 间和两侧翼板 3 个断面的中心、左右两侧各布置5 6 个 点 进 行 观 测，人工配合吊车堆积预压 和 卸 载。依据图纸和现场工况计算，加载荷载基数为箱梁自 重和其他施工荷载总重量为 60 3 kN / m2 ，支架预压最大荷载按照作用于该部位重量的 110% 计 算 ( 即1 1 60 3 = 66 33 kN / m2 ) ，预 压 荷 载 在 预 压 沉 降 值稳定后卸载。加载过程为分级均匀加载，预压共 分为 3 级加载，即荷载基数的 60% 、100% 、110% 进 行加载，加载过程中按照均匀布载，从中间至两侧层 层向 上，防 止 偏 心 受 压。 第 1 级加载至自重的 60% ，完成后对检测点每隔 12 h 进行 1 次 观 测，持 续观测 3 次，共 计 36 h。第 2 级加载至自重力的 100% ，完成后对检测点每隔 12 h 进行 1 次观测，持 续观测 3 次，共 计 36 h。第 3 级加载至自重力的 110% ，完成后对检测点每隔 24 h 进行 1 次观测，持 续观测 3 次，共计 72 h。卸载完成 6 h 后对监测点 进行最后 1 次观测，整个观测工作结束。对支架进行跟踪观测完成后，记录各测点的数 据，在支架系统沉降稳定后方可进行卸载，卸载时按 照加载时相反的顺序层层向下对称、均匀、同步的进 行。根据测定的非弹性变形调整模板高程，合理确 定施工时的预拱度值。底模和翼板模板后再绑扎中 ( 边 ) 横 隔 板、底 板 钢筋、腹板钢筋，最 后 绑 扎 顶 板 钢 筋。中 ( 边) 横 隔 板 钢筋密集，加之该部位有支座，在绑扎钢筋过程中应 适当对齐钢筋位置保证混凝土振捣到位。顶板钢筋 绑扎时，为便于底板下料适当调整钢筋间距，在顶板 浇筑之前进行钢筋恢复。6 5混凝土施工箱梁混凝土施工按照 1 次浇筑成型组织施工，一端设置两台汽车泵同时下料，每次混凝土浇筑从一端向另一端采用台阶法分层、对