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三源村斜腿刚构分离式立交桥施工质量控制--刘杰

日期:2010年11月23日 11:30

  摘要:三源村分离式立交桥是一座钢筋砼现浇斜腿刚构桥,该桥上跨浦南高速公路。桥梁全长67.08m,上部结构为16m+25m+16m斜腿刚构,简要介绍上部结构的主要施工技术,包括现浇梁的支架搭设、预压、钢筋砼工程等以及主要的质量控制要点。

  前言:公路桥梁中钢筋砼斜腿刚构桥由于结构轻巧,跨度适中,造型美观,近年来较多的用于公路主线上跨天桥,特别是跨越山岭重丘区高速公路的斜腿刚构分离式立交桥,因其构件简单,断面的变化及与地形的充分结合,构造出整体的美观和谐。

  
一、工程概况

  三源村分离式立交桥为机耕道上跨浦(城)南(平)高速公路A3标段主线而设,主线桩号在K38+460处,桥梁全长67.08m,上部结构为16m+25m+16m斜腿刚构,斜腿断面形式为矩形变截面,主梁为肋板式悬臂板。下部结构为U台,扩大基础,桥宽设计为净9.0m,斜腿刚构的主梁和斜腿结构均采用C30砼现浇,在浇筑时必须同时浇筑,以确保其整体性。三源村分离式立交桥钢筋砼斜腿刚构主梁及斜腿钢筋数量多,共计钢筋103884.5Kg,主梁钢筋多密集在肋部,制作安装复杂;主梁和斜腿砼要求一次整体现浇,砼方量大,共计砼527.8m3,需要在短时间内浇筑完成,施工难度较大。

  
二、工程技术及质量控制

  (一)支架搭设

  斜腿刚构属于多次超静定结构,主梁和斜腿以刚节点连接,空间结构复杂,现浇支撑体系必须确保稳定足、强度高、变形小,否则砼结构极易在施工中出现裂缝。三源村分离式立交桥主梁和斜腿现浇采用满堂支架,支架用碗扣式钢管搭设,采用Q235A(3号)钢焊接钢管,外径φ48mm,壁厚3mm。考虑到主线施工通行,跨中设立8.5×4.0m门洞,门洞采用Φ200×6mm钢管立柱支撑,I28b工字钢联系。主梁支架和斜腿的斜支撑经过详细的力学验算,考虑衡载、各种施工荷载和其他外部荷载,安全保证系数取大于2以上,确保支架的稳定性和强度、刚度达到要求。

  1.地基处理

  支架搭设前首先应进行支架处地基处理。该立交桥处于主线挖方段,土方基本挖到标高后,平整场地,场地平整后用压路机压实基底,铺上一层15cm石渣,用压路机压实,压实后浇筑10cm厚度的C15砼,地基处理完毕支架搭设前,进行静载试验,检测其承载力。挖方段排水较为困难,地基处理的同时要做好排水工作,并在支架两侧设置排水沟,保证排水畅通。

  2.碗扣件支架搭设

  钢管支架纵横桥向间距:梁肋底部钢管间距为50cm,其它部位为90cm,竖向间距80cm。为了保证碗扣件支架的稳定性,在纵横向按设计要求加设斜撑,且用扣件连接牢固(支架结构见附图)。为了便于控制标高,立杆布置通常以设计中心线或结构物中心线为准,左右对称布置,放样时以“两线”为控制线,确定立杆纵横向位置。根据立杆位置布设立杆垫块,注意将其放置平整、牢固,并使立杆处于垫块中心。保证地基的受压面积,垫块采用30×3㎝厚的木板。施工中应注意:

  (1)支架底座标高控制。为保证横杆水平,控制好立杆顶标高,使立杆、横杆能顺利连接,调节好方木垫块上的支架底座标高。

  (2)安装立杆、横杆。根据立杆及横杆的设计组合,从底部向顶部依次安装立杆、横杆。安装时应保证立杆处于垫块中心,一般先全部装完一个作业面的底部立杆及部分横杆,再逐层往上安装,同时安装所有横杆。

  (3)斜杆安装。为了保证碗扣件支架的稳定性,必须按设计要求安装斜撑杆,安装时尽量布置在节点上,且用扣件连接牢固。

  (二)支架预压

  底模安装完毕后,按要求进行支架预压,以消除支架的非弹性变形和地基的不均匀沉降,同时观测支架的弹性变形量。压载采用袋装砂超载预压,即压载重量为结构自重的1.1倍。预压前应根据梁体结构计算各部位堆载重量并换算成堆载高度,绘制预压堆载分布图。预压时应对称、均匀分期堆载,严禁偏载或过载导致失稳倒塌。预压期间应进行沉降观测,对观测数据进行整理,绘制时间-沉降量曲线图,对曲线图分析,判定沉降稳定后方可卸载,一般24h连续观测沉降量小于1mm时可认为沉降已稳定。预压结束后卸载,卸载过程也应对称均衡卸落。本支架经过十天预压期,期间连续下雨两天,部分砂袋吸水使得压载有少许增加,估计压载重量达到自重的1.15倍。经过连续观测,沉降量已小于1mm,允许卸载。卸载时采用溜槽,对称布设溜槽,将砂卸到运输车上运走。

  (三)模板工程

  1.底模预拱度设置

  底模预拱度设置需根据支架沉降观测分析结果以及图纸给定的预拱度值合理分配,确保梁底线性顺畅。预拱度的最高值设置在梁跨的中点,其他各点的预拱度是以中点为最高值,以梁的两端为零,按二次抛物线进行分配。

  2.模板标高调整

  根据变形值和设计模板底标高进行底模标高的调整,同时仔细检查拼缝经过预压是否有变化,发现问题立即解决,确保模板的标高、平整度。

  底模标高利用下面公式进行调整:

  H模=H设+f弹+f预拱度

  H模---底模施工控制标高;

  H设---设计图纸要求标高;

  f ---经过预压取得的弹性变形值;

  f预拱度---设计主梁预拱度(取设计图纸提供值)。

  刚构斜腿和主梁模板采用竹胶板,竹胶板厚度为1.5cm。模板支立必须稳固,接缝紧密,特别是斜腿模板四周必须用双排钢管“箍住”,确保模板在砼浇筑过程中不出现涨模跑模等变形。斜腿背面的支撑应通过精确计算,支撑密度应加大,且要加强同一排斜腿间的横向联系。所有模板都必须经过验算保证其刚度、强度以及稳定性。

  (四)钢筋工程

  模板标高调整完成后,清除模板上的杂物,涂刷脱模剂。开始底、腹板普通钢筋绑扎,在底、腹板钢筋加工完成后,安装内模,再绑扎顶板钢筋。

  主梁为钢筋砼梁,钢筋数量多且密集,钢筋骨架间距较小。三跨连续梁腹板主要受力钢筋为通长骨架片,骨架片底部纵向筋需要根据梁底坡度弯起,骨架片内弯起钢筋多,起弯位置难以控制准确。如整片骨架在地面全部焊接成型再吊装入模,其重量以及长度造成起吊困难,为此,只有将骨架在地面工作平台试拼并部分焊接成型后,再分段吊装入模,在模内拼装成型。骨架成型过程中主要要控制好起弯位置和焊接质量,起弯位置必须在底模上做好标记,逐个检查,主筋焊接均采用双面焊,焊缝长度不小于5d(d为钢筋直径),焊缝饱满,焊渣敲除干净。

  (五)砼的浇筑

  主梁和斜腿砼一次浇筑方量大,浇筑时间短,在开工报告审批时要求砼采用拌和站集中拌和,砼运输车运送,采用汽车泵将混凝土输入模内方案最优。但是承包人无此套设备,如租用一套设备费用很高,加之该桥造价较低,出于成本的考虑,承包人提出采用吊车浇筑。后经反复比较,考虑当时承包人汽车吊较多,且当地租用方便,最后同意采用四台汽车吊配合料斗、串筒浇筑砼。

  承包人在浇筑前必须上报砼浇筑的施工组织,审查其砼供应、劳动力分配、砼上料布料、振捣等施工组织,充分考虑好施工中可能出现的一切不利因素,做好充分准备工作。经审查,满足要求后方可允许开盘浇筑。经过精心安排,选择日气温相对较低时开始浇筑;斜腿和主梁一次浇筑,连续进行。浇筑应按先跨中后支点的顺序进行,以减少由于支架下沉及砼收缩、徐变对结构在施工阶段产生的较大影响。斜腿内部空间小,砼浇筑振捣难度较大,斜腿模板必须在不同位置预留振捣窗口。斜腿及主梁砼浇筑应采用拌和站集中拌制,严格控制砼的坍落度及和易性,严格振捣,保证砼浇筑的质量。砼的振捣采用插入式振捣进行,振捣器的移动间距不超过其作用半径的1.5倍,并插入下层砼5~10㎝。对于每一个振捣部位,必须振捣到该部位砼密实为止,确保砼浇筑密实,不出现空洞、蜂窝、麻面。砼浇筑结束后应督促承包人及时覆盖保湿养生。

  (六)模板与支架的拆除。

  梁体侧模在达到一定强度后方可拆除,承重底模板必须在砼强度达到100%方可拆除。支架拆除顺序可按先两边跨后中跨的顺序进行,由跨中向支座分几个循环卸完,开始宜小,以后逐渐增大,在纵向对称均衡卸落,在横向同时一起卸落,应设专人用仪器观测梁体有无异常变化,做好观测记录。

  (七)支架现浇钢筋砼斜腿刚构施工注意事项:

  1.重视支架基础处理,确保地基均匀密实稳定,具有足够的承载力。

  2.支架预压的重量和时间要到位,沉降观测要仔细,堆、卸载注意安全。

  3.搭架施工时,支架底模应设预拱度,预拱度应合理分配,一般设置为抛物线形。

  4.加强对标高的控制。

  5.注意斜腿与主梁的连接处钢筋的布置以及模板的接缝处理。

  6.施工时应注意各项预埋件的预埋,并保证其位置准确、牢靠。

  7.拆除支架及观测:支架的拆除在砼强度达到设计要求时方可拆除;拆除支架应按施工技术规范或设计文件要求的顺序进行,必须遵循先拆跨中后拆支点的顺序。

  结束语:斜腿刚构施工工序并不多,但每道工序质量控制点较多。为确保三源村分离式立交桥主梁和斜腿一次浇筑成功,质量符合要求,考虑了施工中的各种风险因素,精心组织精心施工,加强质量控制,达到了工程质量目标。桥型整体线性顺畅,砼表面密实平整,色泽均匀(见右图),桥梁轴线、标高以及砼强度经检验均符合设计要求。该桥施工质量控制取得的成功,为同类型桥梁施工技术和质量控制提供了参考经验。

  参考文献:

  1、《公路桥涵施工技术规范》JTJ 041—2000,人民交通出版社

所属类别: 技术论文

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