悬灌连续梁施工安全质量控制措施
(本文部分节选自**项目的施工组织设计)1.概况
***河公铁两用桥北岸分建段铁路引桥在N172#~N175#墩处采用一联(50+80+50)m预应力混凝土连续箱梁上跨郑焦晋高速公路。主梁采用变高度预应力混凝土单箱单室直腹板箱梁,梁高采用圆曲线变化。箱梁顶板宽度为13.4m,底板宽度为6.7m。连续梁梁体采用C50预应力混凝土结构,梁体施工采用悬臂浇筑法,其中0#、1#节段、边跨现浇11#节段、边跨合拢12#节段采用满堂支架现浇,2#~10#节段及中跨13#合拢段采用挂篮施工。目前我项目部连续梁完成N174#墩0#~5#节段和N173#墩0#~5#节段的施工,已完成梁体施工外观质量取得了较好效果。
2.质量控制措施
2.1混凝土质量控制
2.1.1混凝土内在质量控制措施
混凝土内在质量是结构安全的重要保证,施工中我项目部主要从以下几点控制:
⑴混凝土配合比控制
每节段梁体混凝土浇筑前,由试验人员检查配合比所用的砂、碎石、水泥、水、外加剂等材料储备必须满足该节段梁体所浇筑混凝土,并对各种材料进行性能检测(如砂的含水率和含泥量等),各项条件符合要求后方可开盘。混凝土生产期间,严格控制各种材料的用量,采用电子计量装置进行称量拌和。生产期间每盘砼组成材料计量结果的允许偏差控制范围:水泥、矿渣粉±1%(以重量计),粗、细骨料±2%(以重量计),外加剂、拌合用水±1%(以体积计)。粗、细骨料应提前冲洗干净,生产过程中及时测定粗、细骨料的含水率,每一工作班测量两次,当含水率显著变化时,增加测定次数,依据检测结果及时调整用水量和骨料用量。
⑵混凝土浇筑工艺
混凝土浇筑采用一次浇注成型的方法,即底板→腹板→顶板的顺序,浇筑时遵循“同步、对称、平衡”施工的原则。混凝土浇筑同一结构部位采用同一厂家的水泥或外加剂;选用同一产地的粗、细骨料;混凝土灌注要连续,混凝土浇注中断时间不应超过1小时。每节段混凝土浇筑过程中,严格控制分层灌注厚度和捣固质量,灌注厚度一般为30~50cm,捣固时安排专人振捣作业,分片分区振捣控制,责任到人。混凝土浇筑过程中项目部安排专职技术人员进行盯控作业,保证浇筑过程中不过振和不漏振。
⑶混凝土养护
梁体混凝土浇筑完毕12小时后,及时采用外露帆布加塑料薄膜并不定时的洒水进行梁体养护,养护保持连续性,设专人现场负责养护,养护时间不少10d。
2.1.2悬浇块段接头缝控制
由于悬浇块件是逐段现浇的,因此不可避免块件之间连接的接头缝,在施工中主要从以下几方面控制:
⑴保证挂篮及模板系统的刚度:挂篮及模板在混凝土作用力下会变形,变形大将导致漏浆,漏浆不仅对混凝土外观有影响,且对内在质量也产生不良影响。为减少变形,挂篮的承重梁及模板在设计时选用了刚度较大的构件,避免在施工中循环使用产生较大变形量。
⑵内模板采用钢木结合:内侧模板使用整体钢模板,由槽钢、角钢、面板组合焊接而成,施工时与外侧模板连接方便、可靠,稳定性好,且不易变形,相比较使用竹胶合板即节省费用又可保证外观质量,起到了较好作用。内顶模板使用竹胶合板,满铺于内模支架上,内模支架由可移动导梁系统承担,给施工带来很多便利之处。
⑶模板对拉丝:施工中采用了高强度、变形小的φ25mm精轧螺纹钢做对拉丝,对拉丝设置按照等间距80cm布置,并用专用螺母紧固,可使拉丝安装、拆除方便和快捷,相比较经常使用的普通钢筋做对拉丝带来很大好处。施工中对拉丝在待浇筑段和已完成块段设置很重要,我项目部在施工中按照拉丝中心距离已浇筑段端头10~20cm进行布置,每节段混凝土浇筑完成后接缝处平滑、顺直,起到了很好效果。
⑷模板止浆:立模时将混凝土待浇筑段与已完成块段进行搭接,搭接长度必须控制合理,搭接过多接缝止浆难以控制,搭接过少模板易滑脱,施工中一般控制在8~10cm。
2.1.3混凝土外观颜色控制
因挂篮各块段是在不同时间分块浇筑的,外观颜色会存在不一致现象,为尽可能保持一致,在施工中主要从以下几方面控制:
⑴混凝土
每节段混凝土浇筑前,对所用砂、碎石材料进行清洗,做性能检测试验。混凝土搅拌时间控制在120s,混凝土坍落度控制在160~200mm之间。对于梁段不同部位采用不同的坍落度,其中腹板浇注坍落度大一些,底板、顶板坍落度小一些。另外,在钢筋密集部位坍落度大一些。每盘砼搅拌完毕,试验人员在搅拌站取样检测坍落度,并观察拌合物的和易性。混凝土运输时间尽可能短一些,运至浇注地点后,罐车加大油门强拌2分钟后出料现场再做坍落度试验,合格后进行灌注。
⑵浇筑时间控制
悬灌挂篮要求对称施工,不允许有较大偏载,一对块件同步完成,施工中提高了混凝土的供应量,浇筑期间混凝土保证连续均匀,使混凝土浇筑完成时间控制在6h以内,最长时间不宜超过混凝土初凝时间,如时间过长,容易在腹板处形成色差,我项目部在混凝土浇筑时均采用2台泵车同时进行浇筑,取得了良好的效果。
⑶模板处理
模板是连续梁挂篮施工外观颜色控制的一个关键点,挂篮模板使用前用磨光机进行打磨,打磨完毕后采用长效脱模剂涂刷,通过已完成梁体施工的使用情况,长效脱模剂每涂刷一次模板周转使用3次。
⑷梁体施工完成后成品保护
为保证箱梁外观,对已完成块件的外表颜色加以保护也很重要,挂篮施工不可避免在底板、翼缘板上留下孔洞,在梁体养生时含有铁锈及其他盐分的水从孔洞处流淌,水干后留下一条条痕迹,呈铁黄色、土色等很难清除,因此每一个块件完成后,将不在使用的孔洞进行填塞,并在梁体顶面翼缘板处用砂浆封边,确保养生期间井水、雨水从泄水孔流出而不在流到腹板、底板上。
⑸混凝土浇筑前在挂篮底模板上开一个15×15cm小孔,保证混凝土浇筑前所有杂物冲洗清理干净,混凝土浇筑完成后外表面无杂物痕迹。
2.2线形控制
2.2.1梁底线形控制
由于连续梁为变截面箱梁,梁底按照圆曲线布置,挂篮悬浇分节长度为3m~3.5m,因圆曲线曲率半径与节段长度相比,数值较大,因此挂篮底模做成平面模板,以平面代替曲面,也可满足要求,曲线的平顺关键在于梁底底模变高的控制。施工期间我项目部委托中南大学土木检测中心对本连续梁实施监控监测,对各节段线形进行控制和必要时做出调整。立模标高有三部分组成:设计高程、施工调整值及挂篮预抬值。设计高程即图纸标注的成桥高程,施工调整值涉及因素较多,主要有钢束张拉影响、挂篮拆除后的反弹、临时支撑解除后的旋转、合拢束张拉、收缩和徐变影响等因素,施工调整值由中南大学土木检测中心进行计算,并将计算数据提供给我项目部进行现场施工。挂篮预抬值为挂篮预压所测的弹性变形,目前已完成节段线性控制情况较好。
2.2.2轴线及边缘轮廓线的控制
轴线及边缘轮廓线直接影响桥梁的外观线形,轴线控制方法是在挂篮底模板中心线上做标记,立模时用全站仪全程观测或者利用垂球吊线的方法进行,将挂篮底模上标记的中心线与梁体理论线形相吻合,箱梁腹板围绕中心线平分。
箱梁翼缘板边线线形控制也很重要,立模时要保持顺直,固定可靠,不至于在振捣混凝土时跑模。
2.3钢筋施工质量控制
钢筋施工质量控制关键在于当钢筋与预应力束发生干扰时,须合理避开并进行补强,腹板上方的钢筋经常与纵向、横向钢束有冲突以及锯齿块钢筋与预应力钢束有冲突,遇到有冲突部位处按先钢束后主筋在箍筋顺序进行调整
2.4预应力施工质量控制
梁体施工中预应力钢束是必不可少的,预应力束的定位、张拉质量好坏直接影响到桥梁的使用安全。对于悬浇施工箱梁来说,保证施工过程中的预应力张拉更是有效抵抗梁体施工节段负弯矩,保证施工顺利进展的必要条件。施工中主要从以下几方面控制:
⑴束道数量不能少。控制关键是0#节段混凝土浇筑前按图纸仔细核对无误,并在其他块件施工时不漏掉锯齿块。
⑵束道不能接错。因各块件束道有平弯及交叉重叠情况,并不断有新增束道,控制的办法是将各波纹管编号在混凝土浇筑前逐个核对。
⑶不能堵管。混凝土浇筑前要仔细检查,主要从以下几点控制堵管现象:①波纹管接头处理要顺直;②混凝土振捣过程中严禁振捣棒触碰波纹管;③波纹管上局部有小孔洞时用胶带缠裹;④预应力孔道内部穿φ75mm硬塑料衬管。
⑷预应力孔道定位必须准确,为保证预应力孔道位置准确和避免施工中移动,采取提前在端头模板上制孔和钢筋骨架定位。端头模板制孔在现场平地上按照图纸设计尺寸取孔后一次安装到位,然后穿预应力孔道;中间段波纹管按照施工图纸钢筋网片定位,并在钢筋网片基础上另行增加钢筋骨架,钢筋骨架为整体性,这样在施工中不会再移动。
⑸预应力束张拉。预应力张拉遵照“配套、同步、对称、偏心荷载小”的张拉原则,张拉过程中采用双控指标进行卡控,即以张拉力为主,伸长量为辅,控制伸长量在+6%以内,技术人员现场测量张拉伸长量并进行计算,无误后进行下束钢绞线张拉。
⑹孔道注浆。钢束张拉完毕48h内进行注浆,注浆采用真空辅助压浆工艺,孔道注浆保证饱满、密实。
3.安全保证措施
3.1挂篮结构安全可靠性
为保证连续梁挂篮结构施工安全可靠,施工过程中无隐患存在,施工中进行一系列控制,主要从以下几点控制:
⑴挂篮静载试验。挂篮静载试验主要检验挂篮的强度、刚度和稳定性,采用一台450T千斤顶将两个三角桁片对顶进行试验。
⑵挂篮预压。挂篮预压按照挂篮设计节段2#块段重量的120%进行预压,通过预压抵消挂篮非弹性变形,确定挂篮弹性变形,同时也检测挂篮拼装后的强度、刚度和稳定性。
⑶挂篮吊杆的保护。挂篮吊杆均采用φ32mm精轧螺纹钢,由于精轧螺纹钢的特性不得有电焊触碰,采取施工作业面处所有吊杆用PVC管或胶皮管包裹。
⑷挂篮走行。挂篮移位时,位于同一T构上的两个挂篮采取同步对称前移,位移差不大于50cm,移动过程中挂篮后端设置10T保险倒链,移动速度控制在1.5m/h。
⑸挂篮施工检查。挂篮拼装完成后,由项目部总工程师组织工程部、物资部、安质部组成联合检查小组进行联合检查验收,验收合格后报请公司领导进行验收,公司总工程师组织公司工程部、安质部进行验收,验收合格后进行下道工序作业。连续梁正常施工各节段混凝土浇筑前和挂篮走行前我项目部组织各部门主要负责人进行联合检查,联合检查合格后进行作业,保证施工安全无隐患。
⑹施工过程中不平衡荷载控制。梁体上方钢筋、钢绞线以及小型机具材料的堆放尽可能安置在0#节段正上方;各悬灌梁段的底板与腹板钢筋绑扎,混凝土的灌注以及拆除挂篮均衡作业,确保T构两侧的不平衡重量不大于12T。
3.2跨高速公路施工作业控制措施
跨高速公路上方挂篮施工过程中,委托高速公路保通单位配合施工,在挂篮施工下方采取设置托盘,周围全部挂设钢丝网防护,以及封闭车道,调整其它车道方法进行作业,保证挂篮施工安全可靠性。
3.3其它安全措施
⑴现场安全防护及时到位。现场安全防护是施工中至观重要的一部分,关系到个人的生命,企业的生存与发展,在施工中我项目部对现场防护做到及时有效防护,已浇筑梁体周围全部挂设白色或绿色安全网,两边跨侧两个挂篮悬臂端挂设白色安全网,中跨侧两个挂篮周围全部挂设钢丝网,避免有杂物从高空坠落。每节段挂篮走行完毕及时安排专人进行挂设,挂设安全网定位可靠。
⑵现场安全技术人员值班制度。连续梁施工过程中,我项目部按照局有关文件要求及时落实现场安全技术人员值班制度,并安排固定人员进行对施工中的吊装作业、高空作业、挂篮走行等全过程盯控。
⑶班前讲话制度。每天作业人员上岗前实行班前讲话,由项目部人员组织讲话,并做记录。