基于支架现浇法的特大桥箱梁施工技术与质量控制
2017-08-02 来源：中国论文网
【摘要】对于特大桥现浇连续箱梁来说，关键的两道施工工序无疑是支架预压和混凝土浇筑，关系着桥梁工程施工的整体质量，本文结合工程实践就支架预压技术和分层分次浇筑技术进行了分析，针对大体积混凝土浇筑过程中常见的质量问题提出了有效的控制措施。
【关键词】特大桥；支架预压；混凝土浇筑；质量控制
桥梁工程中，尤其是现浇混凝土模板工程的支架，在进行上部混凝土浇筑前都要进行预压，支架预压是支架搭设加固、箱梁底模安装完成后和钢筋绑扎施工前必不可少的施工工序，它是模拟上部结构的荷载形式，检测支架和地基的安全性，检测支架承受荷载后的弹塑性变形量和地基沉降变形量，最终目的是消除支架的非弹性变形和基础沉降，整理分析预压过程和观测数据，为箱梁支架地基处理和支架、模板预拱度设置提供指导和参考依据，确保施工安全及避免因挠度太大而影响混凝土成形后的美观。
1.项目概况
某特大桥全长1050米，施工图设计均为现浇连续箱梁，单跨长30米，四跨一联，120米每联，宽24.5米，每联约2200立方米混凝土。
结合本工程桥跨数量多、支架及混凝土情况，拟对该特大桥采用支架预压和分次浇筑混凝土技术，其中混凝土分两次浇筑。
2.支架预压
（1）预压方法
本工程所在地水源充足，采用水荷载预压方法，减少了土方卸载的工程量，既卸载方便，又经济环保。其中围堰是水荷载预压的关键工序，简便安全很重要，在本工程中将采用胶质材料订制一个大型水袋，使受压面积达9×9m，用直径为48mm的钢管、直径为14mm的对拉螺杆及模板作支撑水袋搭设成大型水箱。1个水袋则为1个预压单元，根据支架搭设进度，采用两个单元进行预压加载。本工程以水荷载预压为主，在端横梁等处结合砂袋预压，最大限度的模拟实际的施工情况，按各段设计荷载的1.1倍进行预压，且观测点的位置在堆积砂袋时预留出来，预留孔洞的大小应以能放进竖直塔尺为准。
（2）施工要点和安全保证措施
1）在加载时，围堰一般会有漏水的现象发生，因此地基的排水要求必须通畅；2）水袋的用料是关键，质量差的材料能使用的次数少，一旦出现漏水现象将无法修补，因此水袋材料一般宜选择较厚的塑料布或者帆布，且在使用过程中，要随时准备好材料以修补发生破裂的水袋；3）水袋加载后会有较大的侧向压力产生，因此要求围堰的支撑必须牢靠，应验算关键杆件，且工人在安装杆件时须认真，技术要高；在加载过程中，必须派专人观察围堰的变化，如遇危情应立即有效排除；4）应根据地基情况选择卸载方法，当地基稳固，排水快，则可直接拆除水袋卸载，当地基较差，应用抽水机向外抽排。
（3）预压沉降观测
1）根据箱梁结构，本次预压箱梁模板底沉降观测共布置5排观测点，位置分别为纵桥向两侧端部、箱梁跨中和1/4跨处，每排3个观测点，位置分别为每排翼缘板两侧和箱体中部，共15点；2）为保证加载过程的安全，箱梁支架和模板整体安装完毕后，按观测点位布置图设好模板沉降观测点和支架地基观测杆，其观测点与箱梁模板沉降点相对应，同样观测15点，且在加载之前测定出各自的标高。为方便观测和保证数据的准确性，观测点设置在紧贴围堰的边线上。
（4）数据整理
1）根据压载和卸载后的观测值确定所产生的弹性变形和非弹性变形，并绘制弹性变形和非弹性变形曲线，从而确定各梁段浇筑混凝土时所产生的弹性变形值；2）分析数据整理的成果以确定箱梁的预拱度，调整碗扣支架顶托的标高以控制箱梁底板预拱度的高度。
3.混凝土浇筑
本工程每联约2200立方米混凝土，一次浇筑量大于1000立方米，符合大体积混凝土的特点。大体积混凝土中水泥水化热释放相对集中，不易散发，加之混凝土抗拉能力低，易使其产生裂缝，出现蜂窝麻面、漏筋、保护层厚度偏差等质量问题，这给工程施工和正常使用带来巨大的安全病患。分层分次浇筑不仅可以防止因水化热不易散发而引起的裂缝，而且对支模系统有利，可减少混凝土一次浇筑量，易于组织施工。
（1）分层浇筑
1）布料：混凝土按一定厚度、顺序和方向分层浇筑；分层浇筑时，上层混凝土宜在下层混凝土初凝前浇筑；上下层同时浇筑时，前后浇筑距离应保持1.5m以上。
2）振捣：浇筑混凝土时，采用振动器捣实，边角处可采用人工辅助振捣，不漏振、过振；分次启动振捣器，先中频再高频，插入式振捣与附着式振捣相结合；每一处振动完成后应边振动边缓慢拔出振动棒，避免振捣棒碰撞钢筋、预埋件、模板等。
（2）质量控制措施
1）裂缝：降低混凝土的水化热，混凝土的中心温度与表面温度之间的最大差值应不大于25～30℃。尽量选用低或中热、质量稳定、泌水较少的水泥，尽量减少水泥用量，例如本工程选用强度等级为42.5MPa普通硅酸盐水泥，水泥用量仅为380kg/m3；上层混凝土浇筑完成须在下层混凝土初凝之前，层间最长时间间隔应小于混凝土初凝时间；尽量避开炎热天气施工，采取覆盖和搭设避阳设施等措施避免阳光直晒集料和运输工具；骨料可用冷水喷洒、浸泡以降低其温度，夜间浇筑，并加强模内通风以散发热量，降低拌和物入模温度。
2）蜂窝麻面：下料量应严格按照配合比控制，混凝土下料时的自由倾落高度不宜大于两米，如超过，应选取串筒或溜槽下料，且充分均匀搅拌；在模板灌注混凝土前其模板面一定要清理干净，无残留积水，并确保模板缝隙拼接的严密性。振捣时如有漏浆，要立即停止灌注，并及时进行修整；必须严格按照操作规程分层振捣，严防漏捣，将振捣棒插入下层混凝土5cm以保证上下层混凝土结合良好，振捣至混凝土不再显著下沉，不再出现气泡排除时停止。也可选择优质的引气剂添加于混凝土中。
3）漏筋：钢筋保护层应在灌浆前完成，并固定好钢筋垫块，水泥砂浆垫块应每隔1米左右固定在钢筋上，并保证模板面有充足的水分；混凝土自由倾落高度不宜超过2米，如超过，应采用串筒或溜槽；根据试块试验结果确定拆模时间，不宜过早和过迟；操作过程中时刻观察钢筋状态，如有脱扣或者踩弯，应绑好脱扣，及时调直。
4）保护层厚度偏差：要预防保护层厚度偏差，对内模板及支撑有要求。首先是模板刚度，可通过材料力学验算和技术论证或参考成熟的同类工程实践经验，以确定模板选材及厚度、模板支撑布置形式，不断完善模板的稳定性。其次是支撑，可在分布钢筋上设置“I”型支撑筋或将原“U”型支撑筋点焊在上面，以达到支撑和定位的双重目的。
4.结束语
在大体积混凝土浇筑而成的连续箱梁施工过程中，确保成功浇筑完成施工的关键在于支架的稳定性，因此必须在支架检算验收合格后方可进行下道工序。支架预压可有效检验支架的整体受力情况从而确定支架预拱度，减小支架非弹性变形，提高预定施工精度，确保成桥优质、美观。其次，混凝土的浇筑质量是工程质量好坏的决定因素，对于大体积混凝土来说控制降温速度是关键，每一个施工环节均应落实好，使工程质量问题得以预防，实现施工质量稳步提高的目的。
参考文献
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