碾北公路公鐵立交橋施工技術(shù)與質(zhì)量控制

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北

公

路

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鐵

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交

橋

施工技術(shù)和質(zhì)量限制

趙月亭

齊鐵工程總公司路橋工程公司

[內(nèi)容摘要]我公司2000年承建的碾北公路公鐵立交橋是一座大型橋梁。結(jié)構(gòu)形式為裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，最大跨徑為35米，全橋長101.54m。由于跨越濱洲鐵路及經(jīng)濟(jì)造價上的緣由，該橋設(shè)計(jì)較為困難，堪稱黑龍江省公路建設(shè)史上的“尖、新、奇、特”。針對本橋設(shè)計(jì)上的箱梁、墩蓋梁上墊石、三角楔形塊并存、抗震錨栓設(shè)置、高墩柱等問題，本文對施工中接受的新工藝、新技術(shù)做了較全面的論述?？晒┯嘘P(guān)橋梁施工人員參考。

主題詞：碾北公路公鐵立交橋……蓋梁無支架法……墊石及楔形塊……抗震錨栓……箱梁預(yù)制……施工質(zhì)量限制。

1、

工程概況

黑龍江省碾北公路k64+802公鐵立交橋，接受分別式立體立叉形式和濱洲鐵路交匯于k312+521m。交叉形式：和鐵路交角145度，和蓋梁交角125度。此橋座落在3000米半徑的公路平曲線上，全長101.54米。大橋接受主線上跨形式，結(jié)構(gòu)形式：上部為裝配或預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，共計(jì)三孔（30m+35m+30m）。下部為三柱式橋墩、肋板埋置式橋臺?；A(chǔ)為鉆孔樁基礎(chǔ)。

其30m、35m兩種箱梁（本橋箱梁為斜角）的設(shè)計(jì)和施工，達(dá)到了90年頭先進(jìn)水平。而蓋梁上墊石、楔形塊、錨栓的設(shè)計(jì)，也對施工單位提出了新的課題。

－１－

2、

施工工藝

對在施工中經(jīng)常接受的工藝，如鉆孔樁基礎(chǔ)施工工藝等，本文不再論述。僅就碾北公路，公鐵立交橋接受的新工藝、新技術(shù)做介紹。

2.1橋墩蓋（帽）梁無支架法施工

由于公鐵立交橋靠近鐵路限界，施工場地特別狹小，而橋墩又較高，給施工帶來確定困難。在蓋梁施工中假如接受常規(guī)的木排架或其它支托設(shè)備、費(fèi)工費(fèi)料，很不經(jīng)濟(jì)，故在本橋施工中接受“無支架法”施工。施工用具由鋼軸、扣件、工字鋼組成。

（1）

施工準(zhǔn)備

①

在澆筑墩柱混凝土前，設(shè)定預(yù)留孔位置、尺寸。鋼軸、扣件、工字鋼經(jīng)計(jì)算驗(yàn)證是否符合要求（主要是剪力計(jì)算）。

②

計(jì)算高度。計(jì)算高度為墩柱頂面（即蓋梁底面）距預(yù)留孔的高度，即鋼軸直徑、

－２－

扣件高、工字鋼高、墊木、木楔、底模厚度之和。

③

預(yù)留孔接受預(yù)埋薄壁鋼管成孔的方法，管徑以大于鋼軸直徑2cm為宜。預(yù)埋時在管兩端用編織袋塞住，以防澆筑墩柱混凝土?xí)r，混凝土進(jìn)入管內(nèi)。孔向?yàn)轫槝蛳颉?/p>

(2)安裝

①

墩柱混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度50%以后，即可鑿出預(yù)留孔。將鋼軸穿入預(yù)留孔，將扣件扣在鋼軸兩端，然后將同蓋梁等長的工字鋼兩片分別放置在鋼軸兩端扣件上，用倒鏈將工字鋼捆牢和墩柱密切。

②

在工字鋼上橫鋪方木（枕木亦可）及蓋梁底模，抄側(cè)蓋梁底模標(biāo)高及軸線，檢查幾何尺寸，合格后即可進(jìn)行鋼筋綁

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扎、支立側(cè)模等工序，進(jìn)行蓋梁混凝施工。

(3)拆除

①

蓋梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%以時后，即可拆除蓋梁底模、方木、工字鋼、扣件、鋼軸。

②

用高標(biāo)號混凝土將預(yù)留孔封死。

2.2蓋梁墊石、楔形塊、錨栓

（1）因箱梁不等高（30m箱梁高1.3m,35m箱梁高1.55米），故設(shè)計(jì)在蓋梁上分別設(shè)計(jì)了墊石、楔形塊（楔形塊是使所接受的板式支座處于水平狀態(tài)）。用墊石的高度來彌補(bǔ)30m箱梁的高度，使35m箱梁同30m箱梁得以結(jié)合成一體。在施工中墊石及楔形塊須在蓋梁混凝土澆筑完畢，混凝土達(dá)到初凝后再進(jìn)行支模澆筑，接受此方法保證了墊石及楔形塊位置及幾何尺寸。

（2）錨栓施工接受“預(yù)埋鋼管法”，如不采

－４－

用此法，箱梁無法架設(shè)（橫移），而且錨栓位置也無法保證。預(yù)埋鋼管直徑比錨栓略大，埋置位置等嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)設(shè)置的錨栓位置，當(dāng)蓋梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100％后，即可割除高出墊石、楔形塊的鋼管，待箱梁架設(shè)完畢后，即可將錨栓插入鋼管內(nèi)，用電焊焊結(jié)堅(jiān)實(shí)。

2.3箱梁預(yù)制

箱梁預(yù)制的工藝流程為：安裝底?！惭b鋼筋骨架→埋設(shè)水紋管→支模→穿鋼絲束→澆筑混凝土→養(yǎng)護(hù)拆?！鷱埨A(yù)應(yīng)力鋼絲→孔道壓漿→封錨→移梁。

工藝原理和一般現(xiàn)場預(yù)制梁基本相像，不同處及改進(jìn)處：接受組合鋼形式的側(cè)模、活動形式的鋼、木芯模、預(yù)應(yīng)力孔道為鋼水紋管、接受后張鋼錐型錨張拉體系、孔道注漿接受壓漿帽、混凝土自然法養(yǎng)生、卷揚(yáng)機(jī)移梁。本文僅就不同處和改進(jìn)處做論述。余不再述。

－５－

（1）模板體系。接受鋼模板、鋼支架，結(jié)構(gòu)形式為拼裝式。模板由底模、側(cè)模和芯模三部分組成。

①底模由2mm厚鋼板和150mm木方及60mm厚木板構(gòu)成（木材選用東北落葉松，材質(zhì)一等）。用預(yù)埋螺栓置于臺座上，在梁吊起點(diǎn)處設(shè)置活動升降板，以便吊裝。考諜到箱梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%后方可張拉，故底模不設(shè)反拱。

②側(cè)模。側(cè)模沿梁長分成10個節(jié)段（以梁橫隔板為界），每套側(cè)模由26塊單元模板組成，每次單元模板由面板、支承面板的肋條及鋼支架，頂拉桿、底拉桿及振動支架組成。單元模板由2.8厚鋼板模壓成型，和標(biāo)準(zhǔn)鋼模板形式結(jié)構(gòu)相同。鋼支架接受75#角鋼，單件結(jié)構(gòu)，布設(shè)接受60cm長度為段的自由組合式，然后用拉桿固定，使之和側(cè)模密貼。

－６－

③芯模。芯模接受鋼、木模結(jié)合式，結(jié)構(gòu)為鉸接式，以便于每次的拆裝組合，反復(fù)運(yùn)用。

（2）孔道留設(shè)。孔道留設(shè)接受預(yù)埋水紋管法。預(yù)埋水紋管是接受鍍鋅雙水紋金屬軟管永久埋設(shè)在箱梁中而形成預(yù)留孔道。

①水紋管是由鍍鋅薄鋼帶經(jīng)制管機(jī)壓波后卷成，具有重量輕、剛度好、彎折便利、連接簡潔、和混凝土粘結(jié)性好等優(yōu)點(diǎn)，可以作成各種形態(tài)的孔道。

②安裝時須先依據(jù)圖紙所給定的坐標(biāo)及位置，用鋼筋做成支架（井字架）和梁體鋼筋固定好，然后穿入水紋管，水紋管長度不夠時，可用大一號的同型水紋管連接，接頭管長度為200mm，用密封膠帶將接處封好，以防止水泥漿漏入，堵塞管道。

③水紋管埋設(shè)完畢后，電、氣焊嚴(yán)禁靠近，以防灼管。

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(3)張拉鋼絲。預(yù)應(yīng)力鋼材張拉時的限制應(yīng)力，應(yīng)以張拉時的伸長值進(jìn)行校核。實(shí)際伸長值和理論伸長值相差應(yīng)限制在6%以內(nèi)，否則就暫停張拉，查明緣由并實(shí)行措施加以調(diào)整后，再接著張拉。理論伸長值的計(jì)算方法如下：

p

·

L100

Ay·Eg

ΔＬ＝

p·

［1-e-(kL

+uθ

)

KL+uθ

P＝

式中：ΔＬ—預(yù)應(yīng)力鋼材理論伸長值（cm）。

Ｐ—預(yù)應(yīng)力鋼材的平均張拉力（Ｎ）

Ｌ—從張拉端至計(jì)算截面孔道長度（m）。

Ａy—預(yù)應(yīng)力鋼材截面面積（mm2）；

－８－

Eg—預(yù)應(yīng)力鋼材的彈性模量Mpa(N/mm2)

P—預(yù)應(yīng)力鋼材張拉端的張拉力（Ｎ）

θ—從張拉端至計(jì)算截面曲線孔道部分切線的夾角之和（rad）。

K—孔道理每m局部偏差對摩擦的影響系數(shù)；

u—預(yù)應(yīng)力鋼材孔道壁的摩擦系數(shù)。

張拉依次依據(jù)圖紙規(guī)定，張拉程序?yàn)椋?/p>

0→初應(yīng)力→105%δk(持荷5分鐘)→δk。（錨固）

①張拉前對梁的幾何尺寸和外觀要進(jìn)行檢查，張拉時混凝土強(qiáng)度不得低于設(shè)計(jì)規(guī)定的100%(C40)。

②張拉按設(shè)計(jì)要求的依次進(jìn)行，用張拉力和伸長值雙限制，合格后即可錨固，張拉過程中要細(xì)致視察梁端有無裂紋，反拱度及其發(fā)展速度。張拉中的狀況和數(shù)據(jù)應(yīng)剛好做好記錄。

③張拉以張拉應(yīng)力限制為主，以鋼絲伸長量

－９－

進(jìn)行校核，故張拉前要對鋼絲束的理論伸進(jìn)步行計(jì)算，經(jīng)便張拉時和實(shí)際伸長值進(jìn)行比較。

④頂錨要逐端進(jìn)行，一端頂完后，需觀測另一端，大缸油壓是否下降，如下降則需補(bǔ)至限制力后再施頂。兩端頂完后，即可退楔，張拉即告完成。經(jīng)檢查合格后，方可割支超長部分鋼絲，鋼絲外露長度為自錨塞尾端起30mm長度。

(4)孔道注漿?？椎雷{接受比錨具直徑大2cm的鋼管（用鋼板卷制亦可）一端封住留一孔成帽子狀，罩在錨具上，用螺栓固定好，將壓漿咀插入即可壓漿。注漿一次注完，待壓漿后，即可將帽子摘下。相比其它方法省工。

①壓漿工作應(yīng)在張拉工作結(jié)束后盡早進(jìn)行，最多不超過24小時。壓漿依次自下而上逐孔進(jìn)行，一片梁應(yīng)連續(xù)壓完。

②水泥漿標(biāo)號為40#接受525#水泥，水灰比宜在0.4以內(nèi)，泌水率最大不超過4%，拌和3小

－１０－

時時泌水率限制在2%,24小時后泌水須能全部被吸取。水泥漿摻FDN—５高效減水劑，摻量為水泥用量的0.7%，摻入鋁粉（膨脹劑），摻量為水泥用量的0.01%。

③水泥漿稠度限制在14s~18s之間，水泥漿調(diào)制后應(yīng)經(jīng)常攪動，并應(yīng)在30~40分鐘時間內(nèi)用完，壓漿時灰漿泵的壓力取0.5~0.7Mpa。由于箱梁孔道較長，壓力可適當(dāng)加大。

④打開兩端壓漿嘴閥門，由一端壓入水泥漿，當(dāng)另一端冒出濃漿時，關(guān)閉其壓漿嘴，壓漿端接著壓漿，壓力達(dá)到1Mpa時，保壓2分鐘左右，然后關(guān)閉閥門，水泥漿終凝后，方可拆除壓漿嘴。

3施工質(zhì)量限制

質(zhì)量限制嚴(yán)格依據(jù)《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行分項(xiàng)工程檢驗(yàn)評定，嚴(yán)格依據(jù)《公路橋涵施工規(guī)范》進(jìn)行施工作業(yè)。

3.1軸線及標(biāo)高限制

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(1)軸線限制。依據(jù)JD18-1、JD18-2、ZD1、ZD7,找出ZD18,測出其曲線轉(zhuǎn)角是否為24度25分13秒。以JD18為起點(diǎn)，用經(jīng)緯儀，光電測距儀測出YZ點(diǎn)。在ZY點(diǎn)支經(jīng)緯儀，測出0#臺、1#墩、2#墩、3#臺的位置，并設(shè)置限制樁。

(2)標(biāo)高限制。依據(jù)設(shè)計(jì)水準(zhǔn)點(diǎn)：BM31:

218.145m、BM32:

210.826m、BM33:

190.156m,復(fù)核BM32是否精確，無誤后即用BM32限制全橋標(biāo)高。

3.2預(yù)應(yīng)力鋼絲張拉質(zhì)量限制

(1)張拉時，混凝土強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)規(guī)定的40Mpa，且養(yǎng)生期不低于3天。

(2)張拉過程中，現(xiàn)場檢查，確保按設(shè)計(jì)及《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

初始應(yīng)力張拉時應(yīng)劃線作標(biāo)記，以便記錄伸長量和滑絲狀況，超應(yīng)力張拉時應(yīng)復(fù)查伸長量，頂塞退楔時，應(yīng)細(xì)致檢查有無斷、滑絲現(xiàn)象，并

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做好鋼絲及錨塞回縮量記錄。在核對張拉力滿足設(shè)計(jì)要求后，方可壓漿、封錨。

3.3材料質(zhì)量限制

(1)水泥出廠合格證、二次試驗(yàn)報告必需齊全，出廠超過3個月要重新檢驗(yàn)，合格后方可運(yùn)用。

(2)砂、石各項(xiàng)性能指標(biāo)必需符合有關(guān)《規(guī)范》規(guī)定。

(3)鋼筋、鋼絲必需符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，必需有出犬合格證和二次試驗(yàn)、化驗(yàn)合格檢驗(yàn)