桥梁大体积承台施工技术

所属栏目:建筑设计论文 发布日期:2017-12-08 11:05 热度:

   桥梁大体积承台是桥梁工程建设的关键部分,在施工过程中尤其需要注意这部分的施工管理和监督,本文重点阐述桥梁大体积承台施工技术。

桥梁建设

  《桥梁建设》现由中国铁路工程总公司主管,中铁大桥局集团有限公司主办,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司出版。《桥梁建设》主要报道和交流我国桥梁工作者在科技、设计、施工等方面的实践成果和理论探讨,重点突出桥梁工程领域的新技术、新工艺、新设计、新设备、新材料及最新科研成果,为读者提供相关的技术、经济信息。

  一、工程概况

  某桥梁全长811米,面积32440平方米。桥梁分为左右两幅,桥面宽42米。桥梁平面位于道路定线直线段,分跨线均与道路定测线斜交105°。桥梁结构上部采用先简支后连续预制箱梁,共7联31跨,跨径从18米到35米不等。桥墩采用V型墩,桥墩基础均采用群桩接承台形式,承台高3.15米,平面外形为平行四边形,尺寸为8.5×17.7米。单个承台设计钢筋约40吨,混凝土约500立方米,强度等级为C30。承台底面位于地面以下最深约6米,且主桥4~12号桥墩就位于主河道内或临近河边。

  二、施工总体方案

  1、主桥4~12号桥墩由于位于主河槽内或临近河边,地下水位较高,承台采用管井降水和截渗墙进行辅助施工。降水后采用放坡开挖局部加固及防护的方式进行施工。

  2、承台高3.15米,施工时,底部浇筑砼垫层,侧模采用钢制大模板或钢木组合大模板,采用对拉螺栓进行加固。因承台平面尺寸较大,传统的对拉螺栓设置过长,受力不好且造成严重的材料浪费。通过发散思维,对对拉螺栓的设置进行了创新,取得了良好的经济效益。

  3、承台均属于大体积混凝土结构,在施工时采用合理的混凝土配合比以及布设测温元件等措施,用来降低和控制混凝土产生水化热,避免因水化热过大造成混凝土内外温差过大引起混凝土开裂破坏。

  三、施工方法及步骤

  ㈠、基坑开挖

  基坑采用机械开挖,由于基坑为砂卵石地质,其直立性较差,在基坑开挖时需放坡。现场开挖宽度不受限制,可采用1:1甚至更缓的坡度。桥墩承台长、宽分别为17.7米、8.5米,左右幅承台净距4.3米,因左右幅承台间距较近,一个桥墩处的左右幅承台同时进行开挖,以避免土方工程的重复施工。多数承台位于地下水位以下,基坑开挖和承台施工时需进行专项降水。

  ㈡、桩头凿除及声测

  根据实际情况凿除桩顶超封部分的混凝土,露出新鲜混凝土面。混凝土凿除时防止损伤钢筋和声测管,凿除完成后,进行桩位测量和桩顶标高测量,清除钢筋上粘附的混凝土。为不影响承台施工,钻孔桩应尽可能在承台开挖前完成声测工作。

  ㈢、基底处理

  桩头凿完后要对承台基坑基底进行处理,首先要进行基底整平,将凿桩后的混凝土废渣铺在最底层,然后采用5cm碎石找平,最后再进行混凝土垫层施工。垫层采用10cm厚C15混凝土。

  ㈣、钢筋施工

  钢筋加工前应进行配料计算,下料要有配料单,承台主筋25、28采用直螺纹连接,直径小于22的钢筋采用闪光对焊或搭接焊连接。桥墩插筋为32和25,也采用直螺纹连接,伸出承台的插筋端头需留设直螺纹丝头,以用于后续桥墩主筋接长。

  大体积砼结构由于厚度较大,为保证上层钢筋的标高和位置准确无误,应设立支架支撑上层钢筋,用钢筋或钢管作支架控制钢筋的标高,承担上部操作平台的全部施工荷载。用Φ48钢管做支撑时,间距2.0米放一竖直管,再用水平钢管、扣件连接,承台上层主筋放于水平钢管上。下层主筋采用粗钢筋头设置马蹬支设到位,每隔2.0米设置一个。

  ㈤、模板施工

  承台模板采用大块模板,模板要有足够的强度和刚度,拼缝严密、不漏浆。模板设对拉筋固定,对拉钢筋一部分可利用承台主筋焊接螺杆,一部分重新设置,拉杆端部采用直螺纹连接套筒固定。本工程承台采用大块钢模板和大块钢木组合模板两种方案进行施工。

  方案一:钢模板按钢模拼装图进行拼装,以4m×3.15m(长×高)为一整块进行吊装。安装模板时,在模板外侧设置大纵楞(2[20@100cm)进行加固(详见下图),以增加模板的整体刚度,防止模板移位或凸出;槽钢外采用两层拉杆进行固定,下层28拉杆按不拔出设计,与承台下层主筋端部焊接,上层25拉杆设置在模板外,采用对拉方式。模板内部采用临时斜木支撑进行加固,随着混凝土的浇筑,逐步拆除木支撑。模板外也需进行构造支撑,在可能受力较大的地方采用斜撑进行支护。

  方案二:钢木组合模板,现场先将单块模板拼成2m×3.15m(长×高)的组合木模板,整块进行吊装。安装模板时,内木楞采用5×10方木@15cm,外钢楞采用2φ48×3.5架子管@30cm。为了增加模板的整体刚度,防止模板移位或凸出,在模板外侧设置大纵楞(2[16@80cm)进行加固(详见下图);槽钢外采用两层拉杆进行固定,下层25拉杆按不拔出设计,与承台下层主筋端部焊接,上层25拉杆设置在模板外,采用对拉方式。模板内部采用临时斜木支撑进行加固,随着混凝土的浇筑,逐步拆除木支撑。模板外也需进行构造支撑,在可能受力较大的地方采用斜撑进行支护。

  ㈥、混凝土施工、养护

  1、混凝土施工

  大体积混凝土施工采用分层连续浇注,可以散掉一部分的水化热,不得留施工缝,并符合以下要求

  a、混凝土的每层浇注厚度为0.3米,并且混凝土浇注成斜面状,高差不大于0.3米,使用插入式振捣器振实混凝土,要求做到每一振点都使混凝土表面呈现浮浆和不再沉落为止。

  b、分层连续浇注其间隔时间应尽量缩短,必须在前层混凝土初凝之前,将其次层混凝土浇注完毕,在浇注下一层时,应在前面一层浇注面附近用振捣器在钢模外进行少许点振。

  c、混凝土在振捣过后出现的浮浆应排除,在浮浆排除后,还会出现较厚的水泥浆,在初凝前按标高用长刮尺刮平,用滚筒来回碾压,再用木擦板打磨压实,等到混凝土收水后接近终凝时,再用木擦板打磨一遍,进行二次抹面,使收水裂缝闭合。

  2、养护

  大体积混凝土养护方法以保温、保湿为主,一般可采用混凝土表面覆盖塑料薄膜后再覆盖棉毡的养护方法。保温层的厚度以及保温时间根据热工计算以及现场测温记录确定。

  3、拆模

  混凝土强度达到2.5Mpa以上,且其表面及棱角不因拆模而受损时,方可拆模。当养护完毕后的环境温度仍在0℃以下时,待混凝土冷却至5℃以下且混凝土与环境之间的温差不大于15℃后,进行模板拆除。

  四、大体积混凝土测温

  桥墩承台平面尺寸为8.5×17.7米,高3.15m,属于大体积混凝土施工,因此施工时主要针对降低和控制大体积混凝土的水化热进行。

  为对后续承台混凝土的施工提供有效的指导数据,在先期的14#左幅承台施工时,在混凝土内部预埋温度传感器,以加强对承台混凝土内部温度场的分布和内外温度差的监控。

  根据承台混凝土立方体双对称的特点,决定测点布置在承台1/4范围内。承台的测温点共分3层布置,每层5个测点,具体位置详见"承台测温点布置图"。测温点传感线缆在混凝土浇筑前须准确定位。

  在混凝土浇筑完毕后的升温和峰值持续阶段,即开始的3~4天,每隔2小时测温1次;待升温趋于平稳后的降温阶段,每4小时测温1次。

  通过对14#左幅承台的温度监控,现场采集大量数据,绘出混凝土水化热温度场分布图和混凝土各测点在垂直和水平方向的温度变化曲线,总结出大体积混凝土温度场的基本规律,为后续的桥墩承台施工提供技术经验。

  五、结束语

  通过对本工程大体积承台施工方案的深入研究和总结,可以为同类桥梁承台的施工提供宝贵的实践经验。

  六、附图

  【参考文献】

  [1]建筑施工手册.中国建筑工业出版社.(2003年9月第四版)

  [2]《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011).人民交通出版社.(2011年7月第一版)

  [3]《城市桥梁工程施工与质量验收规范》(CJJ2-2008).中国建筑工业出版社.(2009年3月第一版)

  [4]江正荣编著.《建筑施工计算手册》(第二版).中国建筑工业出版社.(2007年7月第二版)

  [5]《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008).中国建筑工业出版社.(2008年12月第一版)

  [6]《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204-2002).中国建筑工业出版社

  [7]《钢筋机械连接技术规程》(JGJ107-2010).中国建筑工业出版社.(2010年5月第一版)

  [8]《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2003).中国建筑工业出版社.(2003年6月第一版)

  [9]《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010).中国建筑工业出版社.(2001年10月第一版)

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