北引红旗干渠农道桥施工经验分析

2013-08-15 00:49张欣蕊
黑龙江水利科技 2013年2期
关键词:盖梁桥面张拉

张欣蕊

( 黑龙江省引嫩工程管理处,黑龙江 大庆163316)

0 前 言

北引红旗干渠位于乌南总干末端至红旗泡水库进水闸,全长39.43 km,即原来的萨尔图分干,在这次引嫩扩建中改名为红旗干渠。红旗干渠渠道宽12 m,水深1.9 ~2.4 m,纵坡降为1 ∶2 500 ~1 ∶10 000。扩建工程对老化严重、不能利用的4 座危桥,分别是:5 km桥、11 km桥、25 km桥、30 km桥进行拆除重建。这4 座农道桥目前正在施工中,其中2012年已完成装配式预应力混凝土空心板、桥梁灌注桩、桥梁下部台柱、盖梁、耳墙的施工。2013年将进行引道板、栏杆、铺装层混凝土施工[1]。

1 施工方法

1.1 渠道内筑岛

筑岛土方采用渠道利用方,利用挖掘机装车,自卸汽车运输,推土机平整碾压。为稳定钻机及安放泥浆池,平台下口宽15 m,上口宽度≥6 m,保证护筒埋设时护筒外边距筑捣平台外侧宽度>3 m。平台填筑高度控制在高出水面1.5 m以上。筑导平台中间位置留4.5 m左右宽度,做为渠道的导流沟。

1.2 灌注桩

钢筋胎具的制作主要包括加固筋和钢筋笼的胎具。加固筋的胎具用10 mm厚的钢板做底板,上焊Ф22 钢筋制作而成。钢筋笼胎具用Ф22 钢筋制作而成。

钢筋骨架在场外预制完,用钢丝绳与主筋绑牢后,用25 t吊车吊起并垂直于入口,徐徐下降,使全部骨架降至设计标高为止。最后用4 根铁线将其固定在井口。当灌完的混凝土开始初凝时割断挂环,使钢筋骨架不影响混凝土的收缩,避免钢筋与混凝土的黏结力受损失。

为了控制钢筋的混凝土保护层,在主筋外侧焊扶正钢筋,用Ф16 钢筋弯制而成,每2 m高放置4处,防止钢筋笼上浮,将钢筋笼与护筒固定。

钻孔前造浆采用白黏土。泥浆密度控制在1.1~1.25 g/cm3。

钻孔采用黄河牌反循环钻孔机,在钻孔过程中,始终用经纬仪测斜度和用测绳测钻孔深度。当钻孔达到设计要求后进行验孔和清孔,清除孔底沉渣、淤泥,以减少桩基的沉降量,提高承载能力。清孔时,保持孔内泥浆面高出地下水位1.0 m以上,清孔后,浇筑混凝土前,孔底500 mm高度内的泥浆密度应<1.05 ~1.1;含砂率≤2%[2]。

用直升导管法灌注水下混凝土,导管用钢板卷制成,导管直径250 mm,可满足通过17 m3/h混凝土。下端节长4 ~6 m,中节长为2 m左右。中间节端头焊有法兰,以便用螺栓互相连接。在导管顶部设置漏斗,用于混凝土下料口。导管在使用前用水压法进行检验。浇筑过程中用测深锤法,测定混凝土浇筑的高度,并与灌注的混凝土数量校对,防止错误。导管埋入混凝土的深度控制在2 ~4 m。灌注开始后,紧凑地、连续地进行,严禁中途停工。在灌注过程中,要防止混凝土拌合物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底,使泥浆内含有水泥而变稠凝结,注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况,及时测量孔内混凝土面高度,正确指挥导管的提升和拆除,拆除动作要快,时间≤15 min。

当混凝土面升至钢筋骨架下端时,为防止钢筋骨架被混凝土托起,可采取3个措施: ①尽量缩短总的灌注时间,增加混凝土的流动性。②当混凝土面接近钢筋骨架时,保持较深的埋管,并徐徐灌入混凝土,以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力。③当孔内混凝土面进入钢筋骨架1 ~2 m以后,适当提升导管,减小导管埋置深度,以增加骨架在导管底口的埋置深度。

1.3 接桩及盖梁

接桩浇筑位置为渠底高程以下1.5 m处,中墩分两次接桩,第一次为渠底高程以下1.5 m至渠底高程( 即桩变径处) ,剩余部分一次浇筑至盖梁底,边墩一次浇筑至盖梁底。

接桩模板采用圆弧形定型钢模板,两组半圆弧模板通过螺栓连接,接缝处夹密封条,桩变径处两层模板采用焊接连接。模板加工完毕后在面板均匀涂刷隔离剂。用吊车将加工完毕的模板吊至桩头,四周用钢脚手及木方固定。

盖梁使用钢模板、安装采用现场散拼的方法,模板间用螺栓及电焊连接固定。用Φ48 钢管支撑固定,连接件为U 型卡。部分特殊位置采用木模外包铁皮,用钢管或铁丝固定。采用混凝土垫块将钢筋和模板隔离开。

采用JZC350E 型滚筒式搅拌机进行混凝土生产。混凝土纯搅拌时间应≥120 s。浇筑混凝土时,选用0.5 t前翻斗车将混凝土料卸到料斗内,再用吊车卸入仓内。混凝土浇筑应连续进行,分层浇筑均匀摊铺,每层厚度控制在30 ~40 cm之间,相邻两层浇筑时间<2 h,第一层混凝土初凝前浇筑后续混凝土,振实混凝土防止产生冷缝。混凝土浇筑完12 h以内,对混凝土加以覆盖并浇水养护,每日浇水保持混凝土面湿润,使混凝土处在有利硬化及强度增长的湿度和温度中。若气温<5 ℃,则不在混凝土表面上浇水,进行保温养护。对不易覆盖和浇水的部位涂刷混凝土养护剂进行养护。初期阶段养护非常重要,养护时采用草袋子覆盖,洒水保持湿润。养护时间≥14 d。

1.4 装配式预应力混凝土空心桥面板预制及安装

用推土机将场地推平压实,如有腐植土应清除出场地。现场留出5 块板能同时施工的长度,板间距离10 m,两边留出30 m距离用于张拉及车辆通行。

在夯实的场地上挖基础槽,两端为扩大基础,2m×2m,深50 cm,中间段宽1.5 m,深30 cm。分两期浇筑混凝土,一期与地面平,上面预插锚筋,二期高15 cm,按梁底尺寸支立边模,预留拉筋孔,预留梁底返拱1.5 cm,浇筑混凝土顶面抹平压光。为了张拉时顺利让梁端与底模之间滑动,两端顶面铺设钢板和角钢,在抹面时应考虑将钢板厚度减去,钢板纵向长2 m。按设计尺寸在端部支座处开梁底钢板预留槽,深1 cm,纵向长度上向内增加1.5 cm,以备张拉时滑动用,施工时用胶条堵严。

拉筋预留孔跨中设一个,向两端每隔1 m设一个。拉筋孔的上边缘距顶面5 cm,埋设位置要准确。底模布置要考虑到浇筑上料,为方便内模拆除,梁端最小间距为4 m。在跨中底模上刻上中心线,不要太深,以浇筑脱模后能近距离看清即可,这是为封锚施工支模时控制梁长而设的。中心线要确保是直角。

侧模采用钢模和型钢焊接加工。首先制作排架,校正尺寸后在平台上用角钢、型钢连接焊成框架。然后贴焊面板;端模每端分4 块,用钢板根据锚具要求和内模形状尺寸焊接成半箱形模板。保证足够的刚度,使锚具在浇筑后位置及倾角准确。焊接时内模四周应加大3 mm,也就是在端模上缩小3 mm。在边板外边缘端头单独加一块木板,浇筑后拆模方便。

内模板采用木材制作,分成4 块,上下各有一楔形条,内支撑采用合叶抽拉式支、拆模装置。板面用4 cm木板加工成3.5 cm厚,模板带采用6 ×8cm 木方,全用松木制作。抽拉式内支撑两侧各加1.5 cm临时垫方。每个支撑臂都要用铁线连接拉紧。

封锚模板由底模、两侧模、端模、拉筋、型钢组成。底模用δ =10 mm钢板加工制作,紧贴桥板顶面,根据桥面板底跨中刻线,控制桥面板长度。侧模用δ =4 mm钢板和L5 ×5 角钢加工制作,靠混凝土一边不用角钢是单钢板,便于板面紧贴混凝土面。端模用普通钢模改制,尺寸正好是板端断面尺寸,对应锚具螺栓位置开4个拉筋孔,保证浇注后板长符合要求。拉筋与木楔,模板加固型钢框架。

采用装载机上料,ZL800 自动配料机配料,JZC350E 型滚筒式搅拌机进行混凝土生产。浇筑混凝土时,选用装载机将混凝土料卸到桥面板上部料台内,再人工翻锹入模。桥面板混凝土浇筑顺序为先从下层一端浇筑,到另一端后折回浇筑上层。混凝土浇筑应连续进行,分层浇筑均匀摊铺,下层厚度控制在50 cm之内,相邻两层浇筑时间<2 h,第一层混凝土初凝前浇筑后续混凝土,振实混凝土防止产生冷缝。

预应力混凝土张拉采用后张法。梁的混凝土强度达到了设计强度85%且龄期≥7 d后才能进行张拉。施加预应力采用控制张拉力和引伸量( 应变) 双控法、互相校核。选用YCW2000 型千斤顶对一期预应力钢绞线束进行整体张拉,按规范经标定后使用。严格按设计要求进行预应力筋的下料、编束、穿束,张拉端预留600 mm预留工作长度。

每组钢束采用两端张拉,严格按设计给定的程序,对称、均衡进行。预应力钢束张拉顺序为左下→右上→右下→左上,张拉过程中对张拉全过程进行监控,确保有效应力达到设计应力的100%。当实际伸长值与理论伸长值之差大于6%时,立即停止张拉,查明原因并采取措施调整后,再继续张拉。发生滑丝或断丝超过规范要求时,进行更换后重新张拉。

所有钢铰线束张拉锚固完成后,进行孔道压浆。压浆采用活塞式压浆泵,灰浆拌制采用灰浆搅拌机。在压浆前先用高压水冲洗孔道,然后用空气压缩机吹干孔道内的积水。再采用灰浆泵压入水泥浆,采用C50 水泥浆,灰浆掺加高效减水剂,以0.5 ~0.7 MPa的恒压,一次注浆完毕,待出浆阀溢出的稀浆变成浓浆时,关闭出浆阀,并保持0.4 ~1.0 MPa的压力3 ~5 min,然后关闭进浆阀,最后压浆泵回浆,卸掉压浆管。

封锚混凝土浇筑前,需将预制板端部混凝土混凝土接合面浮浆清凿干净,且凿毛成凹凸≥6 mm的粗糙面,100mm×100mm 面积中不少于一个点,以利于新旧混凝土良好结合。一期预应力筋张拉并在孔道压浆完成后,在伸缩缝段( 联端) 恢复锚口处普通钢筋,及时浇注封锚混凝土。封端模板采用钢模,人工浇筑混凝土,插入式振捣器振捣。同时控制好封端模板的几何尺寸,防止封锚混凝土造成预制梁超长或缩短现象发生。

1.5 桥面板移梁和吊装

用千斤顶人工将桥面板抬起30 cm左右,下部塞入木方,桥面板侧端地面上铺设钢轨,钢轨顶面与桥面板底面一平或略低,移梁时用钢丝绳困住桥面板两端,采用装载机和推土机共同操作进行移梁。

清理干净盖梁顶面,采用全站仪校核盖梁轴线、标高及抗震螺栓位置,划出橡胶支座中心线。抄平盖梁顶面,不平处用1:3 硬水泥砂浆找平。在预埋抗震筋上套钢管,灌入沥青膏,封孔固定后将橡胶支座按设计位置水平放置在盖梁上。

吊装应选用2 台QY50 汽车起重机为宜。将钢丝绳沿梁板预留缝( 孔) 穿过,绑扎位置距梁端60 mm。捆绑牢固,钢丝绳与构件接触部位用橡胶垫隔开,防止构件棱角破损。采用汽车吊配合板车的方法进行桥面板运输,运输及落地时用枕木垫着水平放置。

选用2 台50 t汽车吊进行吊装。作业前,应全部伸出支腿,并在撑脚板下垫方木,调整机体使回转支撑面的倾斜度在无载荷时≤1/1 000。

2 质量控制要点

预应力混凝土空心板桥跨度大,支座处锚固区受到的应力较大,因此桥面板的预制是农道桥质量控制的重点。具体表现在:

1) 桥面板钢筋加工在固定胎具上进行,已确保钢筋长度和间距符合设计要求。

2) 侧模和端模采用定型钢模板,上部采用槽钢加工制作的防浮压杠,两端各钻两个孔,用螺栓与侧模立肋方钢连接固定。

3) 浇筑前仔细检查波纹管是否密封,防止浇筑混凝土时堵塞管道。混凝土浇筑时避免振捣棒与波纹管相撞。

4) 施工时加强混凝土振捣质量,保证支点锚固区的混凝土强度。

5) 每块桥面板至少留置2 组混凝土试块,其中1组用于张拉强度条件检测,1 组用于吊装强度条件检测。保证混凝土强度达到90%以上方可张拉,达到100%方可吊装。

6) 钢绞线穿束时张拉端预留600 mm预留工作长度,张拉过程中采用两台千斤顶两肋同编号束对称同时张拉。张拉前根据计算在压力表上标明各阶段张拉压力,以便控制。

3 工期控制要点

根据引嫩工程特点,桥面板吊装宜在十一月末或四月初进行,考虑到冬季影响,盖梁以下部位须在上冻前完成,因此桩和盖梁的施工进度是农道桥的工期控制要点。具体为:

1) 桥桩与盖梁钢筋笼均在加工场提前完成,节约钢筋安装时间。

2) 模板预先在加工场拼装完,再机械运至现场组装固定。

3) 边桩钻孔与干渠内筑岛同步进行,钻孔清孔之后立即进行灌注桩施工。

4) 混凝土拌和时掺早强剂,缩短混凝土凝固时间,尽量让拆模和检桩时间提前。

4 安全控制要点

具体要求为:

1) 张拉时两端应设置防护设施,设置安全警示标牌。

2) 吊装前应认真检查吊索,吊具及各种起重用具的完好性,保证符合要求。

3) 凡高空作业人员一律配带安全带,穿软底胶鞋,凡患有高血压、癫痫病、心脏病及不适应高空作业的人员不能进行高空作业。

4) 吊车的占位准确,支腿牢固,无论是车体占位在交通道路上或回填土处,支腿底部均应铺垫枕木,防止压坏路面或支腿下沉。

5) 钢柱、梁临时摆放应平稳,防止变形。

6) 吊装指挥工作应由有起重指挥经验的专业人员负责,口令、手式、旗语统一,步调一致。

7)6 级以上天气、雨天禁止吊装作业。吊装工作须在白天进行。

8) 吊装绑扎的绳索应无破损或锈蚀,绑扎位置正确无滑脱。

9) 高空作业时上下传递物品应用手绳,不准随意抛扔。

10) 起重工必须持证上岗,汽车吊要有年检证明。

[1]黑龙江省水利水电勘测设计研究院. 北引总干渠乌南段、红旗干渠危桥改造工程桥梁设计要求、施工要点[R].哈尔滨:黑龙江省水利水电勘测设计研究院,2012.

[2]张金英,陈国峰,周永波. 钻孔桩施工方法示例[J]. 黑龙江水利科技,2007,35(3) :165 -166.

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