对连续箱梁模板施工工艺的探讨
摘要:针对连续箱梁的内、外模设计和施工进行了一些有益的探索。通过连续箱梁的生产实践检验,效果良好,方案是可行的。通过对该箱型梁曲线桥的施工,使对现浇混凝土连续式曲线箱梁桥施工的有了进一步掌握和了解。为以后对这种连续式曲线箱梁桥施工开辟一种新的思路和方法。
1 连续箱梁的施工工艺
1.1 钢筋加工及安装
1.1.1 加工:粗钢筋用弯曲机弯制,细钢筋用人工弯制;
1.1.2 安装:采用人工抬,如果用吊车吊,由于骨架较长,会造成较大的弯曲
1.1.3 在加工和安装的全过程,随时进行抽检,按照《规范》的要求控制各道工序的质量。
1.2 模板的制作和安装
1.2.1 场地硬化:采用石灰稳定土,在低洼地带用砂砾,硬化宽度为12米,地基标高为连续箱梁底设计高程下返6.2米,其横坡与连续箱梁同。
1.2.2 支架:采用6米脚手杆满膛红支设(除1#,17#孔因净空不够采用松木杆支设),横向宽度10米,间距1.0米,纵向间距0.75M,竖向间距1.0M。
1.2.3 外模:底模在全桥宽范围内采用大块钢模拼装而成,用错位方法形成曲线;侧模和翼模用6015定型钢模进行拼组,用小折线完成大曲线。
1.2.4 芯模:采用木模,分段预制,并且不加底,上部和侧面用彩条布覆盖。1.2.5在场地硬化、支架、支模全过程中始终用全站仪控制位置和标高,确保符合《标准》规定。
1.3 拆模和支架
先拆侧模和翼模,后拆底模和支架,为了拆除芯模,在浇筑第二次砼时,顶板需预留天窗。
2 施工方法
2.1 钢筋加工和安装
连续箱梁钢筋按其位置及作用,基本分为底板、胁板、横隔梁、顶板,由于钢筋用量大,钢筋直径粗,长度较长,应采用先预制后安装。
2.2 连续箱梁钢筋制作
2.2.1 钢筋平台的制作
钢筋制作主要是弯筋和焊接,焊接量较大,先用大块钢板做好工作平台,平台长度按单元焊件尺寸而定,在30～35M左右,宽度5～8M。平台要求平整,清洁。
2.2.2 钢筋弯制
由于受力筋直径较粗,用量较大,弯制采用钢筋弯曲机,采用弯曲机,效率高,规格化,直径较小的筋(φ20以下)采用人工弯制,速度较快。
2.2.3 钢筋焊接
由于连续箱梁中顶板、胁板、底板的受力筋较长,若采用一次成形,在安装时,会产生很多不便,所以采用分段预制,集中安装,在钢筋场地,将筋做成25～40M的单元件或单元骨架,运到桥上焊接成形。
在后台焊接时,先将钢筋在平台上按设计图纸布置就绪。焊接过程中,由于温度变化,骨架将会发生翘曲变形,使骨架的尺寸和形状不能符合设计要求,同时会在焊缝内产生收缩应力而使焊缝开裂。为防止焊接变形,可采取以下措施:在焊前,先在平台上焊上定位器,卡住钢筋,使之不走位;焊接时先点焊,使其成为一体,然后焊缝,焊接时,采用“跳焊法”,以防焊接变形,产生过大挠度。另外,采用双面焊缝,可使钢筋变形均匀对称。在拼装骨架,考虑焊接变形和梁的预拱度对骨架尺寸的影响而设置预拱度,跨径22～25m的预拱度2～3cm。
2.3 制梁模板制造及安装要求
模板应具有足够的强度、刚度和稳定性,确保连续箱梁在施工过程中,各部位尺寸及预埋件的准确,并在多次反复使用下不产生影响梁体外形的刚度。
2.3.1 底模
连续箱梁一次灌注混凝土重量达530多吨,加上梁体模板重达90多吨和每平方米1.5KN的施工荷载,底模每延米荷载达27吨以上。为使底模板刚度大且满足受力均匀的要求,底模面板采用12mm厚的钢板与槽钢组成井字型整体焊接结构,利用钢结构底横梁将底模受力传递到台座基础。
井字型结构分段制作,便于调整其平整度和底模的反拱度。底模的反拱设置根据底模的分段呈折线布置,同时为了将模板受力均匀地传递给基础,采用了三点支撑的工字型底横梁,与混凝土地基有效地结合成整体,既增加了底模的刚度,也增加了混凝土条形地基的横向刚度,同时节约了钢材的用量。横梁的间距为800mm。底模与侧模的密封采用燕尾橡胶条进行密封,底模与端模的密封采用海绵橡胶条进行密封。
2.3.2 外模
连续箱梁的梁高2m,上翼板悬挑宽度达3m,侧模板同时承受灌注混凝土的侧向压力和上翼板混凝土的竖向压力以及施工荷载。为保证混凝土的密实,还须在侧模上设置振动器。
为保证梁体混凝土外侧的平整和光滑,采用刚度较大的整体侧模。侧模由面板、面板加劲槽钢、面板加劲立带、侧模支腿、调节支撑和调节拉杆组成。模板加劲立带的设置,确保了侧模双向受力的刚度;面板加劲槽钢的采用,节约了钢材的用量,还增加了侧模的纵向刚度;侧模立腿的使用,改变了侧模上翼的悬挑受力为简支受力的受力方式。
考虑到侧模刚度大,侧模立腿受力不匀,为保证在上翼板混凝土灌注时侧模不发生变形,增设立腿调节支撑和调节拉杆,通过调节支撑来保证侧模立腿的支撑高度,通过调节拉杆来对侧模立腿预施荷载压力,来保证侧模在混凝土灌注施工时的双向受力稳定。
2.3.3 内模
2.3.3.1 液压式内模
液压式内模有二种:一种是液压整体收缩抽拔式内模。其方案是设立内模纵梁,把整个内模按顶板和侧模铰接为三大块或多块,利用液压顶伸缩完成内模支模和拆模,利用整体内模床来支撑内模。它的优点是:钢模整体性好;整体刚度大;表面平整光洁;混凝土表面平整、美观;容易保证梁体外观尺寸;支模和拆模时可一次整体完成,减少劳动用工和减轻工人的劳动强度。其缺点是:由于精度高,带来加工制造困难,用钢量大,使用维修难度大,模板投资大,其箱体内油顶设置多,难以保持同步运动,因而使内模易变形,模板变形后难以修复;由于箱梁的两端带有隔墙,其整体内模脱模时须完全折叠,造成内模竖向刚度减小,移动时若支点不匀容易产生变形;因为箱室净空低,加上内模的油顶和支撑,减小了箱室的空间,给箱底混凝土灌注带来困难;立模时,只能在台座上完成,其工序时间较长。
2.3.3.2 拼装式内模
工具式拼装内模:其方法是采用工字型断面的钢梁及节点板拼成环形骨架,以螺旋支撑杆组成稳定的三角体系,消除环形骨架拼装接点的微量变形;面板采用工具式钢模板拼装,在环形钢结构骨架上形成整体内模。拼装式内模安装使用方法:
先拼装骨架,后铺设面板。骨架的拼装精度直接影响内模的整体精度。拼装时控制好四个点的位置准确,上下两条线互相平行即可保证骨架精度,为此,先特制了四种骨架的拼装胎具。骨架分段吊运,对位好后,用正反丝杆调节骨架。这样做的优点:快速、方便、精度高。
3 立模注意事项
3.1 模板应清理干净,脱模剂应涂刷均匀,不能漏刷或多涂。
3.2 模板的接缝应平顺,其错台不大于1mm,要严密不漏浆。
3.3安装底模时应在底模上准确标出梁体的中轴线,并调整底模的反拱度。
3.4安装外模时,要保证箱梁底板、腹板及腹板的倾斜度、隔墙的尺寸误差。
3.5内模安装前,其内模骨架要在固定的胎模上校正。
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