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箱梁预制施工论文箱梁预制施工是现代桥梁工程建设中的关键技术之一,广泛应用于高速公路、铁路及城市立交桥等大跨度桥梁结构中。本文围绕箱梁预制施工的工艺流程、技术要点及质量控制展开研究,旨在提高预制箱梁的施工效率与结构安全性。首先,论文介绍了箱梁预制的基本原理和适用范围,分析了其在整体桥梁结构中的受力特点与优势。随后,系统阐述了预制施工的主要工序,包括台座制作、钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇筑、预应力张拉及养护等关键环节。重点探讨了预应力技术的应用,强调张拉控制、孔道压浆等步骤对结构耐久性的重要影响。同时,针对施工过程中常见的质量问题,如裂缝、尺寸偏差和混凝土强度不足等,提出了相应的预防与控制措施。此外,论文还结合实际工程案例,分析了不同环境条件下(如高温、低温)对施工工艺的影响,并提出优化方案。最后,文章展望了智能化、信息化技术在箱梁预制中的应用前景,如BIM技术、自动化生产线等,以推动桥梁施工向标准化、工业化方向发展。研究表明,科学合理的施工组织与严格的质量管理是确保箱梁预制质量的核心,对提升桥梁工程整体水平具有重要意义。
箱梁预制场设于***端填筑压实好的路基面上,路基面宽度为28米。根据箱梁预制及架设总工期的要求,设置预制台座与存梁台座,箱梁预制台座3条,存梁台座可21条,所有箱梁预制完毕后再进行吊装。
施工现场设钢筋加工存放区、模板修整场地、钢绞线加工存放区,共计约4000㎡。并于现场设置100吨龙门吊一台[天津]16层住宅楼雨期施工方案(22p),用于提梁及运送钢筋、模板等物资。
底模采用30cm砼+钢板面板结构。按照箱梁的底模尺寸1m浇注砼基础,面板采用宽1mδ8mm钢板铺设,台座两侧设L50×50×5mm护边角钢,面板与护边角钢焊接连接后打磨。底模每米埋设一根Φ50PVC管,以预留穿拉杆的孔道。底模结构大样如图2所示。
为便于箱梁张拉完成后进行吊装。在底模两端箱梁吊点处安放2cm厚活动钢板,预留40cm宽槽口,如图3所示。
外模包括外模面板和支架二部分,均为钢制,因本标段制梁数量不多,且工期允许,故仅制作1套钢模,全长32m,共分8段,因边梁翼缘板与中梁不一样,得另备半套边梁外模板。外模结构图以中梁为例,如图4所示,边梁翼缘板模板结构与中梁相类,不再描述。
外模支架为桁架式结构,长度和分段与外模面板相同,外模的桁架式支撑在模板端头及中部每隔1m设一道,外模支架与侧模之间采用焊接连接,在支架外侧的立柱下方设有一调节螺栓,通过调节螺栓,对侧模进行微调和适应地坪的不平整,外模立柱顶部用L10角钢螺栓连接。外模节段之间采用法兰、螺栓连接,连接处贴橡胶防止漏浆。外模底部设拉杆,在底模两侧贴密封橡胶条,以防漏浆。
外模通过场内龙门吊机或汽吊进行安装及倒用,
内模采用木制模板,内模占用时间长,且每次浇注后需修整较长时间,为满足倒用安排,内模需制造2套,内模分节长为3m,每节内模由6块模块采用铁钉、扒钉等拼接而成,拼接处采用双面胶防止漏浆。
箱梁两侧壁厚度仅为18cm,钢筋、波纹管密集,砼难以通过侧壁而到达并填充底板。如何保证底板砼施工质量,成为预制箱梁重难点。
经多方面综合分析研究和向专家咨询,并通过现场试验,采取如下施工方法:在每节内模顶板预留25×00cm槽口,底板预留一块活动模板,砼通过槽口灌入底板,待底板砼浇筑后再安装内模底板、封堵顶板槽口,然后浇注其它部位的砼。内模断面如图5所示。
内模在先在预拼台座上按节进行组拼,采用汽吊或龙门吊进行吊装,在梁内进行节间的连接及调整。内模拆除时,每节分成6块,由人工搬出梁外。内模横向通过与外模之间的支撑限定内模位置。为防止砼浇筑过程中内模上浮,内模顶部设2根10×10cm方木顶撑在外模上部L10角钢拉杆底部,同时为增加顶力,立柱上端用钢丝绳与地锚拉紧,以限定内模上浮,如图3所示。
在箱梁的两端设有端模,采用木制模板, 端模与箱梁侧模通过拉杆对拉连接。箱梁端模严格按设计尺寸进行制作及安装。
4 钢筋制安与预应力管道安装
主筋采用闪光对焊连接。任何断面钢筋切断连接率不得大于50%。
钢筋直接在制梁台座上进行绑扎,为保证梁体各部位保护层厚度,在钢筋与模板之间使用塑料垫块支撑。
为保证预应力管道的平顺,梁体钢筋与预应力管道相碰时,依设计可适当移动梁体构造钢筋或进行适当弯折。
4.2 钢绞线及预应力管道安装
(1)所用的钢绞线要符合相关标准的要求。含有断丝的钢绞线不得使用。钢绞线束制作在特制的放盘柜中进行,防止弹伤人和钢绞线打绞。钢绞线下料采用砂轮锯切割,下料长度按设计图纸下料长度+10cm,其误差为±30mm。切断处两侧各30mm处用铁丝绑扎,防止预应力钢绞线在切割时散编并有利于穿索,钢绞线束要理顺,以免交叉盘绞。每隔1~1.5m捆扎成束。搬运时,避免在地上拖拉。预应力钢筋下料后进行编号标识。预应力钢筋存放时离开地面20cm,并加以覆盖,防止生锈和尘土、油渍污染,防止日晒、雨淋、水泡。靠近预应力材料加工处不得作为焊接场地,以防止焊渣损伤预应力钢筋、钢绞线、锚具、夹片、波纹管、高频焊管等。接头和缺陷在灌注砼前进行检查和修补。
(2)制孔管道采用塑料波纹管,管道用φ8mm圆钢制作“井”字形定位钢筋,其净空尺寸大于波纹管2~3mm,与侧壁钢筋点焊固定,定位钢筋安装前进行精心测量,确保位置准确、圆顺,波纹管在弯曲段定位网钢筋间距不超过0.5m,定位钢筋间距直线段不超过0.8m。
(3)塑料波纹管采用专用密封接头,以防止水泥浆渗漏及抽真空时漏气;波纹管之间连接牢固,不脱离,无缝隙,表面无空孔。预应力管道压浆出气孔安装在管道的最高处。
(4)在砼浇筑前,波纹管中穿入比管道直径小1cm的芯棒;,在砼浇筑结束后,立即进行管道的通孔工作,确保钢绞线的顺利穿入。
砼水泥用P.II52.5硅酸盐水泥,掺合料II级粉煤灰和矿粉,且每立方砼水泥和掺合料用量不超过500Kg。砼须具有较好的和易性,坍落度要求为在140~180mm。为提高砼的早期强度及改善砼和易性,掺用高效减水剂。配料采用自动计量系统计量。
砼采用砼输送车运输,采用砼输送泵输送。
5.3 砼的浇筑及养护
梁体砼采用斜向分层一次性连续灌注成型。单片梁砼灌注时间控制在6小时左右。梁体砼的灌注顺序如下:
①从梁的一端底板开始沿梁纵向向另一端灌注,砼输送管通过内模顶板的预留槽口至底板,梁底板砼浇注完成约5~10m后,封堵内模顶板槽口及安装内模底板的活动模板块,开始进行腹板砼的浇注。底板的砼浇注继续向前进行,并一直保持5~10m的超前距离。其超前距离根据气温、砼初凝等情况决定,以不影响施工质量,并尽量减少距离为原则。
②从端头对称灌注腹板砼,施工时需防止两边砼面高低悬殊,造成内模偏移。
③当两腹板槽灌平后,开始灌注桥面板砼,同样地从端头开始分段连续灌注。
梁体砼浇注顺序如图6所示。
图6 梁体砼浇注顺序图
(2)梁体砼灌注注意事项
砼在灌注入模时下料要均匀,注意与振捣相配合,砼的振捣与下料交错进行,确保砼的密实。
梁面砼确保密实、平整、坡度顺畅,因此除应按规定进行振动外,还必须执行两次收浆抹平,以防裂纹和不平整。桥面一经收浆抹面后,初凝前不得践踏。
当桥面砼灌注完毕,桥面上覆盖土工布,初凝后,对桥面进行洒水养护。洒水次数以砼表面湿润状态为度。洒水养护时间一般不少于14天,当梁在进行张拉吊离台座后,继续洒水养护至规定时间。
箱梁预应力梁一次张拉完成,张拉时砼强度不低于设计强度的90%。
(1)锚具与夹片及张拉设备
锚具与夹片各项指标应满足设计、规范及产品相关要求。与锚圈、夹片、预应力筋的硬度相适应,并进行必要的实验。
箱梁张拉采用4台YCW150B张拉油顶,张拉设备在使用前进行标定并满足精度要求。使用时的状态如仪表、液压管道长度等与标定时状态相似。
预施应力是以主油缸油压表读数控制,并以钢绞线束伸长量校核。
0→初应力→бk(持续2min)→锚固
② 进行张拉时,左右对称进行,张拉顺序严格按设计图纸进行。
预应力筋张拉完毕后,经检查合格后尽快进行压浆db51t 2918-2022标准下载,间隔时间不宜超过48小时,本工程采用活塞压浆施工工艺,压浆连续操作。
压浆前用砂浆将张拉两端夹片进行封堵,封堵要严密,不得漏气,以防漏浆。压浆前,检查封锚砂浆强度,清理锚垫板上的压浆孔,保证压浆通道畅通。备足压浆管及三通球阀接头,压浆前将压浆管与压浆孔进行连接,确保密封。
浆体拌制采用高速搅拌机,根据配比拌制水泥浆,搅拌时间在1.5~3分钟之间。水泥通过1.5mm筛网过滤到压浆筒内,压浆筒容量大于1.5倍一条管道的浆体体积。
启动压浆泵,开始压浆,压浆泵压力控制在0.7~1.0Mpa,当压浆泵输送管输出浆体达到要求稠度时,将压浆泵上的输送管接到锚垫板上的压浆管上,开始压浆,当水泥浆从排气阀顺畅流出,且稠度与灌入的水泥浆相当时关闭阀门。
压浆泵仍需继续工作,压力达到0.7Mpa左右,持压2分钟以上,关闭压浆泵及压浆端所有阀门,完成压浆。
梁浇筑封端砼前,压浆后先将周围冲干净,对梁端砼凿毛,铲除承压板表面的粘浆和锚具外部的灰浆,对锚具进行防锈处理,然后设置钢筋网浇筑封端砼。封端砼采用无收缩砼,强度必须满足设计要求。必须严格控制浇筑封端砼后的梁体长度。
[1] 周水兴. 路桥施工计算手册[M].北京:人民交通出版社,2001。
[2] 范立础. 桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,2001。
[3] 刘世忠. 桥梁施工[M].北京:中国铁道出版社《家用和类似用途器具耦合器 第1部分:通用要求 gb 17465.1-2009》,2010。