1. 橋樑內箱模板支架設計與整體安裝技術

              2016-03-05 /2621

              1 工程概況

              海青鐵路跨榮烏高速公路特大橋主跨,位於平度市灰埠鎮下劉家村。該橋爲鋼管混凝土系杆拱結構,計算跨徑64 m,樑長65.5 m。主樑採用箱形截面,拱肋爲鋼管混凝土結構,啞鈴形斷面,屬剛性系樑和剛性拱。

              主樑採用等高度、單箱雙室,箱樑頂寬10.3 m,底寬7.6 m,樑高2.5 m。全橋標準內箱20個,內箱尺寸4.5 m×3.3 m×1.9 m;4個樑端變截面模板,長5.55 m×寬3.3 m×高1.2 m。模板脅梗多,拼裝難度較大。

              2 技術難點及方案選擇

              2.1 技術難點

              1) 模板結構尺寸較大且形狀複雜、腹肋較多;

              2) 大型內箱模板整體吊裝難度大,安裝定位精度要求高;

              3) 支架體系支撐不規則形狀模板,對腳手架的搭設以及佈置要求高;

              4) 對於該橋施工質量、安全及工期要求均非常高,在計算模型的選擇過程中,應細緻、全面考慮腳手架搭設及模板支設的安全性、可操作性和美觀性。

              2.2 方案對比

              方案選擇階段主要考慮橋上組裝與橋下先製作再整體吊裝兩種方案。橋上組裝的優點是受氣候影響較小、吊裝模板安全,但組模質量差、施工速度慢、工序複雜;整體吊裝的優點是施工簡便、易於掌握、拼模質量好、施工速度快,缺點是整體吊裝受氣候因素影響較大。

              2.3 方案選擇

              經研究論證,最終決定採用大型內箱橋下整體組裝、與內箱支架系統組成整體,以適應整體吊裝的穩定性,並保證架體有較強的整體穩定性。

              3 內模與支架設計

              3.1 內模板支撐體系搭設

              5) 確定分塊組裝順序,先頂蓋、再上梗脅、後側模與下梗脅。

              4 內模拼裝與支架體系搭設

              4.1 支架搭設

              選擇地面平整且塔吊能輻射的範圍作爲模板支架組裝場地。首選擺放支架底託調至設計高度,搭設立杆、縱橫向水平杆用直角扣件鎖緊,立杆安裝上託調至設計高度,縱橫向水平杆兩端每隔一跨安裝絲託作爲加固模板支撐,待模板精確定位後搭設斜杆支撐上梗脅。

              4.2 內模拼裝

              內模支架上託擺放主肋(方木100 mm×100 mm)縱橋向佈置,其次安裝內模上蓋確定準確位置,再次安裝側模與過人洞口模板,最後安裝上梗肋模板,用2寸鋼釘裝訂模板接縫處,組裝牢固。模板組裝示意見圖2。

              5 支架體系受力驗算

              式中:q1爲箱樑內模、底模、內模支撐及外模支撐荷載,按均布荷載計算,偏於安全取q1=1.0 kPa;q2爲箱樑自重荷載,新澆混凝土密度取2600 kg/m3,q2=8.8 kPa;q3爲施工人員、施工材料和機具荷載,按均布荷載計算,當計算模板及直接支承模板的小棱時均布荷載可取2.5 kPa,當計算直接支承小棱的方木時均布荷載可取1.5 kPa,當計算支架立柱及其他承載構件時均布荷載可取1.0 kPa;q4爲傾倒混凝土產生的豎向荷載,取2.0 kPa;q5爲振搗混凝土產生的豎向荷載,對底板取2.0 kPa。

              內模支架頂板範圍內,最大分佈荷載:

              Q=1.2×ΣNGK+1.4×ΣNQK=1.2×9.8+1.4×5.5=19.46kN/m2


              碗扣立杆佈置900 mm×900 mm,步距1200 mm,則單根立杆受力爲:

              0.9×0.9×19.46=15.76 kN<30 kN 強度滿足要求

              根據《建築施工扣件式腳手架安全技術規範》有關模板支架立杆的穩定性計算公式[2]

              內模吊裝與精確安裝

              6.1 吊耳設置

              吊耳設在內箱縱向1/4、橫向1/4處,共4個吊點,保證重心平衡,吊耳用φ16圓鋼製作,下端鎖釦在內模支架水平杆上,每個吊耳鎖釦1根6 m吊帶。吊耳如圖3所示。

              6.2 內模吊裝

              吊裝前底板上焊φ20鋼筋立柱作爲內模臨時支點,在外模板對拉桿螺栓孔位置打孔,並與內模對拉桿位置相對應,內模的精確位置通過對拉桿位置確定的。

              在沒有大風的情況下進行吊裝,用塔吊輕輕吊起模板4個吊點確保平衡,模板吊至橋面後人工配合安放至臨時支撐點位置,吊裝完成。

              圖4  高大內箱整體吊裝

              6.3 模板精確定位

              4 高大內箱整體吊裝

              平面及高程位置由事先確定好的螺栓孔來定位。用人水平移動模板找平面位置,塔吊輔助調標高。模板精確定位不但速度快而且位置準又省工。

              7 混凝土澆築與內模拆除

              7.1 混凝土澆築

              混凝土採用大中型自動計量拌和站集中拌和,2臺大功率汽車輸送泵、5臺混凝土攪拌運輸車運輸,澆注時每臺輸送泵用多套串筒配合下料。

              1) 灌注順序。2臺汽車輸送泵佈置在2個主墩處,成約90o夾角相對佈置,以避免2臺泵車施工時相互幹擾。混凝土施工先從腹板下料澆築底板,確保下梗肋混凝土密實,頂板開有天窗可直接澆築底板中間位置混凝土,澆注底板混凝土至梗肋以上約30 cm時輕振密實,停止灌注約2 h(混凝土不得初凝)。開始澆注腹板兩側,要嚴格對稱水平分層澆注,每層灌注宜爲30~40 cm。翼板懸臂較長,爲避免由於模板支架變形而產生混凝土裂縫,頂板採用由外向內澆築順序。每次澆注均應一次連續澆築完畢,中間不得中斷。先澆注墩支點橫隔樑混凝土,向邊跨、中跨方向從低向高全斷面整體灌注施工,以防發生不均勻沉降裂縫。

              2) 混凝土振搗。混凝土以插入式振搗爲主,腹板和橫隔板在內模位置開天窗輔助振搗,天窗的間距爲1.5 m左右一個,混凝土澆注到此位置後將天窗用組合模板固定。對鋼筋和波紋管密集處輔以小型30型振動棒進行振搗。插入振搗厚度以30 cm爲宜,要垂直等距離插入到下一層5~10 cm左右,振動半徑不得超過60 cm。混凝土的現場振搗嚴格按照規範進行,要求表面泛漿,不再冒氣泡,混凝土不再下沉爲止。搗固混凝土時應避免振搗棒與波紋管接觸,混凝土搗固後,要立即對管道進行檢查。未振完前,禁止操作人員在混凝土表面上走動,否則會引起管道下垂,促使混凝土“擱空”、“假實”現象發生。

              3) 施工縫處理。在第1次混凝土澆注至標高8 h後即進行鑿毛處理,鑿除浮漿和浮碴至新鮮面。在下次混凝土澆注前,將表面清理乾淨,並灑適量水後,進行溼潤,防止混凝土接合面出現幹縮裂縫。

              4)養護。混凝土澆注施工完畢後,在混凝土外露面覆蓋一層毛氈並在整個混凝土面灑水保證毛氈含水溼潤,再在毛氈上面依次覆蓋上一層幹毛氈。拆模完成後應對混凝土表面灑水養護,養護時間不小於7 d。樑體張拉檢查用的試件,要存放在樑頂上與其同條件養護。

              7.2 內模拆除

              支架內模拆除混凝土強度不低於設計強度的70%,環境溫度、表面溫度與芯部溫度差不得超過25 ℃。

              5 混凝土澆築成型後箱內情況

              拆除時應按順序由上而下、一步一清,不準上下同時作業。拆除腳手架斜杆,應先拆中間扣,再拆兩頭扣,由中間操作人往下杆子;拆除模板支架嚴禁猛撬、硬砸或大面積撬落和拉倒。完工前,不得留下鬆動和懸掛的模板,拆下的模板應及時運送到指定地點集中堆放。採用內箱模板整體安裝,混凝土一次性澆築後的箱內情況如圖5所示。

              8 結束語

              1) 高大內箱模板整體性吊裝與支架體系組拼,易於掌握,勞動強度低,經濟效益好。

              2) 內箱整體性施工,由於可以提前製作整體模板,故可節約大量的時間和資金,具有較好的經濟效益(見表1)。

              3) 採用內箱模板整體安裝施工技術,箱內混凝土澆築過程中減少了水平接縫,提高了混凝土的內在質量和外觀質量,同類型橋樑線路混凝土施工值得借鑑。

              參考文獻(References)

              [1] TB10413—2004—2,鐵路橋涵工程施工質量驗收標準[S].

              TB10413—2004—2Standard for constructional quality acceptance of railway bridge and culvert engineering[S].

              [2] ISBN《木結構設計規範》中國建築工業,2006-03-01 2(GB50005-2006-03-01 2)

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              [2]Wood atructural design specification
              [3]China Association for Engineerng Construction Standardization Organization

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              [5] of the peoples Republic of China Ministry of railways" railway concrete beam by stand method " technical specification for the construction of Chinese Railway Press of Shijiazhuang Railway University Division issued ( TB 10110 - 2011 )