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第三章 桥涵工程 第二节 墩身施工
2.2.1 工程简介
黄冈公铁两用长江大桥北引桥公铁合建段采用双层桥墩布置形式,下层铁路墩采用圆拱型框架墩,上层公路采用框架墩。
2.2.2 施工过程
2.2.2.1施工准备
承台混凝土浇筑前,预埋墩身钢筋,并根据墩身模板结构尺寸在承台上预埋型钢定位构件。墩身施工前将基础顶面(与墩台身接合部分)砼进行凿毛,用水冲洗干净。精确测定墩中心,并用墨线弹出墩身底面尺寸位置。同时搭设脚手架作为操作平台,为防止震动模板,操作平台必须与模板支撑(夹固杆件)分开设置。
在承台混凝土强度达到2.5MPa后,对墩身与基础接触面进行凿毛,人工凿除混凝土表面的浮浆,露出新鲜混凝土并用水将表面冲洗干净。
模板工根据纵横十字轴线用墨线弹出墩身的截面尺寸线、模板框外轮廓线。 沿墩身周边搭设钢管脚手架,脚手架离墩身模板周边0.5m,脚手架顶面宽1m以上,并铺设脚手板、栏杆,设置上人梯。 2.2.2.2钢筋制安、冷却水管安装及测温管埋设
(1)钢筋制安 1)钢筋制作
①钢筋在车间下料、弯制成型,再倒运至现场进行绑扎安装。
②钢筋加工弯制前,其表面的油渍、漆污、浮皮、铁锈应清除干净,钢筋应顺直,无局部折曲,加工后表面无削弱钢筋截面的伤痕。
③钢筋的弯制和末端的弯钩应按设计要求办理,设计未提要求时则按施工规范标准弯钩制作。
2)钢筋连接
①墩身主筋采用直螺纹接头,直螺纹接头应满足《钢筋机械连接通用技术规程》现行的各项条款要求,其余钢筋采用焊接或绑扎连接。
② 钢筋接头应设置在承受应力较小处,并应分散布置。配置在“同一截面”内受力钢筋的截面面积,占受力钢筋总截面面积的百分率,应符合下列规定:
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a、焊接接头或直螺纹接头在受拉区不得大于50%;绑扎接头在受拉区不得大于25%,在受压区不得大于50%;
b、钢筋接头应避开钢筋弯曲处,距弯曲点的距离不得小于钢筋直径的10倍;
c、在同一根钢筋上应少设接头。“同一截面”内,同一根钢筋上不得超过一个接头。
3) 钢筋安装
① 钢筋按设计图纸和规范要求进行绑扎安装。钢筋品种、规格、数量、形状、位置、间距、接头等均应符合设计图纸和施工规范的要求,并严格做好原材料抽检和接头试验工作。
②钢筋保护层采用圆形状混凝土垫块(与墩身混凝土同等强度),详细材质、结构形式、使用应符合要求。保护层垫块宜错开布置,数量一般不应少于4个/m2。
③在钢筋的交叉点处,用直径0.7~2.0mm的铁丝,按逐点改变扎丝方向(8字形)交错扎结,或按双对角线(十字形)方式扎结。
④钢筋绑扎时,确保最小净保护层厚度为4.0cm。
⑤为便于钢筋定位,根据安装需要宜配以适当数量的架立钢筋。 ⑥钢筋加工符合设计和《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》(铁建设[2005]160号)及其它有关规定。
钢筋加工允许偏差和检查方法
序号 1 2 3 名 称 受力钢筋全长 弯起钢筋的弯折角度 箍筋内净尺寸 允许偏差(mm) ±10 20 ±3 尺量 检查方法 钢筋安装及钢筋保护层厚度允许偏差和检验方法 序号 1 2 3 名 称 受力钢筋排距 同一排中受力钢筋间距 分布钢筋间距 允许偏差(mm) ±5 ±10 ±20 检验方法 尺量,两端、中间
1处 尺量,连续3处
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绑扎骨架 4 箍筋间距 焊接骨架 5 弯起点位置 (加工偏差±20包括在内) 钢筋保护层 厚度c(mm) C≥35 ±10 30 尺量 尺量,两端、中间
各2处 ±20 尺量,连续3处 6 +10,-5 4)预留、预埋及预应力 墩身钢筋施工时应注意预埋垫石钢筋、综合接地预埋件及预留围栏立柱孔等相关预埋件。综合接地预埋件安装完成后应测量其电阻,确保符合设计要求,其它预埋件安装完成后应检查其位置型号,并填写记录。
(2)冷却水管安装
1)为降低混凝土内部水化热温度,调节墩身混凝土内表温差,采取在墩身混凝土体内设冷却水管通水降温措施。
2)冷却水管网按照冷却水由热中心区流向边缘区的原则分层分区布置,进水管口设在靠近混凝土中心处或边缘处,出水口设在混凝土边缘区,每层水管网的进、出水口相互错开。
3)冷却水管采用壁厚1.2mm、直径φ50mm的黑铁管。分层布置按照图纸进行,并根据前期墩身施工降温效果、环境温度变化等情况,在中后期墩身施工中予以调整。
4)布管时,水管要与墩身主筋错开,当局部管段错开有困难时,要适当移动水管的位置。
5)水管要与钢筋骨架或架立钢筋绑扎牢靠,防止混凝土灌注过程中,水管变形或接头脱落而发生堵水或漏水。
6)水管网安装完成后,将进、出水管口与进出水总管、水泵接通,进行通水试验,要求水管畅通且不漏水。
7)将水管网分区分层编号,将进、出水管进行编号并登记。 (3) 测温管埋设
1)为了准确测量、监控混凝土内部的温度,指导混凝土的养护,确保大体积混凝土的施工质量,在墩身混凝土内合理布设温度测量装置。
2)采用埋设测温管方法进行测温。测温管采用壁厚2mm、直径φ30mm的薄壁钢管。
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测温管埋设3个,具体位置为在直线段墩身中心2个,门拱部分中心1个。测温管埋设时贯通墩身全长,上口露出墩身顶面0.2m左右,上口不封闭,下口封闭,管内不充水。
3)测温管布置时不能接触水管,且须固定。 4)将测温管进行编号并登记。 2.2.2.3模板安装
(1)依据墩身纵横十字线用墨线弹出模板的的外轮廓线。放好轴线、模板边线、水平标高控制线。模板安装前,应先除锈,并涂刷脱模剂。模板表面应无污物、砂浆及其它杂物,并应在使用前涂脱模剂。脱模剂应优先选用电力变压器用油,尤其是在模板使用前期(4次以内),后期可使用色拉油。以保证其易于脱模的性能,并使混凝土表面不变色。模板与模板之间的接缝处应用胶皮或海绵填塞,防止漏浆。
(2)支模前在底节模板底口抹砂浆找平层,其作用为防止模板底口漏浆、模板底口找平。找平层不得嵌入墩身体内,且保证下口严密。同时应检查模板连接件是否牢固,检查钢筋是否有碍墩身模板的安装。
(3)每安装完成一组模板,应立即紧固螺栓,并安装有松紧调节的缆风绳与模板顶四角拉结(缆风绳倾角约45°),调整模板位置、垂直度、标高。 (4)模板安装就位后,根据墩柱的放样尺寸先调整好下端模板位置,再用全站仪调整上端模板中心位置,按规范要求控制好模板的垂直度。在模板调整好及固定好模板下端后,拉紧设在模板顶部的缆风索,防止模板在浇注混凝土过程中可能发生的变位。
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(5) 模板安装工艺标准
墩台模板允许偏差和检验方法
序号 1 2 3 4 5 6 7 项目 前后、左右距中心线尺寸 表面平整度 相邻模板错台 空心墩壁厚 同一梁端两垫石高差 墩台支撑垫石顶面高程 预埋件和预留孔位置 允许偏差(mm) ±10 3 1 ±3 2 0 -5 5 检验方法 测量检查每边不少于2处 1m靠尺检查不少于5处 尺量检查不少于5处 尺量检查不少于5处 测量检查 水准仪测量 纵横两向尺量检查 2.2.2.4混凝土浇注平台搭设及输送设施
在支架上搭设混凝土浇注平台支架,并在墩身内从下往上每隔6m布设振捣
平台,此时临时拆除三层水平钢筋,布设脚手板,作为振捣施工平台。当这层混凝土浇筑快完成时,恢复拆除的钢筋,绑扎到位,浇筑下一层混凝土,如此循环直到墩身混凝土浇注完毕。混凝土水平运输采用混凝土搅拌车,通过天泵浇筑。
2.2.2.5混凝土生产
⑴混凝土在混凝土工厂拌制,再由搅拌车运输到现场浇注。
⑵混凝土拌制前,应测定砂、石含水率,并根据测试结果和理论配合比调整材料用量,提出施工配合比。
⑶配置混凝土拌和物时,所使用的称料衡器应经过检验校正。水、水泥、外加剂及粉煤灰用量应准确到±1%,粗、细骨料的用量应准确到±2%。
⑷采取措施控制混凝土拌制温度。拌制混凝土时,应根据当时的气温条件,调整拌和用水温度,气温低时采用热水拌和,确保混凝土的入模温度复核要求;气温高时采用低温水拌制,并采取对骨料进行遮盖、用凉水冲洗石料降低石料温度,对混凝土运输机具防晒等降低混凝土拌和温度措施,控制混凝土的入模温度。
2.2.2.6 混凝土现场浇注
⑴浇注混凝土前,对模板、钢筋、支架和预埋件进行检查,符合设计要求
后方可浇注。模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢应清理干净。
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⑵混凝土运输到工地后进行现场检查监控:按要求做坍落度试验,并观察混凝土的粘结性、保水性和均匀性,符合规范要求才能使用;制作混凝土试块,以便测定混凝土强度和弹性模量。
⑶为了使混凝土入模时以不发生离析,下料口至混凝土面不能超过2米,否则加设串筒或滑槽满足此要求。
⑷采取措施控制混凝土的入模温度。混凝土夏季最高入模温度控制在30℃以下,选择室外气温较低时浇注混凝土;混凝土浇注现场高温季节用凉棚或麻袋遮盖,尽量避免混凝土被阳光直射等。混凝土冬季施工,选择室外气温较高时浇注混凝土,混凝土浇注完成后应用麻袋覆盖保温。
⑸混凝土采取分层浇注,合理分层(30cm左右),全断面连续浇注,一次成型。施工中应控制混凝土浇注速度,尽量减少间歇时间,提高新混凝土的抗裂强度,防止出现冷缝现象。
⑹混凝土振捣采用插入式振动器,振捣深度超过每层的接触面一定深度(一般5~10cm),保证下层在可重塑期间再进行一次振捣。振动棒要快插慢拔,移动间距不大于振动棒作用半径的1.5倍(一般45~60cm)。振捣时插点均匀,成行或交错式前进,以免过振或漏振,振动棒振动时间约20~30s,每一次振动完毕后,边振动边徐徐拔出振动棒。混凝土以不再下沉、无气泡冒出、表面泛浆为度,振捣时不得紧靠模板、拉杆进行振捣。
⑺混凝土浇注应连续进行,如因故必须间断时,其间断时间应小于前层混凝土的允许可重塑时间。气温不高于25℃时,混凝土的运输、浇注及间歇的全部时间不得超过180分钟;气温高于25℃,混凝土的运输、浇注及间歇的全部时间不得超过150分钟。
2.2.2.7 混凝土接缝处理
对承台混凝土面进行凿毛处理,再用水对其表面冲洗干净。在浇注前在表面无积水情况下,先铺一层厚为10~20mm的水泥砂浆,再进行砼浇注。
2.2.2.8 混凝土养护及测温监控
(1)混凝土养护期间,应重点加强混凝土的湿度和温度控制,尽量减少表面混凝土的暴露时间,及时对混凝土暴露面进行紧密覆盖(可采用蓬布、塑料布等进行覆盖),防止表面水分蒸发。暴露面保护层混凝土初凝前,应卷起覆盖物,用抹子搓压表面至少二遍,使之平整后再次覆盖,此时应注意覆盖物不要直接接
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触混凝土表面,直至混凝土终凝为止。
(2)混凝土带模养护期间,应采取带模包裹、浇水或喷淋洒水等措施进行保湿、潮湿养护,保证模板接缝处不至失水干燥。为了保证顺利拆模,可在混凝土浇筑24~48h后略微松开模板,并继续浇水养护至拆模。
(3)混凝土拆模后,应对混凝土采用浇水或覆盖洒水等措施进行潮湿养护,也可在混凝土表面处于潮湿状态时,迅速采用塑料布包裹。期间塑料布应完好无损,彼此搭接完整,内表面应具有凝结水珠。有条件地段应尽量延长混凝土的包裹保湿养护时间。
(4)混凝土采用喷涂养护液养护时,应确保不漏喷。
(5)在任意养护时间,若淋注于混凝土表面的养护水温度低于混凝土表面温度时,二者间温差不得大于15℃。
(6)混凝土拆模后可能与流动水接触时,应在混凝土与流动的地表水或地下水接触前采取有效保温保湿养护措施养护,混凝土的强度应达到75%以上的设计强度。养护结束后应及时回填。
(7)混凝土养护期间,对混凝土的养护过程作详细记录,并建立严格的岗位责任制。 2.2.2.9通水冷却
(1)每层冷却水管被浇筑的混凝土覆盖并振捣完毕,即可在该层冷却水管内通水。 (2)冷却管排出的水,在混凝土浇筑未完以前,应立即排出基坑外,不得排至混凝土顶面。在承台混凝土浇筑全部结束后,也可视具体情况排至混凝土顶面,形成保温层,蓄水保温养护。
(3) 为确保砼内部温度基本一致,调节冷却管进出水管部位砼的温度,进水口和出水口每天交换一次,且更换时应逐根停水更换,不得同时停水更换,避免砼内部温度因大面积停水温度聚升。 2.2.2.10测温监控,指导养护 (1) 混凝土温度监控
1)测温时间:自混凝土覆盖测温点开始测温,直至混凝土内部温度与大气环境平均温度之差小于20℃以下时止。
2)测温频率:温度上升阶段2h一次,温度下降阶段4h一次,同时应测大气温度,并做好记录。
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3)通过对测温数据进行计算、分析,及时指导现场混凝土养护。一般地,可通过调节冷却水流量、进水温度等方法来调控混凝土内部温度;通过改变混凝土表层养护手段调控混凝土表层温度。
4)测定混凝土温升峰值及其达到所需的时间,定期记录冷却水管进、出水的温度,绘制混凝土内部温度变化曲线。根据观测结果确定冷却水管通水量、通水时间和蓄热养护时间等,以降低混凝土内外温差。 (2) 水流监控
1)一般地,冷却水流量的大小会影响进、出口水的温差,影响冷却水和混凝土的热交换。因此,有必要对冷却水的流量、流速、进出水口的水温进行监控。
2)水流监控时间及监控频率均与承台混凝土温度监控同步。 2.2.2.11 模板拆除
(1) 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,方可拆除。
(2) 拆模应遵循“先装后拆、后装先拆”的原则,从上到下的顺序进行。拆模时,严禁用大锤和撬棍硬砸硬撬。脱模后应将板面灰渣清理干净,涂刷脱模剂后待用。
(3) 在混凝土养护过程中拆除模板,应选择在白天气温较高的时期,以防止混凝土表面直接接触冷空气骤然降温。模板拆除后及时浇水后包裹覆盖。
2.2.2.12质量标准和检验方法
(1)墩身的质量检验标准见下表(依据《客运专线铁路桥涵工程施工质量验
收暂行标准》):
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混凝土墩台允许偏差和检验方法
序号 1 2 3 项目 墩台前后、左右边缘距设计中心线尺寸 桥墩平面转角 表面平整度 允许偏差(mm) ±20 2゜ 5 0 -10 5 测量检查 检验方法 测量检查不少于5处 1m靠尺检查不少于5处 4 5 支撑垫石顶面高程 预埋件和预埋孔位置 (2)混凝土强度必须满足设计强度要求,结构表面应密实平整、颜色均匀,无露筋、蜂窝、孔洞、疏松、麻面或缺棱掉角等缺陷。
总结语
正是由于我们从模板、钢筋、混凝土以及浇注工艺、养护、温度监控等方面采取了有效措施,因此,北引桥公铁合建段墩身施工顺利,混凝土表面光滑,无蜂窝、麻面、漏浆现象,外观及质量良好。
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