現(xiàn)澆拱圈施工方法及工藝

現(xiàn)澆拱圈施工方法及工藝本工程橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為混凝土現(xiàn)澆實(shí)腹圓弧拱，最大跨徑15.4米，最小跨徑12米，采用30號(hào)混凝土。采用支架現(xiàn)澆，在澆筑混凝土前，支架經(jīng)過(guò)預(yù)壓試驗(yàn)，拱圈縱向每孔一次澆筑完畢。本標(biāo)段工期較緊，為保證按期完工，所有現(xiàn)澆箱梁施工用周轉(zhuǎn)材料均按兩次周轉(zhuǎn)配備?，F(xiàn)澆拱圈主要周轉(zhuǎn)材料用量表序號(hào)材料名稱數(shù)量單位備注1三鉸拱架180噸按2次周轉(zhuǎn)考慮2扣碗腳手架60噸岸上兩跨拱圈支架用310X12方木70m3按2次周轉(zhuǎn)考慮415mm竹膠板2500m2底模、側(cè)模用540號(hào)槽鋼15噸支架底座用3.5.1.岸上支架根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地表和地質(zhì)情況，采取不同的地基處理措施。支架位于原混凝土地坪時(shí)，地基可不進(jìn)行處理，鋪設(shè)木板后直接搭設(shè)扣碗支架。支架位于原狀土，壓實(shí)后混凝土表面硬化處理，在砼面上搭設(shè)腳手架即可。施工前，技術(shù)人員將扣碗支架縱橫位置用墨線在水泥地面標(biāo)出，先在下部鋪設(shè)方木，防止不均勻沉降。支架縱橫向間距通過(guò)檢算確定。外側(cè)立桿搭設(shè)時(shí)加高，搭設(shè)橫桿，上架5cm厚木板作為施工時(shí)的操作平臺(tái)，操作平臺(tái)寬度可按1.0m鋪設(shè)，立桿外側(cè)掛安全防護(hù)網(wǎng)。支架外側(cè)搭設(shè)“之”字形通道，供施工和檢查時(shí)作為上下支架的通道。通道寬2m，用木板滿鋪。參見《岸上拱圈支架示意圖》。

3.5.2.水中支架橋梁上跨大夾壩河，考慮支架承載力和整體穩(wěn)定性，采用三鉸拱式重型支架?？v向分為兩節(jié)，每節(jié)長(zhǎng)度為半拱的長(zhǎng)度。橫向每棉寬度為2m，間距2.5m,各棉拱架吊裝完成后，其間用角鋼逐片連接形成整體。為方便松架和拆除，在蓋梁兩側(cè)通過(guò)預(yù)埋件安裝牛腿，于牛腿上設(shè)置砂箱，每棉拱架底端的兩腳均支設(shè)于砂箱上。拱架由30t浮吊安裝。參見《水中三鉸拱拱圈支架示意圖》。水中三鉸拱圈支架示意圖現(xiàn)澆拱圈15mm現(xiàn)澆拱圈15mm竹膠板底模12*10cm方木拱架安裝后、澆注拱圈混凝土?xí)r、拱架松架后，都將對(duì)墩臺(tái)產(chǎn)生一個(gè)水平推力。為抵抗拱架和拱圈的水平推力，在蓋梁和橋臺(tái)上預(yù)留預(yù)應(yīng)力孔道，在拱架安裝和松架時(shí)根據(jù)計(jì)算分階段張拉鋼絞線，確保墩臺(tái)、拱圈結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全。如下圖:支架預(yù)壓支架預(yù)壓的作用，一是檢驗(yàn)支架整體穩(wěn)定性，檢驗(yàn)支架強(qiáng)度，二是消除構(gòu)件接縫等非彈性變形，三是檢測(cè)支架彈性變形。⑴.預(yù)壓前布設(shè)好測(cè)量控制點(diǎn)，觀測(cè)支架變形情況。預(yù)壓前先測(cè)量拱架各觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)高，預(yù)壓后觀測(cè)次數(shù)每天2次，上午8：00?9：00，下午4：00?5：00，并記錄好原始數(shù)據(jù)，以便對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。⑵.觀測(cè)方法按四等水準(zhǔn)測(cè)量要求，雙面讀數(shù)。觀測(cè)由專人負(fù)責(zé)，觀測(cè)點(diǎn)選在支架上部的固定位置處。⑶.按拱圈全斷面的110%配重進(jìn)行預(yù)壓，重物采用袋裝中粗砂，將砂袋分層整齊堆碼在砂盤上，用浮吊吊放在指定位置處。吊放過(guò)程中要有專人統(tǒng)一指揮，協(xié)調(diào)行動(dòng)。⑷.預(yù)壓連續(xù)觀測(cè)48小時(shí)以上，沉降趨于穩(wěn)定后，并報(bào)監(jiān)理檢查，征得其同意后，卸除荷載轉(zhuǎn)移到下一分段進(jìn)行預(yù)壓。⑸.荷載卸除后，立即測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)高，據(jù)此確定支架回彈值，繪出沉降-時(shí)間變形曲線。鋪設(shè)底模前調(diào)整支架可調(diào)高度，預(yù)留支架彈性變形和設(shè)計(jì)上拱度。模板⑴.底模：底模全部采用15mm的拋光酚醛竹膠板，在鋪設(shè)的楞木上釘牢。模板面平整度及相鄰板面高低差調(diào)至1mm范圍以內(nèi)，為確保底模模板拼縫處不漏漿，施工時(shí)竹膠板間夾設(shè)密封條。⑵.側(cè)模：設(shè)計(jì)為15mm竹膠板拼成。外側(cè)模與底模按側(cè)包底的方式連接，確保澆筑混凝土過(guò)程中不跑模、不漏漿。⑶.外側(cè)模板與木楞緊貼，木楞縱向布置四道，間距在30?40cm之間，木楞起連接和傳遞荷載的作用。模板加固支撐用普通鋼管作內(nèi)外鋼楞，鋼楞上加斜撐。⑷.模板安裝要定位準(zhǔn)確，安裝容許偏差控制在以下范圍：相鄰兩板表面高差V1mm，表面平整度V2mm，軸線偏位V5mm。⑸.模板安裝完畢后，對(duì)其平面位置、頂部標(biāo)高、節(jié)點(diǎn)聯(lián)系及縱橫向穩(wěn)定性進(jìn)行檢查，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理檢查驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行鋼筋綁扎。3.5.5鋼筋制作及綁扎⑴.鋼筋綁扎與焊接嚴(yán)格按設(shè)計(jì)文件及技術(shù)規(guī)范進(jìn)行，均勻布置墊塊以保證砼有足夠的保護(hù)層，鋼筋骨架支撐穩(wěn)固，預(yù)埋件埋設(shè)數(shù)量和位置準(zhǔn)確，確保在砼澆注過(guò)程中不移位變形。⑵.鋼筋骨架焊接質(zhì)量必須保證，可在地面進(jìn)行加工，加工時(shí)骨架尺寸可略小5?10mm，以確保保護(hù)層厚度。⑶.鋼筋存放時(shí)堆放在高于地面的平臺(tái)或墊木上，搭棚或覆蓋，防止雨淋、受潮，以免銹蝕。3.5.6.拱圈砼施工⑴.澆注混凝土前，對(duì)支架、模板、鋼筋和預(yù)埋件進(jìn)行檢查，模板內(nèi)的雜物、積水和鋼筋上的污垢清理干凈。⑵.混凝土澆注堅(jiān)持按“對(duì)稱、平衡、同步進(jìn)行”的原則，從每孔拱圈兩端向跨中進(jìn)行，一次澆筑完畢。⑶.混凝土澆注使用輸送泵，應(yīng)連續(xù)不間斷進(jìn)行，如必須間歇作業(yè)，其間歇時(shí)間應(yīng)盡量縮短，并要在前層混凝土凝結(jié)前，將次層混凝土澆注完畢。鑒于混凝土澆注對(duì)拱架受力和線形影響較大，澆注砼時(shí)由經(jīng)理部領(lǐng)導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)坐鎮(zhèn)指揮，統(tǒng)一協(xié)調(diào)、加強(qiáng)管理。勞動(dòng)組織上安排三班倒，施工機(jī)械有備用，且澆注前要徹底檢修機(jī)械設(shè)備，經(jīng)試運(yùn)轉(zhuǎn)一切正常才準(zhǔn)許開盤澆注。⑷.澆注混凝土?xí)r，派專人經(jīng)常觀察模板、支架、鋼筋、預(yù)埋件的情況，如發(fā)現(xiàn)異常情況，立即停止?jié)沧?，并采取相?yīng)處理措施。為避免拱圈下部出現(xiàn)混凝土臃集現(xiàn)象，控制水泥漿液流失，因此應(yīng)采取以下技術(shù)措施：一是延遲30min振搗，以降低混凝土流動(dòng)度；二是混凝土澆注并振實(shí)后，禁止多次對(duì)此部位混凝土實(shí)施振搗作業(yè)；三是混凝土振搗時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制振搗時(shí)間及振搗強(qiáng)度。⑸.混凝土振搗采用插入式振動(dòng)器。插入式振動(dòng)器與側(cè)模保持10cm距離，每一處振動(dòng)完畢后邊振動(dòng)邊徐徐提出振動(dòng)棒，避免振動(dòng)棒碰撞模板、鋼筋或其它預(yù)埋件，頂面砼要刮平、壓實(shí)、鐵抹子收光。混凝土初凝后立即進(jìn)行覆蓋。澆筑時(shí)除正常留置強(qiáng)度和彈性模量標(biāo)養(yǎng)試塊外，尚需留置同條件養(yǎng)護(hù)試塊，與構(gòu)件同條件養(yǎng)護(hù)，以確定松架時(shí)間。⑹.拱圈混凝土澆注應(yīng)先澆注拱腳、后拱頂，并在拱腳處留有施工泄水孔。砼在夜間溫度較底時(shí)合攏，松架應(yīng)在白天中午溫度較高時(shí)進(jìn)行。⑺.預(yù)防拱圈裂縫的技術(shù)措施拱圈整體現(xiàn)澆，如若措施不當(dāng)，極易出現(xiàn)裂縫。根據(jù)開裂的原因及形態(tài)可以分為塑性裂縫、失水干縮裂、溫度裂縫以及收縮裂縫、應(yīng)力破壞裂縫等，砼結(jié)構(gòu)開裂會(huì)嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的耐久性。根據(jù)我們工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，擬采用以下技術(shù)措施：改善砼材料物理力學(xué)性能：首先應(yīng)控制砼水灰比，當(dāng)水灰比大于0.45時(shí)，砼水化膠凝后，砼內(nèi)部會(huì)留存有自由水分，其蒸發(fā)后形成連通式孔洞，一方面會(huì)降低砼的抗碳化能力，造成鋼筋銹蝕砼開裂，另一方面會(huì)嚴(yán)重劣化砼微觀結(jié)構(gòu)完整性，產(chǎn)生更多的接觸裂縫。其次應(yīng)摻用部分礦物活性料，一方面減少砼水化熱總量，過(guò)高的砼水化熱會(huì)在砼內(nèi)外形成大的溫度梯度，產(chǎn)生溫度應(yīng)力，一旦溫度應(yīng)大于硬化初期砼的抗拉強(qiáng)度應(yīng)會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫；另一方面降低砼的溫度敏感性，即降低砼的線膨脹系數(shù)，使砼結(jié)構(gòu)在環(huán)境溫度變化時(shí)產(chǎn)生的變形低于極限拉位變，從而避免砼開裂。再次使用高效復(fù)合外加劑，例如使用微膨脹劑，可以補(bǔ)償砼的水化十縮，避免產(chǎn)生十縮裂縫；使用緩凝劑通過(guò)延長(zhǎng)砼水化熱產(chǎn)生時(shí)段，可以削弱砼水化熱峰值，從而降低砼結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差，避免溫度裂縫的產(chǎn)生。最后應(yīng)采取可靠的澆注及振搗工藝，保證砼的密實(shí)性。改善環(huán)境條件：首先控制砼的入模溫度，當(dāng)環(huán)境氣溫過(guò)高時(shí)，應(yīng)通過(guò)調(diào)整拌合水、骨料溫度，調(diào)整砼拌合物溫度，并在砼運(yùn)輸過(guò)程中采取罐體外澆水降溫措施，從而控制砼入模溫度在合理的范圍內(nèi)。其次控制環(huán)境溫度，例如在高溫季節(jié)可以通過(guò)噴水降低模板溫度；在日照強(qiáng)烈時(shí)，在日照一側(cè)模板面上懸掛濕草袋遮陽(yáng)、砼初凝后用通風(fēng)機(jī)向箱室內(nèi)通風(fēng)以及在箱室內(nèi)蓄水并定時(shí)置換等措施，降低環(huán)境溫度。再次控制環(huán)境其它條件，例如風(fēng)速大時(shí)，會(huì)使初凝砼表面加速失水，從而容易形成砼表面十縮龜裂或開裂，因此大風(fēng)天氣，砼暴露面應(yīng)采用土工布灑水覆蓋等方法，對(duì)砼表面進(jìn)行保護(hù)。注重工藝改進(jìn)：砼的塑料裂縫、表面龜裂以及鋼筋位置的沉陷裂縫在支架現(xiàn)澆中較為常見，原因主要是工藝粗糙造成的，克服砼塑性裂縫、表面龜裂縫的主要措施是除控制砼水灰比，在砼初凝時(shí)還要用鋼抹刀反復(fù)仔細(xì)用力鏝壓。避免鋼筋的沉陷裂縫的主要措施是在抹面鏝壓基礎(chǔ)上，一是在砼振搗時(shí)避免振搗鋼筋，以避免在鋼筋周圍聚集自由水及水泥漿，過(guò)量的水泥將會(huì)降低Ec，從而造成大的砼干縮；二是在施工作業(yè)時(shí)避免反復(fù)擾動(dòng)鋼筋（例如人工踩踏），施工人員應(yīng)使用木道板。實(shí)踐證明砼的早期開裂除與砼材料物理力學(xué)性能有關(guān)外，還主要與砼的早期養(yǎng)護(hù)不當(dāng)有關(guān)，因此為預(yù)防砼開裂，必須加強(qiáng)砼養(yǎng)生，砼的養(yǎng)生方式應(yīng)按環(huán)境溫度條件，通過(guò)砼熱工計(jì)算及結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算予以確定。其它砼的開裂原因還有砼的變形約束開裂、砼的斜截面抗剪強(qiáng)度破壞開裂、砼的局部應(yīng)力集中強(qiáng)度破壞開裂等，以及由于施工工藝錯(cuò)誤，例如錯(cuò)誤的模板支架拆除程序，都可能造成砼開裂。對(duì)此應(yīng)在結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上有針對(duì)性的采取必要的構(gòu)造技術(shù)措施。⑻.混凝土澆注完成，在收漿2小時(shí)后及時(shí)用土工布予以覆蓋，并灑水養(yǎng)護(hù)?；炷恋酿B(yǎng)護(hù)時(shí)間一般為7天，根據(jù)空氣濕度、溫度和水泥品種及摻用的外加劑等情況，酌情予以延長(zhǎng)?；炷翉?qiáng)度達(dá)到2.5Mpa前，不得使其承受行人、運(yùn)輸工具、模板、支架及腳手架等荷載。3.5.7.模板、支架拆除⑴.待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%后，可以松架，即將砂箱內(nèi)的沙子放出一部分，使拱架下落幾公分，讓拱圈混凝土在自重作用下產(chǎn)生合適的撓度，使其基本上達(dá)到運(yùn)營(yíng)階段的受力狀況。松架時(shí)根據(jù)計(jì)算再逐步張拉蓋梁內(nèi)鋼絞線，使其可以平衡拱圈的