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文檔簡介
第九章
混凝土簡支梁制造與架設(shè)1本章導讀主要介紹鋼筋混凝土簡支梁和預應(yīng)力混凝土簡支梁的制造與架設(shè)工藝;混凝土簡支梁制造過程中模板與支撐工程的細部構(gòu)造、鋼筋的加工和安裝要求、混凝土施工各環(huán)節(jié)的本卷須知、預應(yīng)力張拉的施工工藝。重點是混凝土簡支梁的各種架設(shè)方法。難點是浮運架設(shè)和高空架設(shè)。29.1概述9.2鋼筋混凝土簡支梁制造9.3預應(yīng)力混凝土簡支梁制造9.4簡支梁的架設(shè)9.5本章小結(jié)39.1概述
簡支梁屬于靜定結(jié)構(gòu),地基變形、溫度變化、混凝土收縮徐變、張拉預應(yīng)力等均不會在梁中產(chǎn)生附加內(nèi)力,而且受力簡單、設(shè)計計算方便、施工方便、工期短、造價低,且容易維修,由于這些特點,使得簡支梁橋成為鋼筋混凝土和預應(yīng)力混凝土梁式橋體系中應(yīng)用最早、使用最廣泛的一種橋型。混凝土梁式橋根據(jù)使用期間是否容許開裂又分為鋼筋混凝土梁式橋與預應(yīng)力混凝土梁式橋兩大類,鋼筋混凝土簡支梁僅適用于小跨度的橋梁,為了提高簡支梁的跨越能力,常采用預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)?;炷梁喼Я簶蚴┕し椒ㄖ饕ㄖЪ墁F(xiàn)澆和整孔架設(shè)安裝法兩大類。整孔架設(shè)安裝法就是將一孔梁分成多片在工廠預制,然后運至橋位處,進行現(xiàn)場架設(shè)的施工方法。根據(jù)施工工藝和安裝方法的不同又具體分為陸地架設(shè)法、浮吊架設(shè)法和高空架設(shè)法。4整孔架設(shè)安裝法特點是:上、下部結(jié)構(gòu)可以平行施工,工期短;工廠生產(chǎn)易于組織管理,結(jié)構(gòu)質(zhì)量容易保證;混凝土收縮徐變的影響小。但是這種方法需要有預制場地和必要的運輸、吊裝設(shè)備。支架現(xiàn)澆法施工無需預制場地,不需要大量的吊運設(shè)備。但是,工期長,施工質(zhì)量不易保證。隨著大型運、架設(shè)備的開展,整孔架設(shè)安裝法得到了普遍的推廣和應(yīng)用,本章將對鋼筋混凝土和預應(yīng)力混凝土簡支梁的制造工藝和常用的運輸安裝方法進行介紹。59.2.1模板與支撐工程1)模板工程模板是混凝土施工的必要條件,其作用是保證混凝土按照設(shè)計要求的形狀、尺寸及位置成型和硬化,屬于施工中的臨時結(jié)構(gòu)。模板主要由面板、縱橫肋和支架組成,承受新澆混凝土的重量、側(cè)壓力、施工荷載及其它自然荷載(如風、雪、溫度等)。模板不僅控制著梁體尺寸的精度和混凝土澆筑質(zhì)量,而且對施工平安起到至關(guān)重要的作用。9.2鋼筋混凝土簡支梁制造
6here因此模板在設(shè)計制造時應(yīng)遵循以下原那么:①具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性,能平安可靠地承擔施工中可能出現(xiàn)的各種荷載;②保證結(jié)構(gòu)的設(shè)計形狀、尺寸及各局部相互之間位置的準確性;③模板板面之間應(yīng)平整,接縫嚴密,不漏漿,保證結(jié)構(gòu)物外露面美觀,線條流暢,可設(shè)倒角;④結(jié)構(gòu)簡單,制作、裝拆方便。7(1)模板的種類梁橋施工中常用的模板有木模板、鋼模板、鋼木結(jié)合模板等。當就地施工單跨或各跨結(jié)構(gòu)形式、尺寸各不相同的橋跨結(jié)構(gòu)時,可采用木模;在預制工廠或大型橋梁施工中需要屢次重復使用的節(jié)段模板,多采用鋼模。從經(jīng)濟和節(jié)約材料方面考慮,一般可采用鋼木結(jié)合模板。①木模板木模一般由木質(zhì)面板、肋木、立柱或由模板、直坊、橫坊組成,如圖9.1所示。
圖9.1木模構(gòu)造1-模板;2-直枋;3-橫枋;4-肋木;5-立柱8面板厚度通常為3cm~5cm,板寬為15cm~20cm,肋木、立柱、直枋和橫枋的尺寸應(yīng)根據(jù)計算確定。木模板的優(yōu)點是容易制作,但木材耗損大,本錢較高。木??稍诠S或施工現(xiàn)場制作,木模與混凝土接觸的外表應(yīng)平整、光滑,屢次重復使用的木模應(yīng)在內(nèi)側(cè)加釘薄鐵皮。面板的接縫可做成平縫、搭接縫或企口縫。當采用平縫時,應(yīng)在拼縫處襯壓塑料薄膜或水泥袋紙以防漏漿。木模的轉(zhuǎn)角處應(yīng)加嵌條或做成斜角。重復使用的模板應(yīng)始終保持其外表平整、形狀準確,不漏漿,有足夠的強度和剛度。9②鋼模板鋼模是用厚度為4~6mm的鋼制面板代替木模中的木質(zhì)面板,用角鋼做成水平肋和豎向肋代替木模中肋木和立柱。橋梁用鋼模一般做成大型塊件,長3~8cm。鋼模宜采用標準化的組合模板,其造價雖高,但由于周轉(zhuǎn)次數(shù)多,所以實際本錢低,且結(jié)實耐用,接縫嚴密,能經(jīng)受強力振搗,澆筑的構(gòu)件外表光滑,所以目前鋼模的采用日益增多③鋼木結(jié)合模板將鋼模板中的鋼制面板換成水平拼裝的木質(zhì)面板,用埋頭螺栓連接在角鋼豎肋上,在木面板上再釘一層薄鐵皮,就成為鋼木結(jié)合模板。這種模板節(jié)約木料,本錢較低,同時具有較大的剛度和穩(wěn)定性。10here④土模土模就是用土做成的預制混凝土構(gòu)件的模型。土模法施工就是用成形的土巖層全部或局部代替現(xiàn)澆混凝土的支架、模板進行施工的方法。土模的優(yōu)點是可以提高工效,保證質(zhì)量,并能節(jié)約大量木材和鐵件,缺點是用工較多,制作要求嚴格,預埋構(gòu)件較難固定,雨季施工困難。土胎模制作的場地必須堅實、平整,底模必須拍實找平,土胎模外表應(yīng)光滑,尺寸準確,外表應(yīng)涂隔離劑。11(2)常用模板的構(gòu)造梁橋橋跨結(jié)構(gòu)由底模、側(cè)模、端模和內(nèi)模組成。底模支承在底座或支架上,側(cè)模沿梁長置于構(gòu)件的兩側(cè),端模沿橫向置于梁的端部,內(nèi)模那么是形成空心截面所必需的特殊模板。①側(cè)模側(cè)模沿梁長的分段長度根據(jù)起吊能力設(shè)置,每段可為4~5m,常在橫隔梁處分隔,橫隔梁間距較大時,還可在中間再分隔。對于小跨徑梁那么可為整體側(cè)模。
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圖9.2為一木模板的構(gòu)造。側(cè)模由橫向內(nèi)框架、外框架和模板組成??蚣苡韶Q向、水平向及斜向的方木或木條組成(用鐵釘、螺栓連接而成)。框架間距一般為0.7~1.0m,面板厚度30~50mm,可直接釘(支承)在框架上。內(nèi)外側(cè)??捎么┻^梁體的螺栓連接,在梁的頂部用拉桿將外框架立柱拉緊。圖9.2木模板構(gòu)造13
圖9.3為一T型鋼模板構(gòu)造圖。鋼模板由角鋼焊成支架,再由角鋼或扁鋼作橫向和豎向加勁肋,將支架焊接成骨架,骨架內(nèi)側(cè)再焊4~8mm鋼板。支架間距0.5~0.8m,與所用鋼板厚度有關(guān)。每一節(jié)鋼模之間用螺栓或插銷連接,支架頂部和底部配以拉桿或其它構(gòu)造措施將兩側(cè)模板與底模牢固扣緊,成為整體。圖9.3T型鋼模板構(gòu)造1-外模板;2-擋砟墻模;3-上拉桿;4-端內(nèi)模;5-外模鋼帶;6-內(nèi)側(cè)模;7-內(nèi)邊墻模;8-斜拉桿;9-側(cè)頂桿;10-底端板;11-支承橫梁14圖9.4為16mT梁中段鋼木結(jié)合模板。面板用45mm厚木板,外表釘有鍍鋅鐵皮??蚣苡媒卿摵筒垆摻M成,上部用小槽鋼做拉桿相連,下部在底模以下用螺絲拉桿與底模擠緊。段與段之間,用螺栓穿過端部框架相連。接縫處嵌以橡膠或塑料泡沫以防漏漿。圖9.416mT梁中段鋼木結(jié)合模板15here②內(nèi)模在混凝土空心板梁、箱型梁的模板中,均需要用內(nèi)模來形成梁截面的內(nèi)部空腔。內(nèi)模無法使用外部支架,必須形成自支撐體系,且要特別考慮到立模和拆模的方便??招膬?nèi)模目前常采用四合式活動模板,并裝有鐵鉸鏈,使面板可以轉(zhuǎn)動。圖9.5為裝配式鋼筋混凝土預制空心板的橫截面構(gòu)造。為了便于搬運裝拆,按橋長分為兩節(jié),每節(jié)由四塊單元體組成,每隔約70cm設(shè)木骨架一道,且以扁鐵條相連接,中間設(shè)活動支承板,支承板除一個角用鉸鏈連接外,其余三個角均以活榫支撐,支撐板中間開孔,用來適應(yīng)拉條在立芯模和拆芯模時的活動范圍。芯模在底板澆筑后架立,頂上用臨時支架固定,在兩側(cè)混凝土澆筑高度達芯模的2/3時,可將頂上的臨時支架撤除。16here圖9.6為40m預應(yīng)力混凝土箱形截面無砟無枕梁的中間段鋼模板。全梁內(nèi)外模板分為8段,中間段長5m,用8mm厚的鋼板作面板,并加焊橫肋與豎肋。箱梁內(nèi)模本身呈箱型,在豎向分為上下兩局部。上部高度較大,下部較小,在豎向連接處做成斜面。為了確保腹板和底板的厚度符合設(shè)計要求,可在內(nèi)模與外模及內(nèi)模與底模之間用直徑60mm的塑料管作橫撐,并在其中穿以螺栓連接。梁體灌注完畢后,撤除螺栓,拔出塑料管,即形成通風孔。T形梁和箱形梁外模板及支架,如圖9.7所示。17here(3)模板的制作與安裝模板在制作和安裝時,必須保證模板接縫密合,如有縫隙,需塞堵嚴密,以防漏漿。建筑物外露面的模板應(yīng)刨光并涂以石灰乳漿、肥皂水或潤滑油等潤滑劑。為減少施工現(xiàn)場的安裝拆卸工作和便于周轉(zhuǎn)使用,模板應(yīng)盡量制成裝配式組件或塊件。模板應(yīng)用內(nèi)撐支撐,用螺栓栓緊。使用木內(nèi)撐時,應(yīng)在澆筑到該部位時及時將支撐撤去。支架及模板,在使用前應(yīng)進行模驗,需保證鞏固、穩(wěn)定,其位置及尺寸符合設(shè)計要求。18here2)支撐工程就地澆筑混凝土梁橋的上部結(jié)構(gòu),首先應(yīng)在橋孔位置搭設(shè)支架,以支承模板、澆筑的鋼筋混凝土,以及其它施工荷載。對于裝配式橋的施工,有時也要搭設(shè)支架作為吊裝過程中的臨時支承結(jié)構(gòu)和施工操作平臺。支架要承受橋梁的大局部恒重,不但控制著梁體尺寸的精度,還影響到施工的平安。因此,支架應(yīng)符合以下要求:19①具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性,能可靠地承受施工過程中可能產(chǎn)生的各項荷載;支架根底要可靠,構(gòu)件結(jié)合要緊密,并要有足夠的縱、橫、斜連接桿件;②對河道中的支架要充分考慮洪水和漂流物的影響;③支架受荷后有變形和撓度,在安裝前要進行計算,設(shè)置預拱度,使結(jié)構(gòu)的外形尺寸和標高符合設(shè)計要求;④支架上要設(shè)置落架設(shè)備,落架時要對稱、均勻,不應(yīng)使主梁發(fā)生局部受力;⑤構(gòu)造和制作簡便,裝拆方便,能增加周轉(zhuǎn)使用次數(shù)。20here支架有滿布式木支架、滿布式鋼管腳手架,如圖9.8〔a〕所示;鋼木混合的梁式支架,如圖9.8〔b〕所示;梁柱式支架及萬能桿件拼裝支架與裝配式公路鋼橋桁節(jié)拼裝支架,如圖9.8〔c〕所示。(a)支柱式
(b)梁式
(c)梁柱式圖9.8支架構(gòu)造21here(1)滿布式支架滿布式支架,如圖9.9所示,常用于陸地或不通航的河道,或橋墩不高、橋位處水位不深的橋梁。其形式可根據(jù)支架所需跨徑的大小等條件,采用排架式、人字撐式或八字撐式。排架式為最簡單的滿布式支架,主要由排架及縱梁等部件構(gòu)成。其縱梁為抗彎構(gòu)件,因此,跨度一般不大于4m。人字撐式和八字撐式的支架構(gòu)造較復雜,需在澆筑混凝土時適當安排澆筑程序和保持均勻、對稱地進行,以防發(fā)生較大變形。這類支架的跨徑可達8m左右。滿布式支架的排架,可設(shè)置在枕木上或樁基上,根底需堅實可靠,以保證排架的沉陷值不超過規(guī)定。當排架較高時,為保證支架橫向的穩(wěn)定,除在排架上設(shè)置撐桿外,尚需在排架兩端外側(cè)設(shè)置斜撐桿或斜立樁。22here(2)鋼木混合支架為加大支架跨徑,減少排架數(shù)量,支架的縱梁可采用工字鋼,其跨徑可達10m。但這種情況下,支架多改用木框架結(jié)構(gòu),以提高支架的承載力及穩(wěn)定性。這類鋼木混合支架的構(gòu)造通常如圖9.10所示。
圖9.10鋼木混合支架23(3)萬能桿件拼裝支架用萬能桿件可拼裝成各種跨度和高度的支架,其跨度需與桿件本身長度成整倍數(shù)。用萬能桿件拼裝的桁架的高度,可達2、4、6m或6m以上。當高度為2m時,腹桿拼為三角形;高度為4m時,腹桿拼為菱形;高度超過6m時,那么拼成多斜桿的形式,如圖9.11所示。用萬能桿件拼裝墩架時,柱與柱之間的距離與桁架之間的距離相同。樁高除柱頭及柱腳外應(yīng)為2m的倍數(shù)。用萬能桿件拼裝的支架,在荷重作用下的變形較大,而且難以預計其數(shù)值,因此,應(yīng)考慮預加壓重,預壓重力相當于灌筑的混凝土的重力。24here(4)裝配式公路鋼橋桁節(jié)拼裝支架用裝配式公路鋼橋桁節(jié)可拼裝成桁架梁和塔架。為加大桁架梁孔徑和利用墩臺作支承,也可拼成八字斜撐以支撐桁架梁。桁架梁與桁架梁之間,應(yīng)用抗風拉桿和木斜撐等進行橫向聯(lián)結(jié),以保證桁架梁的穩(wěn)定。用裝配式公路鋼橋桁節(jié)拼裝的支架,在荷重作用下的變形很大,應(yīng)進行預壓。25here(5)輕型鋼支架橋下地面較平坦,有一定承載力的梁橋,為節(jié)省木料,宜采用輕型鋼支架。輕型鋼支架的梁和柱,以工字鋼、槽鋼或鋼管為主要材料,斜撐、聯(lián)結(jié)系等可采用角鋼。構(gòu)件應(yīng)制成統(tǒng)一規(guī)格和標準;排架應(yīng)預先拼裝成片或組,并以混凝土、鋼筋混凝土枕木或木板作為支承基底。為了防止沖刷,支承基底需埋入地面以下適當?shù)纳疃取檫m應(yīng)橋下高度,排架下應(yīng)墊以一定厚度的枕本或木楔等。26here為便于支架和模板的拆卸,縱梁支點處應(yīng)設(shè)置木楔。輕型鋼支架構(gòu)造例如,如圖9.12所示。圖9.12輕型鋼支架27here(6)墩臺自承式支架在墩臺上留下承臺式預埋件,上面安裝橫梁及架設(shè)適宜長度的工字鋼或槽鋼,即構(gòu)成模板的支架。這種支架適用于跨徑不大的梁橋,但支立時仍需考慮梁的預拱度、支架梁的伸縮以及支架和模板的卸落等所需條件。(7)模板車式支架這種支架適用于跨徑不大,橋墩為立柱式的多跨梁橋的施工,形狀如圖9.13所示。在墩柱施工完畢后即可立即鋪設(shè)軌道,拖進孔間,進行模板的安裝,這種方法可簡化安裝工序和節(jié)省安裝時間。當上部構(gòu)造混凝土澆筑完畢,強度到達要求后,模板車即可整體向前移動。但移動時需將斜撐取下,將插入式鋼梁節(jié)段推入中間鋼梁節(jié)段內(nèi),并將千斤頂放松。28here9.2.2鋼筋的加工與安裝1)鋼筋的加工鋼筋進場后,應(yīng)檢查出廠試驗證明書。假設(shè)無證明文件或?qū)︿摻钯|(zhì)量有疑問時應(yīng)作拉力試驗和冷彎試驗。如需焊接時,需作可焊性試驗。鋼筋進場后,尚應(yīng)注意妥善保管,所有進場鋼筋應(yīng)根據(jù)品種按批分別存放,同一片梁內(nèi),梁體主筋必須是同種鋼號鋼筋。鋼筋加工的工序包括調(diào)直、切斷、除銹、彎制、焊接或綁扎成型等。(1)鋼筋的調(diào)直直徑10mm以下的細鋼筋多卷成盤形,粗鋼筋常彎成“發(fā)卡〞形,以便運輸和儲存。因此運到工地的鋼筋,應(yīng)先調(diào)直。調(diào)直方法有機械與人工兩種,先將盤圓鋼筋放開,裁30m~40m的長度,然后用人力或電動絞車拉直,也可用鋼筋調(diào)直機調(diào)直。
29here粗鋼筋可放在工作臺上用手錘敲直,也可用手工扳子或自動機床矯直。調(diào)直后的鋼筋應(yīng)平直,無局部曲折。(2)鋼筋的切斷鋼筋切斷有人工和機械兩種方法。直徑25mm以上的鋼筋,可用鋼鋸切斷;10mm~22mm的鋼筋可用上下搭口及鐵錘切斷,如圖9.14〔a〕所示;10mm以下的鋼筋可用剪刀剪斷,如圖9.14〔b〕所示。機械截切可用電動剪切機,太粗的鋼筋可用氣割法切斷。30here(3)鋼筋接長鋼筋加工中往往由于鋼筋長度不夠,或為了合理用料及長短搭配而接長鋼筋。鋼筋接長的方式有閃光接觸對焊、電弧焊和綁扎搭接三種。應(yīng)優(yōu)先使用電焊,并以閃光接觸對焊為主。閃光接觸對焊接長鋼筋,其優(yōu)點是鋼筋傳力性能好,省鋼料,能電焊各種鋼筋,防止了鋼筋的擁擠,故一般電焊均以采用閃光焊為宜。閃光接觸對焊,可分不加預熱的連續(xù)閃光和加預熱的閃光兩種方法。一般常用不加預熱的連續(xù)閃光焊,假設(shè)對焊機功率缺乏,不能用連續(xù)閃光焊時,對直徑較粗的鋼筋,可采用加預熱的閃光焊。圖9.15為接觸對焊的接頭形式。31here
在不能進行閃光接觸焊時,可采用電弧焊(如搭接焊、幫條焊等)。在搭接焊中,采用單面焊縫或雙面焊縫,應(yīng)視施工情況而定。在預制鋼筋骨架中多采用雙面焊縫;在模板內(nèi)焊合的鋼筋,多采用單面焊縫。圖9.16為電弧焊的接頭型式。圖9.15接觸對焊接頭
圖9.16電弧焊接頭無論是閃光接觸焊還是電弧焊,鋼筋焊接完畢后,都應(yīng)對接頭進行外觀檢查,并進行機械性能試驗。返回32here當沒有條件采用焊接時,接頭可用鐵絲綁扎搭接,但綁扎接頭的質(zhì)量差,費鋼料,且鋼筋直徑不應(yīng)超過25mm。其搭接長度見表9.1。表9.1鋼筋搭接長度注:①位于受拉區(qū)的搭接長度不應(yīng)小于250mm;位于受壓區(qū)的搭接長度不應(yīng)小于200mm;②d為鋼筋直徑。33here(4)鋼筋骨架焊接在混凝土梁和板的制作過程中,一般需首先將梁的鋼筋制成鋼筋骨架,將板的鋼筋制成鋼筋網(wǎng)。鋼筋骨架的焊接應(yīng)采用電弧焊。先在牢固的工作臺上焊成單片平面骨架,然后再將平面骨架焊成立體骨架,使骨架有足夠剛性和不變形性,以便吊運。工作臺如圖9.17所示,臺高一般為30cm~40cm,鋼筋按照骨架的外框尺寸用角鋼固定在臺面上,每根斜筋的兩側(cè)也用角鋼固定。圖9.17T形梁鋼筋單片骨架拼焊臺34為了防止鋼筋在焊接過程中由于溫度變化造成的翹曲變形及焊縫內(nèi)的收縮應(yīng)力,鋼筋骨架應(yīng)采取合理的焊接工藝措施。鋼筋應(yīng)采用雙面焊縫使骨架的變形盡可能均勻?qū)ΨQ,假設(shè)只能采用單面焊時,應(yīng)在垂直骨架平面方向留預拱度。在施焊順序上采用先點焊后跳焊,且在跳焊時采用分段跳焊和分層跳焊的方法,即從鋼筋骨架中心向兩端對稱錯開焊接,且先下部后上部,每條焊縫應(yīng)一次焊成。在同一部位有多層鋼筋焊接時,各道焊縫應(yīng)互相交錯跳焊。當多層鋼筋直徑不同時,可先焊兩直徑相同的,再焊直徑不同的,鋼筋施焊順序如圖9.18所示。35here2)鋼筋的安裝在模板內(nèi)安裝鋼筋之前,應(yīng)詳細檢查模板各局部尺寸,并檢查模板有無歪斜、裂縫及變形等。所有變形和尺寸不符之處應(yīng)在安裝鋼筋之前予以修止。安裝鋼筋時,應(yīng)使其位置準確。應(yīng)在鋼筋下面墊以預制好的混凝土塊,并用預埋在墊塊中的鐵絲綁扎在鋼筋上,以保證底模板與鋼筋間具有足夠的保護層厚度。在鋼筋與模板側(cè)面之間、同一水平高度的相鄰鋼筋之間、上下層鋼筋之間,也要綁墊混凝土塊或短鋼筋,以保證有足夠的保護層厚度。配置在同一截面內(nèi)的混凝土墊塊應(yīng)錯開,以免把混凝土受拉區(qū)域截斷。36here9.2.3混凝土工程混凝土工程包括混凝土的拌合、運輸、澆筑、養(yǎng)護等工序,各工序緊密聯(lián)系又相互影響。1)混凝土的拌合混凝土通常應(yīng)用機械拌和,對少量的混凝土可采用人工拌和,而且僅為塑性混凝上。人工拌和混凝土是在鐵板或其它不滲水的拌和板上進行。拌和時先將每次拌和所需的砂料和水泥干拌至顏色一致,再將石子摻入加水拌和,反復濕拌假設(shè)干次至全部顏色一致,石子和水泥砂漿無別離為止。
37here預制場及較大工地的混凝土拌和,一般都采用固定式的拌和臺。混凝土拌和前,應(yīng)先測定砂石料的含水率,調(diào)整配合比,計算配料單,校正磅秤和檢查攪拌機運轉(zhuǎn)情況?;炷涟韬蜁r間一般為3min左右,以石子外表包滿砂漿,拌和顏色均勻為標準。在整個施工過程中,應(yīng)注意拌和速度與混凝土澆搗速度的密切配合,隨時檢查混凝土的坍落度,并嚴格控制水灰比。38here2)混凝土的運輸混凝土運輸路線的選擇應(yīng)使從混凝土攪拌機至灌筑地點之間的距離力求最短,在運輸過程中應(yīng)保證混凝土拌和物不發(fā)生離析或灰漿流失現(xiàn)象,塌落度前后相差不得超過30%?;炷涟韬臀飶臄嚢璧攸c運至灌筑地點所延續(xù)時間一般不宜超過以下規(guī)定:當混凝土溫度為20℃~30℃時,不超過1h,當混凝土溫度為10℃~19℃時,不超過1.5h;當混凝土溫度為5℃~9℃時不超過2h。混凝土的運輸方法可采用水平運輸和垂直運輸兩種。水平運輸工具常見的有獨輪手推車和雙輪手推車、可用人力和機械牽引窄軌傾斗車、水平運輸帶、自動傾卸卡車和纜索起重機,纜索起重機既能用于水平運輸又可用于垂直運輸,能跨越江河。垂直運輸工具常見的有懸臂起重機、井字架起重設(shè)備、以及各種移動式工程起重機械。39here3)混凝土的澆筑混凝土的澆筑方法和順序,對工程質(zhì)量影響很大。為保證混凝土在垂直澆筑過程中不發(fā)生離析現(xiàn)象,澆筑無筋或少筋混凝土時,混凝土拌和物的自由傾落高度不宜超過2m。當傾落高度超過2m時,應(yīng)用滑槽或串筒輸送。當傾落高度超過10m時,串筒內(nèi)應(yīng)附設(shè)減速設(shè)備,如圖9.19所示。澆筑鋼筋較密的混凝土時,自由傾落高度最好不超過30cm,以免因鋼筋碰撞而導致石子與砂漿別離。40here
簡支梁橋上部構(gòu)造混凝土的澆筑,一般應(yīng)由墩臺兩端開始向跨中方向同時進行。當從兩端同時澆筑有困難時,也可從一端開始,但澆筑至跨徑1/3處(稍偏靠跨徑中央)有彎起鋼筋的地方停止,然后從另一端開始,直至澆筑完成。當梁體平面面積過大,澆筑能力不能滿足時,可采用斜向分段、水平分層的方法連續(xù)灌注,如圖9.20所示。圖9.20混凝土澆筑順序(a)一次灌注;(b)梁肋、板分次灌注;(c)分段分層灌注41here表9.2澆筑混凝土允許間歇時間每層混凝土的澆筑厚度應(yīng)根據(jù)拌和能力、運輸距離、澆筑速度選擇為15cm~25cm?;炷翝仓?yīng)依照次序,逐層連續(xù)澆完,不得任意中斷,并應(yīng)在前層混凝土開始凝固前即將次層混凝土拌和物澆搗完畢。如因故必須間歇時,應(yīng)不超過表9.2所列的間歇時間。42當間歇時間超過表9.2所列數(shù)值時,或分段澆筑的接頭,均應(yīng)按工作縫處理。在工作縫位置須待下層混凝土強度到達1.2MPa(鋼筋混凝土為2.5MPa)前方可澆筑上層混凝土。在澆筑混凝土前應(yīng)鑿除施工縫處下層混凝土外表的水泥砂漿和松弱層。經(jīng)鑿毛處理的混凝土外表,應(yīng)用水沖洗干凈,且不得留下積水。在澆筑新混凝土前,垂直縫應(yīng)刷一層凈水泥漿;水平縫應(yīng)在全部連接面上鋪上一層厚為1cm~2cm的水泥砂漿。43here4)混凝土的養(yǎng)護混凝土的合理養(yǎng)護是保證其硬化充分,并防止由于早期過度收縮而產(chǎn)生外表裂縫的必要條件。一般情況下,對塑性混凝土應(yīng)在澆筑后12h以內(nèi),對干硬性混凝土應(yīng)在澆筑1h~2h內(nèi)用濕麻袋、草簾或濕砂遮蓋,并經(jīng)常灑水,灑水次數(shù)的多少,以能保持混凝土外表經(jīng)常的足夠的潤濕狀態(tài)為度。在常溫下(15℃~25℃),用普通水泥拌制的混凝土養(yǎng)護時間不得少于7d;用礬土水泥拌制的不得少于3d;用礦渣水泥、火山灰質(zhì)水泥拌制的或在施工中摻用塑化劑的不得少于14d;枯燥、炎熱天氣應(yīng)適當延長;氣溫低于+5℃時不得澆水。在橋梁預制廠,常采用養(yǎng)護罩蒸汽法養(yǎng)護,即在大氣壓力下,溫度60℃以下,相對濕度90%~100%條件下的養(yǎng)護方法。蒸汽養(yǎng)護可加速制梁臺座和模板的周轉(zhuǎn),使用礬土水泥的混凝土不能使用蒸汽養(yǎng)護。44here9.3預應(yīng)力混凝土簡支梁制造
由于普通混凝土抗拉強度低,容易在混凝土收縮徐變、溫度變化或較低的荷載作用下即發(fā)生開裂,故通過對梁體施加預應(yīng)力的方法來提高其抗裂性和耐久性,并減輕自重,增大跨度。工程上對梁體施加預應(yīng)力一般通過張拉鋼筋來實現(xiàn),將張拉后的高強度鋼筋錨固在混凝土構(gòu)件內(nèi),利用其彈性回縮對混凝土施加預壓力。在混凝土澆筑前張拉鋼筋的稱“先張法〞,如圖9.21所示;在混凝土硬化后張拉鋼筋的稱“后張法〞,如圖9.22所示。45here9.3.1先張法施工工藝先張法制作預應(yīng)力混凝土構(gòu)件,多在預制場的臺座上進行。先張法施工時首先支立模板,綁扎鋼筋骨架,并在張拉臺座或鋼模上張拉預應(yīng)力鋼筋,到達要求的張拉控制應(yīng)力后,用夾具臨時錨固在臺座兩端,然后澆筑梁體混凝土并進行養(yǎng)護,到達要求的混凝土強度后(一般為設(shè)計強度的70%~80%),放松預應(yīng)力筋,在鋼筋回縮過程中利用鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力獲得預壓力。先張法施工工序較多,下面僅重點介紹張拉臺座、預應(yīng)力筋的下料、預應(yīng)力筋張拉、混凝土澆筑和預應(yīng)力筋放張等幾個特殊的工序。46here1)張拉臺座臺座在先張法構(gòu)件生產(chǎn)中是主要的承力構(gòu)件,它必須具有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性,以免因臺座的變形、傾覆和滑移而引起預應(yīng)力的損失,以確保先張法生產(chǎn)構(gòu)件的質(zhì)量。臺座的形式很多,因地制宜,但一般可分為墩式臺座和槽式臺座兩種。47here(1)墩式臺座墩式臺座由承力支架、臺面、橫梁和定位板四局部組成,其長度宜為50~150m,如圖9.23所示。臺座的承載力應(yīng)根據(jù)構(gòu)件張拉力的大小,可按臺座每米寬的承載力為200~500kN設(shè)計臺座。承力支架是臺座的重要局部,在設(shè)計和建造時應(yīng)保證承受預應(yīng)力鋼筋的全部張拉力,而不產(chǎn)生變形和位移。臺面是制作構(gòu)件的底模,要求平整、光滑,一般可在夯實干整的基土上澆鋪并按規(guī)定留出伸縮縫。臺面伸縮縫可根據(jù)當?shù)販夭詈徒?jīng)驗設(shè)置,一般均為10m設(shè)置一道。也可采用預應(yīng)力滑動臺面,不留伸縮縫。圖9.23墩式臺座48預應(yīng)力滑動臺面,一般是在原有的混凝土臺面或新澆筑的混凝土基層上刷隔離劑,張拉預應(yīng)力鋼絲后,澆筑混凝土面層,待混凝土到達放張強度后,切斷鋼絲臺面就發(fā)生滑動。這種臺面使用效果良好。橫梁是將預應(yīng)力鋼筋的張拉力傳給承力支架的構(gòu)件,一般用型鋼或混凝土制作,并根據(jù)橫梁的跨度、張拉力大小通過計算確定其斷面尺寸,以保證其剛度和穩(wěn)定性,防止受力后產(chǎn)生變形和翹曲。定位板是固定預應(yīng)力鋼筋位置的,一般都用鋼板制作。49here(2)槽式臺座槽式臺座由鋼筋混凝土壓桿、上下橫梁及臺面組成,臺座的長度一般不超過50m,承載力可大于1000kN以上,如圖9.24所示。為了便于澆筑混凝土和蒸汽養(yǎng)護,槽式臺座一般均低于地面。在施工現(xiàn)場還可利用已預制的柱、樁等構(gòu)件裝配成簡易的槽式臺座。按壓桿的受力原理,槽式臺座可分為軸心壓柱式、偏心壓柱式、墩柱式和梭形等幾種,其主要特點是在臺座兩側(cè)設(shè)傳力柱,承受水平張拉荷載。
圖9.24槽式臺座50here假設(shè)張拉荷載合力中心與壓柱的中心重合,那么為軸心壓柱式臺座,如圖9.25所示。這種臺座受力明確、承載力大、工程量小、節(jié)約材料,但傳力柱較高,對施工操作造成不便,需將傳力柱頂降至與地面同一標高,形成地槽形式,適用于小型預制場。
圖9.25軸心壓柱式臺座示意(a)平面;(b)立面51here假設(shè)將壓柱標高降至接近地面,并在壓柱端部設(shè)牛腿,將水平張拉荷載通過牛腿傳至立柱,使立柱處于偏心受壓狀態(tài),那么稱其為偏心壓柱式臺座,如圖9.26所示。這種臺座承載力大,但在偏心作用下會使壓柱截面增大,配筋增加,且易造成臺座傾覆,故常在臺座端部增設(shè)平衡重結(jié)構(gòu),如平衡梁或平衡板,適用于固定預制場。
圖9.26偏心壓柱式臺座示意圖52墩柱式臺座將牛腿和端節(jié)壓柱分開,中間設(shè)置傳力鉸。牛腿下伸與重力墩連成整體。壓桿由偏心受壓轉(zhuǎn)為軸心受壓,使壓柱高度降低,具有結(jié)構(gòu)合理,承載能力大,施工方便,降低材料消耗等優(yōu)點。梭形臺座為整體偏心壓柱結(jié)構(gòu),采用牛腿承受張拉荷載,傳力柱在端節(jié)處向內(nèi)彎折,在端節(jié)處用較短的端橫梁連成整體。壓柱處于雙向偏心受壓狀態(tài)。梭形臺座具有整體性好和可免除大型鋼端橫梁等優(yōu)點。該臺座為整體式結(jié)構(gòu),只適用于固定預制工廠。53here2)預應(yīng)力鋼筋的下料預應(yīng)力鋼筋的下料長度應(yīng)按照構(gòu)件長度和材料的試驗數(shù)據(jù)確定,如圖9.27所示。其計算公式(按1端張拉)為:(9-1)式中:L—下料長度;—鋼筋冷拉時的冷拉率(對L而言),;—鋼筋彈性回縮率(對L而言),;
—對焊接頭的數(shù)量;n=8;
—每個對焊接頭的預留量,=1.5cm;
—鐓粗頭的預留量,=2cm;—鋼筋的要求長度,54here其中:—長線臺座的長度(包括橫梁、定位板在內(nèi)),=7750cm;
—夾具長度,
=5cm;
—張拉機具所需的長度(按具體情況而定),
=58.7cm。圖9.27長線臺座預應(yīng)力鋼筋下料長度示意圖(尺寸單位:mm)1-預應(yīng)力鋼筋;2-對焊接頭;3-鐓粗頭;4-圓錐形具;5-臺座承力支座;6-橫梁;7-定位板返回55here3)預應(yīng)力鋼筋的張拉先張法鋼筋(或鋼絲、或鋼絞線)的張拉主要利用千斤頂進行。張拉方法按預應(yīng)力筋數(shù)量、間距和張拉力的大小,采用單根張拉和多根張拉,如圖9.28所示。當采用多根張拉時,為使其每根預應(yīng)力筋的應(yīng)力一致,必須在張拉前調(diào)整初應(yīng)力,初應(yīng)力值一般為張拉值的10%。張拉前,應(yīng)先在端橫梁上安裝預應(yīng)力筋的定位鋼板,同時檢查其孔位和孔徑是否符合設(shè)計要求。安裝定位板時,要保證最下層和最外側(cè)預應(yīng)力筋的混凝土保護層厚度。長線同時生產(chǎn)幾根梁時,梁與梁間的鋼筋可用連接器臨時串聯(lián)。56here
為了減少預應(yīng)力筋的松弛損失,可采用超張拉的方法進行張拉。先張法的張拉程序,如無設(shè)計規(guī)定時,可按表9.3的程序進行。表9.3先張法的張拉程序注:為張拉控制應(yīng)力。根據(jù)張拉應(yīng)力、張拉預應(yīng)力筋的總面積和千斤頂?shù)幕钊娣e,可計算各張拉階段高壓油泵上的壓力表值=張拉應(yīng)力×預應(yīng)力筋面積/活塞面積。57here4)預應(yīng)力鋼筋的放松預應(yīng)力筋放張時混凝土強度應(yīng)到達設(shè)計規(guī)定值,設(shè)計未規(guī)定時,不得低于設(shè)計強度的75%。預應(yīng)力筋的放張順序應(yīng)符合設(shè)計要求,設(shè)計未規(guī)定時,應(yīng)分階段、對稱、相互交錯地放張。放張之前,應(yīng)將限制位移的側(cè)模、翼緣模板或內(nèi)模撤除。預應(yīng)力筋的放松速度不宜過快,應(yīng)盡量使構(gòu)件受力對稱均勻。當采用單根放松時,每根預應(yīng)力筋嚴禁一次放完,以免最后放松的預應(yīng)力筋自行崩斷。常用的放松方法有以下兩種。58here(1)千斤頂放松在臺座固定端的承力支架與橫梁之間,張拉前預先安放千斤頂,如圖9.29所示。待混凝土到達規(guī)定的放松強度后,兩個千斤頂同時回程,使拉緊的預應(yīng)力筋徐徐回縮,張拉力被放松。當逐根放張預應(yīng)力筋時,應(yīng)嚴格按有利于梁受力的次序分階段地進行。(2)砂箱放松以砂箱代替千斤頂,如圖9.30所示。使用時從進砂口灌滿烘干的砂子,加上壓力壓緊。待混凝土到達規(guī)定的放松強度后,翻開出砂口,砂子慢慢流出,預應(yīng)力筋徐徐回縮,張拉力被放松。59here(3)滑楔放松以鋼制滑楔代替砂箱,如圖9.31所示。滑楔由三塊鋼楔塊組成,中間一塊上裝有螺絲。使用時將螺絲擰進螺桿就使三個楔塊連成整體。將螺絲慢慢往上擰松,由于鋼絲的回縮力,隨著中間楔塊的向上滑移,張拉力被放松。(4)螺桿、張拉架放松在臺座的固定端,設(shè)置錨固預應(yīng)力筋的螺桿和張拉架,如圖9.32所示。擰松螺桿上的螺帽,鋼筋慢慢回縮,張拉力被放松。60here9.3.2后張法施工工藝后張法施工時首先支立模板,綁扎鋼筋骨架,并用制孔器預留預應(yīng)力筋孔道,澆筑梁體混凝土并進行養(yǎng)護,到達規(guī)定的混凝土強度后,在預留孔道內(nèi)插入預應(yīng)力筋進行張拉,到達要求的張拉控制應(yīng)力后進行錨固,放松千斤頂,在鋼筋回縮過程中利用錨具反力獲得預壓力。下面重點介紹后張法工藝流程中的預應(yīng)力筋的下料及編束、預留孔道、預應(yīng)力筋張拉和孔道壓漿等幾個特殊的工序。61here1)預應(yīng)力鋼筋的下料及編束(1)下料鋼絲下料時,應(yīng)根據(jù)錨具類型、張拉設(shè)備條件確定下料長度。其計算公式為:(9-2)式中:L—下料長度;—梁的管道加兩端錨具長度;
—千斤頂支承端到夾具外緣距離(包括缺口墊圈厚0.053m);n—張拉端數(shù)目(1或2個)。對于采用錐形螺桿錨具的鋼絲束,應(yīng)使鋼筋在應(yīng)力狀態(tài)下切斷下料,以保證每根鋼絲下料長度相等。62here(2)編束為使成束預應(yīng)力筋在穿孔和張拉時不致紊亂,鋼筋應(yīng)逐根排列理順,編孔成束。成束方法是先用梳絲板將其理順,如圖9.33〔a〕所示;然后每隔1m~1.5m襯以彈簧襯圈,如圖9.33〔b〕所示;將鋼絲沿襯管均勻排列,并在各襯管處用22號鐵絲纏繞20~30道。在露出梁端管道外的鋼絲束內(nèi)各加一個臨時襯管,以便在安裝千斤頂時,保持各根鋼絲正確就位,不致被此交錯。當千斤頂對位后,立即將臨時襯管撤除。這種編束方法對防銹、壓漿有利,但操作較麻煩。圖9.33編束(尺寸單位:mm)63here
另一種編束方式是每隔1.0~1.5m先用18~20號鉛絲將鐵絲編成簾子狀,然后每隔1.5m設(shè)置一個螺旋襯圈,并將編好的簾子繞襯圈圍成圓束。綁扎好的鋼絲束,應(yīng)掛牌標出其長度和設(shè)計編號,并按編號分批堆放,以防錯亂。當采用環(huán)銷錨具時,鋼絲宜先綁扎成小束,再綁扎成大束。綁扎完畢后,在鋼絲束的兩端按分絲的要求,將鋼絲束分成內(nèi)外兩層,并分別用鉛絲編結(jié)成簾狀或做出明確的標識,以防內(nèi)外層鋼絲交錯張拉。64here2)預留孔道對于后張法預應(yīng)力混凝土梁,在張拉鋼筋之前,需首先在預應(yīng)力筋設(shè)計位置,采用制孔器在梁體成型后期間形成孔道,以便待混凝土到達預設(shè)強度后穿入預應(yīng)力鋼筋進行張拉。預留孔道需要首先選擇制孔器的種類,然后進行制孔器的安裝、抽拔及通孔檢查工作。(1)制孔器的種類按照制孔的方式,制孔器可分為預理式制孔器和抽拔式制孔器兩類。65here預埋式制孔器主要有鐵皮管、鋁合金波紋管和塑料波紋管。鐵皮管一般采用薄鐵皮卷制而成,徑向接頭可采用咬口,軸向接頭那么用點焊,按設(shè)計位置,在澆筑混凝土前,直接固定在鋼筋骨架上。這種制孔器制作時費人工,速度慢,易漏漿;采用由制管機卷制而成的鋁合金波紋管,可以得到較大的橫向剛度,與構(gòu)件混凝土的粘結(jié)也較好,較常采用;近年來,塑料波紋管以其抗腐蝕性好、能防止氯離子浸入、可防電流腐蝕、強度高、耐疲勞性好等優(yōu)點,也在工程中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。預埋式制孔器在梁體制成后均將留在梁內(nèi),不再取出。66here抽拔式制孔器那么利用制孔器預先安放在預應(yīng)力筋設(shè)計位置上,待混凝土到達抽拔要求后將其拔出,在構(gòu)件內(nèi)形成孔道,這樣制孔器可以周轉(zhuǎn)使用。常用的抽拔式制孔器有橡膠管制孔器、金屬伸縮管制孔器和鋼管制孔器。橡膠管制孔器是用橡膠夾兩層鋼絲編織而成的,為了加強剛度及控制其位置的準確,可在管內(nèi)插入鋼筋芯棒;當用充水橡膠管時,管內(nèi)的壓力不低于5000kPa。金屬伸縮管制孔器是用金屬絲編織成的可伸縮的軟管套,內(nèi)用橡膠襯管和鋼筋芯棒進行加勁,并用鐵皮管作接頭,具有壓縮時直徑增大而拉伸時直徑減小的特性。鋼管制孔器用外表光滑平整的鋼管焊接而成,抽拔力大,但不能彎曲,因此僅適用于直線形孔道。67here(2)制孔器的安裝安裝制孔器時,可先將外管沿梁體長度方向順序穿越各定位鋼筋的“#〞字網(wǎng)眼,然后在梁中部安裝好外管接頭,并固定外管,最后穿入鋼筋芯棒。外管接頭布置在跨中附近,但不宜在同一斷面上(同一斷面是指順制孔器長度方向為lm的范圍內(nèi))。(3)制孔器的抽拔制孔器可由人工或機械逐根或分批進行抽拔。抽拔的順序是先抽芯棒,后拔膠管;先拔下層膠管,后拔上層膠管;先拔早澆筑的半根梁后拔晚澆筑的半根梁?;炷翝仓髴?yīng)及時抽拔制孔器,過早抽拔,混凝土可能塌陷而堵塞孔道;過遲抽拔,可能拔斷膠管。因此,制孔器的抽拔要在混凝土初凝之后與終凝之前進行,一般以混凝土抗壓強度達400kPa~800kPa時為宜。抽拔完畢后,應(yīng)用通孔器檢查孔道。68here3)預應(yīng)力鋼筋的張拉預應(yīng)力筋的張拉是預應(yīng)力梁制造的關(guān)鍵工序,必須嚴格按照有關(guān)的施工標準和操作規(guī)那么進行。預應(yīng)力筋應(yīng)按設(shè)計規(guī)定的張拉孔號順序分批由兩端同時對稱進行張拉,以防過大的偏心壓力導致梁體出現(xiàn)較大的側(cè)彎與扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。如設(shè)備缺乏時,可先在一端張拉完畢后,再在另一端補足預應(yīng)力值。后張法預應(yīng)力筋的張拉操作方法和張拉程序與配用的錨具及千斤頂?shù)念愋陀嘘P(guān)。一般情況下,張拉鋼絲束可配用錐形錨具或環(huán)銷錨具、錐錨式干斤頂;張拉粗鋼筋可配用螺絲端桿錨具、拉桿式千斤頂;張拉鋼筋束或鋼絞線可配用JM-12型錨具、穿心式千斤頂;張拉鋼絞線還可配用星形錨具、穿心式千斤頂。69here采用錐形錨具鋼絲束的張拉程序一般為:第一階段:將鋼絲束張拉至設(shè)計控制應(yīng)力,隨即放松至0,如此進行數(shù)個循環(huán),以降低摩阻力,并使鋼絲應(yīng)力趨于均勻。然后將千斤頂充油,使力筋產(chǎn)生的初應(yīng)力值,并記錄伸長量和滑絲情況;第二階段:將鋼束超張拉至最大限值,測量鋼絲伸長量,持荷5min,復查伸長量,然后退至,并保持此拉力約30min,以消除力筋應(yīng)力的大局部松弛損失。隨后將千斤頂回油至鋼筋應(yīng)力稍大于控制應(yīng)力,以抵消錨口應(yīng)力損失。超張拉完成后頂壓錨塞,先從一端頂錨,此時,鋼筋因內(nèi)縮而發(fā)生預應(yīng)力損失,因此,應(yīng)在另一端補足預應(yīng)力損失,再進行另一端的頂錨。錨塞頂壓完畢后張拉程序完成。70here其它型式錨具的張拉程序可按表9.4的程序進行。表9.4后張法的張拉程序71here4)孔道壓漿為了使孔道內(nèi)預應(yīng)力筋不受銹蝕,并與混凝土結(jié)成整體,當預應(yīng)力筋張拉完畢后,應(yīng)盡快進行孔道壓漿??椎缐簼{用專門的壓漿泵進行,壓入的灰漿應(yīng)在力筋全長范圍內(nèi)填滿鋼束內(nèi)部及周圍的所有空隙,對壓漿的要求為密實、飽滿。壓漿用的水泥應(yīng)采用標號不低于425號的硅酸鹽水泥,灰漿的水灰比應(yīng)控制在0.4~0.45之間。鋼筋束和鋼絲束采用純水泥漿灌入,不成束的預應(yīng)力筋及孔道較大者,也可在水泥漿內(nèi)摻入一定數(shù)量的細砂。水泥漿自調(diào)至壓入孔道的間隔時間不得大于40min。在使用前應(yīng)始終使水泥漿處于攪動狀態(tài),以防沉淀。72here
壓漿前先用清水沖洗孔道,使之濕潤。同時檢查灌漿孔、排氣孔是否暢通。壓漿工藝有一次壓漿法和二次壓漿法。不太長的直線形孔道宜用一次壓漿法;較長的孔道或曲線形孔道以二次壓漿法為好??椎罌_洗完畢后,從壓漿嘴慢慢壓入水泥漿,使空氣從另一端的排氣孔排出,直至有水泥漿流出為止,關(guān)閉壓漿和出漿口的閥門。73here9.4簡支梁的架設(shè)預制梁(板)的安裝是預制裝配式混凝土梁橋施工中的關(guān)鍵性步驟,一般包括起吊、縱移、橫移、落梁(板)就位等工序。鐵路梁通常采用專用架橋機架設(shè);公路梁重量相對較輕,除專用架橋機外,另有多種靈活、簡便的架設(shè)方法,應(yīng)結(jié)合施工現(xiàn)場條件、工程規(guī)模、橋梁跨徑、工期條件、架設(shè)安裝的機械設(shè)備條件等具體情況,以平安可靠、經(jīng)濟簡單和加快施工速度等為原那么,合理選擇架梁的方法。從架設(shè)的工藝來分,預制梁(板)的架設(shè)方法有陸地架梁、浮吊架梁和利用安裝導梁、塔架、纜索的高空架梁法等方法。74here9.4.1陸地架設(shè)法移動式支架架梁法此法是在架設(shè)孔的地面上,順橋軸線方向鋪設(shè)軌道,其上設(shè)置可移動支架,預制梁的前架搭在支架上。通過移動支架將梁移運到要求的位置后,再用龍門架或人字扒桿吊裝;或者在橋墩上設(shè)枕木垛,用千斤頂卸下,再將梁橫移就位,如圖9.34所示。利用移動支架架設(shè),設(shè)備較簡單,但可安裝重型的預制梁;無動力設(shè)備時,可使用手架卷揚機或紋盤移動支架進行架設(shè)。但不宜在橋孔下有水、地基過于松軟的情況下使用,一般也不適宜橋墩過高的場合,因為這時為保證架設(shè)平安,支架必須高大,因而此種架設(shè)方法不夠經(jīng)濟。75here擺動式支架架梁法本法是將預制梁(板)沿路基牽引到橋臺上并稍懸出一段,懸出距離根據(jù)梁的截面尺寸和配筋確定。從橋孔中心河床上懸出的梁(板)端底下設(shè)置人字扒桿或木支架,如圖9.35所示,前方用牽引絞車牽引梁(板)端,此時支架隨之擺動而到對岸。為防止擺動過快,應(yīng)在梁(板)的后端用制動絞車牽引制動。擺動式支架架梁法較適宜于橋梁高跨比稍大的場合。當河中有水時也可用此法架梁,但需在水中設(shè)一個簡單小墩,以供設(shè)立木支架用。76here1)自行式吊機架梁法自行式吊機架梁法是采用本身帶有動力的一臺吊機或兩臺吊機,或吊機和絞車配合進行預制梁架設(shè)的方法。當預制梁重量不大,而吊機又有相當?shù)钠鹬啬芰?,河床堅實無水或少水,允許吊機行駛、停擱時,可用一臺吊機架設(shè)安裝,如圖9.36〔a〕所示。對跨徑不大的預制梁,吊機起重臂跨徑在10m以上且起重能力超過梁重的1.5倍時,吊機可擱放在橋臺后跨基上架設(shè)安裝,或光擱放在一孔已安裝好的橋面上,架設(shè)安裝次一孔的梁(板),用兩臺吊機架梁法是用兩臺自行式吊機各吊住梁(板)的一端,將梁(板)吊起并架設(shè)安裝。此法應(yīng)注意兩吊機的相互配合。77here吊機和絞車配合架梁,如圖9.36〔b〕所示。預制梁一端用拖履、滾筒支墊,另一端用吊機吊起,前方用絞車或絞盤牽引預制梁前進。梁前進時,吊機起重臂隨之轉(zhuǎn)動。梁前端就位后,吊機行駛到后端,提起梁后端取出拖履、滾筒,再將梁放下就位。自行式吊機架梁法架設(shè)迅速、可縮短工期,不需要架設(shè)橋梁用的臨時動力設(shè)備,在中小跨徑的預制梁(板)的架設(shè)安裝中得到了越來越多的應(yīng)用。78here2)跨墩或墩側(cè)龍門架架梁法本法是以膠輪平板拖車、軌道平車或跨墩龍門架將預制梁運送到橋孔,然后用跨墩龍門架或墩側(cè)上下腳龍門架將梁吊起,再橫移到梁設(shè)計位置,然后落梁就位完成架梁工作。擱置龍門架腳的軌道根底要按承受最大反力時能保證平安的原那么進行加固處理。河灘上如有淺水,可在水中填筑臨時路堤,水稍深時可考慮修建臨時便橋,在便橋上鋪設(shè)軌道。此法應(yīng)與其它架設(shè)方法進行技術(shù)經(jīng)濟比較以決定取舍。79here用本法架梁的優(yōu)點是架設(shè)安裝速度較快,河灘無水時也較經(jīng)濟,而且架設(shè)時不需要特別復雜的技術(shù)工藝,作業(yè)人員較少。但龍門吊機的設(shè)備費用—般較高,尤其在高橋墩的情況??缍正堥T架的架梁程序,如圖9.37〔a〕所示。預制梁可由軌道平車運送至橋孔,如兩臺龍門架吊機自行且能到達同步運行時,也可利用跨墩龍門架將梁吊著運送到橋孔,再吊起橫移落梁就位。80here墩側(cè)上下腳龍門架,其架設(shè)程序與跨墩龍門架根本相同,如圖9.37〔b〕所示。但預制梁必須用軌道平車或膠輪平車拖搬運送至橋孔。一孔各片梁安裝完畢后,將1號墩的龍門架撤除,運送到3號墩安裝使用,以后如此循環(huán)使用。為了加快預制梁吊起橫移就位速度,可準備三臺上下腳龍門架,設(shè)置在l、2、3號墩側(cè)。待第一跨各梁安裝完畢,可即安裝第二跨,與此同時,將l號墩龍門架運送到4號墩安裝。這種上下腳龍門架較跨墩龍門架可減少一條軌道,一條腿的高度也可降低,但增加運、拆、裝龍門架的工作量,并需要多準備一臺龍門架。81here9.4.2浮吊架設(shè)法浮運架梁法是將預制梁用各種方法移裝到浮船上,并浮運到架設(shè)孔以后就位安裝。采用浮運架梁法時,河流需有適當?shù)乃睿钚韪鶕?jù)梁重而定,一般宜大于2m;水位平穩(wěn)或漲落有規(guī)律如潮汐河流;流速及風力不大;河岸能修建適宜的預制架裝卸碼頭;具有鞏固適用的船只。浮運架梁法的優(yōu)點是橋跨中不需設(shè)臨時支架,可以用一套浮運設(shè)備架設(shè)安裝多跨同跨徑的預制梁,較為經(jīng)濟,且架梁時浮運設(shè)備停留在橋孔的時間很少,不影響河流通航。82here浮運架梁法采用如下兩種方法:1)預制梁裝船浮運架梁法將預制梁裝載在一艘或兩艘浮船中的支架枕木垛上,使梁底高度高于墩臺支座頂面0.2~0.3m,然后將浮船拖運至架設(shè)孔,充水入浮船,使浮船吃水加深,降低梁底高度使預制架安裝就位。在有潮汐的河流或港灣上建橋時,可利用潮汐水位的漲落來調(diào)節(jié)架底標高以安裝就位。假設(shè)潮汐的水位高差不夠,可在浮船中配合排水、充水解決。因此浮船應(yīng)配備足夠的水泵,以保證及時有效地排水和充水。
83here預制梁較短、重量較輕時,可裝架在一架浮船上。如預制梁較長且又重時,可裝載在兩艘浮船上或以多艘浮船連成兩組使用。不管浮船多少,預制梁的支承處不宜多于兩處,并由荷載分布確定。預制梁支承處兩端伸出長度應(yīng)考慮浮船進入架設(shè)孔便利,同時應(yīng)考慮因兩端伸出在支承外產(chǎn)生的負彎矩,在澆筑梁體時適當加固,防止由負彎矩而產(chǎn)生的裂紋、損壞發(fā)生。84here2)浮船支架拖拉架梁法此法是將預制梁的一端縱向拖拉滾移到岸邊的浮船支架上,再用如移動式支架架梁法相同的方法沿橋軸線拖拉浮船至對岸,預制梁也相應(yīng)拖拉至對岸,當梁前端抵達安裝位置后用龍門架或人字扒桿安裝就位,如圖9.38所示。
圖9.38浮船支架拖拉架設(shè)85here
預制梁裝船的方法,應(yīng)根據(jù)梁的長度、重量、河岸的情況,選用不同的方法。對于河邊有垂直駁岸、預制梁不太長又不太重時,可采用大起重量、大伸幅的輪胎式或履帶式吊機將梁從岸上吊裝到浮船上,或用大起重量、大伸幅的浮吊將梁從岸上吊裝到浮船上。必須建棧橋碼頭時,可用棧橋碼頭將預制梁縱向拖拉上船,也可用棧橋碼頭橫移預制梁上船,但此時必須與河岸垂直修建兩座棧橋,其間距等于預制梁的長度。86here9.4.3高空架設(shè)法1)聯(lián)合架橋機架梁(蝴蝶架架梁法)聯(lián)合架橋機架梁是以龍門吊機和一根兩跨長的鋼導梁為主體,配合運梁平車和托架(即蝴蝶架)(圖9.39),使預制梁從導梁上通過橋孔,由龍門吊機吊裝就位的方法。鋼導梁由貝雷梁裝配。梁頂面鋪設(shè)運梁平車和托架行走的軌道。龍門吊機由工字梁組成,并在上下翼緣處及接頭的地方用鋼板加固。龍門吊機頂橫梁上設(shè)有吊梁用的行走小車。為了不影響架梁的凈空位置,其立柱做成拐腳式(俗稱拐腳龍門架)。龍門吊機的橫梁標高,由兩根預制梁疊起的高度加平車及起吊設(shè)備高確定。蝴蝶架是專門用來托運龍門吊機轉(zhuǎn)移的,它由角鋼組成,如圖9.39所示。整個蝴蝶架放在平車上,可沿導梁頂面軌道行走。87here
其施工步驟如下:(1)準備工作①臺背填土分兩次填筑,先填至臺頂支承墊塊的高度;②在臺后組拼雙孔連續(xù)鋼導梁,使之通過橋臺胸墻中的缺口,滑移到第一孔與第二孔去?;茲L子設(shè)在梁下墩臺頂上?;乒ぷ饔迷O(shè)在對岸的絞車來完成;③補好胸墻缺口,再填筑臺背路堤,并在路堤中間鋪軌,軌道與梁上的軌道相銜接;④用蝴蝶架把吊機運送至墩臺上,再用蝴蝶架上的千斤頂將吊機降落到墩頂支承墊塊上,用螺栓固定之。88here(2)架設(shè)就位用平車將預制梁沿軌道運到龍門架下面,用龍門架將預制梁起吊、橫移和下落就位。由于最后安裝的兩根梁位置為導梁所占據(jù),所以需先由龍門架將其暫放在已經(jīng)安好的梁上,待導梁移往下一跨后,再由龍門架將最后二根梁放到導梁讓出來的設(shè)計位置上。全跨預制梁就位后,即可焊接橫隔梁使成整體,并于其上鋪設(shè)鋼軌,再用蝴蝶架把龍門架移至下一跨內(nèi)。重復上述程序,繼續(xù)進行安裝。89here2)自行式吊機橋上架梁法在預制梁跨經(jīng)不大,重量較輕且梁能運抵橋頭引道上時,可直接用自行式伸臂吊車(汽車吊或履帶吊)來架梁。但是,對于架橋孔的主梁,當橫向尚未連成整體時,必須核算吊車通行和架梁工作時的承載能力。此種架梁方法簡單方便,幾乎不需要任何輔助設(shè)備,如圖9.40所示。圖9.40自行式吊車橋上架梁法90here3)扒桿縱向“釣魚〞架梁法此法是用立在安裝孔墩臺上的一副人字扒桿,配合運梁設(shè)備,以絞車互相牽吊,在梁下無支架、導梁支托的情況下,把梁懸空吊過橋孔,再橫移落梁、就位安裝的架梁法,適用于吊裝小跨徑的鋼筋混凝土板梁,施工布置如圖9.41所示。
圖9.41釣魚法1-制動絞車;2-臨時木垛;3-扒桿;4-滾筒91here架梁前先在前方橋墩或橋臺上面立一副人字扒桿,其位置要離開梁的位置。在扒桿頂上栓一滑車組,在梁的前端和前方安設(shè)牽引和制動裝置的絞車三部,在橋頭路基上和梁底面裝設(shè)滑動或滾動裝置。兩端墩臺帽石上搭枕木垛,前方枕木垛的高度與橋臺的前墻齊平,前方的枕木垛可矮一些,但兩墩臺間枕木頂面的坡度應(yīng)不大于3%。拖拉梁時先絞緊前面的牽引絞車,同時放
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