淺談寬幅高腹現(xiàn)澆箱梁澆筑順序及工藝

晏江

浙江交工集團(tuán)股份有限公司鐵路分公司 浙江杭州 310000

現(xiàn)澆箱梁因其跨越能力強(qiáng)、整體性好、外觀優(yōu)美等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于公路交通、市政公用工程橋梁結(jié)構(gòu)中。目前對于現(xiàn)澆箱梁施工在支架模板選擇、一般施工工藝等方面的介紹較多，而針對箱梁現(xiàn)澆施工細(xì)節(jié)方面的討論較少，現(xiàn)結(jié)合工程實(shí)例就寬幅高腹現(xiàn)澆箱梁澆筑順序及施工工藝細(xì)節(jié)方面進(jìn)行探討，以期更好的發(fā)揮現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，使得箱梁成品整體性更好、外觀更加美觀[1-2]。

1 工程概況

寧波市某工程為在已有道路上建造高架橋梁，受場地限制，基礎(chǔ)及下部設(shè)置于預(yù)留的中央分隔帶，上部結(jié)構(gòu)為2.2m或2.6m，梁體整體寬度26m為寬腹高腹箱梁。高架橋箱梁斷面為大挑臂弧形斜腹板箱梁斷面形式。箱梁兩側(cè)挑臂長度均為3.5m，挑臂弧線半徑R＝2m，與挑臂端部直線端相切（水平長度1.75m），端部厚度為0.2m；頂板設(shè)2%橫坡，頂?shù)装迤叫胁贾茫敯搴?.26m，底板厚0.2m；外腹板厚0.5m，中腹板厚0.5-0.8m；厚度漸變長度4.5m；端橫梁寬1.5m，中橫梁寬2.8m，橫梁均設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼束[3]。

2 箱梁現(xiàn)澆方案

箱梁澆筑分兩次澆筑，第一次澆筑底板、腹板及翼緣板，第二次澆筑剩余頂板部分。澆筑混凝土一般按照“縱向分段、豎向分層、橫向?qū)ΨQ”的原則進(jìn)行，那么如何分段、如何分層？以三跨聯(lián)長126m，砼方量1400m3現(xiàn)澆箱梁為例，砼澆筑順序?yàn)椋嚎v橋向由第二跨跨中向兩端分段澆筑，分兩個工作面同時推進(jìn)；橫橋向由內(nèi)向外。

2.1 縱向

考慮到箱梁橫斷面較大，且一聯(lián)長度較長，為了保證箱梁澆筑中上層砼能在下層砼初凝前進(jìn)行澆筑，縱向段落劃分：

加入緩凝劑的砼初凝時間按照6小時考慮，考慮到澆筑時的折返因素，取單向澆筑時間6/2=3h，拌合站每小時拌合數(shù)量按照80m3考慮，每臺泵車泵送數(shù)量為40m3，則：

每米箱梁方量：1400÷126=11m3

單元長度最大長度為：40×3÷11=10.9m

則縱向分段長度L＜10.9m。施工中考慮到溫度、運(yùn)輸?shù)纫蛩?，分段長度可適當(dāng)縮短。

2.2 豎向

橫斷面澆筑總的原則是“先下后上，先中間后兩邊，對稱推進(jìn)”

第一步：從腹板上口進(jìn)料，澆筑腹板下底板及下倒角澆至下倒角以上10-15cm，對稱布料。

第二步：從箱室上口下料，澆筑箱室范圍（除過下倒角范圍）底板，澆筑厚度為19-22cm，預(yù)留收漿層3cm。

第三步：分5-6層依次澆筑腹板及橫梁位置混凝土，縱橋向澆筑順序不變。

2.3 初凝條件驗(yàn)算

在安排施工順序時，為了避免砼澆筑過程中冷縫的出現(xiàn)，不僅要合理安排施工順序，還需要對砼后續(xù)澆筑混凝土是否能都在前面澆筑的混凝土初凝前澆筑完成作定量分析[4]。

取最大縱段長度L=10.9m作為計(jì)算單元，則：

第一步和第二步之間的最大間隔時間計(jì)算，計(jì)算圖示如下：

分析可知，第一步與第二步之間最大間隔為時間完成陰影部分所用的時間，則

T12=（S1＋S2＋S3＋S4＋S5＋S5＋S7＋S8＋S9)×L÷40

=4.7021×10.9÷40 =1.28h＜6h，即 1 小時 17 分鐘

第二步和第三步之間最大間隔時間計(jì)算，計(jì)算圖示如下

分析可知，第二步與第三步之間最大間隔為時間完成陰影部分所用的時間，則

T23=（S1＋S2＋S3＋S4＋S5＋S6＋S7＋S8＋S9＋S10)×L÷40

=4.8371×10.9÷40 =1.32h＜6h，即 1 小時 19分鐘

通過計(jì)算可以看出，按照上述施工順序，砼澆筑不會出現(xiàn)冷縫?？梢詽M足現(xiàn)澆箱梁整體性和美觀性要求。

3 幾個關(guān)鍵施工工藝

現(xiàn)澆箱梁頂板成型質(zhì)量、二次澆筑結(jié)合面處理質(zhì)量、腹板定位筋外露等直接影響著現(xiàn)澆箱梁整體性質(zhì)量和外觀。在實(shí)際施工中主要采取了以下措施，且效果良好。

3.1 第二次砼澆筑

在施工中充分考慮現(xiàn)澆箱梁頂面承重能力有限，不適宜大型攤鋪機(jī)械作業(yè)，且箱梁頂板幅寬大的特點(diǎn)，借鑒橋面整體成型施工工藝，頂板平整度控制采用振動提漿整平機(jī)梯隊(duì)作業(yè)施工（圖1），既提高施工效率，又大大提高了箱梁頂面施工質(zhì)量。施工要點(diǎn)如下：

（1）軌道設(shè)置：設(shè)置軌道根據(jù)箱梁箱室、頂板橫坡邊坡點(diǎn)設(shè)置振動梁軌道，一般軌道設(shè)置在腹板位置或者邊坡點(diǎn)位置，采用槽鋼作為軌道。軌道采用焊接于腹板鋼筋上的H型Φ16鋼筋支架作為支撐體系，一般間距不大于80cm。且鋼筋頂面低于頂板高程約5mm。支撐架應(yīng)牢固。

（2）抹面：采用圓盤式抹面機(jī)進(jìn)行抹面，抹面操作人員應(yīng)穿平底鞋，嚴(yán)禁穿高跟鞋，抹面應(yīng)控制好時間，在砼終凝前完成抹面（圖2）。

（3）拉毛：砼二次抹面完成后及時進(jìn)行拉毛，拉毛深度約3mm。

3.2 二次結(jié)合面處理

3.2.1 高壓水射流清洗技術(shù)介紹

高壓水射流”是指通過高壓水發(fā)生裝置將水加壓至數(shù)百個大氣壓以上，再通過具有細(xì)小孔徑的噴射裝置轉(zhuǎn)換為高速的微細(xì)“水射流”。這種“水射流”的速度一般都在一倍馬赫數(shù)以上，具有巨大的打擊能量，可以完成不同種類的任務(wù)。將這種高度聚能的水射流用來完成各種清洗作業(yè)的技術(shù)稱為“高壓水射流清洗技術(shù)”[4]。有如下優(yōu)點(diǎn)：

⑴水射流的壓力與流量可以方便地調(diào)節(jié)，因而不會損傷被清洗物的基體。⑵高壓水射流清洗不會造成二次污染，清洗過后如無特殊要求，不需要進(jìn)行潔凈處理。⑶洗形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的物件，能在空間狹窄或環(huán)境惡劣的場合進(jìn)行清洗作業(yè)。⑷高壓水射流清洗快速、徹底。⑸清洗成本低，即高壓水射流清洗屬于細(xì)射流，在連續(xù)不間斷的情況下，耗水量為1.8-4.5m3/h， 功率為35-90KW左右，屬于節(jié)能型設(shè)備。

3.2.2 高壓水射流清洗技術(shù)在二次結(jié)合面上的應(yīng)用

高壓水射流技術(shù)作為一種新穎的界面處理工藝，具備操作簡單，快捷，處理效果好，施工污染小等優(yōu)點(diǎn)，適合不同齡期的砼界面處理（圖3）。

3.3 腹板定位筋設(shè)置

腹板定位筋端部采用（見圖4），避免了定位鋼筋外露的質(zhì)量通病。

4 結(jié)語

通過工程實(shí)踐，采用上述措施和工藝有以下優(yōu)勢：

（1）通過對箱梁澆筑過程進(jìn)行科學(xué)合理的安排，有利于提高施工的指導(dǎo)水平和提高箱梁的澆筑質(zhì)量。

（2）采用振動提漿整平機(jī)梯隊(duì)作業(yè)施工工藝，既有利于提高施工效率，又有利于提高頂板砼澆筑質(zhì)量[5]。

（3）采用高壓水射流技術(shù)處理二次結(jié)合面工藝，較傳統(tǒng)的風(fēng)鎬鑿毛法、人工鋼釬鑿毛法以及較為先進(jìn)的緩凝土水沖鑿毛法等工藝，在施工效率、處理效果、環(huán)保等方面優(yōu)勢明顯。

（4）采用塑料模塊預(yù)留定位鋼筋封閉孔，消除了鋼筋外漏引起的砼表面污染，改善了砼外觀質(zhì)量。