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          裝配式箱涵在我國中西部高速公路中的應用與管理

          2019-04-20 10:52:15

          涵洞在公路工程中占較大比例,常用于跨越河流、灌溉渠、道路等障礙,對確保公路通暢具有重要意義。在公路工程中,保護路基安全是涵洞的最主要功能,上面用于行車行人與下面作為排洪、立交、灌溉等通道互不影響。按涵洞的構造形式分,常用的涵洞有蓋板箱形涵洞、圓形涵洞、框架涵、拱形涵洞等。

          隨著我國基礎設施建設在中西部地區的廣泛開展,很多高速公路項目構造物以涵洞為主,涵洞工程點多面廣。相比較而言,箱涵施工期限較短,對地基承載力較低,且排洪能力大,鋼筋用量多,適用在中西部地質條件較差,路堤高度小,不宜設置拱涵地段的應用。

          在某高速公路施工中,為加快施工進度,改善施工條件,降低勞動強度,結合當地施工制約因素,涵洞決定采用預制裝配式箱涵,現對施工中的質量控制措施進行了總結,對同類工程具有指導意義。

          一、工法原理

          在預制裝配式箱涵施工中,在預制場集中進行基礎及涵節預制,將檢測合格的基礎及涵節吊運至施工現場。在施工現場開挖基坑成型后,先將基底處理完畢,再快速進行基礎拼裝,快速回填基坑,能有效減少基坑暴露時間,快速完成施工進度。

          二、構件預制

          2.1 臺座制作

          為突出箱涵預制快速的特性,優先考慮涵節豎向預制方式。在制作臺座前,須進行夯實場地處理,確保其堅固、穩定、不沉陷。

          在一些涵洞凈寬型號少,凈高型號較多時,可根據場地條件,采用組合式臺座,在模板底口布設定位固定裝置。依據凈寬、凈高型號,分別進行不同型號的臺座制作,實現一種臺座施工多種凈高的涵節。

          在底模頂面水平鋪設厚度不小于6mm的鋼板。注意預留吊裝孔。

          2.2 鋼筋加工及安裝

          鋼筋進場時,按規定頻率對鋼筋取樣進行質量檢測,確保其力學性能符合設計要求,否則拒絕入場。

          確保鋼筋尺寸的準確度,采用數控彎曲機進行鋼筋加工,定位架綁扎成型,成型后使用整體吊裝方式安裝,見圖1。

          通過在定位架上進行構造鋼筋位置的準確標記,能確保鋼筋安裝位置的準確性,同時還能避免鋼筋安裝缺失。

          采用龍門吊或汽車吊一次性將鋼筋骨架安裝入模,防止吊裝過程中的鋼筋骨架變形,著重進行吊點加強和吊點位置控制。

          用鐵絲將鋼筋交叉點綁扎結實,必要時用點焊焊牢。扎絲頭向內側彎,不得伸向混凝土保護層內。

          安裝鋼筋時應與模板間準確定位,采用混凝土墊塊分散設置、相互錯開進行支墊,應盡量減少墊塊與模板的接觸面面積。1m2范圍內布設數量不少于3個,墊塊與鋼筋應綁扎牢固。

          2.3 模板安裝

          采用的箱涵模具應具有足夠的強度、剛度和穩定性,能夠承受施工過程中所產生的各種荷載,厚度不小于6mm。為確保模具的整體剛度,應在其背面設置主次肋支撐梁。

          采用組合式臺座,模具安裝為底包側形式。為確保箱涵預制質量和外觀,應禁止在箱涵側壁設置內對拉試桿。

          制備的箱涵高度超過1.5m時,須進行內模組裝時的加固處理,以避免出現內側發生脹模,如圖2,圖3所示。

          鋼筋骨架吊裝作業

          圖1 鋼筋骨架吊裝作業  圖2 模板底口加固示意圖

          安裝模板時,要加強對底口接縫處理,在模板和底座間設置10mm厚的密封海綿條,如圖4所示。

          加固內模

          圖3 加固內模  圖4 密封模板底口

          采用對拉試桿進行模具頂口的加固。進行拆模時,箱體混凝土強度應不小于設計強度的50%,且其構件棱角完整無破損。

          拆模過程中,要注意施工安全,由專人負責指揮。在拆模作業中應注意避免導致模具局部變形或箱體棱角損壞的情況,堅決禁止出現重擊或硬撬等行為。

          三、混凝土施工控制

          使用集中廠拌法進行混凝土生產。在拌合前,應認真進行機械設備、工具、材料等的檢查,對各種原材料質量、數量等進行復核,以確?;炷涟柚坪蜐仓_B續進行。

          3.1 混凝土拌制

          拌合機應配備高靈敏度自動計量裝置,確保計量準確,將上料誤差控制在允許誤差范圍內。確定各部位混凝土配合比。在每日開盤前,須測定集料的當日含水量,根據含水量變化合理調整拌合水量和集料配比,以保證混凝土拌制質量。

          3.2 混凝土運輸和澆筑

          在運輸途中,罐車以2r/min~4r/min進行混合料的慢速攪動,卸料前恢復常速攪拌?;炷翝仓氝B續進行,時間控制在3h內,應保證一次成型。

          密實度是澆筑質量的關鍵控制指標,振搗密實的混凝土應不出現顯著下沉,目視表面可見浮漿泛出且無明顯氣泡冒出。應合理確定振搗半徑,提高振動頻率,振搗半徑控制在45cm?75cm,插入間距在60cm以下,每一振點的振搗時間控制在20s?30s。分層厚度不應大于振搗棒頭長度的0.8倍。振搗器遵循快進慢出的原則,使上下部混凝土受到同樣時間的振搗,利于氣泡外逸,避免形成空隙。

          在進行混凝土澆筑過程時,為保證成型后的箱體頂面平整,可設專人觀測模板變形狀況,以便及時對發現的聯結螺栓松動、模板走形或漏漿等情況采取措施。

          3.3 養護

          預制箱涵養護常見有噴淋灑水養護(如圖5所示)或蒸汽養護(如圖6所示)兩種類型。

          噴淋養護

          圖5 噴淋養護  圖6 蒸汽養護

          當選擇使用噴淋灑水養護方式時,通過將養護管道預先在制備場地埋設,安裝支管將每個預制臺座聯通后,箱涵構件通過管道噴灑的水份確保養生期間保持濕潤。

          當預制場地受地形限制較大時,為有效縮短箱涵預制周期,經常采用蒸汽養護方式。則須提前在預制場地建立鍋爐房,養護管道系統使用無縫鋼管組成,聯接至每個預制臺位。

          在蒸汽養護方式下,須在涵節壁頂搭設比涵節頂面高20cm以上的養護架,養護架使用篷布覆蓋。蒸汽養護過程分為靜停、升溫、恒溫、降溫四個階段。拆模后,蒸汽養護繼續進行,直至箱涵構件達到規定的強度要求。

          四、吊裝運輸

          養護完畢的涵節,在預制場進行質量檢查和驗收,混凝土強度達到設計強度的100%方可吊裝。

          應進行尺寸厚度等指標是否與圖紙一致、涵節整體有無變形、外形是否有缺陷、箱體修補能否滿足設計要求等項目檢查。

          按箱涵編號及安裝順序進行運輸,涵節上應標示出尺寸、規格、澆筑日期、應用涵洞里程及編號等。

          涵節吊裝時,用龍門吊或汽車吊并人工配合進行吊裝,如圖7所示。吊裝前必須檢查鋼絲繩、吊鉤、卡環、滑輪及滑輪組、卸扣、繩卡等是否正常。吊裝操作人員須持證上崗,嚴禁無證操作。

          吊裝箱涵

          圖7 吊裝箱涵

          在起吊前,對箱涵邊角采取保護措施。開始起吊時應緩慢加力,待箱涵離地穩定后再以正常速度吊至運輸車上。運輸車上使用枕木進行支墊。涵節落下后,用鋼絲繩牽拉固定,接觸摩擦處采取支墊保護等措施,以防止運輸途中的損壞。

          五、箱涵安裝

          在安裝前,應將接觸面清洗干凈,在涵洞基礎上進行橫、縱向放樣。安裝時,在涵洞基礎面上進行找平,使用吊車放置于涵洞基礎上的指定位置,如圖8所示。采用涵洞軸線掛線方式,確保箱涵涵節位置的準確。

          進行箱涵安裝時,應準確控制涵節的錯臺,特別是箱涵就位后頂面、兩側面的錯臺控制。

          箱涵安裝完畢后,按設計要求處理施工縫和沉降縫。將施工縫兩側混凝土表面沖洗濕潤,在接縫間用小碎石填塞并填水泥砂漿。沉降縫洞身內側以水泥砂漿填塞,填塞深度為15cm,中間填以粘土。施工縫和沉降縫外側均采用瀝青麻絮填塞,外包法止水帶施工。

          箱涵安裝(左)和成型(右)

          圖8 箱涵安裝(左)和成型(右)

          接縫內側采用砂漿勾縫,厚度均勻統一,縫寬5cm,確保箱涵內側線型順直、美觀。為保證砂漿與箱涵的連接牢固,建議在砂漿中摻合膠水。

          在進行臺背回填時,使用6%石灰土填筑壓實。為避免出現偏壓變形,兩邊臺背回填須對稱進行。使用人工方式進行填筑作業,石灰土自底部逐層向上分層均勻攤鋪,每層的填筑松鋪厚度控制在15cm。使用蛙式打夯機將每層填土壓實,壓實度應達到96%以上。使用人工分層夯實涵洞上方高度0.5m以內的填土。

          臺背回填作業結束后,進入下一步的施工作業環節。

          標簽: 裝配式 箱涵
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