片石砼u型橋臺模板施工工藝

片石砼u型橋臺模板施工工藝

片石混凝土u橋臺是道路建設(shè)中常見的橋臺形式。一般來說，首先，采用固定鋼框架，然后逐步調(diào)整模型設(shè)計。橋臺周圍的模型完成后，必須分層建造混凝土。但此方法有如下缺點:1)模板固定難度大,裝模工序復(fù)雜且耗時較長。由于U型橋臺斷面尺寸一般都較大,背部又常設(shè)計為斜坡,模板的骨架鋼管定位較難,橫向拉桿如采用鋼筋則易產(chǎn)生柔性變形、如采用鋼管則增大了工程造價,保證不了整個模板系統(tǒng)的穩(wěn)定性、大面平整度和剛度。同時模板拼裝時間較長,需求模板數(shù)量較大,只能進(jìn)行流水作業(yè),易造成設(shè)備資源浪費(fèi)。2)外觀質(zhì)量難以控制。由于U型橋臺為大體積砼,砼施工時產(chǎn)生的側(cè)向壓力較大,施工中經(jīng)常出現(xiàn)跑模的現(xiàn)象,容易造成平整度差、沉降縫不垂直、蜂窩麻面、表面不光潔和施工痕跡明顯等質(zhì)量缺陷。3)容易出現(xiàn)裂縫。U型橋臺斷面尺寸大,每次澆注砼數(shù)量多,水化熱高,特別在內(nèi)蒙古等地區(qū)氣候干燥,晝夜溫差較大,砼施工的溫度很難控制,大體積砼散熱困難,砼表面經(jīng)常產(chǎn)生各種裂縫。4)砼施工必須連續(xù)澆筑。在組裝好模板后,由于U型橋臺砼體積大,只能分層進(jìn)行砼澆注。因為分層澆注會產(chǎn)生施工縫,而對施工縫的處理很難掌握,容易造成外觀質(zhì)量缺陷。在片石砼U型橋臺施工中,如何保證質(zhì)量、加快進(jìn)度、提高外露面的美觀程度、盡量避免和減少施工中出現(xiàn)的各種質(zhì)量缺陷,一直是橋梁建設(shè)者及管理者關(guān)注的重點。用料石鑲面替代片石砼U型橋臺模板的施工工藝能較好地解決上述問題。1澆注一次片石清洗后的技術(shù)效果細(xì)石砼漿砌料石鑲面是按圖紙設(shè)計尺寸用細(xì)石砼砌2～3層料石為模板,每層料石之間設(shè)立拉結(jié)筋,然后澆注片石砼,使之成為一整體的施工方法。片石砼層之間插入石筍,以增強(qiáng)砼的整體性,同時采用C20小石子砼進(jìn)行砌筑。此工藝具有如下特點:1)采用料石鑲面時宜增加施工層數(shù),以利于水化熱散發(fā)。由于細(xì)石砼漿砌料石每2～3層澆注一次片石砼,片石砼層厚不到1m,散熱面積較大,能有效避免裂縫產(chǎn)生,同時每層施工縫在外表上又看不出來,故可按需增加施工縫的數(shù)量,減少每次砼的澆注數(shù)量。2)取消了大量模板的使用,降低了工程成本,加快了工程進(jìn)度。鑲面石既作為橋臺整體的一部分,又作為片石砼的固結(jié)模板,從而節(jié)省鋼管及模板。每個橋臺均可同時施工,無需考慮一次投入大量模板,因而可加快工程進(jìn)度。3)可提高橋臺的外表美觀度及耐久性。①料石鑲面通過掛線和吊錘能保證平整度、垂直度。在施工中若受外力作用使料石移位,用人工把凸起部分鑿平即可,便于隨時修復(fù),使平整度、垂直度能滿足規(guī)范要求。②料石鑲面有令人滿意的裝飾效果,特別是在高速公路或城市立交橋,能充分展現(xiàn)線條美,在立面上表現(xiàn)出節(jié)奏感和親近感,避免砼表面呆板的單調(diào)感。③片石砼U型橋臺為低標(biāo)號砼,耐碰撞能力差。而料石強(qiáng)度比低標(biāo)號砼的強(qiáng)度高多得。④在橋臺臺身施工中,每砌筑一定高度鑲面石并澆注完砼后即可進(jìn)行臺背回填,從而縮短了臺背回填時間,加快了工程進(jìn)度。2跨20m預(yù)應(yīng)力地層橋臺丹拉(丹東—拉薩)國道主干線內(nèi)蒙古老集(老爺廟—集寧)高速公路第一合同段K276+110橋為一跨20m預(yù)應(yīng)力砼簡支梁橋,采用重力式U型橋臺。橋臺臺身高度最大達(dá)13.98m,頂寬為1.35m,側(cè)墻、正墻的最小底寬分別為5.83m和5.87m。結(jié)構(gòu)形式和斷面尺寸見圖1、圖2。橋臺施工方案有裝模施工及料石鑲面替代模板施工兩種。2.1固定模板系統(tǒng)的難點1)橋臺一次性裝模所需模板數(shù)量大,拼模的時間長。據(jù)計算,1個橋臺最少需要2177塊模板(其中不包括臺帽的模板,每塊模板面積取1.8m2)。內(nèi)蒙古的最佳施工期是每年的4～9月,如花費(fèi)長時間在模板的拼裝上,錯過的不僅僅是工期,而是最佳施工期,保證不了橋臺的施工質(zhì)量。2)臺身的斷面面積大,按常規(guī)采用鋼筋拉桿來固定模板,最短的拉桿長度為1.55m,最長的拉桿在不考慮其自然撓度時達(dá)6.07m,若考慮自然撓度及自重的作用,則更長。鋼筋拉桿越長其柔性變形越大,對模板的固定難度越大,不能使內(nèi)外模板保持較精確的間距,在砼的側(cè)壓力作用下,易使結(jié)構(gòu)尺寸超出規(guī)范要求的精度。為保證整過模板系統(tǒng)的穩(wěn)定性,必須采用更粗的鋼管,其工程造價會增大。3)臺身高度達(dá)13.98m,固定模板系統(tǒng)的鋼架管需求量大,且作業(yè)場地寬。4)一次性拼模并澆注完砼后,臺背回填則成了一個大問題,大型機(jī)械設(shè)備的使用會受到限制,從而很難滿足規(guī)范的壓實度要求;同時還影響施工進(jìn)度。該橋臺臺身高13.98m,按每層壓實厚度不超過15cm計算,共需要填筑94層,還不考慮基坑和臺帽部分高度的回填。按每天填2層算,至少要花近50d的時間。鑒于以上原因,放棄裝模施工方案。2.2澆注片石清洗1)材料要求。石料的材質(zhì)均勻,細(xì)密、顏色一致,不易風(fēng)化,無裂紋及其他缺陷,飽水抗壓強(qiáng)度≥50MPa;外露部分為粗料石,背部為塊石。粗料石為長方體,長40cm,寬30cm,厚度20cm,外露面表面平整,并把表面鑿成斜紋,間距為1cm。河砂為中(粗)砂;碎石的粒徑≤2cm。2)細(xì)石砼具有良好的和易性和適當(dāng)?shù)谋Ｋ?其坍落度為7.0～10.0cm。細(xì)石砼拌和后,在初凝前應(yīng)使用完畢,未用完的細(xì)石砼全部廢掉。3)墻體外表面采用料石鑲面,背面部位用塊石砌筑?？紤]砼的側(cè)壓力對墻體的影響,防止片石砼澆注過程中擠動料石,同時考慮水化熱的散發(fā),每砌筑2層鑲面石澆注1次片石砼。4)施工注意事項:①鑲面石砌筑前,按橋臺高度先計算出層數(shù),K276+110橋1#橋臺,按每層30cm計算,共需砌筑鑲面石46層,余下18.8cm由每層的橫縫找齊,橫縫增加厚度為0.41cm;橫縫高度沒有超過規(guī)范要求(3～5cm),選擇顏色一致的石料。砌筑前,先把石料沖洗干凈,底層灑水濕潤,采用坐漿砌筑,豎縫灌實細(xì)石砼。②以沉降縫為界分段分層砌筑,砌縫寬度2～3cm,上、下層錯縫不小于8cm,角石的斷面尺寸見圖3(b);背墻采用塊石砌筑,每層錯臺,每層砌體之間的斷面有效尺寸不能小于原來的設(shè)計斷面尺寸。砌筑后,如石料有松動,應(yīng)重新用細(xì)石砼砌筑并養(yǎng)護(hù)好。③由于料石尺寸規(guī)格基本一致,為增加墻面的立體感和美觀度,采用勾凹縫,縫寬2～3cm,縫深1.5cm,通常用1.4cm或1.6cm圓鋼壓縫。待勾縫砂漿終凝后,立即在其表面上涂一層黑色反光油漆。④為使鑲面石與填芯片石砼連接緊密,在鑲面石與片石砼之間增設(shè)連接鋼筋,連接鋼筋的構(gòu)造見圖3(c),鋼筋擺放在水平砌縫處,以增加其結(jié)構(gòu)的整體性[見圖3(a)]。⑤為加快工程進(jìn)度,砌筑用細(xì)石砼沒有達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度前就要澆注填芯片石砼,所以在澆注片石砼時應(yīng)高度注意靠近鑲面石砼的卸料,片石加入和振搗時應(yīng)防止對鑲面石產(chǎn)生過大沖擊,以免引起鑲面石移位。水平施工縫處注意預(yù)埋石筍,石筍應(yīng)外露1/3以上,以加強(qiáng)上、下兩層片石砼的結(jié)合。⑥片石砼養(yǎng)護(hù)過程中,鑲面石極易被污染,應(yīng)及時用鋼刷清洗,嚴(yán)重者對表面重新進(jìn)行修整,以免影響表面美觀。細(xì)石砼漿砌料石及片石砼澆注后應(yīng)及時覆蓋養(yǎng)生。5)在進(jìn)行臺身施工的同時,及時抓緊臺背的回填,因砼澆注后砌料石的細(xì)石子砼已達(dá)到了一定強(qiáng)度。進(jìn)行臺背回填時,大噸位的設(shè)備盡量離臺身遠(yuǎn)點,靠近臺身約1m范圍內(nèi)用小型機(jī)具逐層夯實。這樣既加快了臺背回填的進(jìn)度,又給臺身砼的施工提供了作業(yè)場地。該橋臺身竣工后,經(jīng)實測,其各項技術(shù)指標(biāo)(見表1)均滿足要求。3解決施工難題采用細(xì)石砼漿砌料石鑲面施工工藝,不僅確保了大體