倒T型蓋梁的工藝設(shè)計(jì)與實(shí)踐

時(shí)間:2022-07-16 10:22:57

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倒T型蓋梁的工藝設(shè)計(jì)與實(shí)踐

隨著城市高架橋的大量修建,“⊥形蓋梁”作為高架橋的一種新型結(jié)構(gòu)形式被廣泛選用,一些技術(shù)問題也隨之顯現(xiàn),需要廣大工程技術(shù)人員研究解決。

1選擇倒T型梁的原因

高架橋選擇“⊥形蓋梁”是由高架橋的設(shè)計(jì)原則決定的。在滿足橋上車輛行駛和橋下車輛或行人通行空間的前提下,盡量減小高架橋建筑高度,以減少設(shè)計(jì)、施工技術(shù)難度與投資,是高架橋的首要設(shè)計(jì)原則之一。試想,若將蓋梁斷面設(shè)計(jì)成“T”形,如若保持橋下通行空間不變,只有增加高架橋建筑高度;如若保持高架橋建筑高度不變,只有壓縮橋下通行空間。鑒于這種情況,令蓋梁部分?jǐn)嗝娣窒硐淞核紦?jù)的空間,相對(duì)縮短其箱梁總體建筑長(zhǎng)度規(guī)模,不失為一條佳徑,于是就形成了“⊥形蓋梁”,俗稱“倒T形蓋梁”(見圖1)。然而,“倒T形蓋梁”與“T形蓋梁”相比,不僅僅是形狀的變化,其施工難度明顯增加,其工藝技術(shù)應(yīng)作精心的設(shè)計(jì),方可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖,確保結(jié)構(gòu)技術(shù)性能。

2倒T型梁施工易出現(xiàn)的問題

倒T型鋼筋混凝土蓋梁,采用現(xiàn)場(chǎng)澆筑工藝施工,倘若按以往正T型鋼筋混凝土蓋梁工藝—“整模澆筑一期混凝土”,由于模板限制,振搗棒無法垂直插入,混凝土振搗密實(shí)難以實(shí)現(xiàn),即使采用斜插振搗棒的方法,也依然會(huì)出現(xiàn)三角形振搗盲區(qū)(見圖2),這是因?yàn)樯w梁屬于配筋率很高的構(gòu)件,密密麻麻的鋼筋會(huì)阻礙振搗棒的斜插效果,為此,混凝土的漏振就成了必須解決的首要問題。

3倒T型梁施工工藝設(shè)計(jì)

就模板而言,倒T型蓋梁與正T型蓋梁相比,因承重、外形沒有本質(zhì)性變化,其模板設(shè)計(jì)、加工制作、支撐固定并不復(fù)雜,難度較小;可混凝土澆筑工藝則不同,如果對(duì)其混凝土振搗盲區(qū)認(rèn)知不足,預(yù)防不利,則會(huì)直接影響其結(jié)構(gòu)混凝土質(zhì)量。因此,工藝論證的重點(diǎn)是混凝土澆筑工藝方案的優(yōu)化。

3.1模板設(shè)計(jì)思路

因?yàn)樯w梁體積龐大,澆筑過程中混凝土壓力大,需要模板強(qiáng)度高、剛度大,選用鋼模板是比較穩(wěn)妥的,可以設(shè)計(jì)成圖3所示的組合式,使用時(shí)按設(shè)計(jì)拼裝成一體。一般由承重底模、“1字形側(cè)模”和“L形側(cè)模”組成。其余設(shè)計(jì)方法及支撐方案與正T型蓋梁沒有本質(zhì)性區(qū)別,可借鑒參考。

3.2混凝土澆筑工藝設(shè)計(jì)方案

3.2.1方案一論證

推薦方案一:模板一期整體支立,混凝土澆筑一期完成。避免混凝土振搗盲區(qū)出現(xiàn)空洞、氣泡、水流子等病害的技術(shù)措施是配制自流平、自密實(shí)、免振搗高性能混凝土,并配合附著式振搗器。自流平、自密實(shí)、免振搗高性能混凝土,多用于鋼管混凝土,效果確實(shí)不錯(cuò),但其前提是:在泵送壓力下混凝土自下而上緩緩充滿鋼管(模板),將氣流、游離水、浮漿頂推至出氣孔、排漿孔,排除鋼管(模板)體外。而倒T型蓋梁混凝土入模,則是自上而下,其混凝土混合料在靠自重坍落的過程中,極易于混凝土振搗盲區(qū)窩存氣體、游離水、浮漿,并很難將其徹底排出模外,致使混凝土構(gòu)件形成空洞、水流子或氣泡,影響混凝土質(zhì)量。此方案仍存質(zhì)疑,故不可取。

3.2.2方案二論證

推薦方案二:模板一期整體支立,混凝土澆筑一期完成。避免混凝土振搗盲區(qū)出現(xiàn)空洞、氣泡、水流子等病害的技術(shù)措施是在其“L形側(cè)模”水平放置的部分,適當(dāng)打一些“排氣孔”,以預(yù)防其氣流、游離水、浮漿窩存形成病害。此方案,確實(shí)可以起到避免混凝土振搗盲區(qū)出現(xiàn)空洞、氣泡、水流子等病害的效果,但是,容易形成兩點(diǎn)負(fù)面影響。一個(gè)是蓋梁混凝土外觀不良,會(huì)因?yàn)椤芭艢饪住钡拇嬖冢鴮?dǎo)致其外觀明顯的不平整;另一個(gè)是會(huì)因?yàn)椤芭艢饪住钡拇嬖冢鴮?dǎo)致其混凝土漿緊緊握裹其鋼模板,或造成拆模困難,或毀壞蓋梁混凝土表面。并且,仍然沒有徹底解決“混凝土澆筑盲區(qū)”振搗棒垂直插入振搗密實(shí)的問題,此方案亦存質(zhì)疑,故不可取。

3.2.3方案三論證

推薦方案三之核心技術(shù)是:混凝土分兩期緊湊澆筑施工工藝。根據(jù)倒T型蓋梁的構(gòu)造特征、混凝土澆筑性能和模板結(jié)構(gòu)特點(diǎn),倒T型蓋梁混凝土的澆筑采用兩期澆筑工藝(見圖4)。其步驟與技術(shù)要點(diǎn)如下:圖2倒T型蓋梁混凝土振搗盲區(qū)混凝土振搗盲區(qū)倒T型蓋梁圖3倒T型蓋梁模板構(gòu)造示意圖¬!"#$%&’()*+,-./01234555567558$%&’9:;<=6555@ABCDEF!5>5!GH5!K9LM¬N/@ABL形側(cè)模1字形側(cè)模承重底模圖4倒T型蓋梁混凝土(1)準(zhǔn)備。查驗(yàn)墩柱質(zhì)量,審核驗(yàn)收資料;查驗(yàn)分項(xiàng)工程開工報(bào)告批示意見;驗(yàn)收模板、支承構(gòu)件及預(yù)壓情況、地基強(qiáng)度與穩(wěn)固情況。(2)按工藝設(shè)計(jì)要求,架設(shè)模板支撐體系。(3)支立承重底模,檢測(cè)底模標(biāo)高與中線偏位情況并按設(shè)計(jì)文件調(diào)整至合格。(4)支立“1字形側(cè)模”,澆筑一期混凝土,振搗棒可垂直插入各個(gè)部位,分層振搗至密實(shí)。(5)對(duì)“L形側(cè)模”水平放置部分(即混凝土一期澆筑,振搗盲區(qū)部位),用木抹子找平、壓漿,清除多余水分及浮漿;鐵抹子壓光,檢測(cè)一期混凝土頂面標(biāo)高(見圖4)。(6)支立“L形側(cè)模”,并用其模板支承體系負(fù)擔(dān)其模板重量,避免其一期混凝土因強(qiáng)度不足而變形。(7)澆筑二期混凝土前,將其一期混凝土與二期混凝土的結(jié)合面翻松(見圖4),以利于兩期混凝土融為一個(gè)結(jié)構(gòu)整體。(8)確保在一期混凝土初凝前,支立“L形側(cè)模”,澆筑二期混凝土;振搗密實(shí);木抹子找平、壓漿,鐵抹子壓光,檢測(cè)二期混凝土頂面標(biāo)高與中線偏位情況。(9)整理施工原始記錄。照此方案施工,不僅從根本上徹底消除了“混凝土澆筑盲區(qū)”問題,確保了混凝土的振搗質(zhì)量;而且,不會(huì)產(chǎn)生大的負(fù)面影響。但是需要特別強(qiáng)調(diào):兩期混凝土“間隔時(shí)間”參數(shù),要以材料試驗(yàn)為基礎(chǔ),經(jīng)過反復(fù)實(shí)踐測(cè)試來確定,應(yīng)用時(shí)嚴(yán)格按“水泥初凝時(shí)間=兩期混凝土間隔時(shí)間+30分鐘”控制,并采取其它有效保障措施,確保其二期混凝土澆筑時(shí),一期混凝土仍未初凝,經(jīng)振搗棒插入一期混凝土振搗后,兩期混凝土不分層,能形成一個(gè)結(jié)構(gòu)整體。這就要求施工組織嚴(yán)密、準(zhǔn)備充分,“L形側(cè)模”支立及時(shí),各相關(guān)工序銜接緊湊。

3.2.4方案比較匯總

對(duì)上述三種方案進(jìn)行分析比較,匯總于表1。由表1可知,推薦方案三,核心技術(shù)可操作性強(qiáng),技術(shù)適應(yīng)性缺陷容易克服,潛藏的負(fù)面效應(yīng)小且容易預(yù)防,工藝繁瑣程度低,故確定為最優(yōu)方案,建議采用。

4應(yīng)用案例

滄州市黃河路高架橋,ZXK9+522.78~ZXK11+354.52,全長(zhǎng)1831.74m;上部結(jié)構(gòu)分別為連續(xù)箱梁、鋼混疊合梁和小箱梁結(jié)構(gòu);樁基采用鉆孔灌注樁,橋墩采用接柱架設(shè)倒T型鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力蓋梁。全橋共有倒T型蓋梁73個(gè),均采用“混凝土分兩期緊湊澆筑施工工藝”,取得了混凝土內(nèi)在質(zhì)量?jī)?yōu)良、外在質(zhì)量美觀的好效果。

作者:李友林 單位:滄州市交通運(yùn)輸局