(江苏雷威建设工程有限公司 江苏省南京市 210000)
摘要:本项目为南京油坊桥互通项目,为公司第一次进行装配式立柱盖梁的预制拼装。在指挥部要求加快工期前提下,取消原本计划采用的传统施工技术,调整为预制拼装。立柱盖梁通过在预制场制作(与预制箱梁类似)。当现场达至施工条件时,运输至现场,吊机进行吊装。利用下部结构预先设置的预埋钢筋插入上部结构预留的钢筋波纹管,经过高强度砂浆灌注进行连接;盖梁分成两段吊装,吊装完毕,利用现浇湿接缝进行连接。
关键词:装配式 吊装 模拟验算
1 施工项目基本情况
本工程新建桥梁路线总体近东~西走向,工程由东向西分别跨越宁芜铁路、G205 宁芜公路;本项目上跨宁芜铁路桥梁处,位于中华门站与西善桥站区间,铁路里程为宁芜线K28+055.524,距中华门站 5.86km,距西善桥站 1.25km。桥梁按与道路前进方向斜交110°布置。孔跨布置为3×30m +24.5m。为配合指挥部工期节点要求,立柱、盖梁采用预制拼装方式进行施工。即通过预制-吊装-拼接,最终取得与传统现场浇筑法一样的效果。
立柱、盖梁均采用工厂整体预制、现场吊装施工工艺,立柱混凝土强度等级C40。预制立柱与承台的连接均采用灌浆套筒连接。预制立柱与预制盖梁的连接采用灌浆金属波纹管连接。
采用工厂预制、现场吊装拼接的施工方案。盖梁与立柱连接采用灌浆金属波纹管连接工艺,盖梁节段之间采用湿接缝连接。盖梁混凝土强度等级C50。最大自重为89.2t。
2 主要方案
装配式施工通过①预制现场提前预制好,预制时在立柱盖梁下端设置套筒。②现场承台系梁通过设置预埋钢筋,待混凝土强度达到要求,即可将立柱盖梁成品运输至现场。③通过吊机吊装,将套筒依次插入预埋钢筋中进行试拼装,调整垂直度后,将立柱轻微起吊,开始调制铺设座浆料,④待座浆料强度达标后进行套筒压浆。⑤工程完工。
3 施工方法
传统现场施工正常来讲,当前面步骤出现一点误差,可以通过后续方式进行补救;但是,装配式施工现场预制场完全分开,一环扣一环,除了严格控制成品,我们在现场施工时同时也要严格把关,与预制场数据做好对接,力争吊装时能够顺利进行,避免错误的发生!
3.1 预制场内成品控制
预制场进行预制时,应正常对结构进行质量检验,进行以下步骤
3.1.1立柱成品在预制拼装前对拼接面进行机械凿毛,深度须满足不小于6mm要求,目标在铺设座浆料时,增加连接面的粘结力。
3.1.2结构尺寸验收。立柱出厂前对立柱的高度进行测量,确保立柱高度偏差值小于5mm,防止运输至现场标高误差影响施工节奏。
3.1.3弹墨线。在立柱纵横向侧面进行分中弹墨线,再离立柱顶30cm处,“十”字墨线处,粘贴带刻度的“宝马”标志;在立柱底部弹分中墨线,为随后立柱拼装观测提供观测点,为垂直度复核做准备。
3.2 现场施工控制
3.2.1现场承台钢筋绑扎时,需埋预埋钢筋同时复核标高,此举需要利用钢筋胎架进行钢筋定位与标高控制。
图3.2.1-1钢筋胎架 图3.2.1-2现场埋设
3.2.2承台顶凿毛以及吊装准备。
1)、承台混凝土强度达到100%后进行承台顶凿毛及弹线,严格控制承台立柱对应位置关系。
2)、墩柱与承台拼装前对外露钢筋进行除锈处理。 同时设置限位框架,千斤顶。在拼接缝位置,承台上立柱范围中心布置一块20×20×2cm的调节钢板垫块,具体需技术人员实测标高,通过薄钢片进行加减。垫块控制标高、垂直度和垫层厚度,调节垫块的材质和强度应符合要求。
图3.2.2-1 承台顶凿毛及弹线 图 3.2.2-2 钢板垫块铺设及限位框架千斤顶
钢筋连接接头由HRB400 C40带肋钢筋、高强球墨铸铁灌浆套筒/圆形钢质锚固金属波纹管和高强无收缩水泥灌浆料三部分所组成。其连接原理是:带肋钢筋插入套筒/锚固金属波纹管,向套筒/锚固金属波纹管内灌注高强无收缩水泥灌浆料,充满套筒/锚固金属波纹管与钢筋之间的间隙,灌浆料硬化后与钢筋横肋和套筒/锚固金属波纹管内壁凹槽或凸肋紧密啮合,即实现两根钢筋连接后所受外力能够有效传递。
3.3 试拼装(垂直度纠错)
立柱构件按设计划分阶段,养护强度达到设计和规范要求后。运达现场,进行牛腿安装。安装完毕,进行起吊,垂直将立柱预设置套筒依次插入钢筋中;缓慢放下后,通过纵横向观测轴线宝马标,即用四周千斤顶进行调准垂直度。调整完毕后稍微吊高,为后续工作流程留出操作空间。
图3.3-1 全站仪观测点 图3.3-2 现场技术员控制垂直度 图3.3-3安装人员按照指挥调整千斤顶
3.4 立柱安装最终工作
3.4.1 座浆
1、座浆料搅拌
1)立柱与承台拼接缝间的高强砂浆垫层,采用高强无收缩砂浆,厚度20mm。1d 抗压强度不小于30MPa,28d 抗压强度不小于 60MPa 且高出被连接构件强度等级的一个等级(7MPa),氯离子含量≤0.03%。高强砂浆垫层初始流动度≥300mm,30min流动度≥200mm。24h竖向膨胀率≥0.02%,砂浆垫层初凝时间大于2h,考虑到拼接的有效施工时间和强度等级,选择有效施工时间较长的高强砂浆。
2)采用高速搅拌机进行搅拌,根据天气情况确定水灰比,浆液采用0.15~0.18的水灰比,计算加水量,以避免砂浆料产生离析。控制搅拌时间为从投料完毕开始计为4分钟(低速1分钟,高速3分钟),派计时专人严格控制搅拌时间。座浆料搅拌好后先静置3分钟,以待高速搅拌带入的气泡消除,搅拌过程安排两人负责上料,三人负责运输,连续流水作业,保证30min之内浇筑完毕。
2、座浆料浇筑
1)将浆料倒入浇筑桶中,人工浇筑到预先铺设好的立柱顶面挡板内,并采用人工整平的工艺进行收平,确保座浆不小于20mm厚的设计要求。铺浆完成后,在每根承台预留钢筋上套上橡胶密封圈,然后安放钢垫圈,略高于浆液面。
2)当流动度出现下降的情况时,立即停止座浆作业,查明原因后再进行座浆施工,原先的浆料必须清除干净,重新浇筑新的座浆料。
3.4.2压浆
墩柱安装完成后,待座浆料强度达到35MP后拆除固定装置,开始压浆。灌浆料采用28天抗压强度为100MPa的高强灌浆料,采用搅拌机搅拌,压浆机出浆嘴连接套筒底部的压浆口进行压浆,在套筒顶部的出浆口设置L型PVC管,待浆液从顶部PVC管流出后停止压浆,采用木塞塞紧压浆口,灌浆料从拌制开始到压浆完成需控制在30分钟内。待灌浆料终凝后拆除木塞,封堵压浆孔和出浆孔。
3.5 盖梁吊装
盖梁的拼装分为两部分为:盖梁与立柱的拼接、盖梁自身节段的拼装。
图3.5盖梁立柱拼接
3.5.1 盖梁与立柱吊装除相同步骤,由于需控制坡度,预制时需考虑控制楔形块(盖梁立柱连接处)坡度。同时在支架上放置千斤顶,计算出千斤顶处顶标高。通过调整千斤顶标高进而确保坡度达到要求。
3.5.2盖梁安装支撑胎架架设
盖梁拼装前均需搭设2个临时支墩,考虑到盖梁搭设高度不统一,临时支墩采用标准节拼装组成。
因盖梁安装施工时需搭设临时辅助支架,临时支撑采用四根φ250×10mm钢管组成的格构柱支撑,底部采用组合型钢垫板混凝土块,支架前后方设置防撞墩、水马等警示标志。
1)盖梁拼装前均需搭设2个临时支架。考虑到盖梁搭设高度不统一,临时支架采用标准节拼装组成,支架分别设置为8节高2m,4节高1.5m,4节高1.0m调配使用。
2)支墩横截面尺寸为1.5m(横桥向)×1.5m(纵桥向),支墩为四根φ250×10mm钢管组成的格构柱,格构柱横联采用[12a槽钢,斜撑采用[10a槽钢;支墩各节段之间采用法兰连接;支撑架搭设在既有承台系梁位置,支架底部铺设2*3m路基箱。
图3.5.2临时支架设计图
3)为方便支架拆除施工,盖梁底部设置砂筒,砂筒上下封底钢板厚12mm,上砂筒外径377mm,壁厚10mm;下砂筒外径426mm,壁厚10mm;上、下砂筒高均为288mm,距下垫板20mm处设置漏沙孔,孔径24mm;所用钢材为Q235。盖梁支撑点处位于斜面,在砂箱顶部增加一块楔型钢板,坡度与盖梁底部坡度一致,减少支撑点处水平荷载。
通过BIM验算,结论:支撑胎架符合施工要求。
3.5.3 两节段盖梁压浆施工
具体步骤与立柱压浆一致。
3.5.4 盖梁自身湿接缝拼装
每个墩两个节段吊装完成后,节段之间留有2m长的后浇带“湿接缝”,提前搭设临时支架,连接两个节段之间的钢筋,安装定型钢模板,浇筑C50的微膨胀混凝土,待混凝土强度达到要求后拆除临时支撑体系。
同时,需进行日常混凝土养护,覆盖土工布,洒水养护。
3.5.5盖梁湿接缝支架验算
盖梁湿接缝采用盘扣脚手架施工,支架底部设置在系梁位置,支架基础超出系梁位置,现场浇筑混凝土硬化。立柱底部设置底座,高度为0.35m,支架间距为0.6m,步距为1.5m,搭设宽度2.4*3.6m,支架顶部设置顶托。布置I10工字钢,工字钢顶沿桥横向布置10×10cm方木,中到中间距20cm,方木上铺设15mm厚竹胶板作为湿接缝底模,侧模宜采用钢模安装。
通过BIM计算,结论:支架符合施工要求。
4 总结
装配式结构实际应用的安装时效快,就油坊桥项目而言,12根立柱耗时6天,4个盖梁8节段耗时4天,一共10天。如果采用现场浇筑法不考虑其他因素,一根立柱通常需要4-5天,按照现场两套模板同时施工,需要30天。盖梁一共要20天,全部需50天。装配式技术正常耗时较传统技术1:5,同时此举有利于多种工序的同步进行,节省了大量的时间;但是从经济效益相比,装配式应用,预制、运输、吊装、安装,将增加大量的成本。因此在选择此应用时,应进行多重对比,择优选择!
参考文献:
[1]《公路桥涵养护规范》JTG H11:中国铁道出版社,2002.
[2]标准定额研究所 JGJ 276-2012 建筑施工起重吊装安全技术规范[S]北京:中国建筑工业出版社,2012.
[3]中华人民共和国交通部,中交第一公路工程局有限公司,JTG/T F50-2011 公路桥涵施工技术规范[S]北京:人民交通出版社,2011.
[4]公路桥涵施工技术规范,JTC//T F50-2011
[5] 中华人民共和国铁道行业标准,TB 10303-2009 铁路桥涵工程施工安全技术规程[S].北京,中国铁道出版社,2009.
作者简介:陈成,1987.11.17,本科,工程师,江苏雷威建设工程有限公司,江苏南京
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