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预制小箱梁的施工工艺及工法
2015-09-20 10:31:36   来源:   评论:0 点击:

箱梁预制工程TRANBBS施工方法及工艺一、预制厂的布置A.预制场地a.为减少临时占用土地和废弃工程,利用京广铁路东侧200m作为预制场及存梁
箱梁预制工程TRANBBS施工方法及工艺
一、预制厂的布置
A.预制场地
a.为减少临时占用土地和废弃工程,利用京广铁路东侧200m作为预制场及存梁场,遵循“安全、紧凑、通畅”的原则,根据现场的实际情况,采用并列式预制场,即在主场地将预制场分为并列的制梁场和存梁场两部分,两场间采用轨道连接。
b.预制场场内坡度不得大于0.5%。预制场地范围必须严格压实整平,防止不均下沉,保证梁体在预制和存放时稳定且不变形。
c.制梁场、砼拌和站及部分存梁场的地面要硬化,先铺20cm厚的3:7灰土,用推土机和压路机整平压实,其上铺设15cm厚砼,按场地自然坡度开挖纵、横向排水沟,确保场内排水畅通,不存积水。制梁场设置一对跨径30m、腿高9m的轨道式龙门吊,负责制梁和移梁存放等工作。
B.预制台座
a.预制场设置砼台座12座,计划前俩个月平均每天生产1.5片梁。台座基础采用0.2m厚碎石垫层,其上浇筑42×1.2×0.2m砼台座,宽度与箱梁底板相同,两端各3m范围内采用钢筋砼,中间部分为素砼,在梁体翼缘板吊装预留孔对应位置,设置15×15cm活动摸板,以便移梁时抽出穿入钢丝绳。台座露出硬化面0.2m,表面用水泥砂浆摸平收光,为满足梁体结构需要,台座整平时要预置反拱。台座侧面要平直,以便侧模能贴紧,防止漏浆,并预埋φ12mm塑料管作为拉杆孔洞,以便穿入拉杆固定外模。台座基坑开挖后要夯实,砼拆模后立即回填夯实,基座的间距5m(详见下图)。
砼预制台座示意图
b.存梁场设置10×3×0.5m横向条形浆砌片石台座,间距为梁长减去2m,其上垫枕木,台座顶面高于地面0.5m,便于顶梁时放入千斤顶。
钢筋混凝土存梁台座示意图
附加配筋图
二、材料和进场机械
三、箱梁施工
在京广铁路东侧设置预制梁场,安排砼预制台座16座,加工梁体定型钢模板6(箱梁:外模4套,内模2套)套,计划前期在打桩时生产1到2片梁,当形成架梁条件时每天生产至少生产2片梁。砼梁体采用蒸汽养生,采用超张拉施工工艺,压浆强度达到TRANBBS设计要求后,利用滑轨和运梁小车移梁至存梁场封端。
后张梁预制施工工艺流程框图(附后)
②.施工方法
C.模板
预制梁的模板是施工过程中的重要结构,不仅关系到预制梁尺寸的精度,而且对质量、施工进度和工程造价有直接影响。本工程加工制做6套30m箱型梁模板,根据横隔板位置和梁体截面变形,分节加工,每节长5m。绿化带板梁的底板和肋板与30m梁截面相同,模板可直接利用。
a.加工制作
模板具有足够的刚度、强度和稳定性,能可靠地承受施工中的各项荷载,在施工中不变形,保证结构的设计形状、尺寸和模板各部件之间相互位置的准确性;
模板表面平整,接缝严密,不漏浆,若有孔洞应及时修补或重新加工制作,端摸张拉面要垂直于钢绞线。
模板组装后线型优美,符合设计尺寸,尤其注意张拉端模、变形截面的结构尺寸,进场后TRANBBS技术人员对折曲角度进行核实,角度有误者不得使用。
模板外侧面可以外挂附着式平板振动器,加强梁体底板和肋板砼的振捣。
b.模板的安装
模板在厂家加工完成后,要对模板进行认真检查,在无设计要求时按照下表执行。
项目允许偏差(mm)
外形尺寸长和高0,-1
肋高±5
面板断偏斜≤0.5
连接配件(螺栓、卡子等)的孔眼位置孔中心与板面的间距±3
板端中心与板端的间距0,-0.5
沿板长宽方向的孔±0.6
板面局部不平1.0
板面和板侧挠度±1.0
模板在首次使用时,要对模板认真进行除锈工作。
模板安装与钢筋绑扎配合进行,为保证预制台座表面的清洁,钢筋在加工场制做,整体绑扎,用龙门吊起吊安放在台座上,安放钢筋前台座表面要涂刷脱模剂(如乳化油),钢筋入台后,按照设计要求位置穿入预应力筋波纹管,并固定牢固,检查合格后先安装侧模,再安装端模。
模板安装前须涂刷脱模剂(如乳化油),脱模剂应采用同一品种,不得使用易粘砼或使砼变色油料,要涂刷均匀,不得遗漏。
用上、底拉杆固定侧摸,
竖撑杆调整摸板垂直度。立模时
打紧支撑,上紧螺栓及附着式振
动器,防止跑模、漏浆现象等的
发生(如右图所示)。
模板安装的精度要高于预制的精度要求,每次模板安装完成后通过自检验收合格后,再请监理工程师验收,达到设计或规范要求后,方可进行下一道工序。
模板、支架及拱架安装的允许偏差
项目允许偏差(mm)
模板标高±10
轴线偏差10
装配式构件支撑面的标高+2,-5
模板相邻俩板表面高低差2
模板表面平整5
预埋件中心线位置3
预留孔洞中心线位置10
预留孔洞截面内部尺寸+10,0
模板组装后,要注意检查接缝处止浆垫的完好情况,如发现损坏应及时更换,以保证接缝紧密、不漏浆。预埋件按照设计位置准确定位,所有底楔、拉杆、支撑都要牢固,上紧螺栓,以确保砼浇筑过程中不发生变形。预应力砼预制梁允许偏差如下表所示:
序号检查项目允许偏差mm序号检查项目允许偏差mm
1长度+5,-106支座板平面高差2
2宽度+207梁轴线偏位10
3高度+58预应力孔道5
4腹板厚度+109侧向弯曲1%
5跨度+20
c.模板的拆除
拆模时间及方法涉及到预制梁的质量和模板的周转使用,拆模保证其表面与棱角不致损坏,砼达到设计强度强度的70%时方可拆除。
拆模时先松掉各种联结螺栓和扣件,撤除支撑结构,采用绳索或小型倒链套在螺栓孔内轻拉模板,小撬棍辅助撬动,反向设防溜绳,防止摔坏模板。严禁使用大锤锤击或沿梁体表面撬动模板,防止损坏模板和破坏砼表面结构。
移动模板时注意安全,不使模板与其他硬体物件碰撞,防止变形,拆除的模板要仔细进行检查,清除表面的水泥浆,整形后循环使用。
D.钢筋加工及安装
a.钢筋初加工
对进场的钢筋进行外观检查验收,按照规范要求进行力学性能抽样试验,进行质量鉴定,装卸钢筋时,不得抛甩,以免损坏钢筋。
经检验合格后的钢筋进行整直、除锈、除油污等初加工。钢筋经过整直与除去污锈后,应达到钢筋表面洁净平直,无局部曲折,被擦伤的表面伤痕不得使钢筋的截面减小5%以上。
钢筋调直采用冷拉法,Ⅰ级钢筋的冷拉率不大于2%,Ⅱ级钢筋的冷拉率不大于1%。
b.钢筋的接头
钢筋的接头一般采用闪光接触对焊焊接,直径小于16mm的钢筋的接头采用电弧搭接焊,焊缝长不小于5d,Ⅰ级钢筋焊条采用结422,II级钢筋采用结502或结506焊条,直径大于16mm的钢筋的接头以闪光接触对焊为主。
钢筋焊接前,必须按照施工条件进行试焊,合格后方可正式施焊,焊工必须有考试合格证,轴心受拉构件中的钢筋均焊接,不得采用绑扎接头。
钢筋种类受拉受压
Ⅰ级钢筋30d20d
Ⅱ级钢筋35d25d
标准接头的最小搭接长度,如右表所示。
钢筋接头在接头区段内,应错开布置,两接头间距不小于1.3倍的搭接长度。不管采用何种焊接,在同一根钢筋上不得集中配置焊接接头。
c.钢筋下料加工
钢筋必须按照设计规格、数量及尺寸加工,计算好单根钢筋长度后下料,钢筋在工作台上按设计尺寸放样,机械加工,钢筋从一端向另一端弯扎,注意起弯点的位置,先试弯扎一根钢筋,找出规律后再成批加工。
钢筋的弯勾设置及钢筋保护必须按图纸及规范要求设置。
钢筋加工好后,按型号分类堆放整齐。
加工钢筋允许偏差
序号项目允许偏差
1受力钢筋顺长度方向加工后的全长±5
2弯起钢筋各部分尺寸±20
3箍筋、螺旋筋各部分尺寸±5
d.钢筋的安装及绑扎
钢筋整体绑扎,检查其各部尺寸,应保证其位置符合设计图的标准,其允许偏差如下表:
项目允许偏差(mm)
受力钢筋间距±5
箍筋、横向水平钢筋、螺旋筋间距0,-20
钢筋骨架尺寸长±10
宽、高、或直径±5
弯起钢筋位置±20
保护层厚度±5
钢筋接头按规定要求错开布置,搭接长度区段(30d长度范围内,但不得小于50cm),受拉钢筋每个断面接头不能大于20%。
钢筋绑扎要牢固,具有足够的强度,在灌注砼时不得移位变形,钢筋的交叉点用铁丝绑扎结实,必要时用电焊焊接,使之成为整体。
为保证固定钢筋相互间的横向净距,两排钢筋之间可使用砂浆垫块隔开,或用短钢筋扎结固定。
锚具垫板下的螺旋筋按照设计位置安放准确。
为了保证钢筋保护层的厚度,应在钢筋与模板间设置水泥砂浆垫块,其强度与梁体砼的设计强度相同,垫块应错开布置,不应贯通截面全长。
e.波纹管的安装
波纹管在安装前应在1kN径向力的作用下不变形,同时做灌水试验,以检查有无渗漏现象,合格后方可使用。
采用同型稍大的波纹管作为接头管,接头管长200mm,波纹管嵌套于接头管内。波纹管连接后用密封胶带封口,避免砼浇筑时水泥浆渗入管内造成管道堵塞。
波纹管安装位置应准确,调整好后采用“井”字型定位钢筋固定,避免管道在浇筑砼过程中发生移位。为保证波纹管的定位准确,定位筋间距在直线部分为1000mm,曲线部分为500mm。波纹管安装误差不得超过下表:
检查项目允许偏差
管道坐标(mm)梁长方向30
梁高方向10
管道间距(mm)同排10
上下层10
E.砼工程
钢筋和模板安装完毕,经监理工程师检查验收并签认后进行砼的浇筑施工。砼配合比按试验确定,坍落度采用10cm,水泥采用普通硅酸盐42.5水泥,砂率大于30%。为缩短梁体养生时间,砼采用蒸气养生。
a.砼拌制和运输
砼集中在搅拌站拌制,在拌制过程中,要始终注意砼稠度,严格控制水灰比,倘若不符合规定,应立即查明原因,予以纠正。梁体空间较小,钢筋稠密,砼骨料要选择适当的粒径,保证灌筑时砼不发生离析,砼采用砼输送泵泵送。
b.砼浇筑
浇筑砼必须在钢筋、模板自检合格,并请监理工程师检验签认后方可施工。
砼的浇筑方法直接影响砼密实度,主要从两方面来控制,一是浇筑层的厚度与浇筑顺序,另外是良好的振捣,两方面互为影响。梁体砼近30m3,施工中应严格控制砼浇筑时间,一次浇筑完成,不留施工缝。
砼水平分层浇筑,每层厚度不宜超过0.5m,顺序为先底板,再肋板,最后浇筑顶板及翼板(如下图所示)。
箱梁砼浇筑示意图
砼入模温度
(℃)允许间断时间(min)
20-3090
10-19120
5-9150
砼浇筑不得任意中断,并应前层砼凝结之前,将次层砼拌合物浇筑捣实完毕。因故必须间歇时,间歇最长时间应按所用水泥凝结时间、砼的水灰比及砼硬化条件确定。无试验资料时,一般控制在右表允许时间内。
梁体砼浇筑因故中断,预计将超过上表的允许间断时间时,要设置水平施工缝,严禁设斜面接缝。续灌上层砼前,先凿除下层砼表面的水泥浆和较弱层;经凿毛处理的砼表面,应用水冲洗干净,在全部接触面上铺一层与砼配合比相同而水灰比稍小、厚度为15mm的水泥砂浆。接缝处于重要部位时要增加连接锚固钢筋,以防受力时开裂。
c.砼振捣
因箱梁截面形状复杂,梁高肋薄,在浇筑梁底板和肋板砼时,主要以安放在侧模上的附着式振捣器为主,附着式振捣器要选用相同的型号,保持频率一致,交错位置均匀排列,振捣器布置的间距依其作用半径确定,常用1.0-2.0m。
顶板及翼板采用平板振捣器,配合30mm棒头的插入式振捣器,当采用直线行列插捣式,振捣间距不得超过振动器作用半径的1.5倍;交错插捣时,不得超过振捣器作用半径的1.75倍。插入和拔出操作不可速度过快,尽量避免碰撞钢筋、模板和波纹管,在振捣新砼层时,将振捣器机头稍插入下层,使各层砼结合为整体。
要严格掌握砼的振捣时间,振捣时间过短,不能达到一定的密实度,振捣时间过长,易引起砼的离析现象,一般当砼内不再有气泡冒出,砼不再下沉,表面开始泛浆,砼表面平整即表明砼已密实,停止振捣。
施工中随时注意检查模板、钢筋及各种预埋件的位置和稳固情况,发现问题及时处理。
F.砼蒸汽养生
a.蒸养设备及装置
配备一台2t卧式蒸汽锅炉,制梁场地面硬化时预埋Φ50mm蒸汽主管道,埋深60cm,在预制台座处铺设横向支管露出地面,不用时用丝堵堵口,支管上连接布眼的散热管道,并安装阀门。
蒸养罩采用双层蓬布缝制,人工配合龙门吊遮盖。在梁体侧摸顶横搭钢管,伸出侧摸外各1m,并绑扎牢固。蒸养罩底脚留有足够长度,上压砂袋保证密封不漏汽。
蒸汽养生管道及蒸养罩示意图
b.蒸养方法
梁体砼浇筑完成后及时收浆,并罩上蒸养罩,密封静养4~6h,然后通过送气管向罩内通汽进行养生。蒸养分为升温、恒温和降温三个阶段:升温速度不要太快,控制在每小时10℃以内;恒温控制在50℃,恒温时间为25h~30h,罩内保持90%~100%的相对温度;砼强度达设计强度的60%~70%后,开始降温,降温速度控制在每小时5~10℃以内,降温时蒸养罩仍然密闭,用减少送汽量或停止送汽的方法使温度缓慢下降,严禁撤罩降温。梁体温度与外界气温的温差小于15℃时,方可拆除蒸养罩,但仍要对梁体进行覆盖保温。
c.蒸养温度控制
温度计的布置。测温采用压力式温度计,为准确掌握蒸养罩内的温度,在梁体两侧等距布置温度计7个,梁端外1m处各布置1个,共计16个。
罩内的温度根据测温情况,通过调节管道进汽阀门控制温度变化。
测温时间间隔。恒温每2h测温一次,升、降温过程中每1h测温一次,外界气温变化较大时,增加测温次数,以便精确掌握罩内的温度。
蒸养完成后,梁体砼强度满足设计要求,梁体温度与外界气温的温差小于15℃时,撤掉蒸养罩,拆除摸板。拆模后的砼仍需继续养生,在梁体上标明构件型号、制作日期、安装位置。
G.预应力张拉
梁体砼达到100%设计强度,外观和几何尺寸符合图纸和质量标准要求,方可进行预应力张拉施工。
a.钢绞线下料加工
经检验合格后的钢绞线方能下料使用,钢绞线设置专用的下料场地,场地上禁止有粘土,钢绞线盘应设置固定钢筋箍架,然后方可拆盘下料,下料时应徐徐抽动,防止出现死弯。
下料长度按照设计图弯道曲线要素计算确定,并考虑锚夹具、千斤顶及预留工作长度。
预应力钢绞线采用钢筋切断机或砂轮切割机截断,不得使用电弧或气割,钢铰线切割时,先将钢绞线拉到需要的长度,切口两端50mm处用铅丝绑扎,以免切割后钢丝松散,然后用砂轮切割机切割。
b.钢绞线的穿入
采用机械穿孔,操作人员必须有上岗合格证。穿孔前用高压风清除管道内水分及杂物,钢绞线端头可用铅丝增加绑扎圈数,防止穿束时散丝,引线可先预留于管道内。
下好的料做好端面编号,避免搬运和穿束时出错。搬运时禁止与梁场内的电焊机接触,防止钢绞线被打火。
c.张拉机具
每组采用2台YCM—100千斤顶,配50MPa油泵。张拉机具应与锚具配套使用,均由专业人员校验。预应力锚夹具及配套设备按设计要求选用,并检查其合格证。
张拉用的油泵性能必须良好,供油足,压力稳定,无渗漏现象,张拉缸,回程缸运行平稳。
张拉机械经鉴定后方可使用,油顶与压力表配套校验,确定张拉力与油表读数之间的关系曲线,检验用的试验机或测力计的精度等级不低于+2%。使用超过200次及使用中有不正常现象的应重新校验。张拉机具长期不使用时,应在试用前全面检验。
工具夹片在安装前,在锥面上均匀涂一层石蜡,保证卸锚灵活。各孔之间的夹片,要均匀打紧,勿使松紧不一。
c.张拉程序
张拉采用超张拉工艺,梁体两端对称张拉,张拉力和伸长率双控制,控制张拉应力为主,并以伸长量校核,量测伸长值时应考虑锚具及构件的压缩影响。控制张拉应力σk=0.75Rby=1395Mpa。
张拉前应将梁体砼缺陷修补完好,清理好锚具支承垫板,垫板倾斜者配垫,使其表面垂直于钢绞线。
每片梁张拉施工顺序:→→→→→
(如右图所示)。
张拉施加预应力顺序:0→初应力→103%σk→σk→锚固。
千斤顶工作程序:安装工作锚→穿绞线至工具锚→千斤顶对中就位→张拉施加予应力→锚固→拆除千斤顶。
初应力值:两端张拉油泵同时启动,张拉缸供油,回程缸回油,监护千斤顶的工作人员,与两端油泵司机密切配合,确保锚具对中良好。初应力为10%σk~15%σk,张拉到初应力时测量两端油缸的伸长量分别为A1、A1’。
超张拉:打紧工具锚的夹片,继续张拉到应力1.03σk时持荷5分钟,缓慢回油至σk时,测量两端油缸的伸长量分别为A2,A2’。
e.计算钢绞线的伸长量
实际伸长量L=(A2+A2’)-(A1+A1’)+A
A——工具锚与工作锚间钢绞线的伸长值,及钢绞线初应力以下的推算伸长值。推算伸长值以10%σk→20%σk的伸长值控制
理论伸长值:△L=PPL/APEP(简化计算式)
PP——预应力筋的平均张拉力(N),L——预应力筋的长度(mm),AP——预应力筋截面面积(mm2),EP——预应力筋弹性摸量(N/mm2)
实际伸长值L与理论伸长值△L的差应在6%以内,否则暂停张拉,查找原因妥善处理后继续张拉。施工技术人员在张拉过程中认真填写张拉施工记录。
f.锚固:张拉缸缓慢回油,使张拉油表指针回落至零即可锚固。
张拉锚固后的检查:
张拉锚固后检查钢绞线的滑断丝情况,并不得超过有关规定。
张拉锚固后,检查锚板及垫板有无裂纹,其开裂程度不得超过有关规定。
g.张拉操作安全注意事项
张拉油顶使用完毕后,各液压缸必须回程到底,保持进出口油路的清洁,并妥善保管于干燥的地方。
张拉过程中,构件两端严禁站人。
油泵不允许超负荷工作,安全阀必须按额顶油压或实际使用油压调整操作油泵的人员,要戴防护目镜,防止油管破裂及接头处喷油伤眼。
禁止非工作人员进入场地。
雨天张拉时,应搭设防雨棚,禁止张拉机具淋雨。
H.孔道压浆
a.压浆需在张拉完毕10小时左右,观察预应力钢材和锚具稳定状况良好即可进行。
b.压浆采用活塞式灰浆泵,泵压力应取0.5-0.7MPa。水泥浆内可掺入0.01%铝粉膨胀剂,水灰比宜为0.40,拌制到压入孔道内延续时间,视气温情况而定,宜在30~45min,先压注下层孔道。
c.压浆前应用压力水冲洗孔道,压力水从一端压入,从另一端排出,同时检查有无串孔现象。
d.孔道两端先后各压一次。两次的间隔时间以达到先压注的水泥浆既充分泌水又未初凝为度,一般为30~45分钟。水泥浆凝固收缩将产生空隙,二次压浆可使水泥浆完全充满孔道。
e.当构件出浆口排出稠度相同的浓浆时,用木塞塞住,为保证孔道内水泥浆饱满,关闭出浆口后,稳压2min后再从压浆孔拔出喷嘴,立即用木塞塞住。
f.压浆过程中及压浆后48小时内,结构砼温度不低于5℃,否则应采取保温措施。当气温高于35℃时,压浆宜在夜间进行。
I.移梁存放及封锚
a.存梁场铺设横移轨道,跨过龙门吊轨道伸到制梁场内,轨道交叉处采用可拆卸的短轨节。运梁小车停在龙门吊跨内,暂时拆掉短轨节。
b.在梁体底角穿吊梁钢丝绳位置安放护角垫铁,龙门吊将梁体吊运至运梁小车上,小车上安放钢制梁体稳定架,安装好支撑杆(图示详见梁体架设安装施工方法及工艺),龙门吊退回原位,连接短轨节,5t卷扬机拖拉运梁小车横移梁。
c.梁车到达存梁台座后,在梁体一端用50t千斤顶将梁体顶起,运梁小车退出,千斤顶回油落梁于木枕架上,两侧支撑牢固。然后以同样方法将梁体另一端放置于存梁台座上。
d.将梁端冲洗干净,凿毛,然后立模挂网封锚。封锚砼按设计要求施工,无要求时其强度不得低于梁体设计强度的80%。
e.梁体静载试验
设计或业主有要求时,进行梁体静载试验。静载试验要求每30孔梁检查1孔,主要检验梁体抗裂性,通过静载检验梁体弯曲抗裂性能和竖向挠度。
在现场设置试验台,置梁体于试验台上,加载至抗裂检验荷载,持荷20min,观察梁体下翼缘板有无裂缝出现,并测量挠度变化,若无裂纹且挠度变化在允许范围内,视为该批量梁合格;若有裂纹且挠度变化超出允许范围,则加倍抽样复试,再不合格,则该批量梁逐梁试验

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