摘 要:兰新铁路第二双线部分地段处于西北大风干旱区,通过在该地区连续刚构支架法现浇混凝土施工的工程实践,介绍了若干有利于施工质量及施工安全的技术措施,可为同条件地区类似的工程施工提供一定的参考。
关键词:大风干旱区;连续刚构;施工技术
1、引言
兰新铁路第二双线工程甘肃省酒泉市境内DK850+000~DK970+000段属安西大风区,根据资料,本地区年极端最高温与最低温相差73.2摄氏度,昼夜温差较大,最小相对湿度为0,年最大蒸发量为降水量的21倍,主导风向为西风,年平均大风(≥8级)日数为33.9 日,瞬时最大风速为28.0m/s,相当于10级大风,自然条件十分恶劣,对施工尤其是混凝土施工极为不利,同时部分区段地表分布I级非自重湿陷性黄土,对支架结构的地基稳定性提出较高要求。
2、工程概况
DK 877+308.5 立交中桥,为2(16+24+16)m连续刚构桥,跨越玉门市城市主干道,梁体底宽10m,顶宽12.2m,外侧翼缘板宽度1.1m,跨中梁高1.35m,刚壁墩根部梁高2.05m,梁体采用C40聚丙烯纤维混凝土。
3、重点针对性问题
3.1支架地基处理
桥址处地表土质为黏质黄土,具有I级非自重湿陷性,且位于城区干道,地下分布有供水及污水管线,湿陷性黄土在受水浸湿后,土结构迅速破坏,在荷载作用下将产生显著沉降,严重影响支架稳定并进而对梁体混凝土施工质量安全产生影响。
3.2满堂支架防风措施
在大风环境下,支架的稳定性受到一定影响,同时由于瞬时阵风风力极大,梁面施工人员、机具、材料存在掉落风险,需有针对性采取措施减少大风影响。
3.3大风干燥环境下混凝土施工
在大风干燥环境下,混凝土浇筑面易迅速失水,产生裂缝,在分层浇筑施工中,浇筑时间控制不好,会在上下两个浇筑层之间形成明显分层,影响混凝土浇筑质量及外观。
4、施工工艺流程
4.1施工准备
支架法连续梁施工前要做好如下的准备工作:
4.1.1支架设计
通过支架体系力学验算,确定梁体及翼缘部分支架纵横向间距、梁底模板、方木规格等。该部分内容属常规计算,不再赘述。
4.1.2材料准备
支架、模板、钢筋等施工材料设备等及时加工、采购到位。
4.2支架地基处理
4.2.1管线结构物加固
对埋深较浅的地下管线需进行加固防护,尤其对于供水管线,一方面防止支架及施工荷载破坏管线,另一方面,防止供水管线损坏后地基浸水造成沉降,特别对于本刚构桥所处湿陷性黄土土质尤其重要。
管线防护采用人工开挖后现浇混凝土边墙+预制盖板的方式进行防护。
4.2.2基础换填
针对湿陷性黄土的特质,为防止土体在荷载作用下沉降,需对一定深度的湿陷性黄土进行换填。换填范围在横桥向应大于支架基础垫层混凝土宽度1.0m以上,防止地表水下渗浸入基础下部土体。换填完成后浇筑20cm厚C25混凝土垫层。
4.3支架搭设
满堂支架立杆纵向步距0.6m,横向间距在梁体下为0.6m,翼缘板下为0.9m。每幅立杆完成后,剪刀撑和水平杆要相继安装完毕。水平杆间距1.2m,纵横向均设。剪力杆在顺桥向每三排立杆设置一道,纵向共设置6道,即连续梁体下设置四道,翼缘板下两侧各设置一道。
在大风环境下进行支架搭设施工,应在迎风方向设斜支撑,斜支撑间距为支架立杆间距的两倍,下部利用槽钢固定在地面密实的土质上。
4.4支架预压
支架搭设并检查合格后,铺设底模并用砂袋进行预压,为保护底模不被污染、破坏,在铺好的底模上临时铺设一层隔水土工布,预压完成后撤除。
连续梁预压采用模拟梁体浇注顺序对支架实施预压,先边跨,后中跨,先梁体,后翼缘板,荷载加载分三级对称加载。
4.5挡风墙搭设
支架搭设完毕后,需尽快在梁顶边缘原有防护栏的基础上增加挡风墙,挡风墙采用钢管+彩钢结构,高度不小于2m,挡风墙在一定程度上可减少梁顶钢筋、模板作业范围内的风力,避免施工期间人员、设备、材料在瞬时大风的作用下跌落梁面,同时在混凝土浇筑施工中,减少风对新浇混凝土面的直接吹拂,减缓新浇混凝土面的快速风干凝结,提高混凝土浇筑质量。
由于支架防护内侧为翼墙,斜撑加固空间不够,所以采用外侧斜支撑加固,加固间距为立杆间距的2倍左右。
4.6模板及钢筋安装
支架预压完成后,先测定连续梁中心线、梁端线及梁底两侧边线。在支模前,做好高程的控制。每处模板接缝间使用止水胶带挤紧,露出模板部分使用小刀刮掉,防止模板漏浆。
钢筋绑扎与预埋件安装同步进行,防落梁、纵向限位等需在纵向钢筋绑扎前安装到位。
4.7混凝土施工
4.7.1混凝土配合比选定
混凝土配合比选定充分考虑了地区特点,选用适宜的塌落度和较小的水胶比,减少混凝土表面开裂,高性能混凝土采用高质量粉煤灰矿物掺合料并添加聚丙烯纤维,改善混凝土力学性能,提高耐久性及抗裂性能。
4.7.2混凝土浇筑施工
混凝土施工前根据气象资料尽量避免大风天气施工,同时为减少温度剧烈变化对混凝土施工的影响,选择傍晚温度较低时开始混凝土施工,在夜间完成全部混凝土施工。
浇筑完成后对混凝土裸露面应及时进行修整、抹平,在初凝前二次收光。梁体砼采用覆盖养生,混凝土施工完毕,为防止早期出现收缩裂缝,在梁体表面捣实抹平后用塑料薄膜覆盖,并盖养生布洒水养护。养护时间不少于14d。
5、结束语
根据现场施工过程掌控及成品质量检验,在西北大风干燥气候环境下,通过上述措施,可以保证刚构连续梁施工的质量和安全,达到良好的施工效果。
参考文献:
[1] TB10424-2010 铁路混凝土工程施工质量验收标准 [S]. 北京:中国铁道出版社,2011.
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[3] 岳祖润.高速铁路施工技术与管理[M].北京:中国铁道出版社,2010.
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