CN114277672B - 一种大跨度预应力混凝土盖梁构造及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大跨度预应力混凝土盖梁构造及其施工方法,涉及盖梁领域,针对背景技术提出的支架安拆技术成熟,但基础特殊处理工作量较大,施工周期长,费时耗财的问题,现提出以下方案,包括盖梁主体和两个设于盖梁主体顶部两端外壁上的挡板,所述盖梁主体内设有等距离分布的横向型钢,且两个横向型钢之间焊接有等距离分布的立式型钢,所述横向型钢外部设有等距离分布的钢筋笼,两个所述横向型钢之间设有波纹管。本发明通过横向型钢和立式型钢代替部分钢筋笼,减少安装时间,缩短了施工周期,比传统的钢筋混凝土结构承载力大、刚度大、抗震性能好,将贝雷片与传统的满堂支架结合,达到保证质量,节约成本,缩短工期,排除隐患。

Description

一种大跨度预应力混凝土盖梁构造及其施工方法
技术领域
本发明涉及盖梁技术领域,尤其涉及一种大跨度预应力混凝土盖梁构造及其施工方法。
背景技术
盖梁指的是为支承、分布和传递上部结构的荷载,在排架桩墩顶部设置的横梁,又称帽梁,在桥墩(台)或在排桩上设置钢筋混凝土或少筋混凝土的横梁,主要作用是支撑桥梁上部结构,并将全部荷载传到下部结构,有桥桩直接连接盖梁的,也有桥桩接立柱后再连接盖梁的。
随着我国高速公路的发展,大跨度预应力混凝土盖梁会广泛应用于公路桥梁中,它不仅增加桥梁美观,同时能极大改善桥梁下的地面空间,在地面空间限制的城市区域优势突出,针对大跨度预应力混凝土盖梁的工程特点,一般采用常规支架(φ48*3.5mm钢管满堂支架)法施工,或采用托架(抱箍)法支模技术施工。
在独墩(大跨度)预应力混凝土盖梁施工,若采用托架(抱箍)法支模技术施工,存在型钢制作投资大,工程量大,工具通用性差(仅一个项目用),技术难度高,安装空间狭窄,须大型设备配合施工等系列问题,采用常规支架(φ48*3.5mm钢管支架)法施工,支架安拆技术成熟,安拆快速安全,但基础特殊处理工作量较大,施工周期长,费时耗财。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种大跨度预应力混凝土盖梁构造及其施工方法。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种大跨度预应力混凝土盖梁构造,包括盖梁主体和两个设于盖梁主体顶部两端外壁上的挡板,所述盖梁主体内设有等距离分布的横向型钢,且两个横向型钢之间焊接有等距离分布的立式型钢,所述横向型钢外部设有等距离分布的钢筋笼,两个所述横向型钢之间设有波纹管,且波纹管内设有钢绞线。
优选地,所述横向型钢为实腹型钢,且立式型钢为工字钢,所述盖梁主体与两个挡板通过混凝土浇筑一体成型。
优选地,所述波纹管为内径9mm的镀锌波纹管,且波纹管内浇筑有混凝土。
一种大跨度预应力混凝土盖梁构造的施工方法,包括以下步骤:
S1:测量放样:根据施工现场的环境,分别计算脚手架和模板支架的荷载,并确定荷载组合形式,再次计算脚手架的结构承载力和地基承载力,布置支架的立杆与横杆步长;
S2:安装脚手架、贝雷片和方木,支架采用碗扣式脚手架与贝雷片、方木、木板进行组合,将贝雷片固定在承台上方墩柱两侧,根据计算结果在贝雷片两端适当抄垫方木,减少挠度变形,在贝雷片上方铺设方木;
S3:搭设满堂支架、铺设底模:方木上方搭设满堂碗扣式脚手架用于支撑盖梁模板,底模采用整体定型钢制大模板,螺栓连接,模板拼缝加垫橡胶条以防漏浆;
S4:堆载预压试验:盖梁底模安装完毕后,对其平面位置、顶部标高、节点转换及纵、横向稳定性进行全面检查,符合要求后,对支架进行堆载预压试验,连续加载直至全部加载完成,并观测其变形和沉降,待48h内累计沉降不超过5mm,方可吊下荷载;
S5:铺设型钢、钢筋:在底模上铺设第一层横向型钢,并将立式型钢间隔50mm的焊接在横向型钢顶部外壁上,再次铺设第二层横向型钢,并焊接在立式型钢顶部外壁上,重复上述步骤,所有横向型钢与立式型钢焊接完成后,钢筋在钢筋加工场内集中加工焊接成钢筋骨架片,运输到现场后用汽车吊吊装在横向型钢两端并进行绑扎,横向型钢两端的钢筋之间利用钢筋进行连接,且用于连接的钢筋之间预留出足够的空间用于安装波纹管;
S6:穿插、定位波纹管:将内径为9mm的镀锌波纹管穿插进预留的空间内,并牢同绑扎在钢筋定位网上;
S7:安装侧模:利用螺栓将侧模固定在底模上并加固,模板拼缝加垫橡胶条以防漏浆;
S8:浇筑混凝土:施工前期实验室根据施工需要对砂石料、水泥、外加剂取样,做配合比实验,混凝土用混凝土运输车运至现场,泵送入模,浇筑时在墩台盖梁整个平截面内水平分层进行浇筑,浇筑层厚度控制在30cm以内,用插入式振捣棒分层捣固;
S9:混凝土养生:混凝土浇筑完毕后,全幅铺盖土工布,洒水养生,保持混凝土表面经常湿润,养护期不少于10天;
S10:拆除侧模:混凝土浇筑24h~48h后拆除侧模;
S11:张拉、压浆:在专门的混凝土下料台上进行钢绞线下料,钢绞线上不得粘泥土,应将钢绞线上的油污擦洗干净,严格按照图纸下料,用砂轮机切割,切割之前先在切口两侧各5cm处用细扎丝捆好,以免切开后钢绞线散乱,下好料的钢绞线要及时穿束,钢绞线束的端头要用黑胶布包扎,将张拉端锚垫板表面和其钢管内的混凝土残碴清除干净,安装好工作锚板,将工作夹片均匀打紧并外露一致,接着穿束上好限位板,然后用手拉葫芦吊起千斤顶,对正并穿入钢绞线,再上工具锚,张拉前必须调整好千斤顶的位置,使张拉力的作用线与张拉头孔道末端的切线重合,同时调整工具锚的孔位与工作锚的孔位排列一致,以防各束钢绞线在千斤顶穿心孔内不平行,张拉时应做到孔道、锚环、千斤顶三心对中,预应力钢束张拉完24h内进行压浆施工,压浆前,应用支架操作平台,先用电动手提砂轮割除多余钢绞线至距锚塞层部2~3cm处之后采用42.5普通硅酸盐水泥加粒径小于0.3cm的细砂,按1:1.5的配比适当加水拌匀,用高压风吹出孔道内的积水,压浆顺序从低位孔道到高位孔道,水灰比不大于0.35,允许掺膨胀剂,水泥浆稠度控制在14~18,采用活塞式压浆,水泥浆从拌制到压入孔道的时间不超过40分钟,边搅拌边压入,压浆从压浆端压入,出浆口喷出饱满的浓浆后为止,待压力升至0.6~0.7MPa时,关闭压浆阀,待所压浆液密实后,拆除压浆管阀门,对锚端钢筋,立模浇筑封锚端砼,待桥梁上部梁体架设完成并进行体系转换后且在护栏施工、桥面铺装前进行预应力束张拉、压浆、封锚,施工时由吊车停放桥面上起吊工作吊篮平台至盖梁侧面进行张拉、压浆、封锚施工;
S12:拆除底模以及脚手架:将脚手架拆除,然后用吊车将底模拆除,拆模时应轻敲轻打,绝对不准损伤主体混凝土的棱角,或使混凝土表面造成伤痕。
优选地,所述步骤S1中脚手架和模板支架上的荷载,分为永久荷载和可变荷载两类;
其中,脚手架的永久荷载,一般包括下列荷载:
A:组成脚手架结构的杆系自重,包括:立杆、纵向横杆、横向横杆、斜杆、水平斜杆、八字斜杆、十字撑等自重;
B:配件重量,包括:脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施及附加构件的自重;设计脚手架时,其荷载应根据脚手架实际架设情况进行计算;
脚手架的可变荷载,包括下列荷载:
A:脚手架的施工荷载,脚手架作业面上的操作人员、器具及材料等的重量;
B:风荷载;
模板支架的永久荷载,一般包括下列荷载:
A:作用在模板支架上的结构荷载,包括:新浇筑混凝土、钢筋、模板、支承梁等自重;
B:组成模板支架结构的杆系自重,包括:立杆、纵向及横向水平杆、水平及垂直斜撑等自重;
C:配件自重,根据工程情况定,包括:脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施及附加构件的自重;
模板支架的可变荷载,包括下列荷载:
A:施工人员及施工机具、材料荷载;
施工人员及施工机具、材料荷载标准值取2.5KN/m2
B:混凝土冲击及振捣时产生的荷载;
混凝土冲击及振捣时产生的荷载标准值可采用2.5KN/m2
C:风荷载;
作用于脚手架及模板支撑架上的水平风荷载标准值,按下式计算:
Wk=0.7w0μsμz
w0=vw 2/1600
式中:
Wk——风荷载标准值,KN/m2
μz——风压高度变化系数;
μs——风荷载体型系数,竖直面取0.8;
w0——基本风压值,KN/m2
vw——风速,系按平坦空旷地面,离地面10m高30年一遇10min平均最大风速,按10级大风计,取28.4m/s;
荷载的分项系数:
A:计算脚手架及模板支撑架构件强度时的荷载设计值,取其标准值乘以下列相应的分项系数:
A1:永久荷载的分项系数,取1.2;计算结构倾覆稳定时,取0.9;A2:可变荷载的分项系数,取1.4;
B:计算构件变形时的荷载设计值,各类荷载分项系数,均取1.0;脚手架结构计算:
(1)无风荷载时,单肢立杆承载力计算
①立杆轴向力按下式计算:
N=1.2×(NG1+NG2)+1.4×(NQ1+NQ2)
式中:
NG1——混凝土自重标荷载准值产生的轴向力,KN/m2
NG2——模板支架自重荷载标准值产生的轴向力,KN/m2
NQ1——施工人员、机具、材料荷载产生的轴向力,KN/m2
NQ2——混凝土振捣产生的轴向力,KN/m2
②单肢立杆稳定性按下式计算:
N≤φAf
式中:
A——立杆横截面积,4.89cm2
Φ——轴心受压杆件稳定系数;
f——钢管强度设计值,205MPa;
(2)组合风荷载时单肢立杆承载力计算:
风荷载对立杆产生弯矩按下式计算:
Mw=1.4wklah2/10
式中:
Mw——单肢立杆弯矩(KN·m);
la——立杆纵矩(m);
wk——风荷载标准值(KN/m2);
h2——立杆计算长度(m);
②单肢立杆轴向力按下式计算:
Nw=1.2×(NG1+NG2)+0.9×1.4×(NQ1+NQ2)
③立杆压弯强度按下式计算:
Nw/φA+Mw/w≤f
式中:
W——立杆截面模量,5.08cm3
f——钢管许用弯曲正应力,KPa;
地基承载力计算:
PD=P+Pb+PK≤fgk
式中:
PD——地基承载力计算均布荷载;
P——上部混凝土自重、内外模重量以及施工振捣、料机具等合计均布荷载;
Pb——贝雷片及槽钢自重;
PK——碗扣式钢管脚手架自重荷载;
fgk——地基承载力标准值,由载荷试验或其它原位测试公式计算并结合工程实践经验等方法综合确定;
PK=1.5GK/SK
GK=a×H0×(gk1+gk2+gk3)
式中:
GK——支架验算截面承受的构架自重荷载,KN;
H0——立杆高度,m;
a——立杆纵距,m;
gk1——基本构架杆部件的平均自重荷载,取0.18KPa;
gk2——配件平均自重荷载,取0.15KPa;
gk3——局部件平均自重荷,载取0.1KPa;
SK——立杆纵距与横距的乘积,m2
优选地,所述步骤S6中波纹管在安装时,以梁底模板为基准量取定位坐标,钢筋与波纹管相碰时,适当移动普通钢筋位置,定位网片的间距在直线段为800mm,在曲线段为500mm,波纹管接头要严密,严防漏浆,安装后要认真复查波纹管定位坐标,检查定位钢筋是否牢靠,接头是否完好,管壁是否有破损等,预应力筋预留孔道的尺寸与位置应正确,孔道应平顺,预留孔道张拉端部波纹管延伸至锚垫板的孔洞处与外口平齐,施工时,注意端头锚下垫板应与波纹管道中心线垂直,波纹管安装就位过程中应尽量避免反复弯曲,以防止管壁开裂,在进行钢筋连接电焊时应加以防护,防止电焊火花烧伤管壁,波纹管控制点的安装偏差,垂直方向为10mm,水平方向为20mm,梁长方向为30mm,波纹管间距偏差,同排为10mm,上下层为10mm。
本发明的有益效果为:
本发明通过横向型钢和立式型钢代替部分钢筋笼,减少钢筋笼的安装时间,缩短了施工周期,比传统的钢筋混凝土结构承载力大、刚度大、抗震性能好,将贝雷片与传统的满堂支架结合,对满布式支架进行合理化的验算,使得盖梁施工程序化、安全化、规范化,从而达到保证质量,节约成本,缩短工期,排除隐患。
附图说明
图1为本发明提出的一种大跨度预应力混凝土盖梁构造的主视立体结构示意图;
图2为本发明提出的图1中A处放大结构示意图;
图3为本发明提出的一种大跨度预应力混凝土盖梁构造的剖面结构示意图;
图4为本发明提出的图3中B处放大结构示意图;
图5为本发明提出的一种大跨度预应力混凝土盖梁构造的立式型钢立体结构示意图;
图6为本发明提出的一种大跨度预应力混凝土盖梁构造的施工方法的流程图。
图中:1盖梁主体、101横向型钢、102立式型钢、103钢筋笼、2挡板、3波纹管、4钢绞线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
实施例1,参照图1-5,一种大跨度预应力混凝土盖梁构造,包括盖梁主体1和两个设于盖梁主体1顶部两端外壁上的挡板2,盖梁主体1内设有等距离分布的横向型钢101,两个横向型钢101之间焊接有等距离分布的立式型钢102,横向型钢101外部设有等距离分布的钢筋笼103,横向型钢101为实腹型钢,立式型钢102为工字钢,盖梁主体1与两个挡板通过混凝土浇筑一体成型,两个横向型钢101之间设有波纹管3,波纹管3内设有钢绞线4,波纹管3为内径9mm的镀锌波纹管,波纹管3内浇筑有混凝土。
横向型钢和立式型钢代替部分钢筋笼,减少钢筋笼的安装时间,缩短了施工周期,比传统的钢筋混凝土结构承载力大、刚度大、抗震性能好。
实施例2,参照图6,一种大跨度预应力混凝土盖梁构造的施工方法,包括以下步骤:
S1:测量放样:根据施工现场的环境,分别计算脚手架和模板支架的荷载,并确定荷载组合形式,再次计算脚手架的结构承载力和地基承载力,通过上述验算并布置支架的立杆与横杆步长,脚手架和模板支架上的荷载,分为永久荷载和可变荷载两类;
其中,脚手架的永久荷载,一般包括下列荷载:
A:组成脚手架结构的杆系自重,包括:立杆、纵向横杆、横向横杆、斜杆、水平斜杆、八字斜杆、十字撑等自重;
B:配件重量,包括:脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施及附加构件的自重;设计脚手架时,其荷载应根据脚手架实际架设情况进行计算;
脚手架的可变荷载,包括下列荷载:
A:脚手架的施工荷载,脚手架作业面上的操作人员、器具及材料等的重量;
B:风荷载;
模板支架的永久荷载,一般包括下列荷载:
A:作用在模板支架上的结构荷载,包括:新浇筑混凝土、钢筋、模板、支承梁等自重;
B:组成模板支架结构的杆系自重,包括:立杆、纵向及横向水平杆、水平及垂直斜撑等自重;
C:配件自重,根据工程情况定,包括:脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施及附加构件的自重;
模板支架的可变荷载,包括下列荷载:
A:施工人员及施工机具、材料荷载;
施工人员及施工机具、材料荷载标准值取2.5KN/m2
B:混凝土冲击及振捣时产生的荷载;
混凝土冲击及振捣时产生的荷载标准值可采用2.5KN/m2
C:风荷载;
作用于脚手架及模板支撑架上的水平风荷载标准值,按下式计算:
Wk=0.7w0μsμz
w0=vw 2/1600
式中:
Wk——风荷载标准值,KN/m2
μz——风压高度变化系数;
μs——风荷载体型系数,竖直面取0.8;
w0——基本风压值,KN/m2
vw——风速,系按平坦空旷地面,离地面10m高30年一遇10min平均最大风速,按10级大风计,取28.4m/s;
荷载的分项系数:
A:计算脚手架及模板支撑架构件强度时的荷载设计值,取其标准值乘以下列相应的分项系数:
A1:永久荷载的分项系数,取1.2;计算结构倾覆稳定时,取0.9;
A2:可变荷载的分项系数,取1.4;
B:计算构件变形时的荷载设计值,各类荷载分项系数,均取1.0;
脚手架结构计算:
(1)无风荷载时,单肢立杆承载力计算
①立杆轴向力按下式计算:
N=1.2×(NG1+NG2)+1.4×(NQ1+NQ2)
式中:
NG1——混凝土自重标荷载准值产生的轴向力,KN/m2
NG2——模板支架自重荷载标准值产生的轴向力,KN/m2
NQ1——施工人员、机具、材料荷载产生的轴向力,KN/m2
NQ2——混凝土振捣产生的轴向力,KN/m2
②单肢立杆稳定性按下式计算:
N≤φAf
式中:
A——立杆横截面积,4.89cm2
Φ——轴心受压杆件稳定系数;
f——钢管强度设计值,205MPa;
(2)组合风荷载时单肢立杆承载力计算:
风荷载对立杆产生弯矩按下式计算:
Mw=1.4wklah2/10
式中:
Mw——单肢立杆弯矩(KN·m);
la——立杆纵矩(m);
wk——风荷载标准值(KN/m2);
h2——立杆计算长度(m);
②单肢立杆轴向力按下式计算:
Nw=1.2×(NG1+NG2)+0.9×1.4×(NQ1+NQ2)
③立杆压弯强度按下式计算:
Nw/φA+Mw/w≤f
式中:
W——立杆截面模量,5.08cm3
f——钢管许用弯曲正应力,KPa;
地基承载力计算:
PD=P+Pb+PK≤fgk
式中:
PD——地基承载力计算均布荷载;
P——上部混凝土自重、内外模重量以及施工振捣、料机具等合计均布荷载;
Pb——贝雷片及槽钢自重;
PK——碗扣式钢管脚手架自重荷载;
fgk——地基承载力标准值,由载荷试验或其它原位测试公式计算并结合工程实践经验等方法综合确定;
PK=1.5GK/SK
GK=a×H0×(gk1+gk2+gk3)
式中:
GK——支架验算截面承受的构架自重荷载,KN;
H0——立杆高度,m;
a——立杆纵距,m;
gk1——基本构架杆部件的平均自重荷载,取0.18KPa;
gk2——配件平均自重荷载,取0.15KPa;
gk3——局部件平均自重荷,载取0.1KPa;
SK——立杆纵距与横距的乘积,m2
S2:安装脚手架、贝雷片和方木,支架采用碗扣式脚手架与贝雷片、方木、木板进行组合,将贝雷片固定在承台上方墩柱两侧,根据计算结果在贝雷片两端适当抄垫方木,减少挠度变形,在贝雷片上方铺设方木;
S3:搭设满堂支架、铺设底模:方木上方搭设满堂碗扣式脚手架用于支撑盖梁模板,底模采用整体定型钢制大模板,螺栓连接,模板拼缝加垫橡胶条以防漏浆;
S4:堆载预压试验:盖梁底模安装完毕后,对其平面位置、顶部标高、节点转换及纵、横向稳定性进行全面检查,符合要求后,对支架进行堆载预压试验,连续加载直至全部加载完成,并观测其变形和沉降,待48h内累计沉降不超过5mm,方可吊下荷载;
S5:铺设型钢、钢筋:在底模上铺设第一层横向型钢101,并将立式型钢102间隔50mm的焊接在横向型钢101顶部外壁上,再次铺设第二层横向型钢101,并焊接在立式型钢102顶部外壁上,重复上述步骤,所有横向型钢101与立式型钢102焊接完成后,钢筋在钢筋加工场内集中加工焊接成钢筋骨架片,运输到现场后用汽车吊吊装在横向型钢101两端并进行绑扎,横向型钢101两端的钢筋之间利用钢筋进行连接,且用于连接的钢筋之间预留出足够的空间用于安装波纹管;
S6:穿插、定位波纹管:将内径为9mm的镀锌波纹管穿插进预留的空间内,并牢同绑扎在钢筋定位网上,波纹管3在安装时,以梁底模板为基准量取定位坐标,钢筋与波纹管3相碰时,适当移动普通钢筋位置,定位网片的间距在直线段为800mm,在曲线段为500mm,波纹管3接头要严密,严防漏浆,安装后要认真复查波纹管3定位坐标,检查定位钢筋是否牢靠,接头是否完好,管壁是否有破损等,预应力筋预留孔道的尺寸与位置应正确,孔道应平顺,预留孔道张拉端部波纹管3延伸至锚垫板的孔洞处与外口平齐,施工时,注意端头锚下垫板应与波纹管3道中心线垂直,波纹管3安装就位过程中应尽量避免反复弯曲,以防止管壁开裂,在进行钢筋连接电焊时应加以防护,防止电焊火花烧伤管壁,波纹管3控制点的安装偏差,垂直方向为10mm,水平方向为20mm,梁长方向为30mm,波纹管3间距偏差,同排为10mm,上下层为10mm;
S7:安装侧模:利用螺栓将侧模固定在底模上并加固,模板拼缝加垫橡胶条以防漏浆;
S8:浇筑混凝土:施工前期实验室根据施工需要对砂石料、水泥、外加剂取样,做配合比实验,混凝土用混凝土运输车运至现场,泵送入模,浇筑时在墩台盖梁整个平截面内水平分层进行浇筑,浇筑层厚度控制在30cm以内,用插入式振捣棒分层捣固;
S9:混凝土养生:混凝土浇筑完毕后,全幅铺盖土工布,洒水养生,保持混凝土表面经常湿润,养护期不少于10天;
S10:拆除侧模:混凝土浇筑24h~48h后拆除侧模;
S11:张拉、压浆:在专门的混凝土下料台上进行钢绞线下料,钢绞线上不得粘泥土,应将钢绞线上的油污擦洗干净,严格按照图纸下料,用砂轮机切割,切割之前先在切口两侧各5cm处用细扎丝捆好,以免切开后钢绞线散乱,下好料的钢绞线要及时穿束,钢绞线束的端头要用黑胶布包扎,将张拉端锚垫板表面和其钢管内的混凝土残碴清除干净,安装好工作锚板,将工作夹片均匀打紧并外露一致,接着穿束上好限位板,然后用手拉葫芦吊起千斤顶,对正并穿入钢绞线,再上工具锚,张拉前必须调整好千斤顶的位置,使张拉力的作用线与张拉头孔道末端的切线重合,同时调整工具锚的孔位与工作锚的孔位排列一致,以防各束钢绞线在千斤顶穿心孔内不平行,张拉时应做到孔道、锚环、千斤顶三心对中,预应力钢束张拉完24h内进行压浆施工,压浆前,应用支架操作平台,先用电动手提砂轮割除多余钢绞线至距锚塞层部2~3cm处之后采用42.5普通硅酸盐水泥加粒径小于0.3cm的细砂,按1:1.5的配比适当加水拌匀,用高压风吹出孔道内的积水,压浆顺序从低位孔道到高位孔道,水灰比不大于0.35,允许掺膨胀剂,水泥浆稠度控制在14~18,采用活塞式压浆,水泥浆从拌制到压入孔道的时间不超过40分钟,边搅拌边压入,压浆从压浆端压入,出浆口喷出饱满的浓浆后为止,待压力升至0.6~0.7MPa时,关闭压浆阀,待所压浆液密实后,拆除压浆管阀门,对锚端钢筋,立模浇筑封锚端砼,待桥梁上部梁体架设完成并进行体系转换后并在护栏施工、桥面铺装前进行预应力束张拉、压浆、封锚,施工时由吊车停放桥面上起吊工作吊篮平台至盖梁侧面进行张拉、压浆、封锚施工;
S12:拆除底模以及脚手架:将脚手架拆除,然后用吊车将底模拆除,拆模时应轻敲轻打,绝对不准损伤主体混凝土的棱角,或使混凝土表面造成伤痕。
将贝雷片与传统的满堂支架结合,对满布式支架进行合理化的验算,使得盖梁施工程序化、安全化、规范化,从而达到保证质量,节约成本,缩短工期,排除隐患。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种大跨度预应力混凝土盖梁构造,包括盖梁主体(1)和两个设于盖梁主体(1)顶部两端外壁上的挡板(2),其特征在于,所述盖梁主体(1)内设有等距离分布的横向型钢(101),且两个横向型钢(101)之间焊接有等距离分布的立式型钢(102),所述横向型钢(101)外部设有等距离分布的钢筋笼(103),两个所述横向型钢(101)之间设有波纹管(3),且波纹管(3)内设有钢绞线(4)。
2.根据权利要求1所述的一种大跨度预应力混凝土盖梁构造,其特征在于,所述横向型钢(101)为实腹型钢,且立式型钢(102)为工字钢,所述盖梁主体(1)与两个挡板通过混凝土浇筑一体成型。
3.根据权利要求1所述的一种大跨度预应力混凝土盖梁构造,其特征在于,所述波纹管(3)为内径9mm的镀锌波纹管,且波纹管(3)内浇筑有混凝土。
4.根据权利要求1所述的一种大跨度预应力混凝土盖梁构造的施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:测量放样:根据施工现场的环境,分别计算脚手架和模板支架的荷载,并确定荷载组合形式,再次计算脚手架的结构承载力和地基承载力,布置支架的立杆与横杆步长;
S2:安装脚手架、贝雷片和方木,支架采用碗扣式脚手架与贝雷片、方木、木板进行组合,将贝雷片固定在承台上方墩柱两侧,根据计算结果在贝雷片两端适当抄垫方木,减少挠度变形,在贝雷片上方铺设方木;
S3:搭设满堂支架、铺设底模:方木上方搭设满堂碗扣式脚手架用于支撑盖梁模板,底模采用整体定型钢制大模板,螺栓连接,模板拼缝加垫橡胶条以防漏浆;
S4:堆载预压试验:盖梁底模安装完毕后,对其平面位置、顶部标高、节点转换及纵、横向稳定性进行全面检查,符合要求后,对支架进行堆载预压试验,连续加载直至全部加载完成,并观测其变形和沉降,待48h内累计沉降不超过5mm,方可吊下荷载;
S5:铺设型钢、钢筋:在底模上铺设第一层横向型钢(101),并将立式型钢(102)间隔50mm的焊接在横向型钢(101)顶部外壁上,再次铺设第二层横向型钢(101),并焊接在立式型钢(102)顶部外壁上,重复上述步骤,所有横向型钢(101)与立式型钢(102)焊接完成后,钢筋在钢筋加工场内集中加工焊接成钢筋骨架片,运输到现场后用汽车吊吊装在横向型钢(101)两端并进行绑扎,横向型钢(101)两端的钢筋之间利用钢筋进行连接,且用于连接的钢筋之间预留出足够的空间用于安装波纹管;
S6:穿插、定位波纹管:将内径为9mm的镀锌波纹管穿插进预留的空间内,并牢同绑扎在钢筋定位网上;
S7:安装侧模:利用螺栓将侧模固定在底模上并加固,模板拼缝加垫橡胶条以防漏浆;
S8:浇筑混凝土:施工前期实验室根据施工需要对砂石料、水泥、外加剂取样,做配合比实验,混凝土用混凝土运输车运至现场,泵送入模,浇筑时在墩台盖梁整个平截面内水平分层进行浇筑,浇筑层厚度控制在30cm以内,用插入式振捣棒分层捣固;
S9:混凝土养生:混凝土浇筑完毕后,全幅铺盖土工布,洒水养生,保持混凝土表面经常湿润,养护期不少于10天;
S10:拆除侧模:混凝土浇筑24h~48h后拆除侧模;
S11:张拉、压浆:在专门的混凝土下料台上进行钢绞线下料,钢绞线上不得粘泥土,应将钢绞线上的油污擦洗干净,严格按照图纸下料,用砂轮机切割,切割之前先在切口两侧各5cm处用细扎丝捆好,以免切开后钢绞线散乱,下好料的钢绞线要及时穿束,钢绞线束的端头要用黑胶布包扎,将张拉端锚垫板表面和其钢管内的混凝土残碴清除干净,安装好工作锚板,将工作夹片均匀打紧并外露一致,接着穿束上好限位板,然后用手拉葫芦吊起千斤顶,对正并穿入钢绞线,再上工具锚,张拉前必须调整好千斤顶的位置,使张拉力的作用线与张拉头孔道末端的切线重合,同时调整工具锚的孔位与工作锚的孔位排列一致,以防各束钢绞线在千斤顶穿心孔内不平行,张拉时应做到孔道、锚环、千斤顶三心对中,预应力钢束张拉完24h内进行压浆施工,压浆前,应用支架操作平台,先用电动手提砂轮割除多余钢绞线至距锚塞层部2~3cm处之后采用42.5普通硅酸盐水泥加粒径小于0.3cm的细砂,按1:1.5的配比适当加水拌匀,用高压风吹出孔道内的积水,压浆顺序从低位孔道到高位孔道,水灰比不大于0.35,允许掺膨胀剂,水泥浆稠度控制在14~18,采用活塞式压浆,水泥浆从拌制到压入孔道的时间不超过40分钟,边搅拌边压入,压浆从压浆端压入,出浆口喷出饱满的浓浆后为止,待压力升至0.6~0.7MPa时,关闭压浆阀,待所压浆液密实后,拆除压浆管阀门,对锚端钢筋,立模浇筑封锚端砼,待桥梁上部梁体架设完成并进行体系转换后并在护栏施工、桥面铺装前进行预应力束张拉、压浆、封锚,施工时由吊车停放桥面上起吊工作吊篮平台至盖梁侧面进行张拉、压浆、封锚施工;
S12:拆除底模以及脚手架:将脚手架拆除,然后用吊车将底模拆除,拆模时应轻敲轻打,绝对不准损伤主体混凝土的棱角,或使混凝土表面造成伤痕。
5.根据权利要求4所述的一种大跨度预应力混凝土盖梁构造的施工方法,其特征在于,所述步骤S1中脚手架和模板支架上的荷载,分为永久荷载和可变荷载两类;
其中,脚手架的永久荷载,一般包括下列荷载:
A:组成脚手架结构的杆系自重,包括:立杆、纵向横杆、横向横杆、斜杆、水平斜杆、八字斜杆、十字撑等自重;
B:配件重量,包括:脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施及附加构件的自重;设计脚手架时,其荷载应根据脚手架实际架设情况进行计算;
脚手架的可变荷载,包括下列荷载:
A:脚手架的施工荷载,脚手架作业面上的操作人员、器具及材料等的重量;
B:风荷载;
模板支架的永久荷载,一般包括下列荷载:
A:作用在模板支架上的结构荷载,包括:新浇筑混凝土、钢筋、模板、支承梁等自重;
B:组成模板支架结构的杆系自重,包括:立杆、纵向及横向水平杆、水平及垂直斜撑等自重;
C:配件自重,根据工程情况定,包括:脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施及附加构件的自重;
模板支架的可变荷载,包括下列荷载:
A:施工人员及施工机具、材料荷载;
施工人员及施工机具、材料荷载标准值取2.5KN/m2
B:混凝土冲击及振捣时产生的荷载;
混凝土冲击及振捣时产生的荷载标准值可采用2.5KN/m2
C:风荷载;
作用于脚手架及模板支撑架上的水平风荷载标准值,按下式计算:
Wk=0.7w0μsμz
w0=vw 2/1600
式中:
Wk——风荷载标准值,KN/m2
μz——风压高度变化系数;
μs——风荷载体型系数,竖直面取0.8;
w0——基本风压值,KN/m2
vw——风速,系按平坦空旷地面,离地面10m高30年一遇10min平均最大风速,按10级大风计,取28.4m/s;
荷载的分项系数:
A:计算脚手架及模板支撑架构件强度时的荷载设计值,取其标准值乘以下列相应的分项系数:
A1:永久荷载的分项系数,取1.2;计算结构倾覆稳定时,取0.9;
A2:可变荷载的分项系数,取1.4;
B:计算构件变形时的荷载设计值,各类荷载分项系数,均取1.0;
脚手架结构计算:
(1)无风荷载时,单肢立杆承载力计算
①立杆轴向力按下式计算:
N=1.2×(NG1+NG2)+1.4×(NQ1+NQ2)
式中:
NG1——混凝土自重标荷载准值产生的轴向力,KN/m2
NG2——模板支架自重荷载标准值产生的轴向力,KN/m2
NQ1——施工人员、机具、材料荷载产生的轴向力,KN/m2
NQ2——混凝土振捣产生的轴向力,KN/m2
②单肢立杆稳定性按下式计算:
N≤φAf
式中:
A——立杆横截面积,4.89cm2
Φ——轴心受压杆件稳定系数;
f——钢管强度设计值,205MPa;
(2)组合风荷载时单肢立杆承载力计算:
风荷载对立杆产生弯矩按下式计算:
Mw=1.4wklah2/10
式中:
Mw——单肢立杆弯矩(KN·m);
la——立杆纵矩(m);
wk——风荷载标准值(KN/m2);
h2——立杆计算长度(m);
②单肢立杆轴向力按下式计算:
Nw=1.2×(NG1+NG2)+0.9×1.4×(NQ1+NQ2)
③立杆压弯强度按下式计算:
Nw/φA+Mw/w≤f
式中:
W——立杆截面模量,5.08cm3
f——钢管许用弯曲正应力,KPa;
地基承载力计算:
PD=P+Pb+PK≤fgk
式中:
PD——地基承载力计算均布荷载;
P——上部混凝土自重、内外模重量以及施工振捣、料机具等合计均布荷载;
Pb——贝雷片及槽钢自重;
PK——碗扣式钢管脚手架自重荷载;
fgk——地基承载力标准值,由载荷试验或其它原位测试公式计算并结合工程实践经验等方法综合确定;
PK=1.5GK/SK
GK=a×H0×(gk1+gk2+gk3)
式中:
GK——支架验算截面承受的构架自重荷载,KN;
H0——立杆高度,m;
a——立杆纵距,m;
gk1——基本构架杆部件的平均自重荷载,取0.18KPa;
gk2——配件平均自重荷载,取0.15KPa;
gk3——局部件平均自重荷,载取0.1KPa;
SK——立杆纵距与横距的乘积,m2
6.根据权利要求4所述的一种大跨度预应力混凝土盖梁构造的施工方法,其特征在于,所述步骤S6中波纹管(3)在安装时,以梁底模板为基准量取定位坐标,钢筋与波纹管(3)相碰时,适当移动普通钢筋位置,定位网片的间距在直线段为800mm,在曲线段为500mm,波纹管(3)接头要严密,严防漏浆,安装后要认真复查波纹管(3)定位坐标,检查定位钢筋是否牢靠,接头是否完好,管壁是否有破损等,预应力筋预留孔道的尺寸与位置应正确,孔道应平顺,预留孔道张拉端部波纹管(3)延伸至锚垫板的孔洞处与外口平齐,施工时,注意端头锚下垫板应与波纹管(3)道中心线垂直,波纹管(3)安装就位过程中应尽量避免反复弯曲,以防止管壁开裂,在进行钢筋连接电焊时应加以防护,防止电焊火花烧伤管壁,波纹管(3)控制点的安装偏差,垂直方向为10mm,水平方向为20mm,梁长方向为30mm,波纹管(3)间距偏差,同排为10mm,上下层为10mm。
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