第七章混凝土简支梁桥施工•第一节钢筋混凝土简支梁桥的制造工艺•第二节预应力混凝土简支梁桥的制造工艺•第三节装配式简支梁桥的运输与安装第一节混凝土简支梁桥的制造工艺•一、概述混凝土简支梁桥施工方法分为:就地浇筑和预制安装就地浇筑(cast-in-place)法特点:不需要预制场地和大型吊装设备,梁体的主筋不中断。工期较长,施工质量不如预制容易控制,收缩徐变引起预应力损失大预制安装法特点:工期较短,收缩徐变影响小,质量容易控制,有利于组织文明生产。需要预制场地和必要的运输和吊装设备,预制块件之间需要连接或接缝处理二、模板和和简易支架模板(formwork)是用于浇筑混凝土、形成结构形状和尺寸的临时性结构支架(也叫膺架,falsework)是用于在施工过程中支承梁体的临时性结构要求:①具有足够的强度、刚度和稳定性,能可靠地承受施工过程中可能产生的各项荷载;②保证工程构造物的设计形状、尺寸及各部分相互之间位置的正确性;③构造和制作力求简单,装拆既要方便又要尽量减少构件的损伤,以提高装、拆、运的速度和增加周转使用的次数;④模板的接缝务必严实、紧密,以确保新浇混凝土在强烈振动下不致漏浆(一)模板的类型和构造按材料分:木、钢木结合、钢等按装拆方法分:零拚式、分片装拆式、整体装拆式等按相对梁的位置分:内、外、底、端木模板的基本构造由紧贴于混凝土表面的壳板(又称面板)、支承壳板的肋木和立柱或横档组成,壳板可以竖直拼装(图a)或水乎拼装(图b)。壳板的接缝可做成平缝(图b)、搭接缝或企口缝(图c)。当采用平缝拼接时,应在拼缝处衬压塑料薄膜或水泥袋纸以防漏浆。为了增加木模的周转次数并方便脱摸,往往在壳板面上加钉一层薄铁皮。木壳板的侧面装置铰链,使壳板可以转动。芯模的骨架和活动撑板,每隔70cm一道。撑板下端的半边朝梁端一侧用铰链与壳板连接。不管何种模板,为了避免壳板与混凝土粘连,通常均需在壳板面上涂以隔离剂,如石灰乳浆、肥皂水或废御L油等。空心板充气芯模T梁钢模板辽河特大桥T梁预制钢筋骨架辽河特大桥T梁预制钢模板(二)简易支架就地浇筑梁桥时,需要在梁下搭设临时支架支承模板、施工荷载等,目前主要采用钢管支架;二、钢筋工作钢筋工作的特点:钢筋工作的特点是:加工工序多,包括钢筋整直、切断、除锈、弯制、焊接或绑扎成型等,而且钢筋的规格和型号尺寸也比较多。(一)钢筋加工的准备工作质量鉴定:抗拉极限强度、屈服点和冷弯试验钢筋整直:10mm以上—捶打整直;小于10mm—冷拉整直(手摇或电动绞车),能提高钢筋的强度和清除铁锈。除锈:经锤直的钢筋可用钢丝刷或喷砂枪喷砂除锈去污,也可将钢筋在砂堆中来回抽动以除锈去污。钢筋下料:钢筋经整直,除去污锈后,即可按图纸要求进行划线下料工作。为最后一道工序,即截断钢筋,通常视钢筋直径的大小,用錾子、手动剪切机和电动剪切机来进行。(二)钢筋弯制成型和接头手工或电动弯筋器按规定的弯曲半径弯制成型。钢筋两端弯成标准弯钩,如无规定应按15倍钢筋直径弯制主要连接方法:闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、气压对焊、套管、绑扎搭接等注意:钢筋接头在构件截面内应尽量错开布置,且受拉主钢筋的接头截面积不得超过受力钢筋总截面积的50%;受拉钢筋的绑扎搭接长度应符合表2-7-2,受压钢筋的绑扎接头搭接长度应取受拉钢筋搭接长度的0.7倍;搭接长度区段内受力钢筋接头的截面积,在受拉区不得超过钢筋总截面积的25%,在受压区不得超过钢筋总截面积的50%。(三)钢筋骨架的组成与安装骨架的焊接一般采用电弧焊:单片平面骨架→立体骨架组拼后的骨架须有足够的刚性,焊缝须有足够的强度,以便在搬运、安装和灌筑混凝土过程中不致变形、松散。一般应采用双面焊,单面焊时应设置一定的预拱度(焊接导致的骨架端部上翘和安装时的挠度)。焊接操作:应采用分层跳焊法,即从骨架中心向两端对称地、错开地焊接,先焊骨架下部,后焊骨架上部,在同一断面处,如钢筋层次多,各道焊缝也应互相交错跳焊当多层钢筋直径不同时,则可先焊两直径相同的钢筋,再捍直径不同的钢筋。对于绑扎钢筋的安装,应事先拟定安装顺序。一般的梁肋钢筋,先放箍筋,再安放下排主筋,后装上排钢筋。•钢筋安装工作应注意事项:•①钢筋接头应按规定要求错开布置•②钢筋交叉点应用铁丝绑扎结实,必要时可用焊接•③除设计有特殊规定外,梁中箍筋应与主筋垂直。箍筋弯钩叠合处沿梁纵向置于上面并交错布置•④在钢筋与模板间设置保护层垫块,交错布置•⑤为保证钢筋净距,可于两排钢筋间设分隔块或短钢筋•⑥为保证钢筋骨架刚度,必要时可增加装配钢筋沈彰高速大转弯T型刚构桥中的钢筋工作三、混凝土工作混凝土工作包括混凝土拌制、运送、浇筑和振捣、养护和拆模(一)混凝土的配制◆机械搅拌混凝土上料次序:石子-水泥-砂◆应使石子表面包满砂浆,拌和料混合均匀、颜色一致◆添加剂应调成溶液(对可溶性添加剂),加入拌和水中,与其他材料拌匀◆施工过程随时检查和校正混凝土的流动性或工作度(又叫坍落度)◆保证混凝土拌合均匀的重要条件是有足够的拌合时间,但要注意拌和时间也不能过长,否则会造成混凝土混合物的离析现象。(二)混凝土的运送◆混凝土应以最少的转运次数、最短的距离迅速从搅拌地点运至浇筑位置。◆防止发生离析、泌水和灰浆流失现象◆若混凝土自高处倾落时,为防止离析,其自由倾落高度不宜超过2m,超过2m时,应采用溜管、溜槽或串筒输送,倾落高度大于10m时,串筒内应附设减速叶片◆泵送混凝土时,输送管道定位及接头应牢固可靠,防止“爆管”。当输送距离较远时,需注意管道两端混凝土坍落度的变化。夏季或冬季施工时,管道应有降温或保温措施,防止堵管。(三)混凝土的浇筑◆混凝土的灌筑方法直接影响到混凝土的密实度和整体性,对混凝土的质量关系很大必须根据混凝土的拌制能力、运距与灌筑速度、气温及振捣能力等因素,认真制定混凝土的灌注工艺。◆当构件的高度(或厚度)较大时,应采用分层浇筑的方式,浇筑层的厚度与混凝土的稠度及振捣方式有关,在一般稠度下,用插人式振捣器振捣时,浇筑层厚度为振捣器作用部分长度的1.25倍,用平板式振捣器振捣时,浇筑厚度不超过20cm,薄腹T梁或箱梁的梁肋当用侧向附着式振鸽器振捣时,浇筑层厚度一般为30~40cm,用人工捣固时,视钢筋密疏程度,通常取浇筑厚度为15~25cm(三)混凝土的浇筑◆中小跨径的T梁一般均采用水平层浇筑,其横隔梁的混凝土与梁肋同时灌筑。对于又高又长的梁体,当混凝土的供应量跟不上按水平层浇筑的进度时,可采用斜层浇筑法,从梁的一端到另一端。◆灌筑空心板梁,一般先浇筑底板,再立芯模,扎捍顶面钢筋,然后灌筑肋板与面板混凝土,待混凝土初凝后,即可抽卸芯摸。◆分层浇筑时,应在前层混凝土开始凝结之前,即将次层混凝土灌筑捣实完毕。◆如果在灌筑次层时前层混凝土已经凝结,则要待前层混凝土具有不小于1200kPa强度当要求结合缝具有不渗水性时,应在前层混凝土达到2500KPa,再浇筑新混凝土。(三)混凝土的浇筑◆新老混凝土接合处理的注意事项:1.凿除老混凝土表层的水泥浆和较弱层,将接缝面凿毛,用水冲洗干净2.如为垂直缝应刷一层净水泥桨,如为水平缝应在接缝面上铺一层与混凝土相同而水灰比比略小的、厚度为1~2厘米的水泥砂浆,3.斜面接缝应将斜面凿毛呈合阶状;4.接缝处于重要部位或结构物位于地震区者,浇筑时应加锚固钢筋;5.振捣器工作时应离先浇混凝土5~10cm◆大体积混凝土需注意水化热的不利影响沈彰高速大转弯T型刚构桥施工砼浇筑工作(四)混凝土的振捣混凝土的振捣可分人工(用铁钎)振捣和机械振捣两种。人工振捣适用于坍落度大、混凝土数量少或钢筋过密部位的场合。混凝土振捣设备有插入式振捣器、附着式振捣器、平板式振捣和振动台等。平板式振捣器用于大面积混凝土施工,如桥面、基础等附着式振捣器是挂在模板外部振捣,借振动模板来振捣混凝土,对模板要求较高,而振动的效果不是太好,常用于薄壁混凝土构件,如梁肋部分等插入式振捣器,常用的是软管式的,只要构件断面有足够的地位插入振捣器,而钢筋又不太密时采用,它的效果比平板式及附着式要好。(四)混凝土的振捣注意:对于石料粒径较大的混凝土,选用频率较低,振幅较大的振捣器效率较好,反之则宜选用频率高、振幅小的,因为振幅太大容易使较小骨料作无规则的翻动,反而造成混凝土的离析。振捣时间过短或过长均有弊病,一般以振捣至混凝土不再下沉、无显著汽泡上升、混凝土表面出现薄层水泥浆、表面达到平整为适度。(五)混凝土的养护及模板拆除◆养护对混凝土质量的重要性◆自然养护法:自然气温条件下(5℃以上),对终凝混凝土覆盖、洒水。养护时间与水泥品种和是否掺用外加剂有关。洒水次数以保持混凝土充分潮湿为度。特点:经济,混凝土强度增长慢、模板占用时间长弥补方法:蒸汽养护法或添加早强剂◆拆模时间:达到设计强度50%可拆除侧模,70%以上可移梁、进行下道工序当昼夜平均气温低于5℃时,或最低气温低于-3℃时,必须采取冬季施工措施:1、在保证混凝土必要和易性的同时,尽量减少用水量,采用较小的水灰比,这样可以大大促进混凝土的凝固速度,有利于抵杭混凝土的早期冻结,2、增加拌和时间,比正常情况下增加50%~100%,使水泥的水化作用加快,井使水泥的发热量增加以加速凝固;3、适当采用活性较大、发热量较高的快硬水泥、高强度水泥拌制混凝土,4、将拌和水甚至亦将集料加热,提高混凝土的初始温度,使混凝土在养护措施开始前不致冰冻。5、掺用早强剂,加速混凝土强度的发展,井降低混凝土内水溶液的冰点,防止混凝土早期冻结。目前常用的早强剂有含三乙醇胺的硫酸钠复合剂和亚硝酸钠复合剂两种。6、用蒸气养护、暖棚法、蓄热法和电热法等提高养护温度。(六)混凝土的冬季施工要点第二节预应力混凝土简支梁桥的制造工艺先张法的制梁工艺是在灌筑混凝土前张拉预应力筋,将其临时锚固在张拉台座上,然后立模浇筑混凝土,待混凝土达到规定强度(不得低于设计强度等级的70%)时,逐渐将预应力筋旅放松,这样就因预应力筋的弹性回缩通过其与混凝土之间的粘结作用,使混凝土获得预压应力。先张法生产可采用台座法或机组流水法。台座法:构件施工的各道工字全部在固定台座上进行。特点:不需复杂机械设备,施工适用性强,故应用较广。机组流水法:构件在移动式的钢模中生产,钢模按流水方式通过张拉、灌筑、养护等各个固定机组完成每道工序。特点:机组流水法可加快生产速度,但需要大量钢模和较高的机械化程度,且需配合蒸汽养护,只用于工厂内预制定型构件。(一)台座台座按构造型式不同,可分为墩式和糟式两类。1、墩式台座墩式台座是靠自重和土压力来平衡张拉力所产生的倾复力矩,并靠土壤的反力和摩擦力抵抗水平位移。在地质条件良好,台座张拉线较长的情况下,采用墩式台座可节约大量混凝土。台座由台面、承力架、横梁和定位钢板等组成,台面有整体式混凝土台面和装配式台面两种,它是制梁的底模。承力架要承受全部的张拉力,设计建造时须保证变形小、经济、安全和操作方便。横梁是将预应力筋张拉力传给承力架的构件,常用型钢设计制成。定位钢板用来固定预应力筋的位置,其厚度必须保证承受张拉力后具有足够的刚度。定位板的圆孔位置按梁体预应力筋的设计位置确定,孔径比预应力筋大2~5mm.墩式台座槽式台座2.槽式台座当现场地质条件较差,台座又不很长时,可采用由台面、传力柱、横梁、横系梁等组成的槽式台座.传力柱和横系梁一般用钢筋混凝土做成。空心板预制张拉台座(二)预应力筋的制备先张法预应力混凝土梁可用精轧螺纹粗钢筋、螺旋肋钢丝、钢绞线和冷拔低碳钢丝作为预应力筋。制备工作:下料、对焊、镦粗或轧丝、冷拉等工序。1、下料钢筋下料前应先做原材料检验和冷拉试验,以确定其冷拉仲长率和弹性回缩率等值。2、对焊对焊一般应在冷拉前进行。对焊质量应严格控制,精轧螺纹钢筋的对焊一般在对焊机上进行。一般均采用闪光—预热—闪光焊工艺来改善接头性能。3、镦粗或轧丝采用镦头锚具时,对于直径在12毫米以下的钢筋可采用液压冷徽镦机将钢筋端头镦粗成圆头,并利用开孔的钢垫板组成锚具。对于较粗的钢筋需要用热镦法来加工,即可利用对焊机将钥筋加热加压形成镦头。直径大于22米的钢筋,因镦粗时需用较大的压力,则可采