淺述現澆箱梁施工技術

【摘 要】介紹了鋼筋混凝土連續梁現澆施工中，對支架應力計算及大體積混凝土從原材料選擇、配合比設計、施工養護等方面控制和避免產生裂縫的措施。

【關鍵詞】 支架;連續箱梁;大體積混凝土;配合比;應力

Shallow say to sprinkle a box of beam construction technique now

He Jian-ming，Ye Yun

(Jiangsu huahai construction engineering limited company Taixin Jiangsu 225400)

【Abstract】Introduction reinforced concrete continuous the beam sprinkle now under construction， to support should dint calculation and big physical volume concrete from original material choice， match ratio design， construction protect etc. control with avoid creation crack of measure.

【Key words】Support;Continuous box beam;Big physical volume concrete;Match ratio;Should dint

1. 工程概況

我單位承擔施工的某匝道橋設計跨徑76m，橋面寬15.5m，位于R=650的右偏圓曲線上，R=2400的豎曲線上，為2%超高段。上部構造采用16+20+20+16 m鋼筋預應力混凝土連續現澆箱梁，梁高1.3m，為單箱雙室截面。本現澆箱梁混凝土強度為C40，方量為792m³，鋼筋220T，本橋采用一次澆筑成型，不留施工縫。

2. 工程特點

2.1 本橋位于水田中，地基承載力差，因本橋采用支架現澆施工，需對地基進行換填處理，以滿足地基承載力要求。

2.2 本地區多為陰雨天氣，且業主的工期要求緊，施工難度大。

2.3 梁體尺寸大，對于大體積混凝土應采取有效的防護措施，保證梁體施工質量。

3. 施工準備

3.1 地基處理。

首先將軟土挖除，用透水性砂巖進行換填，并用振動壓路機壓實，其上做20cm厚的二灰砂礫，并用20×20×10cm的C15混凝土做為支架墊腳，地面做2%橫坡，以利排水，并在橋外設置一排水溝，保證地面排水通常不積水。

3.2 支架及模板應力計算。

支架選用WDJ碗扣式多功能腳手架，初步選定橫桿長為0.9m，橫桿步距為0.6m，應力驗算如下:

(1)根據施工圖紙，計算最不利荷載。

最不利荷載出現在墩頂中橫梁實體部分，單位面積混凝土重量為1.3×26=33.8KN，單位面積支架重0.078T，荷載為0.78KN，單位面積施工荷載為1KN，則單位面積的垂直荷載為35.58KN。此處的單桿承載力為35.58×0.9×0.9=28.8KN，此處的支架單桿允許承載力為40KN，(《公路橋涵施工手冊-橋涵》下冊)安全系數為1.4KN，滿足要求。

(2) 方木撓度及應力驗算。

方木采用紅松木，方木支撐如下圖，方木長為6m，設定荷載為均布荷載，采用二次超靜定計算。

最不利荷載處:

對于10×10cm方木:

δ=0，512×ql4100EI= 0.512×32.02×103×0.94100×9×109×8.333×10-6 =0.001459m<0.9/400=0.00225

б= MW=0.07×ql2W=0.07×32.02×103×0.921.67×10-4 =10.9MPa<бmax

其中E=9×103 MPa ;q= 35.58×0.9=32.02KN/m;

I=bh312=0.1×0.1312 =8.333×10-6m4

w= bh26=0.1×0.136=1.67×10-4m³

бmax=12MPa。符合要求。

對于4×10cm的方木:

δ=0，512×ql4100EI = 0.512×10.67×103×0.94100×9×109×3.333×10-6 =0.001215m<0.9/400=0.00225

б= 9MPa<бmax

其中E=9×103 MPa ;q= 35.58×0.9=10.67KN/m;

I= bh312=0.04×0.1312 =3.333×10-6m4; w=bh26=0.04×0.136=6.67×10-5m³

бmax=12MPa。符合要求

(3)模板撓度及應力驗算。

模板采用15mm厚高強度覆模竹膠板。

δ= 0，512×ql4100EI = 0.512×10.67×103×0.34100×9×109×2.533×10-7= 2×10-4<0.3/400= 7.5×10-4

б= MW=0.07×ql2W=0.07×10.67×103×0.323.375×10-5 =2MPa<бmax

其中E=5×103 MPa ;q= 35.58×0.3=10.67KN/m;

I= bh312=0.9×0.015312 =2.53×10-7m4，w= bh26=0.9×0.01526=3.375×10-5m³

бmax=8MPa。

符合要求。

支架及模板施工圖如下。

圖1

支架及模板安裝完成后立即進行滿載預壓，消除地基及支架間的非彈性變形，并根據卸載后的回彈值調整模板標高。

3. 施工機具

本工程配備了1臺50m 汽車泵和10輛混凝土輸送車。另有1 臺32m 汽車泵備用，進行周邊補充，既防止設備故障，又緩解車輛積壓，確保混凝土坍落度滿足施工要求。

4. 配合比的設計及溫度應力計算

4.1 配合比設計思路。

在配合比設計中充分考慮大體積混凝土的特點，既要保證混凝土的強度，滿足施工所需的和易性、流動性、坍落度、可泵性，同時又要盡量降低水泥用量、水灰比，從而降低水泥水化熱引起的混凝土內部溫升，防止溫度應力過大，而產生混凝土開裂。

4.2 混凝土原材料選擇及施工配合比。

采用當地42.5#普通水泥，同時適量摻加粉煤灰和礦渣粉，既降低混凝土水化熱，增加和易性，同時還可消耗混凝土中的堿，有效地預防堿-集料反應。集料為低堿活性集料。摻加高效緩凝減水劑，保證混凝土初凝時間> 10h 以上，終凝時間在18h 左右，一方面延長了施工工藝的可操作性，保證混凝土的連續澆筑;另一方面使水泥水化熱的釋放時間加長，達到水化熱不能集中釋放以降低混凝土內外溫差的目的。設計配合比為水泥:細骨料:粗骨料:水:外加擠:粉煤灰:礦渣粉=290:605:1255:172:8.05:30:60，設計坍落度為190±30mm。

4.3 溫度應力計算。

(1)澆筑溫度:澆筑在6 月中旬進行，時間選擇在溫度較低的時段，定于18 :00～6 :00 ，平均氣溫按27 ℃計，水泥Tce= 32 ℃，砂Tsa = 25 ℃，碎石Tg = 26 ℃，水Tw = 19 ℃，攪拌機棚封閉，棚內溫度21 ℃，澆筑溫度T = 26 ℃。

(2)混凝土最高溫升值:根據水泥水化熱計算混凝土絕熱溫升值Tmax=mc×Qc×ρ(1-e-∞) =47.06℃，最大綜合溫差ΔTΔT=47.06-12=35.06℃(長期暴露)，第15 天產生最大拉應力為σ=3.25×104×10-5×35.061-0.15×0.3×0.32=1.28MPa此時混凝土抗拉強度為1.8MPa ，抗裂安全度K= 1.8/1.28 = 1.40 > 1.15。滿足要求。

5. 混凝土施工工藝

鋼筋幫扎完畢，經檢驗合格，就可以進行混凝土的澆注。本次混凝土于2006年6月14日19點至次日5點完成澆筑?；炷恋臐沧㈨樞驗閺膬啥讼蚩缰袧沧?，在跨中合攏。采用采取斜面澆筑的方法，按照澆筑時形成的自然斜面薄層澆筑，循序推進，一次成型。施工中頂板應在底板混凝土初凝前完成澆注，不留施工縫，保證混凝土澆注的連續性。

混凝土振搗采用插入式振動棒分層搗實，分層厚度不得超過30cm;振動棒移動間距不超過振動器作用半徑的1.5倍，與側模保持5～10cm距離;插入下層5～10cm，使上下層良好結合。澆筑過程連續進行，不得中斷。直至當混凝土表面停止沉落、表面平坦，振搗不出現氣泡。

混凝土澆注過程中，對已澆注完成的混凝土采用長靠尺刮平，目模抹面，在混凝土初凝前用鐵抹收光，同時防止混凝土出現非受力裂縫，保證梁體頂面光滑、美觀。

待混凝土終凝后即可進行養護，避免溫度裂縫的出現。對于底板可進行蓄水養護，蓄水深度約為10cm，對于頂板可采用土工布覆蓋并及時灑水，保證混凝土表面濕潤。

6. 結束語

工程通過精心組織、精細管理，未發生安全事故，混凝土的28 天強度達到設計強度的126%，未出現開裂現象，工程質量經驗收達到設計和規范要求，質量評定優良，施工獲得了成功，為以后類似工程施工積累了經驗。幾點體會如下:

6.1 在施工中采用了較小的水泥用量，有效地減少了水化熱，降低混凝土的溫升值;以大摻量粉煤灰增加混凝土的密實性、流動性、和易性、體積穩定性;采用高效減水劑降低了水灰比。

6.2 通過蓄水及覆蓋養護，有效地降低了混凝土內外溫差，保持了混凝土表面濕潤。并且混凝土的強度增長情況遠好于標準養護情況，現場同條件養護的試件3 天已達到設計強度的94.7%，提高了混凝土的早期強度，從而避免了混凝土產生溫度裂縫。

6.3 由于工期要求緊，結合溫度監測及混凝土強度情況，從第7 天開始拆除底、側模，保持噴水養護，結果未發現梁底開裂現象。

參考文獻

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[文章編號]1619-2737(2010)04-13-071