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京福高速公路林東互通匝道加固施工方法
發布時間:2012-5-18 閱讀:3601次  
京福國道主干線徐州東繞城段是交通部規劃的“五縱七橫”國道主干線和江蘇“四縱四橫四聯”高速公路網的重要組成部分,地處淮海經濟區域中心。本項目北起山東省棗莊市臺兒莊區張山子鄉附近的蘇魯兩省交界處,南止于江蘇省徐州市銅山縣吳邵鄉林東村附近的徐州樞紐互通式立交(又稱林東互通),與連霍國道主干線相交叉并與徐宿淮鹽高速公路相連接,路線全長43.498 km。林東互通立交等級為一級,占地約39.75萬m2,主線設計長度26 48m ,匝道全長7901.5 m ,設計有主線跨線橋1座長1651.2m ,A -H匝道橋8座共長2247. 124 m。

1 箱梁梁體扭轉及橫向位移分析

京福高速公路林東互通樞紐G匝道橋施工過程中,發現箱梁梁體向內側扭轉和橫向位移。經專家和設計單位的現場檢驗和理論論證計算,**后得出結論。確定是由于設計抗扭能力不足,造成箱梁梁體傾斜并發生橫向位移。同時設計單位對其他匝道橋扭距進行驗算,發現其他匝道橋也同樣存在設計扭距不滿足要求的問題。

為了解決所存在的問題,決定采用的方案是: 在箱梁的端部增加雙支座來增大支承偏心距,提高箱梁的抗扭能力,達到抗扭穩定性的要求,并在中墩處讓墩和梁固結,減小扭轉跨徑。另外C匝道采用在中間墩的承臺和墩柱頂部植筋的方法,將原設計直徑1.5 m的圓柱墩改為變寬的墻式墩,在墻式墩上原支座兩側布置2個新增支座,減小扭距,達到抗扭穩定性的要求。

2 加固施工方法

2.1 植筋方法

植筋是指在混凝土上打孔,在孔內注人建筑結構植筋膠粘劑,并將鋼筋插人孔中,使鋼筋和混凝土牢固粘結在一起的技術川。目前,植筋這一新技術由于其無法比擬的優勢在建筑工程施工領域得到了越來越廣泛的應用。由于植筋技術具有設計靈活、工期短、效率高、破壞小以及造價低等優點,令傳統的剔鑿、焊接等工藝無法比擬,因而它深受建設、施工等有關方喜歡。總之,植筋技術適用范圍廣、方法簡單工藝安全、質量可靠、經濟效益和社會效益顯著,因而植筋技術可以大力推廣應用。它主要應用于建筑工程的改造、擴建、裝飾及加固處理等[2]。

2.1.1 施工工藝

鉆孔清 孔孔干燥孔除塵鋼筋處理灌膠插筋固定養護。

2.1.2 施工方法

1) 鉆孔施工。

在鉆孔前應將所有需植筋的部位表面鋼筋保護層鑿除,以便在鉆孔過程中盡量使鉆頭避免鉆到鋼筋,以提高鉆孔質量和鉆孔效率。由于承臺鋼筋分布比較稀疏,鋼筋的層數較少,在鑿除承臺上層鋼筋網后,鉆孔過程中基本不會再遇到任何結構鋼筋,因此可選用空壓鉆機進行鉆孔,鉆進較為順利。

柱頂的鋼筋布置情況基本與承臺相似,同樣可選用空壓鉆機進行鉆孔,但植筋孔位為水平設計,施工操作要比承臺難控制。其施工需要注意的要點如下:

① 首先須將空壓鉆機在穩固的支架上固定就位,與孔身的縱向軸線保持平行,以保證同一墩柱上的鉆孔縱向軸線保持水平平行。要防止相鄰孔位和相對孔位造成竄孔,**終影響植筋效果。

② 在鉆進過程中,要保證空壓鉆機的穩定。由于墩柱部位的設計孔徑較大,因此要求鉆機的鉆頭較大,相對來說鉆桿較細,因此在鉆進過程中容易造成鉆尾擺晃,導致孔徑軸線彎曲和擴孔,使鋼筋無法植進和影響植筋的質量。

箱梁部位的鋼筋較密,除表面經混凝土鑿毛后可視見的鋼筋外,其內部仍有大量的不可探明的鋼筋分布。因此要完全順利地在不損傷原有鋼筋的基 礎上在指定位置鉆孔,是幾乎不可能的。由于鋼筋較密,無法用空壓鉆機施工,應選用能鉆穿鋼筋的取芯水鉆進行施工,但水鉆的不足之處是:工效率太低;孔內積水和泥漿難以清干;孔壁過于光滑,影響植筋膠的勃結效果。

針對以上不足本次施工所采取的措施:

① 增加取芯鉆機的數量,日夜輪班施工作業。

② 待成孔后用高壓水槍將孔內泥漿沖洗干凈,然后用海綿將孔內的水分吸干,在晴天讓其自然干燥;在陰雨天及氣溫較低時,采用電吹風人工干燥。

③ 在成孔后用特制的帶有堅硬鋸齒的毛銼深入孔內拉毛,以增加孔壁的摩擦系數。

2) 孔洞驗收。

在植筋前要對植筋孔的情況進行檢查,須保證孔位的布置正確,孔徑的大小合理,孔徑無彎曲傾斜現象,孔壁清潔干燥。檢查合格后用設計直徑的鋼筋試插,防止在植筋膠注入后發現鋼筋無法插入,造成廢孔。植筋所使用的鋼筋必須準備妥當,鋼筋的規格、數量、長度正確,并有序地在植筋現場待置;要保證每根鋼筋的植入端頭的圓順,以防止在插入過程中卡孔;同時準備足夠長度和數量的注膠嘴導管(塑料軟管)。

3) 灌結構膠。

植筋固化劑的選用要求:固化時間適當;固化強度高效果好;固化劑的化學穩定性好,具有抗酸堿、抗老化、抗高溫、不腐蝕等性能;施工方便簡潔等特點。

灌結構膠:首先將植筋膠放置在配套的植筋槍內,用輔助導管將植筋膠從孔底慢慢向孔口注膠,在注膠過程中,要保證輔助導管的末端始終在植筋膠里面,同時隨著注入植筋膠的增多緩慢上提輔助導管。在注膠過程中必須保證將植筋孔內的空氣排出。

4) 植筋 。

當植筋膠澆注到孔內位置的3/4時,移去導管和植筋槍,將旁邊準備好的鋼筋緩慢旋轉插人孔內,旋轉可以起到使鋼筋與膠體充分勃結的效果。由于植筋膠的固化時間較短(與施工溫度有關),鋼筋必須在注膠后3-6 min內插入孔內。植完后要防止鋼筋在植膠固化過程中受到擾動,影響植筋膠的固化效果。植筋膠在30-40 min后可固化。

5) 養護 。

在常溫下自然養護,養護期間禁止擾動,時間至少24 h,2-3d后即可進行下道工序。

2.2 新增支座安裝

匝道橋的新支座安裝在原有箱梁板底之下,是先有箱梁,后有支座,與正常條件下的施工完全相反的自上而下的施工工藝,且下部墩帽頂與箱梁板之間的間距只有30 cm,在此情況下要使箱梁不發生沉降(沉降小于1 mm)而完全受力于新支座上,是施工難度中****的一個。

為使新支座在原有支座失效后在箱梁不發生沉降的情況下立即工作,首先應消去支座在受力后發生的彈性變形。因此在新支座安裝前,用壓力機對支座的上下鋼板施加其設計承重力的80%的預應力,使支座的上下鋼板緊密擠壓,并用鋼板將支座的上下鋼板固結。

在預先搭設的托架上,用千斤頂上頂梁體,采用4個千斤頂分別放置在梁體原支座兩側,緩慢、均勻、對稱加力。在上頂過程中,需注意梁體與支座之間的變化,若梁體與支座間稍有松動(有1 mm的間隙),即可停止加力。在箱梁底板支座的安裝部位留出支座上墊塊及支座上鋼板螺栓孔的位置,對墊塊區進行鑿毛,對支座錨栓孔位進行鉆孔,鉆孔的方法采用上節敘述中的取芯水鉆方法施工,并將支座
錨栓固定。

在墩身混凝土澆筑之后進行新支座安裝,然后再進行橫梁鋼筋植筋工作。這樣既有了施工作業空間,又有了支座安裝完后的支承基礎,同時又免去安裝支座時橫梁鋼筋的干擾。

將支座就位到設計位置。由于無法用通常的機械起重設備將支座就位到箱梁的底板之下,因此在實際施工中,首先用吊車將支座吊放于墩身的升降托架上,然后在升降托架上焊制支座上墊塊的模板,將上墊塊的鋼筋網片和膨脹混凝土放入支座鋼板上逐塊取出,取出后采用吊模方法對預留孔進行封閉。

2) 縱梁 、橫梁及支架拆除。

松開底板 每排模板之間的連接螺栓,將縱梁每一片分離,用橫梁上滑動小車將縱梁橫移至外側,用吊車吊下,然后再拆除橫梁及支架,用自制拖車運至第4跨進行安裝。

4 結語

簡易造橋機結構簡單、經濟實用,安全可靠。其研制成功,加速了工程的施工速度,提高了工作效率,較大縮短施工工期,使工程在規定的工期前順利完成,經濟效益顯著。同時,還解決了墩柱較高情況的施工難題,保證了箱梁的施工質量。本簡易造橋機在青島至濟南復線上洪水河特大橋上成功運用,具有較大的推廣價值.進一步擴展了造橋機施工技術在橋梁工程的應用。
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