摘 要 本文以鋼筋混凝土管涵的施工為例,從鋼筋混凝土管的預(yù)制、管節(jié)的運(yùn)輸與裝卸、鋼筋混凝土管涵施工注意事項(xiàng)三個(gè)方面對(duì)公路橋梁涵洞施工進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞 公路橋梁 涵洞 鋼筋混凝土管 施工
涵洞按照建筑材料可分為磚涵、石涵、混凝土涵、鋼筋混凝土涵,按照構(gòu)造形式可分為管涵、蓋板涵、拱涵、箱涵,按照洞頂填土情況可分為明涵、暗涵等。本文將以鋼筋混凝土管涵為例對(duì)涵洞的施工進(jìn)行分析。
一、鋼筋渴凝土管的預(yù)制
鋼筋混凝土管應(yīng)在工廠預(yù)制。新線施工時(shí),可在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)置混凝土圓管預(yù)制廠。預(yù)制鋼筋混凝土圓管宜采用震動(dòng)制管器法、離心法、懸輥法等。
1.震動(dòng)制管器法。震動(dòng)制管器是由可拆裝的鋼外模與附有震動(dòng)器的鋼內(nèi)模組成。外模由兩片厚約為5 mm 的鋼板半圓筒(直徑0.2 m時(shí)為3片)拼制,半圓筒用帶楔的銷栓連接。內(nèi)模為一整圓筒,下口直徑較上口直徑稍小,以便取出內(nèi)模。
用震動(dòng)制管器制管,可在鋪放水泥紙袋的地坪上施工。模板與混凝土接觸的表面上應(yīng)涂潤(rùn)滑劑(如廢機(jī)油等)。鋼筋籠放在內(nèi)外模間固定后,先震動(dòng)10 s左右使模型密貼地坪,以防漏漿。每節(jié)涵管分5層灌注,每層灌好鏟平后開(kāi)動(dòng)震動(dòng)器,震至混凝土冒漿為止,再灌次1層,最后1層震動(dòng)冒漿后,抹平頂面,冒漿后2 min-3 min即關(guān)閉震動(dòng)器。固定銷在灌注中逐漸抽出,先抽下邊,后抽上邊。停震抹平后,用鏈滑車(chē)吊起內(nèi)模。起吊時(shí)應(yīng)垂直,剛吊起時(shí)應(yīng)輔以震動(dòng)(震動(dòng)2次~3次,每次1 s左右),使內(nèi)膜與很凝土脫離。內(nèi)膜吊起20 cm,即不得再震動(dòng)。外模在灌注5 min~10 min后拆開(kāi),如不及時(shí)拆開(kāi)須至初凝后才能再拆。拆開(kāi)后混凝土表面缺陷應(yīng)及時(shí)修整。
2.離心法。離心制管法是通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的鋼模,把離心力傳遞給灌注于鋼模內(nèi)部的混凝土拌和物,使其均勻地分布在管模的內(nèi)壁上,多余的水分被離心力甩出,混凝土逐漸干硬密實(shí)。當(dāng)鋼模型旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的單位離心力達(dá)到5 N/cm2~15 N/cm2時(shí),即可制成密實(shí)的混凝土管。
離心法制管的主要設(shè)備有離心制管機(jī)、喂料機(jī)、不同孔徑的鋼模型和各種吊裝設(shè)備。離心制管機(jī)由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)軸、主動(dòng)袖、被動(dòng)軸、機(jī)輪、機(jī)架等組成。電機(jī)應(yīng)采用電磁調(diào)速異步電機(jī),以保證鋼模轉(zhuǎn)速由慢逐漸加快以達(dá)到設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速。喂料機(jī)是將混凝土拌和物均勻地輸送至鋼模內(nèi)的大要設(shè)備。喂料機(jī)由機(jī)架、行走機(jī)構(gòu)、料斗、皮帶運(yùn)輸機(jī)、升降機(jī)構(gòu)、進(jìn)退機(jī)構(gòu)等組成。離心法制管所用鋼模是由模皮、環(huán)向帶、縱向邊板、擋圈(大頭)、緊固絲桿等組成。
鋼模由兩片半圓形模皮用螺栓連接。模皮兩端套上檔圈,用緊固絲桿固定即組裝成形。管成形后,拆去緊固絲桿和擋圈,可將混凝土管從模內(nèi)頂出。
當(dāng)鋼模安裝完后,可按如下程序進(jìn)行操作:(1)將鋼模吊放到離心制管機(jī)的機(jī)輪上,此時(shí)鋼模的檔圍應(yīng)壓在機(jī)輪上。(2)開(kāi)動(dòng)電機(jī),通過(guò)皮帶傳動(dòng)使機(jī)輪轉(zhuǎn)動(dòng),機(jī)輪和鋼模的擋圈由于摩擦作用而帶動(dòng)鋼模旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速由慢逐漸加快,直至達(dá)到設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速。(3)開(kāi)動(dòng)安裝在制管機(jī)一側(cè)鋼軌上的喂料機(jī)。喂料皮帶運(yùn)輸機(jī)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)鋼模中心,可利用喂料機(jī)行走機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)位置調(diào)好后,即可開(kāi)動(dòng)皮帶運(yùn)輸機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和進(jìn)退機(jī)構(gòu),使皮帶運(yùn)輸機(jī)伸進(jìn)鋼模,從鋼模一端向另一端徐徐喂料,投放混凝土拌和料的數(shù)量可由邊圈控制。(4)喂料完畢,鋼模繼續(xù)旋轉(zhuǎn),直至形成密實(shí)的管壁。(5)減速,關(guān)閉電機(jī)。(6)吊運(yùn)管模,養(yǎng)生、脫模。離心法制管應(yīng)使用塑性混凝土,水灰比為0.4~0.6,因此當(dāng)鋼模高速旋轉(zhuǎn)時(shí),從拌和物中有游離水排出,導(dǎo)致制管場(chǎng)地泥漿飛濺,極不清潔,加之噪聲大,制管效率低(每制1節(jié)管約需40 min)并需用大量的鋼模,因此離心法目前已逐步為懸輥法、立式擠壓法所代替。
3.懸輥法。懸輥制管法是利用懸輥制管機(jī)的懸輥,帶動(dòng)套在懸輥上的鋼模一起轉(zhuǎn)動(dòng),再利用鋼模旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力,使投入鋼模內(nèi)的混凝土拌和物均勻地附著在鋼模的內(nèi)壁上。隨著投料量的增加,混凝土管壁逐漸增厚,當(dāng)超過(guò)?跁r(shí),?谑闺x開(kāi)懸輥,此時(shí)管內(nèi)壁混凝土便與旋轉(zhuǎn)的懸輥直接接觸。鋼模依靠懸輻與混凝土之間的摩擦力繼續(xù)旋轉(zhuǎn),同時(shí)懸輥又對(duì)管壁混凝土進(jìn)行反復(fù)輥壓,促使管壁混凝土能在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到要求的密實(shí)度和獲得光潔的內(nèi)表面。
懸輥法制管需用主要設(shè)備為懸輥制管機(jī)、鋼模和吊裝設(shè)備。懸輥制管機(jī)由機(jī)架、傳動(dòng)變速機(jī)構(gòu)、懸輥、門(mén)架、料斗、喂料機(jī)等組成。離心法所用鋼?捎糜趹逸伔。離心法鋼模的擋圈需用鑄鋼制造。成本高,懸輥法鋼模型擋圈除可用鑄鋼制作外,可采用厚鋼板焊接加工制造。
二、管節(jié)的運(yùn)輸與裝卸
1.管節(jié)的運(yùn)輸。管節(jié)混凝土的強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)的70%,并經(jīng)檢查符合圓管成品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定時(shí),管節(jié)才允許裝運(yùn)。管節(jié)的裝卸可根據(jù)工地條件使用各種起重機(jī)械或小型機(jī)械化工具,如滑車(chē)、鍍滑車(chē)等。沒(méi)有起重設(shè)備時(shí),亦可用人力裝卸。管節(jié)在裝卸和運(yùn)輸過(guò)程中,應(yīng)小心謹(jǐn)慎,勿使管節(jié)碰撞破壞。嚴(yán)禁由汽車(chē)內(nèi)直接將管節(jié)拋下,以免造成管節(jié)破裂。為了減輕震動(dòng)時(shí)的沖擊影響,在運(yùn)輸時(shí),宜在汽車(chē)上鋪稻草、木墊板或者用圓木或方木將管節(jié)固定。
2.管節(jié)的安裝。管節(jié)安裝可根據(jù)地形及設(shè)備條件采用下列各種辦法:(1)滾木安裝法。先將管節(jié)沿基礎(chǔ)滾至安裝位置前1m處,旋轉(zhuǎn)90度,使與涵管方向一致。把薄鐵板放在管節(jié)前的基礎(chǔ)上,擺上圓滾木6根,在管節(jié)兩端放入半圓形承托木架,以杉木桿插入管內(nèi),用力將前端插起,墊入圓滾水,再滾動(dòng)管節(jié)至安裝位置,將管節(jié)側(cè)向推開(kāi),取出滾木及鐵板,再滾回來(lái)并以撬棍(用硬木護(hù)木承墊)仔細(xì)調(diào)整。(2)壓繩下管法。當(dāng)涵洞基坑較深,需沿基坑邊坡側(cè)向?qū)⒐軡L入基坑可采用壓繩下管法。
壓繩下管法是側(cè)向下管的方法之一。下管前,應(yīng)在涵管基坑外3 m~5 m處埋設(shè)木樁,木樁樁徑不小于25 cm,長(zhǎng)2.5 m,埋深最小1 m。樁為纏繩用。在管兩端各套一很長(zhǎng)繩,繩一端緊固于樁上,另一端在樁上纏兩圈后,繩端分別用兩組人或兩盤(pán)絞車(chē)?yán)o。下管時(shí)由專人指揮,兩端徐徐松繩,管子漸漸由邊坡滾入基坑內(nèi)。大繩用優(yōu)質(zhì)麻制成,直徑50 mm,繩長(zhǎng)應(yīng)滿足下管要求。下管前應(yīng)檢查管子質(zhì)量及繩扣是否牢固,下管時(shí)基坑內(nèi)嚴(yán)禁站人。管節(jié)滾入基坑后,再用滾動(dòng)安裝法或滾木安裝法將管節(jié)準(zhǔn)確安裝于設(shè)計(jì)位置。
。3)吊車(chē)安裝。使用汽車(chē)或履帶吊車(chē)安裝管節(jié)甚為方便,但一般零星工點(diǎn),機(jī)械臺(tái)班利用率不高,宜在工作量集中的工點(diǎn)使用。
為了加快工程進(jìn)度,保證管節(jié)安裝就位,用吊車(chē)安裝時(shí)可采用特殊吊鉤,吊鉤由支柱1和橫梁2組成,支柱和橫梁均用外徑102 mm和管壁厚7 mm的鋼管制成,套鉤3用3號(hào)鋼制成,厚20 mm,嵌入支柱1終端的槽內(nèi)并焊上。套鈞4厚10 mm,裝在橫梁2的套筒上,也同樣用電焊焊上。支柱1的兩端掛著鏈條和鉤子5。
用吊車(chē)起吊管節(jié)時(shí),將橫梁2穿進(jìn)管節(jié),然后把套鉤4掛在鉤子5上,管節(jié)用吊車(chē)吊起并安裝在涵管的基礎(chǔ)上。在管節(jié)準(zhǔn)確安裝就位后,將鉤子5與套鉤4脫離并把橫梁2取出。管節(jié)間的縫隙應(yīng)小于1 cm。
三、鋼筋混凝土管涵施工注意事項(xiàng)
一是管座混凝土應(yīng)與管身緊密相貼,使圓管受力均勻。無(wú)基圓管的基底應(yīng)夯填密實(shí),并做好弧形管座。二是管節(jié)接頭采用對(duì)頭拼接,接縫應(yīng)不大于1 cm,并用瀝青麻絮或其他具有彈性的不適水材料填塞。三是管節(jié)沉降縫必須與基礎(chǔ)沉降縫一致。沉降縫寬約2 cm~3 cm,應(yīng)用瀝青麻絮或其他具有彈性的不透水材料填塞。四是所有管節(jié)接縫和沉降縫均應(yīng)密不透水。五是各管節(jié)應(yīng)順流水坡度成平順直線,如管壁厚度不一致時(shí),應(yīng)在內(nèi)壁取平。