公路橋梁涵洞施工的思考論文
摘要：本文以鋼筋混凝土管涵的施工為例，從鋼筋渴凝土管的預(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 鋼筋渴凝土管 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)制鋼筋混凝土圓管宣采用震動(dòng)制管器法、離心法、懸輥法等。
(一)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5mm左右的鋼板半圓筒(直徑0.2m時(shí)為三片)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)10s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—3min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—3次，每次1s左右)，使內(nèi)膜與很凝土脫離。內(nèi)膜吊起20cm，即不得再震動(dòng)。外模在灌注5min—10min后拆開，如不及時(shí)拆開須至初凝后才能再拆。拆開后混凝土表面缺陷應(yīng)及時(shí)修整。
用制管器制管的混凝土和易性要好，坍落度要小，一般＜1cm。工作度20s—30s，含砂率45％—48％，5mm以上大粒徑盡量減少，平均粒徑0.37mm—0.4mm，每方混凝土用水約150kg—160kg，水泥以硅酸鹽水泥或普通水泥為好，火山灰水泥次之。
震動(dòng)制管器適用于制造直徑200cm，管長100cm以下的鋼筋混凝土管節(jié)。此法制管時(shí)需分層灌注，多次震動(dòng)，操作麻煩，制管時(shí)間長，但因設(shè)備簡單，建廠投產(chǎn)快，適宜在小批量生產(chǎn)的預(yù)制廠中使用。
(二)離心法
離心制管法是通過高速旋轉(zhuǎn)的鋼模，把離心力傳遞給灌注于鋼模內(nèi)部的混凝土拌合物，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5N／cm2—15N／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)是將混凝土拌合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、檔圈(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.開動(dòng)電機(jī)，通過皮帶傳動(dòng)使機(jī)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)輪和鋼模的檔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，投放混凝土拌合料的數(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)，從拌合物中有游離水排出，導(dǎo)致制管場地泥漿飛濺，極不清潔，加之噪聲大，制管效率低(每制1節(jié)管約需40分鐘)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。
(三)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)的混凝土拌合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�？跁r(shí)，�？谑闺x開懸輥，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降擦力繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)懸輥又對管壁混凝土進(jìn)行反復(fù)輥壓，因此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�。離心法鋼模的檔圈需用鑄鋼制造。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。
懸輥制管法的操作程序如下；
1.操縱液壓閥門。拉開門架鋇緊油缸，再開動(dòng)門架旋油油缸。徐徐開啟門架回轉(zhuǎn)90度，(對于小型制管機(jī)門架的開、關(guān)可用人力操作)。
2.將鋼模吊起并浮套于懸輥機(jī)的懸輥上，此時(shí)鋼模不能落在懸輥上。
3.操作旋轉(zhuǎn)油缸，用它開動(dòng)較快一些的速度關(guān)閉門架，并用鎖緊油缸將門架鎖緊。應(yīng)注意門架開啟和關(guān)閉時(shí)速度必需掌握適當(dāng)，開啟時(shí)間一般為20s—30s。
4.將浮套著的管模落到懸輻上。摘去吊鉤。
5.開動(dòng)電機(jī)，使懸輥轉(zhuǎn)速由慢到快，穩(wěn)步達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。
6.當(dāng)管模達(dá)到設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速時(shí)，即可開動(dòng)喂料機(jī)從管模后部(靠機(jī)架的一端)向前部和從前部向后部分兩次均勻地喂入混凝土(如系小孔徑混凝土管，料可1次喂完)。喂料必須均勻、適量，過量易造成管模在懸輥上跳動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)可能損壞機(jī)器。欠量則不能形成超高，致使琨壓不實(shí)而影響混凝土質(zhì)量。
7.喂料完后繼續(xù)輥壓4min—5min，以形成密實(shí)光潔的管壁。
8.停車、吊起管模，開啟門架。
9.吊出管模、養(yǎng)生、脫模。
懸輥法制管需用干硬性混凝土，水灰比一般為0.3—0.36，在制管時(shí)無游離水析出，場地較清潔。生產(chǎn)效率比離心法高，每生產(chǎn)1根管節(jié)只需10min—15mmin。其缺點(diǎn)是需帶模養(yǎng)生，用鋼模較多。
二、管節(jié)的運(yùn)輸與裝卸
(一)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、鍍滑車等。沒有起重設(shè)備時(shí)，亦可用人力裝卸。管節(jié)在裝卸和運(yùn)輸過程中，應(yīng)小心謹(jǐn)慎，勿使管節(jié)碰撞破壞。嚴(yán)禁由汽車內(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)，宜在汽車上鋪稻草、木墊板或者用圓木或方木將管節(jié)固定。
(二)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，取出滾木及鐵板，再滾回來并以撬棍(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3m—5m處埋設(shè)木樁，木樁樁徑不小于25cm，長2.5m，埋深最小1m。樁為纏繩用。在管兩端各套一很長繩，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絞車?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50mm，繩長應(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.吊車安裝
使用汽車或履帶吊車安裝管節(jié)甚為方便，但一般零星工點(diǎn)，機(jī)械臺班利用率不高，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102mm和管壁厚7mm的鋼管制成，套鉤3用3號鋼制成，厚20mm，嵌入支柱1終端的槽內(nèi)并焊上。套鈞4厚10mm，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。
用吊車起吊管節(jié)時(shí)，將橫粱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1cm。
三、鋼筋混凝土管涵施工注意事項(xiàng)
(一)管座混凝土應(yīng)與管身緊密相貼，使圓管受力均勻。無基圓管的基底應(yīng)夯填密實(shí)，并做好弧形管座。
(二)管節(jié)接頭采用對頭拼接，接縫應(yīng)不大于1cm，并用瀝青麻絮或其它具有彈性的不適水材料填塞。
(三)管節(jié)沉降縫必須與基礎(chǔ)沉降縫一致。沉降縫寬約2cm—3cm，應(yīng)用瀝青麻絮或其它具有彈性的不透水材料填塞。
(四)所有管節(jié)接縫和沉降縫均應(yīng)密不透水。
(五)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。
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