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制、管節(jié)的運輸與裝卸、鋼筋混凝土管涵施工注意事項三個方面對公路橋梁涵洞施工進行了分析。
關鍵詞：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行分析。
一、鋼筋渴凝土管的預制
鋼筋混凝土管應在工廠預制。新線施工時，可在適當?shù)攸c設置混凝土圓管預制廠。預制鋼筋混凝土圓管宣采用震動制管器法、離心法、懸輥法等。
(一)震動制管器法
震動制管器是由可拆裝的鋼外模與附有震動器的鋼內(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涂潤滑劑(如廢機油等)。鋼筋籠放在內(nèi)外模間固定后，先震動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震動器，震至混凝土冒漿為止，再灌次1層，最后1層震動冒漿后，抹平頂面，冒漿后2—3min即關閉震動器。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。起吊時應垂直，剛吊起時應輔以震動(震動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。外模在灌注5min—10min后拆開，如不及時拆開須至初凝后才能再拆。拆開后混凝土表面缺陷應及時修整。
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)。此法制管時需分層灌注，多次震動，操作麻煩，制管時間長，但因設備簡單，建廠投產(chǎn)快，適宜在小批量生產(chǎn)的預制廠中使用。
(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。當鋼模型旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的`單位離心力達到5N／cm2—15N／cm2時，即可制成密實的混凝土管。
離心法制管的主要設備有離心制管機、喂料機、不同孔徑的鋼模型和各種吊裝設備。
離心制管機由電動機、傳動軸、主動袖、被動軸、機輪、機架等組成。電機應采用電磁調(diào)速異步電機，以保證鋼模轉(zhuǎn)速由慢逐漸加快以達到設計轉(zhuǎn)速。
喂料機是將混凝土拌合物均勻地輸送至鋼模內(nèi)的大要設備。喂料機由機架、行走機構、料斗、皮帶運輸機、升降機構、進退機構等組成。
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。
當鋼模安裝完后，可按如下程序進行操作：
1.將鋼模吊放到離心制管機的機輪上，此時鋼模的檔圍應壓在機輪上。
2.開動電機，通過皮帶傳動使機輪轉(zhuǎn)動，機輪和鋼模的檔圈由于摩擦作用而帶動鋼模旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速由慢逐漸加快，直至達到設計轉(zhuǎn)速。
3.開動安裝在制管機一側鋼軌上的喂料機。喂料皮帶運輸機應對準鋼模中心，可利用喂料機行走機構和升降機構進行調(diào)節(jié)。當位置調(diào)好后，即可開動皮帶運輸機的驅(qū)動機構和進退機構，使皮帶運輸機伸進鋼模，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)，直至形成密實的管壁。
5.減速，關閉電機。
6.吊運管模，養(yǎng)生、脫模。
離心法制管應使用塑性混凝土，水灰比為0.4—0.6，因此當鋼模高速旋轉(zhuǎn)時，從拌合物中有游離水排出，導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的懸輥，帶動套在懸輥上的鋼模一起轉(zhuǎn)動，再利用鋼模旋轉(zhuǎn)時產(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，當超過模口時，模口使離開懸輥，此時管內(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)，同時懸輥又對管壁混凝土進行反復輥壓，因此促使管壁混凝土能在較短時間內(nèi)達到要求的密實度和獲得光潔的內(nèi)表面。
懸輥法制管需用主要設備為懸輥制管機、鋼模和吊裝設備。
懸輥制管機由機架、傳動變速機構、懸輥、門架、料斗、喂料機等組成。
離心法所用鋼模可用于懸輥法。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，再開動門架旋油油缸。徐徐開啟門架回轉(zhuǎn)90度，(對于小型制管機門架的開、關可用人力操作)。
2.將鋼模吊起并浮套于懸輥機的懸輥上，此時鋼模不能落在懸輥上。
3.操作旋轉(zhuǎn)油缸，用它開動較快一些的速度關閉門架，并用鎖緊油缸將門架鎖緊。應注意門架開啟和關閉時速度必需掌握適當，開啟時間一般為20s—30s。
4.將浮套著的管模落到懸輻上。摘去吊鉤。
5.開動電機，使懸輥轉(zhuǎn)速由慢到快，穩(wěn)步達到額定轉(zhuǎn)速。
6.當管模達到設計轉(zhuǎn)速時，即可開動喂料機從管模后部(靠機架的一端)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，嚴重時可能損壞機器。欠量則不能形成超高，致使琨壓不實而影響混凝土質(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。其缺點是需帶模養(yǎng)生，用鋼模較多。
二、管節(jié)的運輸與裝卸
(一)管節(jié)的運輸
管節(jié)混凝土的強度應達到設計標號的70％，并經(jīng)檢查符合圓管成品質(zhì)量標準的規(guī)定時，管節(jié)才允許裝運。管節(jié)的裝卸可根據(jù)工地條件使用各種起重機械或小型機械化工具，如滑車、鍍滑車等。沒有起重設備時，亦可用人力裝卸。管節(jié)在裝卸和運輸過程中，應小心謹慎，勿使管節(jié)碰撞破壞。嚴禁由汽車內(nèi)直接將管節(jié)拋下，以免造成管節(jié)破裂。為了減輕震動時的沖擊影響，在運輸時，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，再滾動管節(jié)至安裝位置，將管節(jié)側向推開，取出滾木及鐵板，再滾回來并以撬棍(用硬木護木承墊)仔細調(diào)整。
2.壓繩下管法
當涵洞基坑較深，需沿基坑邊坡側向?qū)⒐軡L入基坑可采用壓繩下管法。
壓繩下管法是側向下管的方法之一，下管前，應在涵管基坑外3m—5m處埋設木樁，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拉緊。下管時由專人指揮，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，繩長應滿足下管要求。下管前應檢查管子質(zhì)量及繩扣是否牢固，下管時基坑內(nèi)嚴禁站人。管節(jié)滾入基坑后，再用滾動安裝法或滾木安裝法將管節(jié)準確安裝于設計位置。
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，機械臺班利用率不高，宜在工作量集中的工點使用。
為了加快工程進度，保證管節(jié)安裝就位，用吊車安裝時可采用特殊吊鉤，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，將橫粱2穿進管節(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上。在管節(jié)準確安裝就位后，將鉤子5與套鉤4脫離并把橫梁2取出。管節(jié)間的縫隙應小于1cm。
三、鋼筋混凝土管涵施工注意事項
(一)管座混凝土應與管身緊密相貼，使圓管受力均勻。無基圓管的基底應夯填密實，并做好弧形管座。
(二)管節(jié)接頭采用對頭拼接，接縫應不大于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)沉降縫必須與基礎沉降縫一致。沉降縫寬約2cm—3cm，應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)接縫和沉降縫均應密不透水。
(五)各管節(jié)應順流水坡度成平順直線，如管壁厚度不一致時，應在內(nèi)壁取平。
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