連續(xù)鋼構(gòu)橋上部結(jié)構(gòu)施工控制的研究分析

張正

【摘要】在高速發(fā)展的交通建設(shè)中，穿越山嶺重丘區(qū)架設(shè)在陡坡深谷之間的高墩大跨度橋梁日益增多，給高墩、大跨度連續(xù)鋼構(gòu)橋的發(fā)展帶來了新的機遇；同時，如何有效地提高該類橋梁的施工控制水平，確保結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定，保證結(jié)構(gòu)的受力合理和線形平順，為大橋安全、順利地建成提供技術(shù)保障，是施工中特別需要關(guān)注的問題。本文重點對連續(xù)鋼構(gòu)橋上部結(jié)構(gòu)施工進行分析，為類似橋梁工程的施工提供參考。

【關(guān)鍵詞】連續(xù)鋼構(gòu)橋；上部結(jié)構(gòu)；預(yù)應(yīng)力；懸灌；施工

0前言

大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋常常采用對稱懸臂澆筑法施工。采用懸臂澆筑法施工必然給橋梁結(jié)構(gòu)帶來非常復(fù)雜的內(nèi)力和位移變化。為了保證橋梁施工質(zhì)量，橋梁施工控制是不可缺少的。

1 高墩大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋的結(jié)構(gòu)特點

墩身高而柔（沿橋向抗推剛度?。?；跨徑大；墩梁固結(jié)；主梁變截面（梁高墩頂最大并沿橋縱向遞減至合攏段梁高）。

1.1 橋墩結(jié)構(gòu)特點

主墩高度一般 40m 以上，甚至高達 100m 以上。橋墩高而柔，沿橋向抗推剛度小，使其具有對溫度變化、混凝土收縮、徐變以及制動力使橋上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生水平位移等良好的適應(yīng)。墩身一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。一般設(shè)計為直立式雙柱型薄壁墩，順橋向抗彎剛度和橫向抗扭剛度大，滿足特大跨徑橋梁的受力要求?？勺鞒蓪嵭幕蚩招慕孛?，實心雙薄壁墩施工方便，抗撞擊能力強，空心雙薄壁墩可節(jié)省混凝土。根據(jù)墩身的高度和結(jié)構(gòu)計算，雙柱間可設(shè)聯(lián)系板梁連接，加強整體性，改善受力。

1.2 主梁結(jié)構(gòu)特點

跨度大，主跨徑一般均超過100 m，甚至達到近300m。多跨連續(xù)成一體，連續(xù)長度長，達1000m 左右。如在設(shè)計中再考慮一些措施，在條件適宜的情況下，連續(xù)剛構(gòu)的連續(xù)長度甚至可達1200～1500m。因此跨越能力很強。墩梁固結(jié)，無需大型昂貴的支座和臨時固結(jié)措施，施工中無需體系的轉(zhuǎn)換。主梁大都為箱形梁，變截面。一般采用掛籃懸澆工藝，屬于自架設(shè)體系橋梁。梁高在墩頂處最大并沿橋縱向遞減至合攏段梁高。

2 橋梁上部結(jié)構(gòu)施工方案

某特大高墩大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋上部結(jié)構(gòu)施工中，1# 粱段在鋼架上進行現(xiàn)澆施工，懸臂部分采用4套三角形桁架式掛籃進行懸臂灌注施工。中跨合攏段利用掛籃作支架擇時合攏，不平衡段分別在邊墩側(cè)支架上現(xiàn)澆施工，合攏段在掛籃支架上擇時進行。

應(yīng)用PRBP程序?qū)夜嗔坏慕Y(jié)構(gòu)線形進行計算，懸灌施工過程中及時返饋信息對懸臂端的立模標高進行修正，確保梁體的線形。梁體砼垂直運輸采取塔吊，在每個橋墩處設(shè)置1臺塔吊。

3 橋梁上部結(jié)構(gòu)施工

3.1 1# 梁段施工

1）1# 梁段支架。1# 粱段在支架上進行現(xiàn)澆施工，支架采用型鋼加工，利用塔吊吊裝。

2）1# 梁段模板及安裝。1# 段模板由整體大模板和異形模板組成。側(cè)模板在地面組裝，與側(cè)模架按裝梁體的結(jié)構(gòu)尺寸聯(lián)成一個整體。外側(cè)模架用12#槽鋼組焊，板縫嚴實，板面平整，內(nèi)模采用組合模板和異形模板相結(jié)合的形式。梁底模板采用定型模板，在墩上現(xiàn)場安裝。

模板與模架在地面分段組裝，分三段整體拼裝模板和模架，利用 塔吊對稱吊裝，精確測量定位后進行鎖定，順序吊裝。對側(cè)模板頂部利 用型鋼進行剛性連接，在上部形成施工平臺，懸吊內(nèi)模模架和模板。

3） 鋼筋系統(tǒng)。綁扎鋼筋時，搭設(shè)腳手架，支撐豎向預(yù)應(yīng)力筋和非頂應(yīng)力筋，然后按程序綁扎。縱向預(yù)應(yīng)力管道用網(wǎng)片進行固定，定位網(wǎng)片安裝與剛筋綁扎按順序進行。

鋼筋的綁扎順序：墩內(nèi)預(yù)埋鋼管支撐-加工鋼筋吊裝骨架-制作鋼筋堆放平臺-墩頂測量放線 -吊裝鋼筋-順序綁扎底板鋼筋、橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋-綁橫隔板鋼筋-綁扎腹板鋼筋-立內(nèi)模板-綁扎頂板鋼筋、橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋、縱向波紋管。

4）1# 梁段砼施工。0# 梁段砼施工的特點是：位置高、工量大，頂應(yīng)力筋布置復(fù)雜、普通鋼筋密集；質(zhì)量要求高，施工難度大。

a.砼的拌制和運輸：采用自動計量拌合站拌制，砼運輸車運輸。

b.砼灌注：采用砼輸送泵泵送灌注。在腹板、頂板和隔板位置開洞，安放申筒，保證砼直達灌注部位。

c.搗固作業(yè)：縱向波紋管待砼灌注到位后進行安裝，鋼筋進行局部移動位置和割斷預(yù)留進人孔，待砼灌注到位后進行焊接。采用插入式砼振動器振搗，確保砼密實。

3.2 懸灌施工

3.3 掛籃施工

1）采用自錨三角形桁架式掛籃，內(nèi)外模板和主構(gòu)架可以一次走行到位，施工中為確保走行安全，內(nèi)模兩次走行。

2）掛籃組成：本橋采用三角形桁架式掛籃，由吊架部分、錨固部分、模板部分、走行部分及附屬部分組成。

3）掛籃安裝。掛籃安裝在1#梁段頂應(yīng)力施加后進行，先安裝滑軌，并利用豎向預(yù)應(yīng)力筋錨固滑軌。然后吊裝主桁架部分，主桁架在地面組裝后吊裝到位，最后安裝前橫梁和模板等。

4）掛籃的使用。施工時為進行有效的線性控制工作。減少掛籃在灌注砼過程中的變形，掛籃前端預(yù)留沉落量。根據(jù)掛籃試驗時的變形、和現(xiàn)場施工前1～ 2個梁段灌注過程中的變形觀側(cè)結(jié)果，確定沉落量。

3.4 箱梁線性控制施工

高程測量采用三角高程測量技術(shù)，同時應(yīng)用TTM理論對施工誤差進行修正，定期對臨時水準基點進行復(fù)核，確保高程測量的準確。施工階段的梁段進行分階段的變形觀測，及時反饋測量數(shù)據(jù)，運用電算程序PRBR，及時修正立模高程。

進行墩身沉降觀測和日照溫差對位移的影響觀測，為更有效地精確計算提供依據(jù)。

3.5 砼施工

砼采用自動計量拌和站進行集中拌和，水平運輸采用砼輸送車，垂直運輸采用砼輸送泵。砼進行分層澆注，每層厚度控制在30cm左右，采用插入式振動器搗固密實。砼表面覆蓋灑水養(yǎng)護，同時進行底面和側(cè)面的養(yǎng)生。

3.6 頂應(yīng)力施工

箱梁為三向預(yù)應(yīng)力體系，懸灌階段的預(yù)應(yīng)力施工在砼強度達到80%后進行，其它預(yù)應(yīng)力束在砼強度達到100%后進行。

1）鋼絞線及精軋螺紋鋼的下料。鋼絞線切割用砂輪機切。鋼絞線束用鐵絲綁扎，每間隔2～3m 綁一道，以便運抽和穿束。精軋螺紋鋼筋在現(xiàn)場用砂輪切割機下料。

2）波紋管的加工及孔道布置。波紋管在現(xiàn)場加工?？v向波紋管孔道以鋼筋網(wǎng)片固定，豎向孔道依靠普通鋼筋固定，保證平立面位置準確，誤差在允許范圍內(nèi)。

3）穿束。采用人工穿短束及人工配合卷揚機穿長束的方法穿束，穿束前鋼絞線前端安放引導(dǎo)頭。

4）張拉錨固及封端。a.張拉工藝。豎向鋼筋、縱向預(yù)應(yīng)力筋采用低松弛鋼絞線時，其張拉步驟為：0-初應(yīng)力-δcom（持荷2min錨固）。

b.張拉施工。設(shè)定初張力，當(dāng)張拉力達到初張力后，量測千斤頂?shù)幕钊饴堕L度L1 ，然后供油達到設(shè)什噸位的油壓值，量測活塞的外露長度L2，然后供油達到設(shè)什噸位的油壓值，量測活塞的外露長度L2，兩者的差值除以所占的張力百分比。

c.孔道壓漿。采用張拉力與伸長值雙控法張拉，伸長值與設(shè)計值的誤差控制在±6%，超出此范圈時停止張拉進行原因分析。張拉過程中注意安全，千斤頂后不能站人。

d.封錨。清除支承墊板、錨其及端面砼的污垢，并將端面砼鑿毛，綁扎封錨鋼筋，澆筑封錨砼。

3.7 合攏施工

3.7.1 合攏施工順序

本橋共有合攏梁段3個，合攏的順序為：0#-1#之間、2#-3#之間的邊跨合攏→1#-2#墩之間中跨合攏。

3.7.2 邊跨直線段施工

a.施工程序：支架基礎(chǔ)-支架搭設(shè)、支架預(yù)壓-安裝支架-安裝鋼筋模板波紋管-測量復(fù)合- 灌注節(jié)段砼-養(yǎng)護。

b.支架搭設(shè)及預(yù)壓：采用落地支架灌注。支架基礎(chǔ)采用片石砼灌注。支架利用戰(zhàn)備六五式軍用墩搭設(shè)，承載力為節(jié)段重的1.5倍，支架搭好后進行預(yù)壓。

c.砼灌注：直線段砼一次灌注完成，在邊躊合攏后，縱向預(yù)應(yīng)力張拉前，不能拆除底模和支架。

3.7.3 合攏段施工

各T構(gòu)梁完成直線段及最后一段砼洛注完成后，即可準備合攏段施工。

1）立模、綁扎鋼筋、安裝預(yù)應(yīng)力孔道，測量T構(gòu)梁端標高惰況，如不符合線形控制耍求，作壓重調(diào)整。

2）合攏段的預(yù)應(yīng)力束要提前穿束。

3）臨時鎖定。合攏的兩個梁段在設(shè)計合攏溫度時鎖定，鎖定的結(jié)構(gòu)根據(jù)鎖定力的1.5倍進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。

4）選擇溫度和時間灌注砼，選擇穩(wěn)定的天氣，溫度為一天中最低溫度時進行。

5）砼強度達到設(shè)計要求的強度后，張拉縱向鋼束，張拉前拆除剛性鎖定裝置，同時不得在箱梁上施加或卸除壓重。

3.7.4 體系轉(zhuǎn)換

臨時支座澆筑時，設(shè)硫磺砂漿夾層，布置電阻絲，合攏后拆除砂底模，電阻絲通電，燒除硫成砂漿，使梁體落于永久支座上，鑿除臨時支座砼，完成體系轉(zhuǎn)換。

4 結(jié)語

做好工程施工中每一個細節(jié)，進行有效的施工管理，能提高該類橋梁的施工控制水平，確保結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定，工程順利地建成提供技術(shù)保障。

橋梁施工控制是不可缺少的。

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