大跨度橋梁墩梁結(jié)合部位關(guān)鍵施工技術(shù)

浙江省臺州公路管理處 金國福

1、工程概況

某大橋主跨設計為(108.85+2×185+115.50)m預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，現(xiàn)澆段上部采用單箱單室直腹變截面梁。共有5個主橋墩，其中69#、73#為邊墩；70#、72#為邊主墩；71#墩為中主墩。橋面縱、橫向坡度均為1.5%，71#墩為橋梁縱橋向變坡點，其橋面主體結(jié)構(gòu)翼緣面標高為37.783m。主墩箱梁懸臂澆注段為21個梁段，箱頂寬11.60m，箱底寬9.00m，翼緣板懸臂長為1.30m。橋面橫坡為雙向1.5%，箱梁采用三向預應力體系。

0#段是連續(xù)剛構(gòu)橋墩梁結(jié)合部位，屬超靜定結(jié)構(gòu)，其受力狀況極為復雜，目前尚不能對0#段各部位的受力及變形做出精確的分析。0#段一般設計為空間薄壁結(jié)構(gòu)，體積大，構(gòu)造復雜，普通鋼筋和預應力束密集，施工難度較大，是連續(xù)剛構(gòu)橋上部結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵之一。

2、關(guān)鍵施工工藝

2.1 支架的搭設與預壓

根據(jù)本工程的特點，從經(jīng)濟和適用性考慮，擬采用鋼管支架作為0#段支撐系統(tǒng)，在鋼管支架上搭設支架。

2.1.1 支架的搭設

0#塊支架采用6根Ф80×1cm鋼管，在墩身每側(cè)設置3根。每根鋼管長約1535cm，在支撐鋼管中部用水平向Ф50×0.8cm鋼管加強各鋼管立柱之間的聯(lián)系。

在承臺頂澆注1.5×l.5×0.4m鋼管支架基礎，基礎頂部預埋鋼板，在基礎上支立鋼管，鋼管底部焊接法蘭盤并與基礎預埋鋼板焊接。在鋼管頂附近用2I25b工字鋼穿過鋼管，靠近墩身側(cè)與墩身內(nèi)預埋鋼板焊接，另一端懸出支撐鋼管50cm，作為上部平臺斜支撐牛腿用，斜支撐采用I25b工字鋼:鋼管頂部焊接鋼板，對應支撐鋼管，安裝縱橋向2I45b工字鋼，一端與墩身內(nèi)預埋件焊接，一側(cè)與斜支撐焊接。橫橋向墩身兩側(cè)牛腿斜支撐采用I28b工字鋼，上面安裝貝雷支架，貝雷支架為150×300cm標準構(gòu)件，每道設置2片，通過預埋在墩身內(nèi)陽頭實現(xiàn)鉸接，每道貝雷懸出墩身300cm。每側(cè)設置2道?？v、橫橋向貝雷梁上擺放I45b分布梁，布置間距150cm。

2.1.2 支架的預壓

主橋0#塊分二層澆筑，第一層與墩身頂一起澆筑，澆筑位置為墩頂標高處:第二層為0#塊剩余腹板及頂板混凝土澆筑。預壓方法依據(jù)貝雷支架正上方梁段混凝土重量分布情況，在搭好的支架上堆放梁跨荷載1.2倍的砂袋，預壓時間視支架沉降量定，支架日沉降量不得大于2.0mm，一般梁段預壓時間為三天。主橋0#塊支架預壓方案擬采用袋裝砂堆載預壓。支架預壓方案如下:

①支架預壓采用1.2倍載預壓，取具有代表性的一側(cè)支架進行預壓。經(jīng)計算，一側(cè)支架承受的0#塊懸臂段混凝土142.67m3，試驗時堆載總重量取1.2倍的施工荷載，重量總計約453.69t(包括施工荷載)。

②預壓觀測點采用在支架上方掛垂直線錘或在支架下方劃油漆標記。共設置12個觀測點，觀測點布置為:

a縱橋向每1.5m設置1個觀測點；

b橫橋向在梁兩側(cè)腹板及跨中位置分別設置1個觀測點。

③預壓材料一律使用袋裝砂，用于施工的砂袋應預先稱重，以便控制加載總重量。一袋砂袋重量一般約為45Kg，共需砂袋約10000袋左右，砂袋堆放根據(jù)梁體重量分布情況設置。

④支架預壓采用分級加載方式:

0→20%→50%→70%→100%→120%，當達到120%荷載時持續(xù)24小時。每完成一級加載，均對所有測點進行一次測量。卸載也采用分級卸載的方式，程序為120%→100%→70%→50%→20%→0。每完成一級卸載，也對所有測點進行一次測量。

2.2 模板安裝

主橋墩墩身及0#塊梁段均統(tǒng)一采用新加工的定型鋼模板，鋼模板設計按照墩身構(gòu)造進行分塊編號制作。模板面板為5mm厚鋼板，肋板采用0.6×8cm鋼板，法蘭板采用8號等邊角鋼，豎向加勁肋為10號槽鋼。水平向加勁肋為16號角鋼。

2.3 鋼筋施工

在鋼筋加工場地，按設計圖、規(guī)范及監(jiān)理工程師的要求，將鋼筋制作成半成品，做好編號掛牌，分類堆放整齊，堆放場地用枕木墊高，上面加蓋蓬布，以防雨、防潮、防銹，經(jīng)監(jiān)理工程師驗收合格后，用吊車和平板車轉(zhuǎn)運至碼頭，在碼頭通過龍門吊、工作船只轉(zhuǎn)運至相應墩位，再通過塔吊轉(zhuǎn)至墩身施工平臺進行安裝。在整個運輸過程中，鋼筋不得彎曲變形、折斷損壞。

鋼筋接頭采用焊接接頭，接頭位置應錯開布置，嚴格按規(guī)范要求預留接頭搭接長度，鋼筋單面焊接長度應不小于10倍鋼筋直徑，雙面焊不得小于5倍鋼筋直徑，綁扎不得小于35倍鋼筋直徑。鋼筋采用混凝土墊塊來保證鋼筋保護層的厚度，且每平方不得小于4個。腹板墊塊要用鐵絲和鋼筋進行綁扎，避免墊塊在混凝土澆筑過程中滑落。

2.4 混凝土施工

0#段分兩層澆筑，0#段第一層與第四節(jié)墩身一起澆筑，澆筑高度980cm，包括墩身頂及0#段底板、腹板及橫隔梁。第二層澆筑高度為788.7cm，包括0#段腹板、橫隔梁、頂板。

2.4.1 混凝土的配制及運輸

混凝土拌和采用在拌和站集中拌制，南、北岸均設置兩臺設計生產(chǎn)能力為60m3/h的拌和站，兩臺同時工作，可滿足主橋墩的混凝土需求。其中70#、72#墩距河岸較近，通過混凝土輸送泵、導管直接輸送到相應墩位平臺上的混凝土泵機內(nèi)。71#墩位于河中，通過混凝土輸送泵、導管將混凝土輸送至料斗，料斗通過浮吊、平駁船運至施工墩側(cè)，在墩側(cè)設置有工作平臺，工作平臺上設置2臺混凝土輸送泵，用25t吊機將料斗吊至工作平臺上的混凝土泵機內(nèi)，通過泵機、導管輸送至澆筑點。每1個墩身均采用2臺混凝土輸送泵，保證主橋墩施工混凝土供應。澆注過程中制作混凝土試件進行強度試驗，在混凝土澆筑處進行混凝土的坍落度試驗，使之滿足設計要求?；炷恋墓仨毐ＷC泵送的連續(xù)性。

2.4.2 混凝土澆筑

待準備工作完成后，即可采用工作平臺上混凝土輸送泵輸送混凝土進行澆筑。泵送混凝土時，先使用水灰比0.7左右的砂漿將泵機導管清洗。泵送時，開始泵送應使混凝土處于慢速、勻速并隨時可以反泵的狀態(tài)。泵送速度先慢后快，同時觀察泵壓力和各系統(tǒng)的情況，運轉(zhuǎn)正常后方可以正常速度輸送。注意保持料斗中的混凝土足夠的存量，防止泵空而發(fā)生塞管。

混凝土進行澆筑時，須按一定的厚度、順序和方向分層澆筑。須在下一層混凝土初凝之前澆筑完成上層混凝土，每層混凝土的澆筑厚度不得大于30cm；應從低處開始逐層擴展升高，保持水平分層和澆注的均勻性。采用插入式振搗，須保證振搗密實。施工中應確實保證混凝土振搗時間在20～30秒左右，不漏振，如果振搗施工速度低于泵送速度，要采取開停機方式適當放慢泵送速度，保證混凝土振搗工藝質(zhì)量。

混凝土脫模強度不得小于10MPa。根據(jù)當時氣候條件，混凝土凝結(jié)情況，確定脫模時間，但脫模工作不應在混凝土澆筑完成12小時以內(nèi)進行。脫模后對模板要及時進行防銹處理。

混凝土澆注完畢收漿后，頂面采用薄膜或土工布覆蓋并灑水養(yǎng)護，箱內(nèi)及側(cè)墻用流水養(yǎng)護。正常溫度下，養(yǎng)護時間不低于7天。

2.5 預應力鋼鉸線張拉

預應力連續(xù)剛構(gòu)采用兩端對稱張拉，采用張拉應力與伸長量雙向控制，應力控制為主，伸長值作為校核。設計伸長量與實際伸長量之間誤差應在6%以內(nèi)。梁體混凝土必須達到設計強度90%且7天后進行張拉。穿好預應力鋼絞線，即可施加預應力(檢驗混凝土強度應采用同條件養(yǎng)護試件進行測試)。穿束前應檢查錨墊板和孔道錨墊板位置要正確，孔道要暢通無水分和雜物。

張拉時，千斤頂張拉力作用線應與鋼絞線的軸線重合。鋼絞線在張拉控制應力達到穩(wěn)定后，方可錨固。

張拉程序:0→0.1k初應力(做標記)→k→持荷5min(測伸長值) →k錨固。

張拉時兩端千斤頂同時作業(yè)，張拉同一截面的斷絲率不得大于5%。在任何情況下，不允許整根拉斷。

3、結(jié)束語

通過施工單位全方位科學組織施工，克服各種技術(shù)難題，該大橋連續(xù)剛構(gòu)梁0#段施工達到了預期的控制標準，梁體線形流暢，梁體表面也達到了整潔光滑的程度。