某預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋支架現(xiàn)澆施工組織方案

吳守建

(中江縣城市重點(diǎn)工程建設(shè)辦公室，四川德陽(yáng)618100)

在橋梁工程中，施工是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。它決定了工程的質(zhì)量和整個(gè)工程的造價(jià)等問(wèn)題，因此選擇合理的施工方法，有著十分重要的意義。支架現(xiàn)澆法是目前橋梁上部現(xiàn)澆連續(xù)箱梁采用最多的、最普遍的施工方法。下面筆者結(jié)合德陽(yáng)市中江縣銅山大橋工程，著重闡述支架現(xiàn)澆法的施工過(guò)程及注意事項(xiàng)。

1 工程概況

德陽(yáng)市中江縣銅山大橋工程設(shè)計(jì)橋長(zhǎng)360 m，跨越凱江，全橋由3聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋組成，其中第二聯(lián)為主橋，跨徑組合為28 m+3×40 m+28 m，橋面寬20 m。主橋箱梁采用變截面單箱四室斷面，梁頂寬20 m，箱底寬15 m，翼緣板單側(cè)懸挑2.5 m。支座處箱梁高3.0 m，跨中、邊跨梁高1.5 m，梁底按圓曲線線型從3.0 m漸變至1.5 m。

圖1 箱梁橫斷面

下部結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土雙柱墩，立柱直徑1.5 m?；A(chǔ)均為鉆孔樁基礎(chǔ)，樁基直徑1.8 m。

圖2 施工現(xiàn)場(chǎng)

圖3 主橋孔跨布置

2 支架現(xiàn)澆施工組織方案

2.1 圍堰導(dǎo)流

本工程橋位區(qū)河面較窄，平均水深1.50 m(在下游閘橋蓄水的情況下)，水面寬約5.9～14.5 m，河道橫斷面相對(duì)平坦，水流速較小。根據(jù)SDJ 338－89規(guī)定，本工程對(duì)土石方圍堰導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為5～10年一遇洪水，經(jīng)分析比較，選擇導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇洪水。

2.2 地基處理

先用推土機(jī)將表層土、有機(jī)土推平并壓實(shí)，承臺(tái)基坑清淤后采用分層回填亞粘土并整平壓實(shí)。原有地基整平壓實(shí)后，再在其上填筑大約30～50 cm的連砂石，并選擇在最佳含水量時(shí)用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行輾壓，輾壓次數(shù)不少于3遍，如果發(fā)現(xiàn)彈簧土須及時(shí)清除，并回填合格的砂類土或石料進(jìn)行整平壓實(shí)，然后在處理好的連砂石層上鋪設(shè)20 cm的C25混凝土面層。在混凝土面層上按照安裝滿堂支架腳手鋼管立桿所對(duì)應(yīng)的位置鋪設(shè)枕木。為盡量減少地基變形的影響，在承臺(tái)基坑回填好的地基上鋪設(shè)大型廢鋼模板(此處不鋪設(shè)枕木)，廢鋼模板鋪設(shè)時(shí)，面板朝下。壓實(shí)的黃土層及石子層的寬度大約為28 m。為避免處理好地基受水浸泡，在兩側(cè)開挖40 cm×30 cm的排水溝，排水溝分段開挖形成坡度，低點(diǎn)開挖集水坑。

2.3 支架安裝

本支架采用“扣件”式滿堂腳手架，其結(jié)構(gòu)形式如下:縱向立桿間距為90 cm，橫向立桿間距除箱梁腹板所對(duì)應(yīng)的位置處間距按46 cm布置外，其余按90 cm左右間距布置。在高度方向每間隔1.2 m設(shè)置一排縱、橫向聯(lián)接腳手鋼管，使所有立桿聯(lián)成整體。為確保支架的整體穩(wěn)定性，在每三排橫向立桿和每三排縱向立桿各設(shè)置一道剪刀撐。

支架搭設(shè)好后，在修平的立桿上口安裝可調(diào)頂托。施工時(shí)注意支架間距應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。腳手管安裝好后，在可調(diào)頂托上鋪設(shè)I14工字鋼，箱梁底板下方的I14工字鋼橫向布置，長(zhǎng)6 m，間距為0.9 m。由于本方案外側(cè)模板及翼緣模板為大型鋼模板，為考慮模板整體移動(dòng)，在翼緣板下所對(duì)應(yīng)的位置I14工字鋼采用順橋向布置。I14工字鋼鋪設(shè)好后，然后在箱梁底板下寬6 m的I14工字鋼鋪設(shè)6 cm×12 cm的木枋。木枋鋪設(shè)間距為:在箱梁腹板所對(duì)應(yīng)的位置按18 cm布置，底板其余位置按30～35 cm布置。木枋布置好后可進(jìn)行支架預(yù)壓。

圖4 支架安裝示意

2.4 支架預(yù)壓

安裝模板前，要對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓。支架預(yù)壓的目的:(1)檢查支架的安全性，確保施工安全;(2)消除地基非彈性變形和支架非彈性變形的影響，有利于橋面線形控制。

本方案采用水箱加水分段預(yù)壓法進(jìn)行預(yù)壓，為了解支架沉降情況，在加水預(yù)壓之前測(cè)出各測(cè)量控制點(diǎn)標(biāo)高，測(cè)量控制點(diǎn)按順橋向每5 m布置一排，每排4個(gè)點(diǎn)。在加載50%和100%后均要復(fù)測(cè)各控制點(diǎn)標(biāo)高，加載100%預(yù)壓荷載并持荷24 h后要再次復(fù)測(cè)各控制點(diǎn)標(biāo)高，如果加載100%后所測(cè)數(shù)據(jù)與持荷24 h后所測(cè)數(shù)據(jù)變化很小時(shí)，表明地基及支架已基本沉降到位，可用水管卸水，否則還須持荷進(jìn)行預(yù)壓，直到地基及支架沉降到位方可卸水。

卸水完成后，要再次復(fù)測(cè)各控制點(diǎn)標(biāo)高，以便得出支架和地基的彈性變形量(等于卸水后標(biāo)高減去持荷后所測(cè)標(biāo)高)，用總沉降量(即支架持荷后穩(wěn)定沉降量)減去彈性變形量為支架和地基的非彈性變形(即塑性變形)量。預(yù)壓完成后要根據(jù)預(yù)壓成果通過(guò)可調(diào)頂托調(diào)整支架的標(biāo)高。

2.5 支架驗(yàn)算

支架整體、桿配件、節(jié)點(diǎn)、地基、基礎(chǔ)和其他支撐物應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定驗(yàn)算［1］。

首先進(jìn)行立桿強(qiáng)度驗(yàn)算。腳手管(Φ48×3.5)立桿的縱向間距為0.9 m，橫向間距為0.9 m和0.46 m，因此單根立桿承受區(qū)域即為底板0.9 m×0.9 m或0.46 m×0.9 m箱梁均布荷載，由工字鋼橫梁集中傳至桿頂。根據(jù)受力分析，不難發(fā)現(xiàn)斜腹板對(duì)應(yīng)的間距為0.46 m×0.9 m立桿受力比其余位置間距為0.9 m×0.9 m的立桿受力大，故以斜腹板下的間距為0.46 m×0.9 m立桿作為受力驗(yàn)算桿件。

經(jīng)計(jì)算得:P=71.5 kN/m2

由于大橫桿步距為1.2 m，長(zhǎng)細(xì)比為:

查表可得Φ=0.744，則有:

而Nmax=P×A=71.5×0.46×0.9=29.6 kN

可見［N］＞N，抗壓強(qiáng)度滿足要求。

另由壓桿彈性變形計(jì)算公式得(按最大高度11 m計(jì)算):

可見，壓縮變形很小。

單幅箱梁每跨混凝土340 m3，自重約884 t，按上述間距布置底座，則每跨連續(xù)箱梁下共有765根立桿，可承受2 525 t荷載(每根桿約可承受33 kN)，比值為2525/884=2.86，完全滿足施工要求。

經(jīng)計(jì)算，本支架其余桿件受力均能滿足規(guī)范要求，本處計(jì)算過(guò)程從略。

2.6 模板拼裝

為保證現(xiàn)澆箱梁的外觀質(zhì)量光潔度、表面平整度和線形，加快施工進(jìn)度，本工程箱梁底模采用鋪設(shè)竹膠板，外側(cè)模采用大塊鋼模板，箱體內(nèi)采用膠合板木模。

板與鋼筋安裝工作應(yīng)配合進(jìn)行，妨礙綁扎鋼筋的模板應(yīng)待鋼筋安裝完畢后安設(shè)。模板不應(yīng)與腳手架聯(lián)接(模板與腳手架整體設(shè)計(jì)時(shí)除外)，避免引起模板變形。模板安裝完畢后，應(yīng)對(duì)其平面位置、頂部標(biāo)高、節(jié)點(diǎn)聯(lián)系及縱橫向穩(wěn)定性進(jìn)行檢查，確認(rèn)無(wú)誤后方可澆筑混凝土。澆筑時(shí)，發(fā)現(xiàn)模板有超過(guò)允許偏差變形值的可能時(shí)，應(yīng)及時(shí)糾正。此外，模板在安裝過(guò)程中，必須設(shè)置防傾覆設(shè)施。

2.7 混凝土澆筑

由于混凝土為整跨澆筑，方量較大，澆筑時(shí)間長(zhǎng)，易出現(xiàn)不同程度的問(wèn)題，如腹板混凝土出現(xiàn)冷縮縫及分層現(xiàn)象，頂板混凝土表面出現(xiàn)裂紋、箱梁內(nèi)翻漿等。

針對(duì)以上問(wèn)題，可采取如下措施:第一次澆筑混凝土?xí)r，先自兩中間墩柱中線開始，對(duì)稱墩柱向兩側(cè)平衡澆筑混凝土，可以保持墩柱兩側(cè)水平推力基本平衡。當(dāng)中間墩頂水平分層澆筑厚度近1 m時(shí)停止?jié)仓?，改為自跨中開始對(duì)稱中心線向墩柱側(cè)澆筑，其澆筑長(zhǎng)度共20 m，20 m以外成傾角，其高度澆筑對(duì)到頂板底面。這樣可使支架中部早完成沉降變形，有益于支架的穩(wěn)定。澆筑中間墩柱左11 m右10 m處，自兩端向墩柱中心澆筑，在墩柱混凝土合龍。

3 結(jié)束語(yǔ)

支架現(xiàn)澆法施工是一種古老的施工方法，用這種方法施工的橋梁整體性好，施工平穩(wěn)、可靠，施工中無(wú)需體系轉(zhuǎn)換。德陽(yáng)市中江縣銅山大橋工程采用支架現(xiàn)澆法施工，目前運(yùn)行效果良好。

［1］JTJ 041－2000公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范［S］