沋河大橋懸臂現(xiàn)澆合龍段及體系轉(zhuǎn)換施工技術(shù)

馮秀梅

(中鐵十八局集團有限公司，天津 300222)

1 工程概述

沋河大橋主橋左23、24墩、右24、25墩為跨越隴海鐵路而設(shè)，分別位于隴海鐵路兩側(cè)，主橋上部結(jié)構(gòu)為(47.02+80.00+47.02)m預(yù)應(yīng)力混凝土單箱雙室連續(xù)箱梁，下部采用薄壁空心墩，擴大承臺，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

本工程由于中跨合龍段位于隴海鐵路上方，合龍段采用現(xiàn)有掛籃現(xiàn)澆施工，邊跨直線段采用膺架整體澆筑施工。合龍施工是連續(xù)梁體系轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)，對保證成橋質(zhì)量至關(guān)重要。合龍原則是低溫澆筑。合龍前使兩懸臂端臨時連接，保持相對固定，以防止合龍混凝土在早期因為梁體混凝土的熱脹冷縮開裂。同時選擇在一天中的低溫、溫度變化較小時進行混凝土施工，保證混凝土澆筑后處于溫升和在受壓的情況下達到終凝，避免受拉開裂。連續(xù)梁合龍設(shè)計的順序為:先邊跨合龍，再中跨合龍，最后解除臨時支座，體系轉(zhuǎn)換。進行橋面工程施工。

2 工藝流程

3 邊跨合龍段的施工

圖1 懸臂施工合龍段施工工藝流程圖

邊跨合龍長度2.0 m。計劃在主墩懸灌施工即將完成前的一個星期左右完成邊跨現(xiàn)澆段施工。在邊跨現(xiàn)澆段支架安裝后，要以不小于施工重量1.2倍的預(yù)壓重對支架進行充分的預(yù)壓，以消除非彈性變形并確定彈性變形。邊跨合龍段施工時，保留合龍用的掛籃外側(cè)模后，拆除掛籃的其余部分。安裝合龍段底板和外側(cè)模板，但不固定。然后將現(xiàn)澆段和懸臂端梁面上的雜物清理干凈，懸臂端的施工機具放置在指定位置(0#段上)。接著將懸臂端及現(xiàn)澆段上的所有觀測點高程精確測量一遍。比較邊跨合龍段兩側(cè)兩個梁段的頂面高程，如果其高差Δ＜15 mm則繼續(xù)下步施工，若高差Δ＞15 mm則按照計算使用配重，將水箱或砂袋放置在梁上的指定位置，再進行合龍施工。

下一步固定合龍段底模板和外側(cè)模板、綁扎底腹板鋼筋、安裝底腹板波紋管，立合龍段內(nèi)模，綁扎頂板鋼筋和波紋管等，做好澆筑混凝土前的一切準(zhǔn)備工作。邊跨合龍段的混凝土澆筑時間選在一天中氣溫較低(20℃左右)、溫差變化比較小的午夜前后?；炷翝仓^程中，要安排專人不斷地吊走放置在懸臂端合龍側(cè)的配重。施工結(jié)束時，應(yīng)吊走全部配重。卸除平衡重與澆筑混凝土同步等量地進行?；炷磷鳂I(yè)的結(jié)束時間應(yīng)根據(jù)天氣安排在氣溫回升之前?；炷翝仓戤吔K凝后，對合龍段及兩側(cè)附近懸臂端受日照部分覆蓋麻布和塑料薄膜;在合龍段箱體內(nèi)外及前后范圍內(nèi)，安排專人不停地灑水養(yǎng)護。

待合龍段混凝土強度達到90%的設(shè)計強度和7 d的齡期后，按照設(shè)計要求張拉頂板和底板縱向合龍束和豎向預(yù)應(yīng)力筋并壓漿。張拉的一般順序為:先底板束后頂板束，先長束后短束，頂?shù)装褰诲e進行，將合龍束拉到設(shè)計噸位。合龍完畢混凝土達到設(shè)計強度后拆除內(nèi)外模板和體外臨時支撐。然后將邊跨合龍段預(yù)應(yīng)力束張拉前后各測量一次該合龍段箱梁上各觀測點高程，留待中跨合龍段施工時使用。

4 跨中合龍段施工

跨中合龍段施工工序為:

1)將懸澆端兩側(cè)梁段作為吊架及模板支架。

2)采用壓重的方法調(diào)整高差，在已澆筑的梁端利用水箱的辦法進行壓重，其重量和等于合龍段的重量(每端重量為合龍段重量的一半)。

3)安裝合龍段處勁性骨架，將合龍口臨時鎖定。

在出圖時，只需定義出圖區(qū)域，通過調(diào)用編輯完成的圖紙模板，就可以生成相應(yīng)區(qū)域的平面圖紙。與傳統(tǒng)設(shè)計方式相比，設(shè)計人員不再需要在CAD軟件中手動編輯圖紙、標(biāo)注文字和符號，大幅提高了工作效率。同時，Smart 3D軟件支持多種編輯功能，可以根據(jù)需要定制圖紙，包括儀表符號的替換、標(biāo)注的形式、報表類型等內(nèi)容，使用非常靈活。

4)綁扎底板及腹板鋼筋，固定預(yù)應(yīng)力筋定位網(wǎng)及波紋管，安裝豎向預(yù)應(yīng)力筋并固定。

5)安裝內(nèi)箱模板。

6)綁扎頂板鋼筋，安裝橫向預(yù)應(yīng)力孔道并固定，固定預(yù)應(yīng)力筋定位網(wǎng)及波紋管。

7)安裝豎向預(yù)應(yīng)力筋頂部壓漿管。

8)檢查合格后澆筑混凝土

9)張拉底板縱向預(yù)應(yīng)力束并壓漿。

10)張拉豎向預(yù)應(yīng)力筋并壓漿封端。

11)張拉橫向預(yù)應(yīng)力筋并壓漿封端。

12)澆筑跨中2 m合龍段混凝土?xí)r，箱梁兩懸臂端的錯動變形會破壞新老混凝土的結(jié)合，采取在兩懸臂端分別臨時壓重的措施，在澆筑合龍段時根據(jù)混凝土施工速度分次卸除，合龍狀態(tài)時的施工荷載及其他情況應(yīng)符合設(shè)計要求，此時除加壓等物體外應(yīng)將施工機具等全部清除或移至0#塊頂部，保證應(yīng)力狀態(tài)與設(shè)計相符，把水箱或砂袋按要求重量放在梁上指定位置，達到要求后，再進行合龍段施工;合龍段混凝土宜在處于年平均氣溫狀態(tài)下的日期中的較低溫度時澆筑，一般在凌晨進行，使混凝土在強度增長時剛好處于氣溫回升時為宜;為防止箱梁因熱脹冷縮而對合龍段混凝土產(chǎn)生不利影響，在澆筑混凝土前，選擇氣溫最低的時間，按設(shè)計的位置和數(shù)量焊接型鋼支撐(水平支撐)，并張拉部分頂板和底板合龍束(C1、D2兩束預(yù)應(yīng)力鋼束張拉至40 t)，從而將中跨現(xiàn)澆段兩邊的兩個懸臂端臨時鎖定、連成一體。

5 連續(xù)梁體系轉(zhuǎn)換

5.1 體系轉(zhuǎn)換施工流程

澆筑邊跨合龍段→拆除主墩與箱梁0#塊的臨時固結(jié)→張拉、錨固邊跨合龍段預(yù)應(yīng)力筋→拆除邊跨支架→安裝中跨合龍段臨時支撐→組拼模板→澆筑中跨合龍段混凝土→張拉并錨固中跨合龍段預(yù)應(yīng)力筋→拆除懸吊支架，完成體系轉(zhuǎn)換。

5.2 連續(xù)箱梁體系轉(zhuǎn)換施工過程

1)體系轉(zhuǎn)換施工準(zhǔn)備

在邊跨合龍時，須先在合龍兩側(cè)梁段預(yù)埋相關(guān)預(yù)埋件及預(yù)留鋼筋，并將預(yù)留鋼筋與箱梁鋼筋連接，預(yù)埋的連接鋼板必須水平安放。合龍前準(zhǔn)確測量合龍段兩側(cè)的高差，高差超過允許范圍時對超過端進行配重調(diào)整，高差達到要求后選擇當(dāng)天最低溫度進行臨時支撐的鎖定，焊接時保證連接鋼板和臨時支撐型鋼垂直。安裝剛性支撐時，先將其一端焊牢，另一端加楔稍打緊，待合龍段的臨時鋼絞線束張拉前再將楔子打緊，并在楔子與支撐、楔子與預(yù)埋鋼板間施以點焊。焊接支撐時，要采取溫控措施，避免燒傷混凝土。焊接完成后張拉合龍段臨時預(yù)應(yīng)力束，頂板、底板各兩束張拉至設(shè)計噸位。張拉完成后澆筑合龍段混凝土。

2)臨時固結(jié)的解除

墩梁臨時固結(jié)的解除，須待邊跨現(xiàn)澆段混凝土強度達到要求時進行，鑿除前應(yīng)對邊跨合龍段兩側(cè)高程進行監(jiān)測，鑿除時避免損傷墩身和梁段混凝土。臨時固結(jié)鋼筋切除后，鋼筋端頭應(yīng)進行防銹處理，鑿除臨時固結(jié)作業(yè)人員應(yīng)遵守高空作業(yè)要求。

臨時固結(jié)鑿除后，按設(shè)計要求張拉邊跨合龍段預(yù)應(yīng)力筋，拆除邊跨支架。

3)中跨合龍段剛性支撐的連接

在中跨合龍前，應(yīng)將掛籃及施工荷載移至0#段處，并保證兩端對稱。按等重替換的原則在中跨合龍段兩側(cè)設(shè)置水箱，待高程調(diào)整到位后，焊接臨時剛性支撐、張拉合龍段臨時束，完成合龍段鎖定。合龍段混凝土澆筑應(yīng)選擇在當(dāng)天溫度最低的時候開始，保證混凝土初凝在溫度逐漸上升的環(huán)境中，在澆筑的同時根據(jù)同等重量的原則逐步卸除水箱壓重，混凝土澆筑完成的同時水箱壓重也同時卸除。待混凝土達到強度后張拉中跨合龍束，全橋合龍完成。

4)全橋形成連續(xù)梁體系

在合龍段混凝土達到設(shè)計強度時，張拉中跨合龍段預(yù)應(yīng)力筋，張拉順序嚴(yán)格按設(shè)計順序進行，張拉完成后應(yīng)及時壓漿。拆除中跨吊架，全橋貫通完成體系轉(zhuǎn)換形成連續(xù)梁體系。

6 結(jié)語

該橋整個合龍段施工及體系轉(zhuǎn)換，均進行了精心組織安排，并在施工過程中邀請鐵科院全程對箱梁整體結(jié)構(gòu)變化進行了監(jiān)測，包括合龍段兩側(cè) T構(gòu)下沉量、同一截面內(nèi)梁體橫向變化情況、預(yù)應(yīng)力施工前后、體系轉(zhuǎn)換前后梁體變化情況，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，按照以上的技術(shù)方法，合龍段及體系轉(zhuǎn)換施工質(zhì)量控制均在設(shè)計及規(guī)范要求范圍之內(nèi)。且在施工中做到了跨既有線施工的零安全事故，保證了鐵路線的正常運營。

［1］路橋集團第一公路工程局.JTJ041—2000 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范［S］.北京:人民交通出版社，2000.

［2］中交第一公路工程局有限公司.公路工程施工工藝標(biāo)準(zhǔn)·橋涵分冊［M］.北京:人民交通出版社，2007.

［3］劉振興.橋涵工程施工工藝標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范［M］.吉林:吉林音像出版社，2004.

［4］余?？。瑒⒔?，張翔，等.連續(xù)梁轉(zhuǎn)體后中跨合龍段支架設(shè)計與施工［J］.鐵道建筑，2010(5):16-18.

［5］吳成程.大連灣特大橋變截面箱梁掛籃合龍段施工方法［J］.鐵道建筑，2010(8):47-48.