懸澆箱梁邊跨現(xiàn)澆段施工非常規(guī)工藝應(yīng)用與研究

盧治國，朱冠華

(湖南路橋建設(shè)集團(tuán)公司，湖南長沙 410004)

PC變截面連續(xù)箱梁、連續(xù)剛構(gòu)是當(dāng)前橋梁工程中應(yīng)用較為廣泛的中、大跨徑上部構(gòu)造形式，常用掛籃懸臂澆筑法施工。鑒于結(jié)構(gòu)特點，必須設(shè)計施工邊跨現(xiàn)澆段(通常長度8～15 m)，待最后一段懸澆澆筑混凝土完成后，與之形成邊跨合龍段，直至邊跨預(yù)應(yīng)力張拉，體系轉(zhuǎn)換，全橋中跨合龍。

1 常規(guī)工藝介紹

按常規(guī)工藝，邊跨現(xiàn)澆段采用支架現(xiàn)澆工藝，分底腹板、頂板兩次澆筑成型，預(yù)留后期預(yù)應(yīng)力管道。邊跨合龍吊架、模板就位后，進(jìn)行剛性連接，適時澆筑合龍段混凝土。后期預(yù)應(yīng)力鋼束在箱梁內(nèi)齒塊、現(xiàn)澆段端橫梁部位兩端張拉。出于穿預(yù)應(yīng)力束、錨具安裝和封錨作業(yè)要求，邊跨現(xiàn)澆段伸縮縫端應(yīng)預(yù)留足夠空間，通常該空間長度應(yīng)≥1.5 m。而該位置或處橋臺，或處過渡墩與引橋現(xiàn)澆梁、預(yù)制梁相接。為確保上述作業(yè)空間，往往需在邊跨后期預(yù)應(yīng)力張拉、封錨完成后，方可進(jìn)行橋臺背墻施工直至臺背回填或過渡墩相鄰現(xiàn)澆段端后澆注、最后跨預(yù)制梁安裝，對全橋整體工期滯后較為明顯。

實際施工過程中，基于工期壓力、設(shè)備周轉(zhuǎn)或成本費用原因，希望最大限度地解決上述滯后問題。本文介紹的部分實際案例，針對性采取技術(shù)改進(jìn)措施，運用非常規(guī)工藝，實現(xiàn)引橋與主橋平行施工，甚至早于主橋邊跨現(xiàn)澆段完工。

2 非常規(guī)施工工藝介紹

2.1 案例1

1)工程背景。

長沙某市政工程大橋，邊跨現(xiàn)澆段8 m，其中含1.2 m端橫梁，合龍段2 m，與之相鄰引橋均為現(xiàn)澆箱梁。因工期緊張，南北幅引橋采用現(xiàn)澆支架提前完成。

2)解決方案。

邊跨現(xiàn)澆段采取現(xiàn)澆支架施工，1.2 m長端橫梁只安裝底模，暫不澆注;先期澆筑6.8 m現(xiàn)澆段，底、頂板預(yù)留后期束孔道。待最后一節(jié)懸澆段完成，進(jìn)行合龍段吊架、模板安裝。在后澆端橫梁內(nèi)設(shè)P型錨，端橫梁結(jié)構(gòu)長度(1.20 m)+伸縮縫處空間(0.16 m)共計136 cm，可滿足穿索、擠壓P錨、鋼筋作業(yè)。1.2 m端橫梁與2.0 m合龍段鋼筋同步安裝。完成合龍段其他工序后，擇時同時澆注端橫梁、合龍段混凝土。待端橫梁、合龍段混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計值，即可在箱梁內(nèi)齒塊處單端張拉全部后期束，相鄰引橋現(xiàn)澆箱梁先期完工對此不構(gòu)成影響。

2.2 案例2

1)工程背景。

長沙某市政工程YH大橋，邊跨現(xiàn)澆段12 m，合龍段2 m，與之相鄰引橋為30 m預(yù)制小箱梁，架橋機(jī)安裝，且預(yù)制場處于城市規(guī)劃用地，已掛牌出讓，不允許存梁，需盡快騰地。邊跨現(xiàn)澆段施工前相鄰小箱梁均已提前安裝到位。

2)解決方案。

將原設(shè)計縱向后期預(yù)應(yīng)力鋼束作局部調(diào)整(見圖1調(diào)整前鋼束示意圖、圖2調(diào)整后鋼束示意圖)，具體方案為:大部分后期束變更為單端張拉，設(shè)P錨于現(xiàn)澆段端橫梁處，P錨安裝、管道布設(shè)、穿索與鋼筋安裝同步交叉進(jìn)行，并直接穿過懸澆段預(yù)留孔道直至齒塊張拉端;另部分底板束、頂板束，有效利用兩片箱梁之間的空隙，采取兩段張拉。為最大化節(jié)約工期，邊跨現(xiàn)澆段支架搭設(shè)及底模、翼板模提前完成。待最后一節(jié)懸澆段混凝土澆注完，即進(jìn)行現(xiàn)澆段鋼筋安裝。邊跨現(xiàn)澆箱梁混凝土澆注采用底、腹、頂板全斷面一次成型，再次節(jié)約工期4～7 d。合龍段其他施工按照常規(guī)方案施工。待混凝土達(dá)到設(shè)計值，即可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工。

圖1 調(diào)整前預(yù)應(yīng)力鋼束示意圖

圖2 調(diào)整后預(yù)應(yīng)力鋼束示意圖

2.3 案例3

1)工程背景。

長沙某市政工程MXH大橋主跨結(jié)構(gòu)為(74+110+74)m連續(xù)剛構(gòu)，懸澆段共13節(jié)，南北引橋均為現(xiàn)澆箱梁。全橋總工期僅有450 d，如按常規(guī)工藝，待邊跨合龍后再進(jìn)行相鄰現(xiàn)澆箱梁施工，無法按期交工。

2)解決方案。

現(xiàn)澆箱梁采用滿堂支架工藝，不考慮對邊跨現(xiàn)澆段影響，均于主橋合龍前全部完成。邊跨現(xiàn)澆段支架在11號塊懸澆施工即搭設(shè)，13號塊澆注混凝土已完成邊跨現(xiàn)澆段混凝土施工。依照改進(jìn)的施工方案，后期束采用單端張拉，端橫梁處設(shè)P錨，鋼絞線按設(shè)計長度下料，隨P錨先期穿入孔道并及時澆注邊跨現(xiàn)澆段混凝土，外露部分自由垂落于合龍段位置采取充分保護(hù)措施。待13號塊完成混凝土澆注即采取牽引穿索，將外露后期束鋼絞線穿入懸澆段預(yù)留管道直至出齒塊。待合龍段混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度，即可在箱梁內(nèi)齒塊處單端張拉后期束。

2.4 案例4

1)工程背景。

湘耒高速朱亭湘江大橋主跨60 m+3×90 m+60 m懸澆變截面PC連續(xù)箱梁，南引橋為16 m預(yù)制空心板。在實際施工中，主橋受1998年特大洪水影響，明顯慢于引橋。預(yù)制場設(shè)于橋頭路基范圍內(nèi)，空心板預(yù)制完成后，路基立即開展基層施工，龍門吊、架橋機(jī)也須盡快退場，必須于邊跨合龍前完成空心板安裝。

2)解決方案。

文獻(xiàn)［1］中提出了“過渡墩背墻張拉預(yù)留孔”的解決思路。提出箱梁底板結(jié)構(gòu)不變，在背墻上預(yù)留張拉工作孔(見圖3張拉工作孔示意圖)，解決底板連續(xù)束張拉時千斤頂擺放和引伸問題?？紤]連續(xù)梁在過渡墩頂負(fù)彎矩為0，并且尚有80 cm厚端橫隔板，建議將頂板索縮短100 cm，即在頂板封錨端預(yù)留100 cm×60 cm×60 cm張拉槽口，張拉完成頂板連續(xù)索后直接澆封錨混凝土。

方案考慮到背墻內(nèi)部尚有配筋，用δ5鋼板加工1個整體鋼箱作為預(yù)留孔內(nèi)模進(jìn)行了加強(qiáng)，施工時要求將背墻上豎向鋼筋焊于鋼箱頂?shù)装?，角隅處增加刺猬狀?gòu)造鋼筋，背墻的強(qiáng)度可以得到保證。

圖3 張拉工作孔示意圖

3 構(gòu)想方案設(shè)計

3.1 門形支架法

案例4中主、引橋斷面結(jié)構(gòu)高差較大，背墻達(dá)到一定高度，具備開槽條件，如引橋為T梁、小箱梁等預(yù)制安裝結(jié)構(gòu)，背墻不具備開槽條件，可考慮通過以下方案解決:過渡墩支座墊石暫不澆注，在蓋梁上設(shè)計制作型鋼門形支架，門形支架高度、跨徑、安裝充分考慮相應(yīng)位置的穿索張拉作業(yè)空間。預(yù)制梁板通過架橋機(jī)水平運輸至最后一孔落梁于門形支架上，形成臨時橫向連接。梁板臨時安裝完畢龍門吊，架橋機(jī)即可退場。邊跨現(xiàn)澆段后期束安裝、張拉在門形支架下有效空間進(jìn)行。最后梁板的垂直運輸就位可采用兩端葫蘆下放、汽車吊安裝等方式完成。

3.2 連接器法

構(gòu)想方案提出在邊跨現(xiàn)澆段合龍端設(shè)連接器，懸澆段后期束利用連接器在合龍段延長，最終形成邊跨張拉。周邊懸掛式連接器尺寸較大，箱梁底、頂板結(jié)構(gòu)需加厚，建議采用DM型連接器，而預(yù)應(yīng)力材料也應(yīng)變更為高強(qiáng)鋼絲。

4 結(jié)語

上述非常規(guī)方案或構(gòu)想，可分為兩種類型，一種是兩端張拉改為一端張拉，避免了作業(yè)空間限制影響;另一種是通過調(diào)整工序和優(yōu)化設(shè)計，創(chuàng)造出足夠張拉空間。但都有效解決了邊跨現(xiàn)澆段制約整體工期問題，使引橋可獨立平行施工，不受主橋施工進(jìn)度影響，在不增加費用前提下仍可提前工期30～60 d。4個實際案例經(jīng)使用驗證，效果良好，經(jīng)濟(jì)效益顯著，對類似工程有較好的借鑒作用;文中提出的構(gòu)想設(shè)計，也可供參考實踐。

同時，作為設(shè)計工程師也可以在設(shè)計方案中結(jié)合實際，施工圖中主動實施上述方案，將單端張拉預(yù)應(yīng)力損失、延伸量不足等問題予以考慮，并提出補(bǔ)償方案，無須另行設(shè)計變更。

［1］張道華，肖錫康.連續(xù)剛構(gòu)邊跨現(xiàn)澆段施工新方法探討［J］.公路交通技術(shù)，2003(4):53 －54.

［2］劉學(xué)青.過渡墩背墻張拉預(yù)留孔設(shè)計［J］.湖南交通科技，2000(4):38－39.

［3］JTG 041－2000，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范［S］.