談現(xiàn)澆懸灌工藝在通建大橋施工中的應(yīng)用

胡德晶

(中鐵三局集團第五工程有限公司，山西 晉中 030600)

1 工程概況

玉蒙鐵路通建大橋(DK79+465)位于建水縣境內(nèi)，跨越通建高速公路，全長255.25 m，其主跨采用一聯(lián)(40+64+40)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁跨越通建高速公路。連續(xù)梁梁體為單箱單室、變高度、變截面梁，梁體全長145.2 m。梁體按全預(yù)應(yīng)力設(shè)計，縱向、豎向設(shè)預(yù)應(yīng)力。

2 掛籃及模板體系的確定

通過研究圖紙及進行荷載計算，確定本橋連續(xù)梁采用輕型三角掛籃懸灌施工。三角掛籃構(gòu)造主要由主梁系、外模系、內(nèi)模系、底模系等組成，每個掛籃總重不超過30 t，小于設(shè)計允許值。

主梁系:由前、后橫梁，主梁，塔柱等組成。

外模系:由外模，外滑梁，托架滾輪及吊桿組成。外模采用分體式，支撐在兩個外滑梁上，通過拉筋與兩塊內(nèi)模相連。外滑梁一端則通過錨桿吊于前橫梁上，另一端通過錨桿吊在橋面預(yù)留孔洞上。

內(nèi)模系:由6片內(nèi)桁架，內(nèi)滑梁及內(nèi)滑梁滾輪等組成。采用組合鋼模拼裝而成，通過拉筋與外模相連形成整體。頂板底模則作用于內(nèi)桁架上，內(nèi)桁架支撐在內(nèi)滑梁上。內(nèi)滑梁前端通過錨桿吊在前橫梁上，后端吊在橋面預(yù)留孔洞上。

底模系:由前托梁，后托梁，縱梁及吊架等組成。模板由定制鋼模按設(shè)計尺寸制作而成。后托梁通過兩個錨桿錨固在已成梁段底板上，外側(cè)通過兩個錨桿吊在后橫梁上，前托梁通過三根錨桿吊在前橫梁上。

本掛籃全部斜拉錨桿及吊裝錨桿均采用Φ25高強精軋螺紋鋼筋。

3 梁體懸灌施工方法及工藝

連續(xù)梁施工步驟為:先在墩頂灌注臨時支座和焊接托架，在托架上灌注0號段及邊跨10號段，再通過掛籃行走對稱向兩側(cè)順序灌注1號～7號梁段，形成兩個獨立T構(gòu)，然后合龍中跨，形成一個Π形，最后再施工8號梁段及邊跨合龍段，形成連續(xù)梁。

3.1 墩頂0號段施工

1)預(yù)埋托架及托架預(yù)壓。在進行墩身和墩帽施工時，預(yù)埋4根Ⅰ40工字鋼和4塊20 mm鋼板。進入0號段施工前將4根Ⅰ40工字鋼與墩身預(yù)埋鋼板用電焊連接，形成托架;焊接完成后，對托架進行預(yù)壓，經(jīng)計算托架一端預(yù)壓重量為27.3 t，通過預(yù)壓后對預(yù)壓前后標(biāo)高進行對比，標(biāo)高無明顯變化(3號墩0號段大里程側(cè)為2 mm，小里程側(cè)為1 mm)，托架符合承重要求。

2)安裝0號段梁體底模，并根據(jù)設(shè)計院提供的標(biāo)高預(yù)抬值調(diào)整底模標(biāo)高和梁體中線放樣，符合要求后開始拼裝側(cè)模、綁扎鋼筋、安裝波紋管、拼裝內(nèi)模，完成后再次對梁體標(biāo)高和中線進行復(fù)測。

3)澆筑0號段梁體混凝土。澆筑過程中嚴(yán)格控制混凝土的和易性、坍落度以及振搗質(zhì)量。

4)張拉和壓漿。由于0號段為第一次張拉，張拉前對張拉設(shè)備進行了標(biāo)定，各項技術(shù)數(shù)據(jù)進行了仔細(xì)的檢查核對，符合要求后方允許張拉。張拉時以控制張拉應(yīng)力為主，以伸長量作為復(fù)核。張拉程序采用10%控制應(yīng)力、20%控制應(yīng)力、100%控制應(yīng)力(持荷5 min)，在張拉過程中，密切觀察各張拉設(shè)備的工作狀態(tài)，并將張拉伸長量與設(shè)計伸長量進行對比，符合要求后進入下根鋼絞線張拉。

5)拆除0號段模板支架，拼裝1號段掛籃并進行掛籃靜載試壓。在兩側(cè)掛籃底板上各預(yù)壓梁段最大重量52 t，通過預(yù)壓后對預(yù)壓前后掛籃端頭標(biāo)高進行對比，玉溪側(cè)沉降3 mm，蒙自側(cè)沉降5 mm，掛籃無明顯變形，各錨桿受力均正常，掛籃滿足施工要求。

3.2 跨中1號～7號段施工

1)行走掛籃和掛籃就位。行走掛籃時采用千斤頂頂起主梁，用導(dǎo)鏈向前慢慢移動掛籃滑道，落實主梁，用千斤頂將主梁沿著滑道方向向前移動，如此反復(fù)，直至移動到所需位置為止。掛籃行走作業(yè)時必須始終保持2根以上錨桿與梁體連接;行走前必須將掛籃上所有松散物全部清除，防止墜落。掛籃行走完成后，由技術(shù)室對掛籃標(biāo)高和軸線位置進行就位，模板安裝允許誤差:梁段長:±5 mm;梁段寬:±10 mm;梁段高:±10 mm;頂板厚:±5 mm;腹板厚:+5 mm，-0 mm;底板厚:±5 mm;腹板垂直度:3%;底板底標(biāo)高:±5 mm。2)掛籃就位完成后，開始綁扎梁體鋼筋、波紋管、豎向預(yù)應(yīng)力筋、拼裝內(nèi)模，完成后再次對梁體標(biāo)高及中線進行復(fù)核。3)梁體混凝土澆灌。澆筑過程中嚴(yán)格控制混凝土的和易性、坍落度以及振搗質(zhì)量。4)張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線及壓漿。

3.3 合龍段施工

3.3.1 中跨合龍施工

當(dāng)3號、4號兩墩7'號梁段對稱施工完成后，開始施工中跨合龍段，即8'號梁段。

1)在完成合龍段梁體的掛籃安裝后，測量合龍段梁體中線及兩側(cè)端頭標(biāo)高。當(dāng)兩側(cè)高差不滿足合龍要求時，須在標(biāo)高稍高側(cè)的7'號梁段端頭給予適當(dāng)配重，配重重量根據(jù)兩側(cè)高差大小確定，但是不能超過11.5 t(即合龍段梁體的一半重量)。

2)在進行跨中合龍段支架模板及鋼筋安裝施工時，采用現(xiàn)有掛籃構(gòu)件拼裝合龍段梁體的側(cè)模、頂模及底模。在安裝梁體鋼筋過程中，將全橋縱向鋼絞線預(yù)先穿束，穿束完成后，將中跨合龍段波紋管包覆于鋼束外側(cè)，波紋管切口處必須密封嚴(yán)密，管體定位筋適當(dāng)加密，防止混凝土澆筑過程中造成波紋管位移和擠壓。模板加固支撐牢靠后，選取N17，N18縱向預(yù)應(yīng)力筋各2根作為鎖定束，并上下交替張拉到設(shè)計應(yīng)力的20%以鎖定合龍支架。同時安裝焊接Ⅰ40工字鋼，先焊接標(biāo)高較高的一端，在澆筑混凝土前半小時完成另一端的焊接，即完成合龍段的鎖定(注意:在鎖定之前必須完成合龍段的配重)。

3)在澆筑混凝土之前必須對7'號段的端頭混凝土表面鑿毛干凈，并用清水沖洗、潤滑。鎖定完成后，開始澆筑合龍梁段混凝土，澆筑時間必須選在一天最低氣溫段內(nèi)?；炷翝仓^程中，嚴(yán)禁任何碰撞梁體的行為，以保證與原梁體混凝土緊密結(jié)合，防止混凝土出現(xiàn)裂縫。并在澆筑過程中，邊澆筑混凝土邊逐漸減小7'號梁段端頭配重?；炷翝仓瓿刹⒋炷两K凝(約2 h)后，必須派專人定時為梁體混凝土灑水養(yǎng)護，每30 min灑水一次且保證混凝土表面濕潤，保證不因混凝土收縮使梁體產(chǎn)生裂縫。

4)待合龍段混凝土達到90%強度并不小于5 d齡期后，補充張拉N17，N18縱向預(yù)應(yīng)力鋼束到設(shè)計應(yīng)力值，再張拉N19，N20縱向預(yù)應(yīng)力鋼束。張拉完成后，拆除中跨側(cè)的4個臨時支座，然后拆除合龍段施工時的臨時構(gòu)件。

5)張拉該處段塊的所有豎向預(yù)應(yīng)力筋。

3.3.2 邊跨合龍施工

1)中跨合龍完成后，開始懸灌梁體的8號塊施工，要求兩側(cè)8號塊同時施工。拼裝8號塊掛籃和模板、綁扎鋼筋等，待經(jīng)監(jiān)理、技術(shù)檢查合格后，開始澆筑8號塊混凝土。在澆筑過程中，為平衡邊跨8號塊梁段的重量，須在中跨兩側(cè)7'號梁段端頭各配置重量為40 t的實體。在增加與減少配重過程中，必須循序逐步進行，不得一次性到位，防止梁體受力突變。

2)邊跨合龍施工，采用掛籃部分構(gòu)件拼裝合龍段支架，并在支架上拼裝梁段模板、綁扎鋼筋等施工;加固、安裝作業(yè)完成后，選取N24，N25各2根縱向預(yù)應(yīng)力鋼束為鎖定束，上下交替線拉至設(shè)計應(yīng)力的20%以鎖定合龍支架;支架鎖定后，將4根鎖定用Ⅰ40工字鋼與梁體預(yù)埋鋼板焊接牢靠。開始澆筑合龍梁段混凝土，澆筑時間必須選在一天最低氣溫段內(nèi)?；炷翝仓^程中，嚴(yán)禁任何碰撞梁體的行為，以保證與原梁體混凝土緊密結(jié)合，防止混凝土出現(xiàn)裂縫?；炷翝仓瓿刹⒋炷两K凝(約2 h)后，必須派專人定時為梁體混凝土灑水養(yǎng)護，每30 min灑水一次且保持混凝土表面濕潤，保證不因混凝土收縮使梁體產(chǎn)生裂縫。

3)待合龍段混凝土達到90%強度并不小于5 d齡期后，補充張拉N24，N25縱向預(yù)應(yīng)力鋼束至設(shè)計應(yīng)力，拆除邊跨側(cè)的4個臨時支座，然后拆除合龍施工時臨時構(gòu)件。

4)張拉并錨固中跨底板束N21，N22，N23，邊跨底板束 N26，N27，N28，N29，頂板束 N16。

5)張拉剩余段所有豎向預(yù)應(yīng)力筋。

6)撤除中跨處所有配重。

4 梁體體系轉(zhuǎn)換及配重示意圖

1)第一步:測量兩側(cè)7'號梁段端頭標(biāo)高。若兩側(cè)標(biāo)高不符合設(shè)計及規(guī)范要求，則在標(biāo)高較高一側(cè)配重W1，W1根據(jù)高差大小確定且 W1＜11.5 t。

若符合要求則直接進入第二步。

2)第二步:待縱向預(yù)應(yīng)力鋼束張拉完成后，拆除中跨側(cè)臨時支座，由此全聯(lián)完成“TT”向∏結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換(見圖1)。

3)第三步:澆筑8號梁段混凝土前，為平衡中跨合龍段8號梁段重量，須在兩側(cè)7'號梁段端頭配重W3=8號梁段重量=40 t，在澆筑合龍梁段混凝土過程中，逐漸增加配重，直至達到40 t為止。

4)第四步:澆筑兩側(cè)邊跨合龍梁段混凝土，待梁段預(yù)應(yīng)力鋼束及預(yù)應(yīng)力張拉完成后，撤除中跨7'號梁段配重W3。至此整個梁體施工完畢。

5 輕型三角掛籃優(yōu)缺點總結(jié)

三角掛籃是在平行桁架式掛籃的基礎(chǔ)上，將受力主桁架改為三角形組合梁結(jié)構(gòu)，其總體方案如圖1所示。由于其斜拉桿的作用，大大降低了主梁彎矩，因此使得該型掛籃結(jié)構(gòu)簡單、桿系少、受力明確。同時，該掛籃臺以較方便設(shè)置中橫梁，以采取一次走行到位方式。三角式掛籃各桿件之間通常用鉸銷連接，工作系數(shù)一般在0.3～0.6之間，具有重量輕的優(yōu)點。

當(dāng)然該型掛籃亦有不足:主桁架縱梁通常是受壓構(gòu)件，如果縱梁過長，會使得長細(xì)比過大，水平分力(壓力)大，容易導(dǎo)致壓彎失穩(wěn)，因此懸灌重量和節(jié)段長度受限制，一般不宜大于4 m。

6 結(jié)語

通過對玉蒙鐵路通建大橋連續(xù)梁的施工，積累了鐵路橋連續(xù)梁懸臂施工經(jīng)驗，同時對采用輕型三角掛籃降低了施工荷載，對跨中懸澆段的標(biāo)高沉降值的影響積累了相關(guān)對比數(shù)據(jù)，為以后類似工程施工提供借鑒和參考。

[1] 交通部第一公路工程總公司.公路施工手冊(橋涵)[M].北京:人民交通出版社，2000.

[2] 張繼堯，王昌將.懸臂澆注預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁橋[M].北京:人民交通出版社，2004.