大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋0號塊施工工藝與質(zhì)量控制

李興全

（中鐵二十二局哈爾濱鐵路建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司， 黑龍江 牡丹江 157021）

1 預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋的發(fā)展概況

預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)剛構(gòu)橋在體系上屬于連續(xù)梁橋。但由于施工方法限制，50年前的連續(xù)梁跨徑均在100 m以下，隨著懸澆、懸拼等施工方法的出現(xiàn)，產(chǎn)生了T型剛構(gòu),既保持了連續(xù)梁無伸縮縫、行車平順的特點(diǎn)，又有T型剛構(gòu)橋不設(shè)支座、省料、梁體連續(xù)、梁墩固結(jié)，不轉(zhuǎn)換體系的優(yōu)點(diǎn)，施工方便、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)。連續(xù)剛構(gòu)不僅在公路上較廣泛地應(yīng)用，而且在鐵路上也開始采用，國外鐵路連續(xù)剛構(gòu)的最大跨徑已達(dá)到250米。

2 本文研究的主要內(nèi)容

本文結(jié)合工程實(shí)例，重點(diǎn)對大跨連續(xù)剛構(gòu)橋0號塊的施工過程中的問題進(jìn)行了研究。

3 0號塊的施工

以廣珠鐵路西江特大橋?yàn)槔龔V珠鐵路西江特大橋主要為跨越西江而設(shè)，橋中心里程為DK72+713.11m,全長為6709.53m。主橋采用（110＋2×230＋110）m連續(xù)剛構(gòu)拱跨越主航道。主墩墩號分別為141#～143#，邊墩墩號為140#、144#。142#墩為變截面空心墩，墩高為30.5m，141#和143#墩為變截面雙柱式矩形板式墩，墩高為30.5m。主梁采用單箱雙室截面，兩邊腹板為直腹板。吊桿索采用箱外牛腿錨固形式。箱梁中支點(diǎn)處梁高12.0m，端支點(diǎn)及中跨中處4.0m。主梁0號塊采用墩頂托架法現(xiàn)澆施工。0號塊設(shè)計(jì)長度為23m、墩頂處梁高為12m ，141#、143#砼量2652m3（含拱腳），142#砼量為2970 m3（含拱腳）。0號塊施工考慮水平分層三次澆注施工方案。0號塊完成兩次澆注后在其上安裝掛籃，然后利用掛籃逐塊懸臂澆注主梁。待掛籃施工至4號節(jié)段時，再完成0號塊第三次（即拱腳段第一期混凝土）混凝土的澆注。

3.1 0號塊施工難點(diǎn)

在懸臂施工過程中，由于0號塊的砼方量較大，且在高空施工，因此0號塊的施工工時是懸澆梁施工所面臨的首個難點(diǎn)。主要難點(diǎn)和易出現(xiàn)的問題是：①懸臂較薄且有波紋管，振搗捧插入困難，容易出現(xiàn)漏振現(xiàn)象。②托架和橋墩連接處，由于剛度不同，產(chǎn)生不均勻沉降，易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。③腹板拐角較多，又有波紋管拐角處不易振搗密實(shí)，容易產(chǎn)生蜂窩和麻面現(xiàn)象。④因砼澆注體積較大，內(nèi)外溫差大，砼容易產(chǎn)生收縮裂縫。⑤砼方量較大，分層澆注時保證外觀質(zhì)量較難。針對以上施工難點(diǎn)及較易出現(xiàn)的問題，要認(rèn)真搞好 0號塊施工的每一道工序。

3.2 0號塊施工工藝

（1）施工流程

安裝墩頂托架平臺及底?！惭b0#段外側(cè)模→安裝卸落木楔或千斤頂→調(diào)整0#段外側(cè)模就位→托架平臺預(yù)壓、卸載→調(diào)整模板位置及標(biāo)高→綁扎底板鋼筋和腹板的伸入鋼筋→安裝底板上的預(yù)應(yīng)力筋管道和預(yù)應(yīng)力筋→監(jiān)理工程師驗(yàn)收→安裝腹板縱、橫、豎向預(yù)應(yīng)力管道和預(yù)應(yīng)力筋→安裝腹板和橫隔板模板→監(jiān)理工程師驗(yàn)收→安裝頂板底?！壴敯宓讓愉摻罴肮艿蓝ㄎ唤睢惭b頂板縱向預(yù)應(yīng)力管道及橫向預(yù)應(yīng)力管道和預(yù)應(yīng)力筋→安裝頂板上層鋼筋網(wǎng)→監(jiān)理工程師驗(yàn)收→澆筑0#段混凝土→混凝土養(yǎng)護(hù)→拆除端?！鷥啥嘶炷吝B接面鑿毛并用高壓水沖洗干凈→混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度、彈性模量、齡期后張拉縱向、橫向及豎向預(yù)應(yīng)力筋→預(yù)應(yīng)力管道壓漿→拆除內(nèi)模、側(cè)模和底?！鸪枕斖屑芷脚_。

（2）施工要點(diǎn)說明

墩身施工完成后，在矩形墩墩壁之間底托采用在δ=20mm厚的鋼板，鋼板橫向間距1.0m，在鋼板上安裝橫擔(dān)工字鋼后，縱向鋪設(shè)工字鋼，縱向工字鋼上設(shè)橫Ⅰ22，間距0.5m，在工字鋼上安裝木排架，在木排架上鋪設(shè)0#段底模。矩形墩外側(cè)預(yù)埋萬能桿件節(jié)點(diǎn)板，拼裝萬能桿件托架、橫擔(dān)工字鋼后，安設(shè)木排架形成0#段底模支承面，0#段底模采用組合鋼模板。托架周圍安裝角鋼圍欄，掛防護(hù)網(wǎng)。

支架拼裝好以后，采用砂袋法或水箱加水進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓荷載按0#段混凝土重量及其它相關(guān)施工荷載總重量的1.25倍考慮。

0 號塊施工時，根據(jù)安裝掛籃需求，預(yù)留好各種預(yù)留孔道及預(yù)埋筋，以便掛籃拼裝時能準(zhǔn)確就位。

0 號塊管道密集，混凝土澆筑后采用高壓水管沖洗管道。豎向預(yù)應(yīng)力壓漿孔設(shè)在箱梁腹板內(nèi)側(cè)面，在豎向波紋管上開孔設(shè)置注漿孔，并用密封膠帶密封。

0 #段鋼筋及管道密集，鋼束管道位置采用定位鋼筋網(wǎng)片固定，定位鋼筋網(wǎng)片牢固地焊在鋼筋骨架上，定位鋼筋網(wǎng)片間距為0.5m，并且定位鋼筋網(wǎng)片所焊的鋼筋骨架與水平鋼筋采用點(diǎn)焊，防止管道位置移動。當(dāng)預(yù)應(yīng)力管道位置與骨架鋼筋發(fā)生沖突時，保持管道位置不變，適當(dāng)移動普通鋼筋位置。

0 #段腹板混凝土澆筑時，在內(nèi)模處留設(shè)混凝土側(cè)窗及搗固孔，以減少混凝土自由傾落高度，防止混凝土離析和對管道的過度沖擊，并避免搗固棒與管道猛烈碰撞，澆筑至預(yù)留孔位置后，封閉并加固側(cè)窗，繼續(xù)向上施工。

（3）鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道安裝

鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道、預(yù)埋件在加工場集中制作。鋼筋制作成鋼筋網(wǎng)片和鋼筋骨架，汽車運(yùn)至施工現(xiàn)場，塔吊提升，人工安裝。鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道、預(yù)埋件安裝完畢后，布置好澆筑混凝土用的漏斗和串筒。對鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道及有關(guān)預(yù)埋件位置等進(jìn)行自檢，檢查無誤后報(bào)監(jiān)理工程師檢查，確認(rèn)合格后進(jìn)行混凝土灌注。

混凝土灌注完后及時養(yǎng)護(hù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度及相應(yīng)的彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，按設(shè)計(jì)要求及對稱同步原則張拉預(yù)應(yīng)力筋，并進(jìn)行壓漿。用作掛籃后錨的豎向預(yù)應(yīng)力筋暫不張拉，待掛籃前移后再張拉。

3.3 托架設(shè)計(jì)及安裝

由于梁為剛性連接的 T 型剛構(gòu)，結(jié)構(gòu)本身具有一定的抗彎能力，根據(jù)設(shè)計(jì)和施工要求，故采用在墩旁臨時托架的方法進(jìn)行施工，托架經(jīng)過預(yù)壓( 預(yù)壓的目的是為了消除非彈性變形) 。取得非彈性變形和彈性變形的經(jīng)驗(yàn)值，同時結(jié)合梁體預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的拱度，指導(dǎo)模板線形和高程的設(shè)置，以保證梁體線形和標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求 ，并驗(yàn)證模板和支架的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。

（1）預(yù)壓方法及措施

在托架搭建，焊接和底模鋪設(shè)完成后，進(jìn)行堆載預(yù)壓。預(yù)壓的荷載由尼龍袋裝中砂提供，尼龍袋要求采用同一型號，以便于準(zhǔn)確計(jì)量。尼龍袋裝 2/3 體積的中砂，以便于堆碼。通過稱量取的每袋砂子的平均質(zhì)量，每 10 袋砂子為 1 組，取 3 組稱量。取得每袋砂子的平均質(zhì)量，作為每袋砂子的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量。根據(jù)預(yù)壓部位、單位面積的荷載標(biāo)準(zhǔn)，折算成砂子的堆碼袋數(shù)。砂袋的堆碼采用疊合堆碼的方式，以保證堆碼高度達(dá)到一定高度后砂袋子仍能夠保持穩(wěn)定。在鋪設(shè)模板時，將模板的高程統(tǒng)一在設(shè)計(jì)值的基礎(chǔ)上增大 2 cm，以抵消非彈性變形，提供部分彈性變形量，即所謂的模板拋高。

（2）測量觀測及分析

在不同的預(yù)壓部位，選比較有特征的位置設(shè)置觀測點(diǎn)。觀測點(diǎn)位要有代表性，用鐵釘標(biāo)識。預(yù)壓的時間為 3 天，觀測的時段按以下原則進(jìn)行：砂袋前觀測初始值；預(yù)壓過程中，每天觀測 1 次盡量在同一時間觀測；拆除砂袋后觀測終值。根據(jù)觀測值，去除失，真值，分析數(shù)值的彈性和非彈性關(guān)系。經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后，預(yù)定出托架的沉降量，以指導(dǎo)梁體的施工。做到確保連續(xù)的線形，并防止梁體在砼澆筑過程中產(chǎn)生裂紋。預(yù)壓荷載在箱梁砼澆筑前逐漸消除，之后進(jìn)一步校核底模標(biāo)高，再進(jìn)入 0 號梁段的施工。

3.4 砼澆筑方案

由于0號梁段砼方量大，且在高空作業(yè)，所以本橋采用了分層澆筑的方法，即底板一次澆筑完成，腹板分層澆筑。在施工階段應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

（1）砼的配制及拌和針對鋼筋密又有波紋管，空隙較小的特點(diǎn)，優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)， 選用小石子砼進(jìn)行澆筑以滿足現(xiàn)澆梁施工工藝。

（2）外加劑的選用選擇緩凝型外加劑，延緩初凝時間，以利于分層澆筑。

（3）砼拌和質(zhì)量。采用自動計(jì)量拌和機(jī)拌制，嚴(yán)格控制配合比。砼輸送采用輸送泵進(jìn)行時，保證砼的和易性，嚴(yán)格控制其坍落度。

（4）振搗設(shè)備的選用。針對臂薄鋼筋密的特點(diǎn)，準(zhǔn)備 φ40，φ20 的插入式振動棒并準(zhǔn)備振搗扁鏟和平板振動器。

（5）嚴(yán)格振搗操作規(guī)范。砼分層澆筑厚度控制在30 cm 左右，特別是腹板下部一定要本著“ 少下料勤振搗”的原則，確保波紋管處振搗密實(shí)。澆筑上層砼時振動棒要插入下層砼中5 cm～6 cm，振動棒振搗時本著“ 快插慢拔”的原則，移動距離不超過作用半徑1.5倍。振搗時間以表面泛漿，砼不再下沉并無氣泡冒出為準(zhǔn)。

（6）合理安排澆筑順序。砼從中間逐步向兩端推進(jìn)的方法，對稱澆筑。砼采用分層澆筑，澆筑順序是底板→腹板下板肋→腹板→腹板上緣→頂板。根據(jù)砼初凝時間及速度，每層砼推進(jìn)的距離為 3 m～4 m。方法是：①第 1層先澆底板，用插入式振動棒配合平板振動器振搗密實(shí)。第 1 層務(wù)必把腹板底口封住，防止?jié)仓拱屙艜r水泥漿從腹板底口漏出，造成拐角處產(chǎn)生蜂窩、麻面。②第 2 層澆筑腹板下部。由于該處較深又有倒角和波紋管，最容易產(chǎn)生蜂窩、麻面，故是澆筑的重點(diǎn)和難點(diǎn)。為了保證該處砼澆筑質(zhì)量，澆筑該處砼時，應(yīng)嚴(yán)格控制砼澆筑厚度，堅(jiān)持少下料、勤振搗的原則；在腹板底以上 30 cm 附近的模板上開工作孔，以利于下料、振搗和觀察；用小半徑振搗棒進(jìn)行振搗，并配合人工用小扁鏟進(jìn)行插振，部分地方下料不足時，從工作孔上人工下料。③澆筑腹板中棒直接振波紋管，以防漏漿進(jìn)入波紋管。注意保護(hù)預(yù)應(yīng)力管道，棒直接振波紋管，澆筑后應(yīng)及時對管道清孔。

（7）防止產(chǎn)生裂縫的措施。防止產(chǎn)生裂縫的措施有：①延緩砼初凝時間，加快澆筑速度。②澆筑完畢，及時養(yǎng)護(hù)，保持砼處于濕潤狀態(tài)，并將通氣孔打開，以利于箱內(nèi)砼水化熱的散發(fā)，保持內(nèi)外溫差均衡，防止產(chǎn)生收縮、裂縫。

3.5 注意事項(xiàng)

在施工過程中應(yīng)注意：①檢查鋼筋、管道、預(yù)埋件的位置；②檢查已澆砼表面的潤濕情況；③澆筑時隨時檢查錨墊板的固定情況；④檢查壓漿管是否通暢牢固；⑤嚴(yán)密監(jiān)視模板與托架變化情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理；⑥檢查對稱澆筑進(jìn)度。雖然0 號梁的施工控制相對于整個連續(xù)剛構(gòu)只是一小部分，但是它的重要性是不可忽視的。

結(jié)語

本論文結(jié)合懸臂澆筑大跨連續(xù)剛構(gòu)橋0號段施工的理論分析，對施工控制的內(nèi)容、方法以及施工過程進(jìn)行了研究，得出以下結(jié)論：

（1） 通過優(yōu)化混凝土配合比及選擇合適的振搗方式進(jìn)行振搗，避免了漏振產(chǎn)生空洞的現(xiàn)象的發(fā)生；

（2） 通過良好的焊接工藝及托架進(jìn)行預(yù)壓，消除非彈性變形，保證梁體線形和標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求，防止了梁體在砼澆筑過程中產(chǎn)生裂紋的現(xiàn)象的發(fā)生；

（3） 0號塊施工時要保證工序銜接緊密，盡量壓縮兩次澆筑混凝土的間隔時間防止出現(xiàn)施工溫度裂紋。

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