石大高架橋跨華中路變截面箱梁施工方案淺析

吳曉磊

【摘要】：以杭州市石大快速路高架橋工程為例，對(duì)現(xiàn)澆變截面連續(xù)箱梁施工方案進(jìn)行了介紹，分別闡述了地基處理、支撐搭設(shè)、模板支設(shè)、鋼筋工程等關(guān)鍵工序操作要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，以箱梁施工的質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】：變截面 現(xiàn)澆 施工方案

一、工程概況

石大高架橋作為石大快速路高架部分，西接石橋立交，終至公鐵立交終點(diǎn)，全長1.4公里。高架快速路為四～六車道斷面布設(shè)，設(shè)計(jì)車速80km/h，橋梁設(shè)計(jì)荷載為城市A-級(jí)。其中跨華中路變截面大跨布跨形式為43.8+68+43.8，橋面寬33m，上部結(jié)構(gòu)采用主跨68m整體式變截面預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，箱梁斷面采用單箱五室布置形式，三向預(yù)應(yīng)力體系。

二、施工背景

首先華中路為通車路段，且在石大路以南華中路上有一貨運(yùn)市場，交通量很大。為了保證華中車流暢通，根據(jù)交通組織方案，華中路主跨采用碗扣支架、立柱和貝雷架保留4個(gè)車道，邊跨采用滿堂落地碗扣支架，一次搭設(shè)分節(jié)段澆筑施工。其次由于該變截面現(xiàn)澆箱梁長度長，橋?qū)挻螅摻畈荚O(shè)比較密，使得混凝土容易產(chǎn)生裂縫。再則考慮橋梁到自重荷載，該橋梁沒有砼鋪裝，為了確保瀝青路面施工質(zhì)量，對(duì)橋面平整度要求較高。

三、施工方案

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，箱梁跨中高2.0m，支點(diǎn)梁高4.0m。箱梁采用三向預(yù)應(yīng)力體系，分為縱向預(yù)應(yīng)力束、橋面板橫向預(yù)應(yīng)力束和豎向力筋。分19次澆筑完成0#、1#、2#、3#、4#、5#、6#跨和邊跨現(xiàn)澆段各兩次，合攏段3個(gè)。采用節(jié)段現(xiàn)澆法施工。

1、支架基礎(chǔ)處理

原石大公路路面部分不需要再作處理，中央綠化帶部分填筑1m厚宕渣壓實(shí)，再在上面澆筑15cm厚C15厚砼作為支架搭設(shè)基礎(chǔ)。

2、支架搭設(shè)及預(yù)壓

碗扣支架水平橫向間距設(shè)為0.9m，水平縱向間距設(shè)為1.0，竹膠板厚度h=1.5cm，橫橋向10×10cm方木中心間距L=0.3m，托座上縱橋向方木采用12×15cm方木。支架搭設(shè)時(shí)，碗扣支架的安裝應(yīng)縱向、橫向排列整齊，自一端延伸向另一端，自下而上保持垂直，并逐層改變架設(shè)方向，整架縱向、橫向垂直偏差小于H/600且小于5mm，且碗扣支架兩側(cè)設(shè)置交叉拉桿，與碗扣支架鎖銷鎖牢。

為檢查支架的整體穩(wěn)定性及支架基礎(chǔ)的實(shí)際承載能力和支架的彈性變形，克服混凝土澆筑過程中支架的不均勻沉降，避免箱梁混凝土因支架不均勻沉降而出現(xiàn)裂縫，支架在澆筑箱梁前要進(jìn)行加載預(yù)壓。加載試驗(yàn)方法為：預(yù)壓荷載110%箱梁自重，以消除支架和地基的非彈性變形。預(yù)壓采用砂袋。加載四級(jí)進(jìn)行，分別為箱梁自重的25%、50%、80%和110%，觀測分為：預(yù)壓前觀測、加載預(yù)壓分級(jí)觀測、超載預(yù)壓觀測、卸載前觀測、完全卸載觀測、完全卸載48小時(shí)后觀測等幾個(gè)階段。

3、預(yù)拱度設(shè)置

根據(jù)影響預(yù)拱度的主要因素計(jì)算出預(yù)拱度的理論值。在實(shí)際施工中，須監(jiān)測砼箱梁的撓度變化情況，以驗(yàn)證預(yù)拱度設(shè)置的準(zhǔn)確性，取得經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，來校正計(jì)算值。監(jiān)測的內(nèi)容包括：

（1）支架在裝上底模后自重作用下的撓度；

（2）內(nèi)模和鋼筋重力作用下的撓度；

（3）澆筑砼過程中的撓度變化；

（4）箱梁在預(yù)應(yīng)力作用下的撓度。

預(yù)拱度按二次拋物線設(shè)置。

4、箱梁模板的制作安裝

該現(xiàn)澆箱梁模板分為底模和側(cè)模，箱梁底板底模、翼板底模和側(cè)墻底外側(cè)模均采用防水竹膠板，以確保箱梁外觀平整、光滑、美觀，模板表面須干凈、光滑、平整、有破損的模板不得使用；而頂板底模和腹板側(cè)模由于無外觀要求，則采用普通木模。模板安裝時(shí)，拼接縫外須涂玻璃膠，橫縫下須有木橫擋。安裝時(shí)采用汽車吊進(jìn)行吊裝安裝，但在底板底模安裝前先必須滿堂支架的可調(diào)托架上縱橋向鋪設(shè)12×15cm方木，再在縱向12×15cm方木上鋪設(shè)10×10cm方木，然后再鋪設(shè)底板模板。模板鋪設(shè)完畢后表面須涂刷脫模劑，要求涂刷均勻。箱梁底模按設(shè)計(jì)要求設(shè)置橫坡。

5、鋼筋骨架的制作與安裝

（1）非預(yù)應(yīng)力筋加工及安裝

所有進(jìn)場的鋼筋都必須分批作驗(yàn)收試驗(yàn)，鋼筋的化學(xué)成份和力學(xué)性能、工藝性能應(yīng)符合技術(shù)規(guī)范要求，不得使用無出廠證明的鋼材。鋼筋骨架在地面焊接、用吊車整片吊運(yùn)；為防止燒焊造成模板損壞，影響砼外觀，盡可能避免或減少在模板上燒割鋼筋，如無法避免則須采取襯墊的措施。

由于面積較大且大部分面板砼的重量通過頂撐傳至底板，頂板上操作人員行走，會(huì)造成鋼筋沉降或變形，為此在頂板和底板除增加扎結(jié)點(diǎn)外，還需布置一定數(shù)量的架立鋼筋，架立鋼筋直徑20mm，間距1m，砼澆筑用木板鋪設(shè)跑道以擴(kuò)大受力面。同時(shí)為避免砼澆筑后出現(xiàn)露筋現(xiàn)象，在底板翼板的鋼筋底部及側(cè)面墻鋼筋的兩側(cè)應(yīng)設(shè)置足夠的砂漿墊塊。

（2）預(yù)應(yīng)力鋼筋束加工及安裝

鋼絞線到現(xiàn)場首先驗(yàn)收合格證，無合格證不應(yīng)卸料。預(yù)應(yīng)力筋采用砂輪切割機(jī)下料，縱向預(yù)應(yīng)力筋下料應(yīng)比圖紙尺寸稍長30～50cm，以確保有足夠的工作長度。波紋管在普通鋼筋骨架吊裝完成后進(jìn)行，按設(shè)計(jì)坐標(biāo)精確定位，同時(shí)每50cm設(shè)置定位鋼筋，定位鋼筋均采用電焊固定，確保波紋管在施工期間管道順直、不發(fā)生位移。波紋管的接頭處采用大一個(gè)直徑級(jí)別的波紋管并用塑料膠帶綁扎，以防漏漿或卷口。在波紋管的最高點(diǎn)用內(nèi)徑大于20mm的鋼管設(shè)置排氣孔，以確保壓漿水泥從最高點(diǎn)冒出。錨墊板安放時(shí)保持板面與孔道垂直，壓漿嘴向上。橫向及豎向預(yù)應(yīng)力筋設(shè)計(jì)一端固定在梁體內(nèi)，所以加工成套后，便于安裝和準(zhǔn)確定位。

6、砼澆筑與養(yǎng)護(hù)

（1）砼的澆筑

本項(xiàng)目連續(xù)箱梁砼標(biāo)號(hào)為C50，箱梁砼均采用商品砼，塌落度控制在10±2cm左右，并摻和早強(qiáng)緩凝劑，使砼初凝時(shí)間不得小于6小時(shí)，且3天砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%，七天達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%。箱梁施工順序?yàn)椋褐鞫帐┕ず煤?，在箱梁下搭設(shè)整體支架、安裝支座 立模澆筑0#梁段 張拉臨時(shí)束，完成臨時(shí)固結(jié) 對(duì)稱施工澆筑1#梁段，在達(dá)到強(qiáng)度后張拉 對(duì)稱施工2#～6#梁段 澆筑邊跨現(xiàn)澆段 澆筑邊跨合攏段 邊跨合攏段張拉 澆筑中跨合攏段 合攏段張拉后，解除臨時(shí)固結(jié)，完成體系轉(zhuǎn)化。

（2）砼的養(yǎng)護(hù)

在砼澆筑完成終凝后，立即進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)。用毛毯覆蓋并連續(xù)灑水養(yǎng)護(hù)。在10天時(shí)候內(nèi)，持續(xù)養(yǎng)護(hù)始終保持砼表面處于濕潤狀態(tài)。按同等的條件養(yǎng)護(hù)試塊，在砼強(qiáng)度達(dá)70%時(shí)拆除內(nèi)模，在張拉完成后拆除側(cè)模和松脫底模。

7、預(yù)應(yīng)力束張拉

在箱梁砼強(qiáng)度達(dá)到95%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，按設(shè)計(jì)程序進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，張拉前應(yīng)根據(jù)施工操作規(guī)范規(guī)定要求，對(duì)千斤頂、油泵車，油表、錨具等進(jìn)行檢測。

張拉順序按設(shè)計(jì)要求先張拉橫梁出橫向鋼束再張拉縱向鋼束，且縱向預(yù)應(yīng)力束先短后長的順序進(jìn)行。對(duì)底板單端張拉預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉將在箱梁內(nèi)進(jìn)行，其余則采用兩端同時(shí)張拉進(jìn)行操作。張拉控制采用應(yīng)力和應(yīng)變雙控，按照規(guī)范要求，應(yīng)變誤差范圍控制在±6%之內(nèi)，如在張拉過程中，張拉力與伸長量較大差異時(shí)，應(yīng)及時(shí)分析原因，從張拉工藝、方法及伸長量計(jì)算上進(jìn)行比較。

張拉過程中，上油要求緩慢、平穩(wěn)進(jìn)行，按張拉工藝要求進(jìn)行張拉，如張拉過程中出現(xiàn)油表劇烈抖動(dòng)，指標(biāo)起伏變化及油管接口漏油，壓力上不去等現(xiàn)場，應(yīng)停機(jī)檢查，查明原因后采取措施。如有滑絲或斷絲應(yīng)及時(shí)停止，確定補(bǔ)救措施后再進(jìn)行張拉。張拉過程中應(yīng)注意事項(xiàng)：

（1）每束鋼絞線斷絲、滑絲不超過1根；

（2）整個(gè)斷面不超過該斷面鋼絲總數(shù)1%；

（3）千斤頂上的壓力表的精度不宜低于1.5級(jí)；

（4）校驗(yàn)千斤頂用的試驗(yàn)機(jī)或測力計(jì)的精度不低于2%。

8、孔道壓漿

張拉完畢后，應(yīng)隨即壓漿，最好在24小時(shí)內(nèi)完成，一般不宜超過三天。壓漿前必須對(duì)孔道進(jìn)行檢查，對(duì)排氣孔，壓漿孔，鋼筋滑移等全面檢查，并對(duì)壓漿設(shè)置進(jìn)行安裝檢查。壓漿拌和機(jī)應(yīng)能制造出膠狀稠度的水泥漿。壓漿泵必須能以0.7MPa時(shí)的常壓連續(xù)進(jìn)行作業(yè)；壓力表應(yīng)在使用前進(jìn)行校正，且最少每隔3h將所有設(shè)備用清水徹底清洗一次。

孔道灌漿水泥應(yīng)采用標(biāo)號(hào)不低于42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，配置的水泥漿，水灰比在0.3～0.4之間，攪拌后三小時(shí)泌水頂宜控制在2%，最大不超過4%，為了保證有足夠的流動(dòng)性，可摻入一定比例的減水劑。

9、支架落架

滿堂支架落架原則要求對(duì)稱，少量、分次、逐漸完成，以便使箱梁本身逐步承受荷載，避免結(jié)構(gòu)物在卸架過程中發(fā)生質(zhì)量事故。

因此連續(xù)跨落架時(shí)從兩邊跨開始，從外側(cè)立柱端根部逐漸進(jìn)行，而中央跨則從跨中開始，逐漸向兩側(cè)立柱進(jìn)行，每次進(jìn)行時(shí)箱梁橫斷面兩邊同時(shí)進(jìn)行，防止單邊操作對(duì)箱梁影響，使橫斷面受力不均，落架過程中分批進(jìn)行，多次拆除支架支撐，逐漸向中跨進(jìn)行。在落架過程中及時(shí)對(duì)箱梁標(biāo)高進(jìn)行觀測，進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總，掌握支架落架情況。

四、結(jié)束語

隨著城市化進(jìn)程的加快，將會(huì)有更多相似的大跨徑高架橋梁，因此通過對(duì)本項(xiàng)目的施工技術(shù)總結(jié)，為同類變截面箱梁的施工提供一些借鑒。

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