高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋墩梁固結(jié)0號(hào)塊快速施工技術(shù)

牛

（中鐵三局集團(tuán)第五工程有限公司，山西 晉中 030600）

隨著橋梁技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)在高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)梁橋施工技術(shù)方面有著成熟的經(jīng)驗(yàn)。但是在實(shí)際施工過(guò)程中，往往存在因施工工期、施工環(huán)境、自然條件等因素影響施工的現(xiàn)象，因此合理的施工部署與技術(shù)方案的選擇顯得尤為重要。

目前，國(guó)內(nèi)外高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋墩梁固結(jié)0號(hào)塊施工，多采用傳統(tǒng)的以三角形型鋼、萬(wàn)能桿件桁架或貝雷片作為0號(hào)塊托架材料，先0號(hào)塊托架施工，后0號(hào)塊施工的方法。鄭盧高速公路大鐵溝特大橋主墩橋梁0號(hào)塊施工中，為了避免即將到來(lái)的雨季、大風(fēng)天氣對(duì)施工工期和施工安全的影響，研究開(kāi)發(fā)了主墩墩身、0號(hào)塊托架同時(shí)施工，0號(hào)塊施工在0號(hào)塊托架施工完成前進(jìn)行施工的方法。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了0號(hào)塊快速施工，保證了施工進(jìn)度。

1 工程背景

大鐵溝特大橋是鄭州至盧氏高速公路洛寧至盧氏段上的一座大型三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，橋梁全長(zhǎng)為856.48 m。主橋8～11號(hào)墩的最高墩身為120 m，跨徑設(shè)置為85 m+160 m+85 m，引橋?yàn)? m×40 m、5 m×40 m先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。連續(xù)梁主墩處0號(hào)節(jié)段長(zhǎng)14 m、高12 m，左右幅共計(jì)混凝土1 399.2 m3。

2 技術(shù)介紹

采用0號(hào)塊托架前期拼裝施工和主墩施工同時(shí)進(jìn)行、墩身封頂和0號(hào)塊底墩身倒角同時(shí)澆筑的方法，主墩施工結(jié)束后，基本完成0號(hào)塊托架施工并開(kāi)始0號(hào)塊施工。

本技術(shù)的主要原理是對(duì)整體0號(hào)塊托架在0號(hào)塊澆筑過(guò)程中的受力情況進(jìn)行理論計(jì)算，分析該拼裝方法下0號(hào)塊在澆筑過(guò)程中托架各部分的受力情況，并對(duì)最大承重部位進(jìn)行計(jì)算，確保施工安全和結(jié)構(gòu)線型滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

技術(shù)特點(diǎn)：①高墩墩頂0號(hào)塊托架采取在墩身預(yù)埋鋼板上焊接各種型鋼的支架施工方式，其支架結(jié)構(gòu)由型鋼、橫梁、縱梁、角鋼、扣件式鋼管等組成。為保證支架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在牛腿斜撐工字鋼上增焊抗剪鋼板。在牛腿上方放置橫梁和縱梁形成下步0號(hào)塊施工平臺(tái)，加大了0號(hào)塊的施工作業(yè)面積，提高了施工的安全性。②施工方法簡(jiǎn)單，易于施工人員掌握操作。托架分兩次進(jìn)行焊接，安裝方便快捷，安全性能高，實(shí)現(xiàn)了0號(hào)塊托架的提前開(kāi)工，減少了焊接作業(yè)面，從而減少了0號(hào)塊托架施工機(jī)械設(shè)備、人員的投入。③安全性較高，施工質(zhì)量能得到保證，施工速度快，結(jié)構(gòu)合理，支架彈性、非彈性變形比較小。④施工現(xiàn)場(chǎng)托架焊接、拼裝工序簡(jiǎn)單，0號(hào)塊部分施工可提前進(jìn)行，減少工序轉(zhuǎn)換時(shí)間。⑤主墩連續(xù)梁左右幅0號(hào)塊間設(shè)兩道中隔板，位于兩幅0號(hào)塊內(nèi)橫隔板之間。0號(hào)塊澆筑完畢后，中隔板施工可利用橫橋向牛腿支架為支撐進(jìn)行一次澆筑，利于縮短工期、節(jié)省成本，利于裝備、人員和材料的合理組織和利用。

關(guān)鍵技術(shù)：①主墩、0號(hào)塊托架同時(shí)施工控制。在主墩施工的同時(shí)開(kāi)始0號(hào)塊托架前期施工，焊接牛腿、橫、縱梁制作，減少主墩施工與0號(hào)塊托架施工之間的工序轉(zhuǎn)換時(shí)間。②0號(hào)塊、0號(hào)塊托架同時(shí)施工控制。0號(hào)塊托架拼裝施工不影響0號(hào)塊施工，確保0號(hào)塊施工進(jìn)度，并做好0號(hào)塊、0號(hào)塊托架同時(shí)施工的安全防護(hù)工作。

3 0號(hào)塊施工

3.1 預(yù)埋鋼板安裝

①主墩墩身處預(yù)埋鋼板分兩層，在順橋向墩身處預(yù)埋鋼板，橫向間距為1.0 m、1.2 m、1.6 m、1.2 m、1.0 m，在橫橋向墩身處預(yù)埋鋼板，橫向間距為1.9 m。牛腿水平撐預(yù)埋件為80 cm×30 cm×2 cm鋼板，鋼板上焊接4排U型Φ28 mm鋼筋，第1、3排連接鋼筋與鋼板間豎直距離為1 m，第2、4排連接鋼筋與鋼板間豎直距離為1.5 m。牛腿斜撐預(yù)埋鋼板為80 cm×30 cm×2 cm鋼板，鋼板上等間距焊接3排U型Φ28 mm鋼筋，與墩身連接采用6根Φ28 mm鋼筋，連接鋼筋與鋼板間的豎直距離為0.75 m，見(jiàn)圖1。連接鋼筋和預(yù)埋鋼板之間必須進(jìn)行滿(mǎn)焊連接，焊縫厚度不小于2 cm。②在9號(hào)、10號(hào)主墩倒角、實(shí)心段處分別安裝預(yù)埋鋼板，見(jiàn)圖2。預(yù)埋鋼板必須準(zhǔn)確安裝在墩頂預(yù)埋處，并且保證預(yù)埋鋼板在混凝土澆筑時(shí)的穩(wěn)定性，確保位置準(zhǔn)確。③為了確保0號(hào)塊施工進(jìn)度，突出該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在預(yù)埋鋼板時(shí)順橋向牛腿水平撐預(yù)埋鋼板位置比較靠下，預(yù)先進(jìn)行順橋向0號(hào)塊托架提前施工，使得0號(hào)塊底墩身倒角混凝土與封頂混凝土同時(shí)進(jìn)行澆筑。

圖1 預(yù)埋鋼板預(yù)制

圖2 預(yù)埋鋼板安裝

圖3 牛腿焊接

圖4 倒角模板安裝

3.2 順橋向托架安裝

①在封頂混凝土澆筑前，在順橋向預(yù)埋鋼板上安裝長(zhǎng)2.08 m的等腰直角三角形牛腿見(jiàn)圖3。外側(cè)牛腿水平撐與斜撐采用2I40b，其余牛腿水平撐與斜撐均采用I40b，牛腿水平撐、斜撐與鋼板焊接。②在牛腿上方橫向放置9根I25b工字鋼，并搭設(shè)施工平臺(tái)。在I25b上沿橫橋向搭設(shè)鋼管支撐，作為0號(hào)塊底墩身倒角混凝土底模支撐。

3.3 墩身封頂混凝土和0號(hào)塊底墩身倒角混凝土澆筑

①在底板順橋向方木上搭設(shè)0號(hào)塊底墩身倒角模板，模板采用20 mm厚竹膠板（見(jiàn)圖4）。②0號(hào)塊底墩身倒角模板、主墩墩身封頂模板安裝完畢后，復(fù)核墩頂標(biāo)高。符合要求后，澆筑封頂混凝土和0號(hào)塊底墩身倒角混凝土。澆筑完畢后，進(jìn)行混凝土養(yǎng)生。

3.4 橫橋向托架安裝

①在封頂混凝土和0號(hào)塊底墩身倒角混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，在橫橋向預(yù)埋鋼板上安裝長(zhǎng)1.65 m的等腰直角三角形牛腿，外側(cè)單排牛腿水平撐與斜撐均采用2I32b，其余牛腿水平撐與斜撐均采用I32b，牛腿水平撐、斜撐與鋼板焊接。②在牛腿上方縱向放置5根I25b工字鋼，并搭設(shè)施工平臺(tái)，I25b工字鋼用來(lái)作為輔助翼緣板側(cè)模桁架支撐及中橫隔板的基礎(chǔ)，桁架間距為1 m。

3.5 0號(hào)塊底板模板架設(shè)

①在順橋向0號(hào)塊托架I25b工字鋼上沿橫橋向搭設(shè)鋼管支撐，作為0號(hào)塊底模支撐。②鋼管支撐結(jié)構(gòu)形式如下：腹板、底板處立桿縱向間距分別為0.3 m、0.6 m，腹板、底板處立桿橫向間距為0.3 m、0.6 m，水平桿步距為0.3 m。在立桿頂端沿橫橋向放置15 cm×15 cm方木，在腹板處橫橋向方木上滿(mǎn)鋪?lái)槝蛳?2 cm×12cm方木，在底板處橫橋向方木上放置間距32cm順橋向12 cm×12 cm方木。

表1 9號(hào)主墩施工時(shí)間表

3.6 9號(hào)主墩墩身與0號(hào)塊施工時(shí)間表

見(jiàn)表1。

從表1中可以看出：主墩墩身和0號(hào)塊托架能基本同時(shí)完成，即將進(jìn)入0號(hào)塊施工，為0號(hào)塊托架的施工設(shè)減少了一半工作量，確保施工按期完成。

4 施工注意事項(xiàng)

①托架拼裝順序：在0號(hào)塊封頂前先進(jìn)行順橋向托架的安裝，使0號(hào)塊底墩身倒角和封頂混凝土可以同時(shí)澆筑，并加大了墩身最后一節(jié)施工的作業(yè)面積；混凝土澆筑完畢后達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，拆除模板后開(kāi)始進(jìn)行橫橋向0號(hào)塊托架及0號(hào)塊底模托架及模板的安裝，0號(hào)塊底模托架及模板安裝完畢后開(kāi)始綁扎0號(hào)塊底板、橫橋向倒角鋼筋。還應(yīng)注意吊機(jī)的起吊能力和最大吊距，鋼管支撐的架設(shè)的順序，先安裝的鋼管不得妨礙后裝鋼管。②扣件式鋼管滿(mǎn)堂支撐架主要是使鋼管支撐正確就位，保證鋼管支撐于托架垂直放置，不得隨意改變鋼管支撐的設(shè)計(jì)位置。③在預(yù)埋鋼板預(yù)埋時(shí)，保證其位置準(zhǔn)確；深入墩身內(nèi)部的鋼筋應(yīng)與墩身主筋焊接牢固，保證預(yù)埋鋼板的穩(wěn)定性和牢固性。④托架牛腿上放置的橫梁和縱梁應(yīng)與牛腿水平撐之間進(jìn)行焊接固定，焊縫厚度不小于2 cm；在牛腿斜撐下方預(yù)埋水平撐或在斜撐工字鋼上增焊抗剪鋼板，以增強(qiáng)抗剪性能。⑤0號(hào)塊托架牛腿在加工場(chǎng)地提前將水平撐和斜撐進(jìn)行焊接后，用塔吊進(jìn)行整體吊裝。⑥在墩頂封頂前，必須對(duì)墩頂混凝土標(biāo)高和0號(hào)塊底墩身倒角進(jìn)行測(cè)量，并找專(zhuān)人進(jìn)行復(fù)核，測(cè)量時(shí)采用同一把標(biāo)尺、同一人立尺。⑦為保證施工監(jiān)控過(guò)程中取得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，必須加強(qiáng)對(duì)測(cè)點(diǎn)的保護(hù)，對(duì)所有測(cè)點(diǎn)設(shè)置醒目標(biāo)識(shí)，便于識(shí)別、避讓和保護(hù)。⑧墩身施工的組織安排應(yīng)與0號(hào)塊托架焊接架設(shè)施工統(tǒng)一，原則是“先墩身施工，0號(hào)塊施工時(shí)間與墩身封頂時(shí)間節(jié)點(diǎn)基本一致”。

5 結(jié)束語(yǔ)

高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋墩梁固結(jié)0號(hào)塊快速施工技術(shù)在鄭盧高速公路大鐵溝特大橋主墩建設(shè)中得到了應(yīng)用。施工過(guò)程中采用了順橋向0號(hào)塊托架先施工安裝，墩身封頂和0號(hào)塊底墩身倒角同時(shí)澆筑的方法，突破了傳統(tǒng)施工工藝，在工期緊張、外部條件差的情況下實(shí)現(xiàn)了主墩墩身、0號(hào)塊托架同時(shí)施工及0號(hào)塊在托架施工完成前進(jìn)行施工，在快速施工的同時(shí)保證了施工質(zhì)量。該技術(shù)在本工程的成功應(yīng)用，證明了其合理性和可行性，值得進(jìn)行大力推廣，為今后同類(lèi)工程提供了借鑒。

[1]徐濤.多跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工關(guān)鍵技術(shù)研究[D].中南大學(xué)，2010.

[2]高偉.大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋墩梁固結(jié)區(qū)受力分析[J].大連大學(xué)學(xué)報(bào)，2009（3）.

[3]張富斌.剛構(gòu)—連續(xù)組合梁橋0號(hào)塊施工技術(shù)[J].科技信息，2007（4）.