清水河2號橋懸澆剛構(gòu)施工技術(shù)

于占忠

(中鐵二十二局集團第一工程有限公司，北京 100040)

1 工程概況

清水河2號橋位于北京至承德高速公路(三期)7號標(biāo)段內(nèi)，分左右兩幅獨立式橋，每幅橋?qū)?3 m，右半幅橋處在R=4 000 m圓曲線上，左半幅處在直線段上。上部結(jié)構(gòu)形式右(左)幅主橋為三孔懸澆剛構(gòu)，跨徑(75+120+75)m，右幅橋接邊孔30預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁;右幅橋全長300 m，左幅橋全長270 m。

清水河2號橋主橋為變截面懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，單箱單室，梁高為2.5 m～7 m。箱梁上施加三向預(yù)應(yīng)力。懸澆頂板束、合龍段底板連續(xù)束、合龍段腹板連續(xù)束用15-Фs15.2鋼絞線，合龍段頂板束、懸澆腹板束設(shè)10-Фs15.2;橫向用4-Фs15.2鋼絞線，箱梁豎向采用JL32精軋螺紋鋼筋。根據(jù)施工方法，將三孔連續(xù)剛構(gòu)劃分成兩個施工單元，即第一孔，第三孔的13.9 m長梁段設(shè)支架現(xiàn)澆，中間的兩個主墩作為兩個單“T”結(jié)構(gòu)懸臂澆筑，形成單“T構(gòu)”后，進行兩次體系轉(zhuǎn)換，最終形成三孔連續(xù)剛構(gòu)。

2 總體施工方案

清水河2號橋懸澆剛構(gòu)施工根據(jù)不同階段不同的施工特點，0號塊、1號塊采用托架法施工。2號塊～17號塊采用斜拉掛籃施工，掛籃配備4套(8個)，施工前掛籃進行預(yù)壓。邊跨現(xiàn)澆段采用滿堂紅腳手架施工，支架采用碗扣式腳手架，施工前采用砂袋預(yù)壓。邊跨合龍段及中跨合龍段利用斜拉掛籃作為吊籃施工。

3 施工工藝

3.1 0號塊、1號塊施工

本工程連續(xù)剛構(gòu)墩頂0號塊、1號塊與墩身固結(jié)連接，采用托架法施工，詳見圖1。施工中0號塊、1號塊和1'號塊同時施工，施工中分兩次澆筑，即第一次澆筑底板，第二次澆筑該腹板及頂板。

圖1 0號塊、1號塊托架示意圖

模板安裝順序為底模→外側(cè)?！鷥?nèi)?！四！Ｆ渲型鈧?cè)模采用定型鋼模板，底模采用竹膠板，內(nèi)模采用定型鋼模板，端模采用鋼木組合結(jié)構(gòu)。

3.2 2號塊～17號塊斜拉掛籃施工

3.2.1 施工工藝流程圖

2號塊～17號塊施工工藝流程圖見圖2。

3.2.2 掛籃形式

本工程所用掛籃是斜拉掛籃，掛籃及模板總重大約為52 t，滿足設(shè)計要求(總重≤60 t)。掛籃主要由懸臂梁系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、吊掛系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)組成，見圖3。

3.2.3 安裝掛籃

在墩頂?shù)?號塊、1號塊段縱向鋼絞線張拉完成后，將箱梁頂面清理干凈，開始按以下步驟安裝掛籃:1)將掛籃各構(gòu)件運至墩下，按設(shè)計圖組裝主導(dǎo)桁架、工作平臺等，做好吊裝準(zhǔn)備工作。2)測量放樣，鋪放鋼枕，鋼枕頂面標(biāo)高要一致，安裝滑軌并將之錨固在豎向預(yù)應(yīng)力筋上。3)吊裝掛籃的主桁架，到位后支撐穩(wěn)固，將后部錨固在梁體的豎向預(yù)應(yīng)力筋上，同時連接其他桿件。4)安裝橫梁系及懸吊系等，將其校準(zhǔn)、固定，完成掛籃的安裝。特別注意:要用斜拉桿校正模板標(biāo)高。

圖2 2號塊～17號塊施工工藝流程圖

3.2.4 掛籃預(yù)壓

用砂袋按1.2倍設(shè)計荷載重量預(yù)壓掛籃。

3.2.5 前移掛籃

1)拆外側(cè)模、內(nèi)模。當(dāng)梁段混凝土強度達到拆模強度時，拆除側(cè)模和內(nèi)模，首先解除內(nèi)模、側(cè)模的支撐和拉桿等，松內(nèi)模、側(cè)模的縱梁的前后吊桿。側(cè)模利用千斤頂及預(yù)埋在箱梁翼板上的拆模型鋼來松動，千斤頂后部支撐在側(cè)模型鋼上，前端頂在側(cè)模的桁架上。內(nèi)模利用旋開絲桿同時輔以撬桿收起內(nèi)側(cè)模。

2)安裝走行軌道。安裝走行軌道前先將梁頂面清理干凈，清除梁段豎向預(yù)應(yīng)力筋上的水泥漿等雜物，然后鋪放鋼枕、軌道，注意鋼枕頂面標(biāo)高要一致，可拉線找平。將軌道用錨桿連接器及軋絲錨具等錨固在梁段豎向預(yù)應(yīng)力筋上，在錨固過程中，要特別注意錨桿和豎向預(yù)應(yīng)力筋旋入連接器的長度要相同，并且等于連接器長度的一半。最后安裝倒鏈，前端掛在軌道上，后端掛在中支腿前部的拉環(huán)內(nèi)。

3)拆斜拉桿、底模，前移掛籃。梁段縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉和管道壓漿完成后，開始拆底模。先松斜拉桿，后拆除底模后錨桿并使底模后部通過倒鏈和精軋螺紋鋼吊在側(cè)?？v梁上，用倒鏈牽引前支座使掛籃連同底模、側(cè)模一起前移，直至到位。

4)后錨、校正底模及側(cè)模。前移到位后，安裝斜拉桿、后錨桿，通過連接器與豎向預(yù)應(yīng)力筋連接在一起，用千斤頂及墊梁等拉緊后錨桿，并通過緊固軋絲錨具將掛籃后部錨在梁段的豎向預(yù)應(yīng)力筋上。然后安裝底模后錨桿，在緊固底模后錨桿的同時用儀器校正底?？v向位置，完成之后收緊斜拉桿，調(diào)整底模標(biāo)高，到位后錨固。校正側(cè)模的方法與底模相同，只是在校正側(cè)模位置時，側(cè)模前端要事先上一拉桿，待側(cè)模的方向、標(biāo)高校好后用型鋼將側(cè)模前端的桁架與主桁架焊連在一起，以確保側(cè)模在后續(xù)施工中不會偏動，最后安裝側(cè)模下部的千斤頂來加固支撐側(cè)模。

圖3 斜拉掛籃總裝示意圖

5)前移、校正內(nèi)模。在梁段的底板、腹板的鋼筋、波紋管、預(yù)埋件等綁扎、安裝完成之后，前移內(nèi)?？v梁，這時內(nèi)模由臨時支撐支在已形成梁段上，縱梁前移到位后，安裝前、后吊桿并慢慢收緊，直至內(nèi)模懸離已成形梁段底板，然后前移內(nèi)模到位，上好內(nèi)模、側(cè)模間拉桿，完成掛籃的前移。懸澆各節(jié)段的標(biāo)高控制為:待澆節(jié)段施工標(biāo)高=設(shè)計標(biāo)高+預(yù)拱度值+施工調(diào)整標(biāo)高值。掛籃的模板前移到位后要隨時進行修整，涂脫模劑等，掛籃后錨桿及底板的前吊帶上都要用雙軋絲錨錨緊，以確保安全。

3.2.6 鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道施工

1)鋼筋施工。各梁段鋼筋均為模內(nèi)綁扎，其綁扎順序如下:a.綁扎底板、腹板鋼筋(包括定位筋、輔助筋等)。b.安裝底板、腹板縱向波紋管，波紋管接頭處要用塑料膠布粘纏。c.安裝豎向波紋管及預(yù)埋件(波紋管、錨墊板、泄水管、通氣孔、掛籃預(yù)埋件等)。d.內(nèi)模前移就位并校正后開始綁扎頂板底層筋。e.安裝頂板頂層縱向波紋管(錨定板、通氣管、螺旋筋等)。f.綁扎頂板鋼筋，安裝預(yù)埋件。

2)預(yù)應(yīng)力管道施工。各施工塊縱向及橫向預(yù)應(yīng)力均為塑料波紋管成孔，豎向為鐵皮管成孔。施工中將采取以下措施，保證預(yù)應(yīng)力管道位置和暢通。a.波紋管接頭，端頭的處理:為確保預(yù)應(yīng)力管道暢通無阻，波紋管采用套管連接。b.當(dāng)梁段混凝土強度達到80%設(shè)計強度時，開始用通孔器疏通全部管道，疏通過程中，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

3.2.7 混凝土施工

混凝土采用商品混凝土，混凝土水平運輸采用混凝土攪拌運輸車，入模輸送采用混凝土輸送泵。混凝土灌注順序:每一層按先底板、后腹板的順序循環(huán)灌注，最后灌注頂板混凝土。

灌注混凝土?xí)r，切勿使未灌注部分的鋼筋、波紋管等受到混凝土的污染;振搗混凝土?xí)r，注意振動棒遠離三向預(yù)應(yīng)力管道，以免損傷波紋管;梁段混凝土養(yǎng)護方法為覆蓋有紡?fù)凉げ紴⑺B(yǎng)生，注意要經(jīng)常保持梁體表面濕潤，以利于混凝土強度發(fā)展。

3.2.8 預(yù)應(yīng)力施工

各施工段設(shè)計為三向預(yù)應(yīng)力混凝土。縱向、橫向為鋼絞線，豎向為精軋高強螺紋鋼筋。待混凝土達到設(shè)計要求的強度，混凝土彈性模量也達到設(shè)計要求后，張拉縱向鋼絞線束和豎向精軋高強螺紋鋼筋。

1)縱向、橫向預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉。張拉以應(yīng)力控制為主，伸長量校核為輔，張拉程序為:0→初應(yīng)力(0.1δk)→δk(持荷5 min)→錨固。每根束張拉完畢，計算出實測伸長值，并與理論值相比較，看誤差是否在±6%范圍內(nèi)，否則應(yīng)查明原因，重新張拉。2)豎向ΦL32 mmⅣ級精軋螺紋鋼的張拉。豎向預(yù)應(yīng)力筋張拉程序:安裝工作錨→安裝千斤頂→安裝連接器張拉桿→安裝工具錨→初張拉→張拉至錨下控制應(yīng)力→測量伸長量→擰緊工作錨→大缸回程→拆除千斤頂。張拉時采用單端交替張拉，在張拉過程中，注意螺紋鋼與張拉桿旋入連接器的深度要相同并等于連接器長度的一半，腳撐下墊板要高度一致，并且水平，工具錨處要安裝雙錨具，以保證張拉安全。3)張拉順序。a.箱梁縱向預(yù)應(yīng)力張拉時，左右腹板束及頂、底板束均沿箱梁中心線橫向?qū)ΨQ、同時張拉，每個工作面上必須保證兩臺千斤頂同時工作。b.橫向預(yù)應(yīng)力單頭張拉，左右交替張拉(自由端2 m范圍內(nèi)橫向預(yù)應(yīng)力及豎向預(yù)應(yīng)力留到下階段張拉)。c.精軋螺紋鋼筋張拉左右均對稱交替張拉(自由端2 m范圍內(nèi)橫向預(yù)應(yīng)力及豎向預(yù)應(yīng)力留到下階段張拉)。4)孔道壓漿?？椎缐簼{是預(yù)應(yīng)力施工的最后一道關(guān)鍵工序，在預(yù)應(yīng)力張拉完成之后應(yīng)盡早進行，豎向預(yù)應(yīng)力筋在灌漿前應(yīng)復(fù)拉。預(yù)應(yīng)力管道在張拉完成后24 h之內(nèi)要進行壓漿。根據(jù)設(shè)計要求采用真空輔助壓漿的方法對管道進行灌漿。

3.3 邊跨現(xiàn)澆段施工

連續(xù)箱梁邊跨設(shè)計長度為13.9 m長支架現(xiàn)澆段，支架采用碗扣式腳手架搭設(shè)。高度根據(jù)實際地質(zhì)條件、情況確定。支架上應(yīng)能保證箱梁節(jié)段水平方向自由滑動。支架搭設(shè)前對地基進行處理，并鋪設(shè)枕木。碗扣架立桿縱、橫向步距為90 cm×60 cm，橫桿豎向步距為120 cm，頂托上橫向設(shè)置15 cm×15 cm方木，其上縱向設(shè)置10 cm×10 cm方木，采用砂袋1.2倍荷載預(yù)壓，以檢查支架的承載能力，消除地基、桿件等的非彈性變形。邊跨段箱梁底模、側(cè)模采用大塊竹膠模板，內(nèi)模、端模為木模。

3.4 邊跨合龍施工

邊跨合龍段施工步驟如下:1)對稱移動掛籃至邊跨合龍段。2)接長現(xiàn)澆支架，并將其與懸臂梁端固結(jié)，使懸臂端及現(xiàn)澆段與落地支架有相同的變形。3)掛籃底模、外模板就位，綁扎底板、腹板鋼筋，安裝波紋管。4)內(nèi)模板就位，綁扎頂板鋼筋，安裝波紋管，安裝合龍段鎖定槽鋼(焊接一端)。5)在合龍溫度對稱焊接鎖定槽鋼另一端，避免鎖定裝置不對稱受力。6)澆筑邊跨合龍段混凝土。7)待合龍段混凝土達到設(shè)計強度，張拉邊跨合龍段鋼束SB，F(xiàn)B，DB。8)張拉剩余邊跨橋面板橫向及豎向預(yù)應(yīng)力。9)拆除邊跨現(xiàn)澆段支架。

3.5 中跨合龍段施工

中跨合龍段施工步驟:1)在17號塊施工時，預(yù)埋好鎖定槽鋼鋼板、頂推鋼板、工字鋼，鎖定裝置見圖4。2)一側(cè)掛籃前移，利用掛籃作為中跨合龍段施工，同時在合龍段兩端各設(shè)置300 kN的配重。3)安裝吊籃、底模及外模板。4)綁扎底板鋼筋及部分腹板鋼筋，安裝預(yù)應(yīng)力波紋管。5)搭設(shè)千斤頂支架。6)在合龍溫度下，在合龍段兩端對稱施加2 000 kN的水平推力(每個腹板上施加1 000 kN的水平推力)，千斤頂達到設(shè)計推力時穩(wěn)定30 min，然后同時對稱鎖定內(nèi)外剛性支撐。7)鎖定完成后，拆除千斤頂?shù)妊b置，同時綁扎剩余腹板鋼筋及頂板鋼筋，安裝預(yù)應(yīng)力波紋管。8)澆筑中跨合龍段混凝土，同時卸除配重。9)待合龍段混凝土達到設(shè)計強度后按順序張拉合龍段鋼束DZ，SZ，F(xiàn)Z，張拉剩余中跨橋面板橫向及豎向預(yù)應(yīng)力。10)拆除中跨外剛性支撐，對稱拆除掛籃、吊架，完成體系轉(zhuǎn)換。體系轉(zhuǎn)換中應(yīng)注意:a.加強對合龍段混凝土的保溫保濕養(yǎng)護;b.連續(xù)預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計的規(guī)定，先頂板后底板再腹板，先長束后短束的順序，并對稱實施張拉;c.正彎矩力筋張拉過程中，要有專人觀察記錄齒板后端梁斷面的變化，檢查是否出現(xiàn)裂紋。

圖4 中跨合龍段鎖定裝置構(gòu)造圖

4 結(jié)論和建議

1)清水河2號橋在北京地區(qū)公路領(lǐng)域內(nèi)橋墩最高(48.9 m)，單跨跨度最大(120 m)，施工難度大，是京承高速公路(三期)的重點控制性工程，我單位采用斜拉掛籃(自重52 t)進行懸灌施工，解決了其他類型掛籃自重較大(≥70 t)，不能滿足設(shè)計要求(掛籃自重不小于60 t)的問題，按期完成了業(yè)主的質(zhì)量、安全、進度要求，為以后施工類似橋梁提供了經(jīng)驗。2)建議。a.預(yù)應(yīng)力管道成孔:由于波紋管的質(zhì)量問題和施工中的不確定因素導(dǎo)致在施工過程中易漏漿堵管，建議在每節(jié)段施工過程中采用厚壁白色聚乙烯塑料管穿入波紋管內(nèi)，并在混凝土澆筑完畢后及時進行來回抽拉，并在混凝土初凝后及時拔出。b.由于錨墊板位置鋼筋較密，不易振搗密實，施工人員要加強該部位的振搗，注意不要一次性下過多的料，并設(shè)專人在該部位模板外側(cè)用鐵錘進行敲打檢查，以防止形成空洞，在張拉過程中拉壞錨墊板而影響施工。c.由于斜拉掛籃斜拉桿的存在，影響內(nèi)模拆卸進度，相比其他類型掛籃每段施工進度要滯后一天，下一步需要進一步改進。

[1] 張定鋒.淺談剛構(gòu)邊跨現(xiàn)澆段施工技術(shù)[J].山西建筑，2011，37(26):203-204.