南寧大橋主橋上部混凝土結(jié)構(gòu)施工總結(jié)

劉 珍

(中鐵二局第五工程有限公司，四川 成都 610091)

南寧大橋主橋上部混凝土結(jié)構(gòu)施工總結(jié)

劉 珍

(中鐵二局第五工程有限公司，四川 成都 610091)

以南寧大橋工程為例，結(jié)合該橋梁主橋上部混凝土結(jié)構(gòu)概況，對肋間平臺(tái)施工、勁性骨架設(shè)計(jì)、預(yù)應(yīng)力施工、混凝土施工等關(guān)鍵工序的施工要點(diǎn)進(jìn)行了分析研究，并針對混凝土拱肋施工中存在的問題提出了解決措施，以供參考。

橋梁，混凝土，結(jié)構(gòu)，施工，設(shè)計(jì)

0 引言

南寧大橋工程由跨越邕江的主橋、南北兩岸引橋、引道及附屬工程組成，橋梁總長734.502 m。其中主橋?yàn)榇罂鐝角€梁非對稱外傾拱橋，單孔跨度300 m，由兩條傾斜的拱肋、橋面曲線鋼箱梁、傾斜的吊桿及橋面系桿組成。其中主橋拱肋由混凝土段和鋼箱拱兩部分組成，混凝土拱肋是本工程施工重點(diǎn)及難點(diǎn)之一。

1 主橋上部混凝土結(jié)構(gòu)概況

南寧大橋主橋上部混凝土結(jié)構(gòu)是連接主橋鋼箱拱、鋼箱梁、引橋混凝土箱梁及主墩承臺(tái)的空間結(jié)構(gòu)，由縱向向河心彎曲、橫向向外傾斜的混凝土拱肋段、連接?xùn)|西拱肋的肋間橫墻及連接引橋混凝土結(jié)構(gòu)和主橋鋼箱梁的肋間平臺(tái)三大部分以及其中的預(yù)應(yīng)力體系組成。所有主橋上部混凝土結(jié)構(gòu)采用C60高強(qiáng)耐久性混凝土。主橋上部混凝土結(jié)構(gòu)圖見圖1。

1.1 混凝土拱座

主橋上部結(jié)構(gòu)混凝土拱座：拱肋為縱橋向向河心彎曲、橫向向外傾斜的雙外傾結(jié)構(gòu)，東拱拱肋高40.33 m，西拱拱肋高40.44 m；橫橋向?qū)?7.40 m，縱橋向長30.08 m；東拱肋傾角69.715 59°，西拱肋傾角66.541 58°。

東西拱肋之間設(shè)置肋間橫墻連接，肋間橫墻采用薄壁結(jié)構(gòu)，由3個(gè)箱室組成。

1.2 肋間平臺(tái)

肋間平臺(tái)采用與主橋鋼箱梁相似結(jié)構(gòu)，其中主梁部分橫橋向?qū)?4.00 m，底面寬21.80 m，中心高4.70 m，翼緣高1.15 m。平臺(tái)主梁內(nèi)設(shè)置兩道寬度3.00 m的錨固橫梁，五道寬0.80 m的縱肋，整個(gè)劃分為18個(gè)箱室。

1.3 預(yù)應(yīng)力體系

在混凝土拱肋段的頂、底板、內(nèi)外側(cè)腹板內(nèi)均設(shè)置預(yù)應(yīng)力束，沿拱軸線布置，下端采用P型錨具錨固于承臺(tái)內(nèi)，上端單端張拉后通過連接器接長。

在肋間平臺(tái)內(nèi)共設(shè)置7組(共145束)預(yù)應(yīng)力鋼束，縱橫向空間曲線布置，根據(jù)不同部位采用單端或雙端張拉，如圖2所示。

2 關(guān)鍵工序及施工要點(diǎn)

混凝土拱座結(jié)構(gòu)施工包括預(yù)應(yīng)力混凝土拱座施工、肋間平臺(tái)施工、肋間橫墻施工三部分。均采用分節(jié)分段(區(qū))的方法進(jìn)行施工，施工時(shí)肋間橫墻及肋間平臺(tái)節(jié)段施工均與拱肋相應(yīng)節(jié)段同步關(guān)模灌注混凝土，以確?；炷琳w性。

2.1 混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)段劃分

2.1.1 節(jié)段劃分依據(jù)

1)拱肋預(yù)應(yīng)力采用分段錨固、分段接長的形式，根據(jù)張拉面對拱肋進(jìn)行了節(jié)段劃分；

2)混凝土施工質(zhì)量對混凝土一次澆筑高度要求；

3)勁性骨架承載能力對施工節(jié)段高度的要求；

4)液壓爬模的模型設(shè)計(jì)及施工要求。

2.1.2 拱肋節(jié)段劃分

總體上混凝土拱肋縱向分為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ三個(gè)大段進(jìn)行施工，其中第Ⅰ段為與肋間橫墻相對應(yīng)部分，第Ⅱ段為與肋間平臺(tái)相對應(yīng)部分，其余段為第Ⅲ段，為確保段間結(jié)合面上不產(chǎn)生較大的剪應(yīng)力，三段間設(shè)置臺(tái)階狀施工縫。

拱肋三個(gè)大段又分為18小節(jié)段進(jìn)行分段澆筑施工，其中包括3條水平施工縫以及14條垂直于拱軸線的施工縫。拱肋分段如圖3所示。

2.1.3 肋間平臺(tái)分層

肋間平臺(tái)與拱肋相連，為避免預(yù)應(yīng)力對拱軸線的影響，在其靠東側(cè)設(shè)置一道施工縫。肋間平臺(tái)采用支架法分段現(xiàn)澆施工，為避免其支架受力較大，而跨中變形過大，影響整體結(jié)構(gòu)，肋間平臺(tái)上下分兩層澆筑，第一層澆筑高度約1.4 m，余下的一次澆筑完成，故肋間平臺(tái)共分四次澆筑完成。肋間平臺(tái)分層、分段如圖4所示。

2.2 勁性骨架及肋間平臺(tái)支架設(shè)計(jì)及施工

2.2.1 勁性骨架設(shè)計(jì)及施工

混凝土拱肋設(shè)計(jì)為雙外傾結(jié)構(gòu)，其支撐設(shè)施困難，因而在結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置勁性骨架作為支撐結(jié)構(gòu)，并作為拱肋鋼筋、預(yù)應(yīng)力及模板的臨時(shí)固定支撐措施。勁性骨架采用格構(gòu)柱，采用?100×10或?100×12，以折代曲，并在各格構(gòu)柱之間設(shè)橫向聯(lián)接系。

勁性骨架施工采用分段加工，現(xiàn)場接長的形式。勁性骨架根據(jù)拱肋混凝土施工分段高度進(jìn)行分段，現(xiàn)場下料組拼為短格構(gòu)柱，在混凝土面進(jìn)行格構(gòu)柱的焊接接長，并連接為整體，其首節(jié)段在承臺(tái)施工時(shí)進(jìn)行預(yù)埋，其余節(jié)段均以超出混凝土面，預(yù)留搭接長度為宜。

2.2.2 肋間平臺(tái)支架設(shè)計(jì)及施工

肋間平臺(tái)采用支架法現(xiàn)澆施工。采用鋼管(或鋼管混凝土)立柱、貝雷梁以及頂面調(diào)平鋼管腳手架組合而成。

支架體系下部鋼管施工受肋間橫墻干擾，鋼管立柱與肋間橫墻弧形頂板同步施工，并在弧形頂板上預(yù)留鋼管孔；貝雷梁先在現(xiàn)場組拼為桁架；頂面調(diào)平措施，利用鋼管腳手架及天托組拼后進(jìn)行初調(diào)，根據(jù)頂面預(yù)壓情況，進(jìn)行局部調(diào)整達(dá)到施工要求。

2.3 鋼筋、預(yù)應(yīng)力施工

2.3.1 鋼筋施工

鋼筋的安裝，因拱肋與肋間平臺(tái)、肋間橫墻為整體結(jié)構(gòu)，拱肋鋼筋與肋間橫墻及肋間平臺(tái)相對應(yīng)的鋼筋應(yīng)同步進(jìn)行安裝綁扎施工。

拱肋鋼筋，利用拱壁勁性骨架及架設(shè)鋼管支架進(jìn)行鋼筋的定位及固定。因混凝土拱肋結(jié)構(gòu)相互交匯，鋼筋綁扎前，需考慮關(guān)聯(lián)構(gòu)件的預(yù)埋鋼筋的安裝順序及定位措施。

肋間平臺(tái)鋼筋，先安裝錨固橫梁及伸入拱肋鋼筋，再安裝兩端端橫梁鋼筋及底板鋼筋，最后補(bǔ)充箍筋及其他小鋼筋。為方便錨固橫梁箍筋的整體性，利用鋼管腳手架來定位并將其抬高，箍筋安裝完后，落架就位。肋間平臺(tái)頂面鋼筋或橫梁壁鋼筋同樣利用鋼管腳手架來輔助定位，鋼筋連接為整體后，拆除腳手架。

2.3.2 預(yù)應(yīng)力施工

預(yù)應(yīng)力施工主要有：鋼絞線穿束及定位，預(yù)應(yīng)力張拉，管道壓漿。

1)鋼絞線穿束及定位。

混凝土拱肋段預(yù)應(yīng)力均為豎向布置，下端均采用P型錨具錨固，上端單端張拉。預(yù)應(yīng)力定位利用勁性骨架做支撐骨架，待混凝土灌注完成并達(dá)到張拉強(qiáng)度后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。

肋間平臺(tái)預(yù)應(yīng)力分兩端張拉和單端張拉接長兩類情況。兩端張拉預(yù)應(yīng)力束采用先定位波紋管，混凝土澆筑后穿鋼絞線。

為保證鋼絞線穿束順利,避免混凝土進(jìn)入波紋管，采取措施有：a.關(guān)模型前認(rèn)真檢查波紋管的密閉性,對小孔洞及時(shí)修補(bǔ)；b.利用高壓塑料水管埋設(shè)于波紋管內(nèi),混凝土澆筑前對塑料水管沖水,使其填滿整個(gè)波紋管,保證混凝土無法進(jìn)入波紋管；c.穿鋼絞線前,用探孔器檢查波紋管，并對管內(nèi)出現(xiàn)縮頸區(qū)域及時(shí)處理。

2)預(yù)應(yīng)力張拉。

由于預(yù)應(yīng)力束多為27束或37束鋼絞線，張拉空間需求較大，而又受現(xiàn)場情況限制，因此預(yù)應(yīng)力張拉采用整束張拉與單根張拉相結(jié)合的方式進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉施工。

整束張拉采用分級張拉，分為五級：15%，30%，50%，80%及100%。張拉過程中及時(shí)復(fù)核張拉力與伸長量關(guān)系，出現(xiàn)異常，立即停止張拉，查明原因并解決后再繼續(xù)張拉。

3)管道壓漿。

本工程預(yù)應(yīng)力管道壓漿采用真空輔助壓漿工藝。壓漿前，檢查壓漿孔及抽氣孔是否通暢，及時(shí)清除孔道內(nèi)積存的水、水泥漿、雜物。先進(jìn)行抽真空，真空度達(dá)到-0.06 MPa～-0.1 MPa后，方可開始壓漿，壓漿過程中，保持孔道內(nèi)的壓強(qiáng)，管道壓漿結(jié)束后漿液補(bǔ)壓0.5 MPa～1.0 MPa，并保持壓力2 min，達(dá)到規(guī)范要求。

2.4 液壓自爬模

由于拱肋的雙外傾結(jié)構(gòu)，為保證拱肋外觀質(zhì)量，便于大塊模型的定位安裝，拱肋一般節(jié)段頂板、底板及外側(cè)腹板等三個(gè)面的外模采用液壓自爬模進(jìn)行施工，模板采用芬蘭維薩木膠合面板加木工字梁加雙槽鋼背楞加斜撐結(jié)構(gòu)異形木模進(jìn)行施工。

液壓自爬模由預(yù)埋件、模板、調(diào)節(jié)系統(tǒng)、支架系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)及導(dǎo)軌等六部分組成。液壓自爬模以液壓系統(tǒng)為動(dòng)力，以已澆筑段上埋件為固定點(diǎn)，使導(dǎo)軌和支架相對運(yùn)動(dòng)來完成爬升過程。模板附著于自爬模爬架上。爬架下設(shè)操作平臺(tái)及上下梯子以及安全維護(hù)網(wǎng)，以確保施工人員操作安全。拱肋側(cè)面一般節(jié)段布置四榀支架(兩個(gè)模板單元)，模板上口與施工縫平行并上包5 cm，導(dǎo)軌中心線與拱肋側(cè)面中心線平行。由于拱肋為縱向彎曲橫向傾斜的特殊結(jié)構(gòu)，為了保證爬模順利爬升及混凝土外觀效果，爬模導(dǎo)軌做成兩套，一套為普通直導(dǎo)軌，另一套為曲線形導(dǎo)軌。

拱肋頂、底板是由平面漸變?yōu)榍娼Y(jié)構(gòu)，頂?shù)装逋饽Ｍ瑯硬捎媚竟ぷ至杭幽灸z合板結(jié)構(gòu)。由于頂?shù)装鍨榈葘?，但頂?shù)装逶诓煌?jié)段施工時(shí)其曲線弧度均不同，通過在槽鋼背楞上加墊弧形造型木進(jìn)行面板預(yù)彎線形調(diào)整實(shí)現(xiàn)模板循環(huán)周轉(zhuǎn)爬升，造型木按每節(jié)段弧度加工。

2.5 混凝土施工

本工程主橋上部混凝土結(jié)構(gòu)均采用C60高強(qiáng)耐久性混凝土，本工程混凝土采用商品混凝土?；炷吝\(yùn)輸至工地現(xiàn)場，由混凝土輸送泵輸送至工作面進(jìn)行澆筑。

2.5.1 C60高強(qiáng)耐久性混凝土配制的原則

1)選用水化熱較低的水泥；

2)在混凝土中摻入Ⅱ級粉煤灰取代部分水泥，以減少水泥用量；

3)在混凝土中摻用高效減水劑，延長混凝土初凝時(shí)間，滿足混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度，延緩水泥水化熱峰值出現(xiàn)的時(shí)間，使水化熱的峰值控制在不大于50 ℃；

4)混凝土坍落度控制在14 cm～16 cm，和易性好，不泌水，便于泵送。

2.5.2 混凝土性能的現(xiàn)場控制

1)現(xiàn)場試驗(yàn)及現(xiàn)場調(diào)試。

因C60混凝土工作性能差，坍落度損失快，泵送性能差，容易堵管，施工過程采用了如下施工措施：a.采用低溫水進(jìn)行混凝土的拌和，如加冰冷卻；b.添加減水劑(不改變其配合比)；c.覆蓋結(jié)構(gòu)物，降低入模溫度。

2)混凝土泵送堵管的原因分析及解決措施。

混凝土泵送堵管是施工的一大弊病。而導(dǎo)致堵管的原因有：a.操作不當(dāng)。泵送速度選擇不當(dāng)，一味求快容易導(dǎo)致堵管；余料控制不當(dāng)，余料太少，極易吸入空氣，導(dǎo)致堵管；停機(jī)時(shí)間過長，管內(nèi)混凝土容易凝結(jié)；管道未清洗干凈。b.管道連接原因?qū)е碌亩鹿堋.混凝土或砂漿的離析導(dǎo)致的堵管。d.局部漏漿造成的堵管。e.砂漿量太少或配合比不合格導(dǎo)致的堵管。f.氣溫高導(dǎo)致的堵管，氣溫較高，混凝土易脫水，從而導(dǎo)致堵管。

為減少混凝土泵送堵管的解決措施有：a.嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作。控制泵送速度，認(rèn)真觀測泵車漏斗內(nèi)余料，并觀測混凝土流動(dòng)性，使用管道前認(rèn)真檢查，使用后必須清洗干凈，控制停機(jī)時(shí)間間隔。b.管道布置時(shí)應(yīng)按最短距離、最少彎頭和最大彎頭來布管，盡量減小輸送阻力，也就減少了堵管的可能性。c.泵送前用水濕潤管道后，從管道的最低點(diǎn)將管道接頭松開，將余水全部放掉，或者在泵水之后，泵送砂漿之前，放入一海綿球，將砂漿與水分開。d.檢查管道接頭管卡及密封圈是否松動(dòng)或損壞，應(yīng)緊固管卡或更換密封圈。e.長時(shí)間泵送混凝土后，管道溫度較高，應(yīng)將管道用麻袋覆蓋，并常灑水降溫。

3)混凝土養(yǎng)護(hù)。

混凝土澆筑完畢后須用塑料薄膜或麻袋對整個(gè)澆筑區(qū)域進(jìn)行覆蓋，并用熱水養(yǎng)護(hù)，熱水溫度應(yīng)根據(jù)外界溫度和混凝土溫度差異來調(diào)節(jié)。

肋間平臺(tái)混凝土養(yǎng)護(hù)，因其面積及體積大，混凝土溫度高，箱內(nèi)箱外溫差大，養(yǎng)護(hù)時(shí)應(yīng)注意蓄溫及散熱，在養(yǎng)護(hù)初期，需保持箱內(nèi)溫度不能散得太快，養(yǎng)護(hù)后期，應(yīng)利用吹風(fēng)設(shè)備對其散熱。

3 經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

混凝土拱肋施工中也存在一些缺陷，比如：混凝土外觀質(zhì)量。

由于混凝土拱肋的雙外傾結(jié)構(gòu)，四個(gè)拱壁均存在仰面，仰面在混凝土振搗過程中，空氣難以排除，使得該面存在較多氣孔，表面不光潔。

為了避免同類問題的發(fā)生，采取了以下措施:1)加強(qiáng)振搗，在搗固棒上增加輔助鐵，幫助搗固棒就位振搗；2)增加小直徑搗固棒；3)模板上開小孔，輔助排氣。

4 結(jié)語

經(jīng)過近12個(gè)月時(shí)間，南寧大橋按期完成主橋上部混凝土結(jié)構(gòu)施工，在施工過程中，克服了重重困難，攻克了眾多技術(shù)難關(guān)，同時(shí)也有一些技術(shù)和管理上的缺陷?？傊摻Y(jié)構(gòu)的施工，積累了較多有指導(dǎo)性的技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，可供混凝土結(jié)構(gòu)施工參考。

[1] 周水興，何兆益，鄒毅松，等.路橋施工計(jì)算手冊[M].北京：人民交通出版社，2001.

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[3] 顧安邦.橋梁工程(下冊)[M].北京：人民交通出版社，2001.

[4] 楊嗣信.模板工程現(xiàn)場施工實(shí)用手冊[M].北京：人民交通出版社，2004.

Summary on the major bridge top concrete structure construction of Nanning bridge

LIU Zhen

(ChinaRailwayErju5thEngineeringCo.,Ltd,Chengdu610091，China)

Taking Nanning bridge engineering as an example, combining with the major bridge concrete structure conditions, the paper analyzes the arch rib platform construction, rigid skeleton design, prestressed construction and concrete construction and other critical construction points, and puts forward solving measures to concrete arch rib construction problems, with a view to provide some guidance.

bridge, concrete, structure, construction, design

1009-6825(2014)34-0188-03

2014-09-23

劉 珍(1982- )，女，助理工程師

U443.3

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