高速干線跨河大橋主橋墩臨時固結(jié)施工技術(shù)

中國建筑土木建設(shè)有限公司路橋分公司 南京 211000

1 工程概況

南京南站機場高速路跨秦淮河大橋主橋上部構(gòu)造采用（54+92+54）m跨徑組合，橋梁結(jié)構(gòu)采用單箱單室斜腹板混凝土預應(yīng)力箱梁。橋梁全寬15.5 m，結(jié)構(gòu)寬15.2 m，中墩及邊墩墩頂梁高分別為5.4 m、2.7 m，跨中梁高2.7 m，兩側(cè)懸臂長3.7 m，箱梁頂面設(shè)置單向2%橫坡，通過變高梁以腹板斜率不變，變底板寬來實現(xiàn)。中支點處箱梁中心梁高5.4 m，箱梁頂板厚0.28 m，懸臂板端部厚0.2 m，根部厚0.55 m；腹板厚0.45～0.85 m，底板厚0.3～0.8 m。

箱梁0#塊節(jié)段長12 m，采用在托架上現(xiàn)澆施工方法。0#塊兩側(cè)各有11 個懸澆節(jié)段，梁段數(shù)及梁段長度為3 m×3 m、4 m×3.5 m和4 m×4 m。1#～11#梁段采用掛籃懸臂澆筑施工，懸臂澆筑梁段最大控制質(zhì)量為260 t，掛籃自身控制質(zhì)量為53.5 t。

2 方案選定[1-4]

方案根據(jù)機場高速跨秦淮河新河大橋東西集散車道施工圖紙的主墩高度、承臺的結(jié)構(gòu)尺寸和現(xiàn)場土質(zhì)情況，并結(jié)合懸澆掛籃的施工方案、現(xiàn)場材料及施工安全等因素綜合選定。

主墩承臺的寬度8.2 m，0#塊長12.0 m，其兩側(cè)伸出承臺1.9 m，并且主墩與承臺中心線交角為24.1°。0#塊現(xiàn)澆支架擬采用鋼管支撐托架的施工方案。

其優(yōu)點為：此支架前后支點均支撐在主墩承臺上，沉降量?。簧僦c支架施工速度快且整體穩(wěn)定性強；根據(jù)懸澆掛籃施工方案，其0#塊后橫梁、底模系統(tǒng)及側(cè)模等構(gòu)件均作為懸澆掛籃構(gòu)件，為掛籃的拼裝節(jié)約了時間。

采用二次錨固體系，并利用掛籃底板當托架模板系統(tǒng)，在墩頂兩側(cè)制作臨時支座，并在每側(cè)預埋18 根φ16 mm鋼筋，通過臨時支座伸入0#塊內(nèi)，形成第1次墩梁鎖定；在墩兩側(cè)承臺上面，每側(cè)設(shè)置4 根φ630 mm鋼管，每根鋼管內(nèi)埋設(shè)3 根φ32 mm精軋螺紋鋼筋，形成承臺、梁的第2次鎖定。

3 施工方法[5-8]

3.1 鋼管托架

0#塊現(xiàn)澆支架支撐鋼管為φ630 mm×12 mm鋼管，布設(shè)在主墩兩側(cè)前、后支點各6 根，上設(shè)砂筒或楔形塊作為落架構(gòu)件；砂筒頂前、后橫梁采用相應(yīng)的雙拼36b#、40b#槽鋼；橫梁頂鋪設(shè)12 根28b#工字鋼及定型鋼模組成底模體系。側(cè)模和翼板面板采用厚5 mm的A3鋼板、6.3#槽鋼和10#槽鋼組成的側(cè)模架，內(nèi)模采用10#槽鋼、10 cm×10 cm木方及竹膠板組成的框架式內(nèi)模，內(nèi)外模腹板處采用對拉螺桿固定，墩身頂部底模采用沿墩身四周磚砌，內(nèi)填干砂，并結(jié)合竹膠板的形式。

因墩斜交，墩兩側(cè)鋼管位置固定，所以墩兩側(cè)每個托架的尺寸均不相同，須對每個托架單獨設(shè)計，現(xiàn)場根據(jù)設(shè)計尺寸一一加工，確保安裝正確。

3.2 墩梁第1次固結(jié)

為在0#塊施工完成的第一時間安裝掛籃，節(jié)約成本，特利用掛籃底板系統(tǒng)作為托架底模，并在墩頂進行第1次臨時錨固，錨固采用φ16 mm鋼筋作為預埋件，埋設(shè)在臨時支座中間，臨時支座采用420 cm×50 cm的C50混凝土設(shè)置而成，并高出永久支座3 mm。與墩、梁中鋼筋框架相連。

3.3 第2次臨時固結(jié)

預應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋在懸臂施工時，由于墩、梁鉸接不能承受彎矩，因此，施工時要采取措施臨時將墩、梁固結(jié)，待懸臂施工至邊跨合攏后恢復結(jié)構(gòu)原狀，這是連續(xù)梁采用懸臂施工的一個特點。

變截面箱梁懸臂澆筑施工時，為了主墩的穩(wěn)定及安全，采用了臨時錨固體系。臨時錨固體系是箱梁懸臂施工中的主要受力構(gòu)件。

當箱梁兩懸臂出現(xiàn)不平衡荷載作用時，臨時錨固體系是保證橋梁施工安全及懸臂傾覆穩(wěn)定的重要措施。每側(cè)利用0#塊臨時支架中的4 根φ630 mm支撐鋼管作為拉壓桿件，每根鋼管中安設(shè)3 根φ32 mm精軋螺紋鋼，張拉力為150 kN。

變截面箱梁臨時錨固體系采用φ32 mm精軋螺紋鋼筋，一端埋在承臺內(nèi)2.4 m，另一端設(shè)在箱梁底板內(nèi)，箱梁底板下放2 根40#工字鋼，φ32 mm精軋螺紋鋼筋從工字鋼中穿過。

1）在承臺澆筑時將φ32 mm精軋螺紋鋼筋一端預埋在承臺內(nèi)，埋深240 cm，并根據(jù)設(shè)計預埋支撐鋼管，φ32 mm精軋螺紋鋼筋安設(shè)在鋼管內(nèi)，通過連接器與上部精軋螺紋鋼筋連接在一起，支撐鋼管直接頂在0#塊底板位置，通過預埋PVC管使預應(yīng)力筋從中穿過，待0#塊澆筑完成，預應(yīng)力筋張拉完畢后，對φ32 mm精軋螺紋鋼筋進行豎向張拉，將0#塊與承臺臨時鎖定，φ32 mm精軋螺紋鋼筋張拉力控制為150 kN。

2）在澆筑臨時支座時，將臨時支座與墩頂相接觸面涂抹隔離劑，臨時支座內(nèi)設(shè)3 層鋼筋網(wǎng)片。

3）臨時支座的拆除：箱梁邊跨合攏后，將臨時支座人工敲掉鑿除。

4）為使?jié)仓?#塊段混凝土后，掛籃及時移出該塊段，而不使該塊段發(fā)生傾覆，作為第1級臨時固結(jié)，待掛籃移出后，將墩兩側(cè)支撐鋼管接至底板下，完成第2級臨時鎖定（圖1）。

圖1 第2次臨時鎖定完成

4 結(jié)語

南京南站配套工程機場高速跨新秦河大橋4 個0#塊工程歷時1.5 個月完成，項目部利用了托架定作施工技術(shù)和二次鎖定施工技術(shù)，成功解決了墩梁斜交情況下，0#塊受力不均衡問題，取得了良好的效果。

近年來連續(xù)梁橋發(fā)展很快，利用掛籃懸臂施工方法可在不影響交通、航運情況下完成跨海、跨河、跨谷等連續(xù)梁橋的施工任務(wù)，在以后的設(shè)計中，為避免對已有的建筑物產(chǎn)生影響或為求外形美觀等因素，設(shè)計單位將不得不參考以前的成功設(shè)計案例，不可避免地將橋設(shè)計成墩梁斜交形式。本成果通過南京南站綜合樞紐快速環(huán)線項目機場高速跨秦淮河大橋主橋墩梁斜交下0#塊施工，從施工方案分析、比選、定案、施工等多方面闡述了墩梁斜交懸澆橋0#塊的關(guān)鍵施工技術(shù)，為以后類似工程應(yīng)用提供了可資借鑒的施工技術(shù)經(jīng)驗。