自錨式懸索橋鋼-混凝土結(jié)合段施工技術(shù)

孫永峽

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

自錨式懸索橋鋼-混凝土結(jié)合段施工技術(shù)

孫永峽

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，成都，610091)

根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，介紹自錨式懸索橋鋼-混凝土結(jié)合段施工工藝及施工控制，主要包含支架搭設(shè)、拆除，臨時(shí)連接，混凝土澆筑，預(yù)應(yīng)力施工等，簡(jiǎn)要闡述施工中的施工要點(diǎn)及安全管理。

自錨式懸索橋 鋼-混凝土結(jié)合段 施工

1 工程概況

同濟(jì)大橋主橋?yàn)樽藻^式懸索橋，跨度布置為(50+140+280+140+50)m，總長(zhǎng)660m。上部梁體除錨固梁段采用混凝土箱梁外，其余梁段均為鋼箱梁，錨固梁段兩岸形式為(50+21)×2m，其相互間通過(guò)鋼混結(jié)合段形成整體。鋼箱梁為單箱多室結(jié)構(gòu)，由中間主體箱室及兩側(cè)風(fēng)嘴組成，中心梁高3.5m，設(shè)置2.0%雙向排水坡，全寬39.0m，見(jiàn)下圖1所示。

圖1 鋼-混凝土結(jié)合段示意

南、北側(cè)主纜錨固區(qū)(50+21)×2m梁段均采用支架分段澆筑，梁體混凝土采用C50，為預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁結(jié)構(gòu)。鋼箱梁與混凝土結(jié)合段是本橋設(shè)計(jì)過(guò)程中較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，為了保證鋼箱梁與混凝土之間的可靠聯(lián)結(jié)，在鋼混結(jié)合面處設(shè)置一塊60mm厚的鋼板，鋼板內(nèi)側(cè)設(shè)置剪力釘與自錨跨隔墻結(jié)合，并布置有預(yù)應(yīng)力鋼束張拉加固，見(jiàn)下圖2所示。

2 總體施工方案

滿(mǎn)堂支架搭設(shè)→底模制安→勁性骨架定位、吊裝、單端焊接→鋼箱梁調(diào)整至設(shè)計(jì)標(biāo)高→模板調(diào)整→鋼筋制安→側(cè)模制安→鋼箱梁端勁性骨架焊接→混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)→勁性骨架約束解除→預(yù)應(yīng)力張拉。

圖2 鋼-混凝土結(jié)合段剖面

(1)安裝底模。在結(jié)合段底面鋼板下鋪裝竹膠板，并涂抹潤(rùn)滑劑，保證鋼板與竹膠板間能夠相互滑動(dòng)。竹膠板鋪裝前應(yīng)預(yù)留勁性骨架孔位；

(2)勁性骨架提前定位、焊接于最后一片梁底，或提前吊裝置于滿(mǎn)堂支架平臺(tái)相應(yīng)位置固定，方便鎖定；

(3)由螺旋立柱支撐平臺(tái)設(shè)置的千斤頂對(duì)鋼箱梁高程進(jìn)行調(diào)整，相應(yīng)打緊滿(mǎn)堂支架頂托。然后開(kāi)始制安鋼筋，側(cè)模；

(4)在氣溫良好的時(shí)間段，連續(xù)觀(guān)測(cè)合龍口高程及長(zhǎng)度變化，繪制高程-溫度曲線(xiàn)及長(zhǎng)度-溫度變化曲線(xiàn)，確定最佳鎖定及澆筑時(shí)間；

(5)在最佳時(shí)間段南、北岸結(jié)合段同時(shí)鎖定勁性骨架(為縮短鎖定時(shí)間，提前焊接勁性骨架一端)，準(zhǔn)備澆筑混凝土。

3 滿(mǎn)堂支架搭設(shè)

3.1 支架結(jié)構(gòu)形式

立桿橫距(橫橋向)：腹板下橫距0.6m，底板及翼緣板下橫距0.9m。立桿縱距(順橋向)：0.6m。立桿豎向步距：1.2m。

為確保支架的整體穩(wěn)定性，在架體外側(cè)周邊及內(nèi)部縱、橫向每5跨(且不小于3m)應(yīng)由底至頂設(shè)置連續(xù)豎向剪刀撐，剪刀撐寬度應(yīng)為5跨。封頂桿及掃地桿位置應(yīng)全平面設(shè)置水平剪刀撐，中間水平剪刀撐設(shè)置間距應(yīng)不大于4.8m。為加強(qiáng)結(jié)合段支架與自錨跨Ⅲ節(jié)段支架的連接，結(jié)合段支架剪刀撐、掃地桿及封頂桿需連入Ⅲ節(jié)段支架2跨長(zhǎng)度，形成整體。

3.2 支架搭設(shè)工藝

地基處理→彈線(xiàn)、立桿定位→放置縱向掃地桿→逐根樹(shù)立立桿，隨即與縱向掃地桿扣牢→安裝橫向掃地桿，并與立桿或縱向掃地桿扣牢→安裝縱、橫向水平桿(與各立桿扣牢)→調(diào)整高程→加設(shè)封頂桿→加設(shè)剪刀撐→橫向方木放置→縱向方木放置→模板鋪裝。

3.3 支架搭設(shè)要求

(1)鋼管規(guī)格為φ48×3.5mm，且有產(chǎn)品合格證。鋼管及各構(gòu)配件進(jìn)場(chǎng)前應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，合格后方可使用；

(2)搭設(shè)前須確保地基承載力滿(mǎn)足計(jì)算要求，經(jīng)檢驗(yàn)不合格須進(jìn)行處理；

(3)根據(jù)立桿及橫桿的設(shè)計(jì)組合，應(yīng)從底部向頂部依次安裝立桿、橫桿。一般先全部裝完一個(gè)作業(yè)面的底部立桿及部分橫桿，再逐層往上安裝，同時(shí)安裝所有橫桿。立桿和橫桿安裝完畢后，安裝剪刀撐，保證支架的穩(wěn)定性；

(4)橫斷面每排立桿設(shè)左、中、右三個(gè)控制點(diǎn)，精確調(diào)整頂托標(biāo)高，然后用拉線(xiàn)內(nèi)插方法，依次調(diào)出每個(gè)頂托的標(biāo)高。頂托伸出量一般控制在20cm以?xún)?nèi)為宜；

(5)頂托上放置15cm×15cm方木，在其上沿連續(xù)梁順橋向鋪設(shè)8cm×8cm方木，腹板處間距為20cm，底板處間距30cm，直接承托連續(xù)梁底部模板；

(6)底模采用1.5cm厚竹膠板沿縱向依次搭接鋪設(shè)。側(cè)模沿豎向設(shè)置8cm×8cm方木做背肋，順橋向間距25cm。背肋外側(cè)沿連續(xù)梁順橋向方向設(shè)置橫楞，間距0.6m；橫楞采用雙φ48×3.5mm鋼管，通過(guò)M16對(duì)拉螺桿加固，間距0.6m×0.6m。模板表面光潔度、平整度、線(xiàn)條平順、剛度強(qiáng)度須滿(mǎn)足要求；

(7)支架須經(jīng)專(zhuān)項(xiàng)驗(yàn)收合格后方可投入使用。

3.5 支架拆除要求

結(jié)合段預(yù)應(yīng)力張拉完成，壓漿結(jié)束并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，且滿(mǎn)足設(shè)計(jì)文件拆除要求，方可進(jìn)行拆除。

4 模板施工注意事項(xiàng)

結(jié)合段底模利用既有鋼箱梁底面板，風(fēng)嘴周?chē)鷤?cè)模采用木模；須在鋼箱梁底面板下再鋪設(shè)一層模板，并在其與底面鋼板接縫處涂抹潤(rùn)滑劑，保證鋼板與竹膠板間能夠發(fā)生滑動(dòng)。竹膠板鋪裝前應(yīng)空出勁性骨架對(duì)應(yīng)孔位。

5 臨時(shí)連接施工

(1)臨時(shí)連接采用勁性骨架；

(2)結(jié)合段勁性骨架如圖3、4所示。勁性骨架須安裝在頂、底板腹板與對(duì)應(yīng)鋼箱梁縱隔板的軸線(xiàn)上；

圖3 結(jié)合段剖面勁性骨架

圖4 結(jié)合段平面勁性骨架

(3)為方便鎖定，勁性骨架提前焊接一端。混凝土澆筑前，再焊接另一端完成鋼箱梁與自錨跨的鎖定；

(4)勁性骨架鎖定應(yīng)選擇在一天內(nèi)溫度最低的時(shí)間段進(jìn)行，且盡量保證未來(lái)幾天內(nèi)溫度變化緩和；

(5)鋼筋綁扎、立模完成，準(zhǔn)備澆筑混凝土前，同一時(shí)間段鎖定南、北岸勁性骨架。完成鎖定后，立即澆筑混凝土，南、北岸盡量同步進(jìn)行、同步結(jié)束。

6 混凝土施工

6.1 準(zhǔn)備工作

(1)結(jié)合段混凝土的澆筑應(yīng)選擇在一天內(nèi)溫度最低的時(shí)間段(如夜間或清晨)進(jìn)行，且盡量保證未來(lái)幾天內(nèi)溫度變化緩和。盡量避免混凝土冬期施工和夏期施工；

(2)混凝土澆筑前，應(yīng)對(duì)各生產(chǎn)設(shè)備、運(yùn)輸機(jī)械、泵車(chē)、振搗設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)認(rèn)真檢查，防止因機(jī)械、設(shè)備故障而中斷灌注。南、北兩岸及時(shí)溝通協(xié)調(diào)，確保狀態(tài)一致；

(3)澆筑前，應(yīng)對(duì)所有施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，詳細(xì)講述結(jié)合段澆筑各項(xiàng)工作安排和布置，確定人員值班情況，工藝步驟；

(4)結(jié)合段施工為高空作業(yè)，且平臺(tái)狹小，施工時(shí)必須做好安全防護(hù)工作，施工人員佩戴安全防護(hù)用品，服從專(zhuān)職安全員的管理。

6.2 混凝土澆筑

(1)南、北兩岸結(jié)合段澆筑應(yīng)盡量同時(shí)進(jìn)行，確保鋼箱梁中心不會(huì)因溫度變化而發(fā)生偏移；

(2)混凝土采用C50微膨脹混凝土，確保和易性良好，坍落度滿(mǎn)足要求，初凝時(shí)間不小于5h；

(3)結(jié)合段混凝土對(duì)稱(chēng)澆筑，控制好澆筑速度。單個(gè)結(jié)合段方量約250m3，采用天泵澆筑；

(4)結(jié)合段頂板及風(fēng)嘴上、下面開(kāi)有的圓端形槽孔，可方便混凝土澆筑和振搗。

6.3 混凝土振搗

(1)采用插入式振搗器施工，規(guī)格φ50，配備專(zhuān)門(mén)的有經(jīng)驗(yàn)的振搗工人，確保結(jié)合段混凝土的密實(shí)性；

(2)使用振搗器時(shí)注意快插慢拔，振搗當(dāng)前層時(shí)，振搗器應(yīng)插入下層混凝土5cm～10cm左右，以避免上下層混凝土有分層現(xiàn)象；

(3)振搗時(shí)以混凝土密實(shí)為原則，禁止振搗棒直下，振搗時(shí)間過(guò)短及過(guò)長(zhǎng)，一般為20s，以混凝土表面泛漿、平坦并不再冒氣泡為準(zhǔn)；

(4)在振搗時(shí)，振搗器不宜直接放在鋼筋、剪力釘、模板等上，避免鋼筋偏位、剪力釘破壞及模板跑位。振搗器更不能觸碰波紋管，防止將波紋管振裂和碰彎，應(yīng)在靠近波紋管的地方慢慢抽插；

(5)錨頭墊板處，鋼筋和波紋管交錯(cuò)，澆筑空間較小，從澆筑混凝土到振搗都要十分注意，在此處灌注時(shí)，混凝土振搗到位，防止漏漿和漏振；

(6)在灌注過(guò)程中，間斷抽動(dòng)波紋管內(nèi)的已穿鋼絞線(xiàn)，檢查及避免波紋管漏漿堵塞。

6.4 混凝土泵送

在滿(mǎn)足泵送工藝要求的前提下，泵送混凝土的坍落度應(yīng)盡量小，以免混凝土在振搗過(guò)程中產(chǎn)生離析和泌水。當(dāng)卸落高度超過(guò)2m時(shí)，應(yīng)開(kāi)下料口并設(shè)置串筒。

混凝土一般宜在攪拌后60min內(nèi)泵送完畢，且在1/2初凝時(shí)間前入泵，并在初凝前澆筑完畢。停泵時(shí)間超過(guò)45min，應(yīng)將管中混凝土清除，并用壓力水或其它方法沖洗管內(nèi)殘留的混凝土。

7 安全生產(chǎn)要求

(1)結(jié)合段施工為高空、臨邊作業(yè)；施工前，作業(yè)人員應(yīng)認(rèn)真檢查施工環(huán)境、施工機(jī)械和工具、安全設(shè)施，應(yīng)在各項(xiàng)條件符合安全規(guī)定的情況下進(jìn)行生產(chǎn)；

(2)作業(yè)人員進(jìn)場(chǎng)前，需學(xué)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)的安全規(guī)定，提高安全意識(shí)；

(3)作業(yè)時(shí)要穿戴合體并適合作業(yè)特點(diǎn)的工作服、工作鞋；

(4)高空作業(yè)時(shí)，尤其是懸空作業(yè)人員必須系好安全帶，不可冒險(xiǎn)作業(yè)；

(5)不得隨意拆除臨時(shí)作業(yè)設(shè)施，不得已必須拆除時(shí)，需得到安全人員的允許，作業(yè)結(jié)束務(wù)必根據(jù)實(shí)際情況采取安全防范措施。

8 相關(guān)注意事項(xiàng)

(1)由于結(jié)合段空間小，滿(mǎn)堂支架難以預(yù)壓，應(yīng)根據(jù)自錨跨Ⅲ節(jié)段預(yù)壓經(jīng)驗(yàn)設(shè)置相應(yīng)預(yù)拱值(大致為2cm)；

(2)勁性骨架構(gòu)件應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求加工，確保勁性骨架焊縫質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求，臨時(shí)連接牢固可靠；

(3)施工前及時(shí)清理混凝土梁、鋼箱梁端不必要的堆置物品；

(4)結(jié)合段臨時(shí)鎖定及混凝土澆筑應(yīng)在盡量短的時(shí)間內(nèi)完成；

(5)如條件允許，自錨跨支架應(yīng)處于脫空狀態(tài)，自錨跨箱梁可在支座上發(fā)生縱向位移；

(6)在澆筑過(guò)程中，測(cè)量人員及施工人員隨時(shí)注意模板的變形，觀(guān)測(cè)滿(mǎn)堂支架的沉降，確保安全順利澆筑完畢；

(7)結(jié)合段混凝土澆筑完成后應(yīng)加強(qiáng)保濕養(yǎng)護(hù)，混凝土初凝時(shí)使用濕潤(rùn)的土工布覆蓋，減小日照溫差影響，控制箱梁內(nèi)外溫差；

(8)結(jié)合段混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，張拉完后應(yīng)在48h內(nèi)壓漿。

孫永峽(1982.06-)，男，湖北安陸人，本科，工程師，副經(jīng)理，主要從事高速公路、市政道路施工技術(shù)管理。

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U445.4

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2095-1809(2017)03-0072-03