岔河特大橋連續(xù)剛構(gòu)邊跨現(xiàn)澆段支架施工

王民

（中鐵建大橋工程局集團第四工程有限公司 黑龍江省哈爾濱市 150008）

1 概述

1.1 工程概況

岔河特大橋位于貴州省興義市普安縣和晴隆縣境內(nèi)，地形特點云貴高原侵蝕構(gòu)造中低山區(qū)，區(qū)內(nèi)地形總體為北高南低，橋址跨越岔河深谷，地勢陡峭，溝谷呈“V”字狀。大橋起訖里程樁號為DK896+413.9～DK896+897.95，全長484.05m。橋梁設(shè)計縱坡0‰、處于半徑為11000m的平曲線上。橋跨結(jié)構(gòu)為：主跨（88+168+88）m 連續(xù)剛構(gòu)+（33+56+33）m連續(xù)梁。墩高在19～103m之間。

橋梁下部結(jié)構(gòu)為：樁基+承臺+空心薄壁墩柱（實心墩），橋臺為空心橋臺；橋梁上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)及預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁。

本橋連續(xù)剛構(gòu)邊跨現(xiàn)澆段節(jié)段較短，墩身高度較低，采用滿堂支架現(xiàn)澆法施工。

1.2 地址特征

橋址處屬構(gòu)造剝蝕中山河谷地貌，兩岸岸坡地勢陡峻，河谷狹窄，地形呈上陡下緩狀，兩岸岸坡自然坡度為30～65°，河谷深切呈“V”字型，陡坡地帶主要為三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組地層，為第三段中厚層狀泥質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及白云巖，屬巖溶中等發(fā)育地層；橋址緩坡地帶覆蓋有第四系全興統(tǒng)沖洪積、殘坡積、崩坡積層、三疊系下統(tǒng)寧鎮(zhèn)組地層。

1.3 水文特征

測區(qū)地表水以槽谷內(nèi)小河水、山間溝水為主，水量一般不大，雨季時水量明顯增加，主要以季節(jié)性水流為主Q1/100=649.0m3/s，H1/100=805.21m，V1/100=3.94m/s

2 施工方案

2.1 邊跨現(xiàn)澆段施工工藝流程

施工工藝流程：地基處理→澆筑墊層→支架搭設(shè)→底模鋪設(shè)→支座安裝→支架預(yù)壓→調(diào)整底模標高→綁扎底板、腹板鋼筋，安裝預(yù)應(yīng)力管道→支立內(nèi)外模→支立頂部、翼板和端頭模板→綁扎頂板鋼筋，安裝頂板預(yù)應(yīng)力管→安裝合攏臨時連接預(yù)埋→混凝土澆注、養(yǎng)護→預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿→拆除側(cè)模、內(nèi)模。

2.2 地基處理

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，地基基礎(chǔ)使用挖掘機挖至硬巖巖面，人工清除表面虛碴，澆筑0.3m厚C30混凝土作為墊層。

2.3 支架搭設(shè)

連續(xù)梁邊跨現(xiàn)澆段長3.9m，梁頂寬12m，梁底寬8m，梁高6m。

鋼管架采用φ48×3mm鋼管搭設(shè)，鋼管長度根據(jù)支架搭設(shè)高度截取，鋼管架搭設(shè)的原地面采用C30混凝土硬化，厚度30cm，鋼管架底部與硬化的原地面間墊20mm厚20×20cm鋼板塊以增大承壓面積，鋼管頂端設(shè)置頂托以調(diào)整支架高度及拆模方便，頂托上橫向鋪設(shè)I18工字鋼，長度9.0m，工字鋼上滿鋪定型小鋼模（3015型），鋼管架立管間距縱向取75cm，橫向間距取90cm，水平桿步距為1.2m，做好縱橫向連接桿及剪刀撐，確保支架總體穩(wěn)定性，隨后掛好安全網(wǎng)?？紤]施工平臺等支架縱向搭設(shè)長度不小于3.0m，寬度不小于13.0m。

2.4 支架計算

2.4.1 荷載取值

（1）鋼筋混凝土重：26×（1.14+4.86/8）=45.5kN/m2；

（2）模板及支架自重：取2.0kN/m2；

（3）施工人員、材料、機具等行走運輸或堆放的荷載：2.4kN/m2；

（4）振搗混凝土產(chǎn)生的荷載2kN/m2。

2.4.2 橫向I18工字鋼計算

橫向工字鋼間距75cm，跨度l=90cm；

則所承受荷載 q=（①+②+③+④）×0.75=38.9kN/m。

計算采用的公式：

彎曲強度б=ql2/10W

抗彎剛度f=ql4/150EI

I18 工字鋼截面抵抗矩 W：185.4cm3；彈性模量 E：2.1×105MPa；截面慣性矩 I：1669cm4；

б=ql2/10W

=38.9×902/（10×185.4）

=16.9MPa<145MPa，滿足要求；

f=ql4/150EI

=38.9×904/（150×2.1×105×1669）

=0.05mm<2.25mm（900/400=2.25），滿足要求。

則工字鋼強度及剛度滿足要求。

2.4.3 鋼管架立管計算

頂托立桿采用φ48×3.0mm鋼管，立桿橫向間距0.9m，縱向間距0.75m，因此每平米內(nèi)有立桿1/（0.9×0.75）=1.5根。則每根立桿承受的軸向壓力為 N=（45.5+2+2.4+2）/1.5=34.6kN

頂托立桿長度設(shè)計為0.6m，所以λ=l/i=600/15.78=38<100

查表得 φ=1.02-0.55（（λ+20）/100）2=0.835；

根據(jù)橋梁施工規(guī)范，壓桿取1.3倍安全系數(shù)則立桿允許壓力[N]為：

[N]=φA[б]/K

=0.835×4.24×102×210/1.3/1000

=57.1kN>34.6kN；

滿足要求。

2.4.4 地基承載力計算

鋼管底部支墊單根立桿承受最大壓力N0=（45.5+2+2.4+2）/1.5=34.6kN；

則地面壓應(yīng)力為：

P=N0/A

=34.6/0.04

=865kPa<3000kPa（地面硬化為C30混凝土）。

2.5 支架預(yù)壓

為了檢驗支架安全性和穩(wěn)定性、消除支架實際承受荷載的非彈性形變及承受荷載與彈性形變的線性關(guān)系，為施工提供數(shù)據(jù)性依據(jù)對支架進行模擬預(yù)壓。預(yù)壓采用分級、對稱堆載預(yù)壓，預(yù)壓重量按1.2倍的施工荷載預(yù)壓，采用堆載砂袋施加作用力。采用硬質(zhì)編織袋，外嵌吊帶裝土，每袋裝砂1t，加載級別分60%σK、100%σK、120%σK分級進行；卸載時為保證安全起見可分級卸載按100%σK、60%σK、0卸載，預(yù)壓前、分級預(yù)壓及卸載時分別測量高程，計算各級荷載下支架及系統(tǒng)的彈性形變和非彈性形變量。堆載預(yù)壓后兩次測量沉降差值小于2mm即可開始卸載。在堆載過程中一旦發(fā)現(xiàn)托架變形過大，立即停止施工，撤離人員，分析原因，采取措施，防止造成事故。

2.5.1 預(yù)壓觀測

（1）觀測點布設(shè)

在堆載區(qū)設(shè)置系統(tǒng)測量點，沿縱向設(shè)三個觀測斷面，具體位置為支架兩端及中心，每個斷面的翼板邊線、腹板中線、底板中線各布置一個觀測點，同時相應(yīng)地在地基上設(shè)置觀測點。

（2）觀測方法

為找到支架在上部荷載作用下的塑性、彈性變形，觀測時間為空載觀測一次，滿載后測一次，滿載后48h測一次，卸載后再測一次。根據(jù)所觀測的標高數(shù)據(jù)計算出塑性沉降和彈性沉降。

（3）觀測時間

控制預(yù)壓時間才能準確的得出沉降速度。只有當沉降穩(wěn)定后，才能停止預(yù)壓。

2.5.2 預(yù)壓注意事項和措施

（1）整孔范圍內(nèi)分層堆碼直到整孔支架預(yù)壓重量滿足要求。（2）預(yù)壓前需對底模設(shè)置3～5cm預(yù)抬量，防止支架下沉。（3）人工堆碼沙袋要求整齊。

（4）在堆載過程中，專門派人觀測支架的穩(wěn)定情況，發(fā)現(xiàn)有任何失穩(wěn)等突發(fā)動向，啟動支架失穩(wěn)應(yīng)急預(yù)案，采用相應(yīng)措施進行緊急處理，疏散作業(yè)人員，進行支架加固或卸載。

（5）支架搭好后由工程部和安質(zhì)部聯(lián)合組織驗收，驗收合格后，才允許進行下一道工序施工。

（6）沙袋堆碼完成后及時用塑料薄膜進行覆蓋。

2.6 支座安裝

橡膠支座安裝前對支座墊石進行檢查，支座安裝標高按設(shè)計要求控制，并控制兩個方向的四角高差不大于2mm，以保證平面兩個方向的水平；安裝時，支座順橋向中心線與主梁中心線重合或平行，梁底支座安裝部位的混凝土應(yīng)平整、干凈。支座預(yù)偏量按設(shè)計單位要求預(yù)留并鎖定。

2.7 模板安裝

現(xiàn)澆直線段底模板采用定型小鋼模（3015型），側(cè)模板采用現(xiàn)場現(xiàn)有模板改制，內(nèi)模板采用12mm光面竹膠模板，側(cè)模采用10×10cm方木做豎肋，間距30cm，橫向采用雙[12mm槽鋼做橫向加勁肋，間距50cm，與外模側(cè)模板采用拉桿固定牢固，內(nèi)外模間設(shè)支撐筋以保證結(jié)構(gòu)尺寸，頂板內(nèi)模采用腳手架桿搭設(shè)，設(shè)可調(diào)節(jié)頂托以利于拆模和調(diào)節(jié)模板高度，頂托上鋪設(shè)縱橫向方木及竹膠板，為方便底板及腹板澆筑，在頂板上預(yù)留施工天窗，待底板及腹板混凝土澆筑完畢后予以封閉。

2.8 鋼筋加工及安裝

連續(xù)梁用鋼筋采用在鋼筋加工場集中加工成型，運至墩位后利用塔吊及纜索吊配合吊裝就位，人工安裝就位。鋼筋彎折加工時應(yīng)一次彎折成型，禁止反復(fù)彎折。

普通鋼筋安裝就位過程中，注意預(yù)留豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋及縱橫向預(yù)應(yīng)力鋼絞線孔道位置，避免鋼筋就位后與預(yù)應(yīng)力孔道位置相沖突，造成返工。

2.9 預(yù)應(yīng)力管道施工

預(yù)應(yīng)力管道采用鍍鋅波紋管，管間接頭利用直徑比正常管徑大2倍壁厚的接頭進行連接并用膠帶纏結(jié)牢固，防止有空隙進漿堵塞管道。定位鋼筋在管道彎曲處適當加密并與主筋連接牢固，防止混凝土澆筑時移位或張拉時崩裂。管道固定后即穿入內(nèi)稱管，內(nèi)稱管外徑應(yīng)比波紋管管道內(nèi)徑小5mm左右，以利于拔管順利。

2.1 0混凝土澆筑施工

連續(xù)梁混凝土采用拌合站集中拌合，混凝土運輸車運至現(xiàn)場后泵送至澆筑部位入模，插入式振搗棒振搗密實。因施工地處峽谷地形，路況不好且運距較遠，混凝土泵送過程中，混凝土坍落度損失較快，因此應(yīng)嚴格控制混凝土拌合質(zhì)量，嚴格把控混凝土拌合時間、原材質(zhì)量及外加劑質(zhì)量，確?；炷潦┕べ|(zhì)量合格?；炷潦┕ぶ袊揽鼗炷羶A落高度及振搗質(zhì)量。

2.1 1預(yù)應(yīng)力筋的張拉、壓漿

混凝土強度達到設(shè)計強度的95%及彈模達到設(shè)計強度的100%后，且齡期不小于5d，即可進行張拉，張拉一次到位。張拉時遵循以下原則：先張拉底板束，再張拉腹板束，后張拉頂板束；先張拉內(nèi)側(cè)束，后張拉外側(cè)束。張拉采用張拉力和伸長量雙控，以應(yīng)力控制為主，并用伸長值進行校核，實際伸長值與理論伸長值的差值控制在±6%以內(nèi)。預(yù)應(yīng)力筋張拉完成后，應(yīng)在24h內(nèi)進行壓漿。

2.1 2模板、托架的拆除

內(nèi)、外模板在混凝土強度達到規(guī)范要求后即可拆除，底模板及支架在張拉壓漿完成之后即可拆除。

3 結(jié)語

連續(xù)剛構(gòu)邊跨現(xiàn)澆段施工必須保證支架體系的安全性和可操作性，需要對支架體系進行設(shè)計和驗算，岔河特大橋邊跨現(xiàn)澆段采用鋼管支架結(jié)構(gòu)體系，通過對鋼管支架系統(tǒng)施工荷載計算，能夠滿足施工安全穩(wěn)定性要求，具有可操作性，可為同類橋梁施工提高施工參考。岔河特大橋已經(jīng)投入使用，得到了業(yè)主、監(jiān)理、地方政府的一致認可與好評。

[1]周水興，何兆益，鄒毅松，等編著.路橋施工計算手冊.人民交通出版社，2001，10（1）.

[2]鞠彥忠.材料力學.華中科技大學出版社，2008，9（1）.

[3]鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁（剛構(gòu)）懸臂澆筑施工技術(shù)指南.鐵道部經(jīng)濟規(guī)劃研究院，中國鐵道出版社，2010，8（1）.