節(jié)段預制拼裝連續(xù)剛構在橋梁工程中的應用

趙 敬 川

(廣州地鐵集團有限公司,廣東 廣州 510330)

1 工程概況

廣州市軌道交通十四號線高架橋約32 km，除上跨河涌、現(xiàn)狀或規(guī)劃橋梁等特殊節(jié)點為現(xiàn)澆或懸澆連續(xù)剛構橋梁外，高架區(qū)間標準段在國內(nèi)創(chuàng)新首次大規(guī)模、長距離采用節(jié)段預制拼裝連續(xù)剛構形式。節(jié)段預制拼裝標準橋梁為4跨1聯(lián)為標準跨徑組合連續(xù)剛構箱梁，以40 m跨為標準跨徑，配跨為4×38 m連續(xù)剛構等跨徑組合。每一節(jié)段塊結構形式為單箱單室斷面。箱梁頂寬10 m，梁底寬2.4 m,梁高2 m，采用短線法[1,2]預制，現(xiàn)場膠拼、逐孔架設，節(jié)段重約40 t。施工效率高，最快平均2.5 d架設一跨。每孔橋梁兩側與中墩墩頂塊預留20 cm的濕接縫采用混凝土現(xiàn)澆，每一聯(lián)橋梁兩端邊墩采用單薄壁墩，單薄壁墩采用現(xiàn)澆施工工藝，墩柱頂與節(jié)段梁底同寬，墩梁連接協(xié)調一致。

2 施工方案

節(jié)段梁的架設采用DP50/40節(jié)段拼裝架橋機逐孔架設。整體施工采用先簡支后連續(xù)的施工工藝。節(jié)段梁運架總體施工流程：節(jié)段梁由平板運梁車運輸至架橋機正下方，由架橋機提升至架設位置，將所有梁段全部提升懸掛后，從該跨的后端開始逐片涂膠預拼，張拉臨時預應力，待所有梁段膠拼完成后，張拉簡支預應力鋼束至設計規(guī)定值，注漿封錨、整孔落梁，解除架橋機與混凝土梁的連接，架橋機過孔，重復上述步驟完成整聯(lián)內(nèi)各孔節(jié)段梁的架設。澆筑濕接縫，待混凝土達到設計要求后張拉連續(xù)預應力鋼束至設計規(guī)定值，注漿封錨。

3 節(jié)段梁膠拼施工

3.1 節(jié)段塊懸掛與試拼

起重天車把箱梁節(jié)段吊起，移動天車至節(jié)段的安裝位置，利用吊掛將節(jié)段塊懸掛于主梁下方，天車摘鉤后繼續(xù)吊運其他節(jié)段，直到整跨的箱梁各節(jié)段全部吊掛在架橋機上。

梁段經(jīng)車起吊至與已拼裝梁段相同高度后停止，緩慢將天車向已拼梁段靠攏，在快靠攏時，用木楔在兩梁段接縫間臨時塞墊，防止梁段撞傷。等梁段穩(wěn)定后，通過吊具對起吊梁段的位置調整，使其與已拼梁段端面匹配。取出墊木，緩慢驅動天車將起吊梁段與已拼梁段拼接，到位后觀察上、下接縫是否嚴密，有無錯臺。

3.2 環(huán)氧樹脂膠涂抹

在節(jié)段梁試拼完成后，再將其沿縱向后移40 cm，在已拼裝梁斷面進行涂膠。涂膠完成后，合龍梁段，施加臨時預應力，并在膠結劑固化前，進行體內(nèi)束預應力張拉。

涂膠總的原則是快速、均勻并保證涂膠厚度。涂膠面要用鋼絲刷、砂紙打平，并洗干凈和保持干燥。兩塊節(jié)段梁的拼接時間段包括第一筒配比涂刷，刮平，拼裝對位，臨時張拉，合計時間為40 min，采用的粘接劑初步固化時間應大于2 h。

4 預應力施工

4.1 臨時預應力施工

臨時張拉預應力采用6根精軋直螺紋鋼筋作為預應力張拉桿件，分別布置于梁段頂板及底板上。張拉時采用頂板和底板上下同時張拉，橫向按先中間后兩邊對稱張拉[3]。臨時預應力解除時，必須在整孔體內(nèi)縱向預應力束全部完成后。

4.2 整孔箱梁預應力施工

1)材料及施工機具。

本工程預應力體系構造主要有：鋼絞線、錨板和夾片、錨墊板和螺旋筋、轉向器、預埋管、密封裝置、減振裝置、保護罩等，見圖1。

2)施工流程。

施工機具、材料準備→下料→體內(nèi)索穿束→張拉體內(nèi)束→孔道壓漿→錨頭預埋管內(nèi)防腐→防松裝置保護罩的安裝。

4.3 孔道壓漿

張拉完畢后，應該及時壓漿，最遲不得超過48 h，以免預應力鋼束銹蝕或松弛。

施工技術要求：管道壓漿采用真空壓漿，水泥漿標號為425號以上的普通硅酸鹽水泥。真空壓漿的主要設備包括智能壓漿機、真空泵。預應力管道材料不允許有裂縫或存在影響抽真空的缺陷。采用真空泵排除多余空氣后，管道內(nèi)應能維持-0.06 MPa～-0.09 MPa的真空度。預應力孔道經(jīng)過清孔后，不允許留有積水。

4.4 封錨

壓漿完成后，用砂輪切割機割除長余的鋼絞線，其外露長度大于3 cm，并對需封錨的部位及時進行混凝土澆筑[4]。

5 箱梁固定與濕接縫、后澆段澆筑

預應力束張拉完成后，箱梁形成一個整體，此時解除架橋機中吊掛與箱梁的連接，依靠架橋機兩端的端吊掛使整孔箱梁下落，當箱梁下落距臨時支架頂端約3 cm～5 cm時停止下落，此時啟動架橋機的縱橫移泵站，操作架橋機的縱橫移油缸使箱梁正確對位后(對位基準依據(jù)線路縱向中心線和梁面控制高程)，繼續(xù)下落箱梁至臨時支架頂部，見圖2。

5.1 箱梁固定

整孔箱梁下落至臨時支架支撐、解除架橋機的兩個端吊掛后，箱梁會向下坡方向有一定的移動量，導致箱梁兩端濕接縫的間隙大小不一致，特別是線路縱坡較大時更為明顯。整孔箱梁下落至臨時支架支撐后，在梁體與墩頂塊放置可調擋塊，加以固定(將可調擋塊提前調節(jié)至濕接縫規(guī)定尺寸)。

5.2 濕接縫澆筑及后澆段施工

施工人員在修飾架上拼裝濕接縫外模板，內(nèi)模板在內(nèi)腔室安裝。濕接縫混凝土用輪胎式起重機起吊料斗至橋面澆筑。采用兩臺振搗器振搗，要確保不漏振、不欠振、振搗密實。澆筑完畢后

注意覆蓋土工布并進行灑水養(yǎng)護[5]。

每一聯(lián)的兩端節(jié)段塊為后澆節(jié)段塊，它與邊墩連接處存在一部分后澆段來實現(xiàn)整聯(lián)節(jié)段梁為剛構連續(xù)梁。后澆節(jié)段塊與橋墩的后澆部分均有預埋鋼筋。落梁時要特別注意后澆節(jié)段塊鋼筋與橋墩鋼筋的相對位置，整孔落梁后需把后澆塊鋼筋與橋墩鋼筋進行搭接，使橋墩與后澆塊連接為整體，然后再澆筑后澆塊與橋墩之間的混凝土，使后澆塊與邊墩成為一個整體。

6 整聯(lián)箱梁預應力張拉及臨時支架拆除

待一聯(lián)的所有箱梁架設完成并且濕接縫強度達到后，需對整聯(lián)節(jié)段梁進行整體預應力張拉、壓漿、封錨。注意連接孔與孔之間的鋼絞線端頭均布置在箱梁腹內(nèi)的下底板或上底板上，操作空間有限，且上蓋板處張拉時千斤頂需牢靠固定。整聯(lián)箱梁張拉完成后，卸除臨時支架的支撐反力，完成力系轉換。

7 拼裝測量控制

結合本線路的設計特點(即高位拼裝、低位落梁的架設工藝)和架橋機的結構特點。測量控制內(nèi)容包括：高位拼裝時重點控制節(jié)段梁的里程和軸線，輔助控制節(jié)段梁的高程，拼裝完成的整跨梁頂面在同一個水平面內(nèi)；低位落梁時，借助架橋機端吊掛的升降、縱移和橫移對整跨梁進行里程、高程和軸線的重點測量控制。

8 結語

廣州市軌道交通十四號線高架橋梁標準段長距離采用節(jié)段預制拼裝連續(xù)剛構橋梁，用架橋機進行節(jié)段預制膠拼、整孔架設、先簡支后連續(xù)施工，經(jīng)過典型斷面橋梁靜載、動載等檢測，結果顯示節(jié)段預制拼裝連續(xù)剛構箱梁荷載效率、撓度、控制界面應變值和殘余比、跑車運營響應性能指標等均在規(guī)范允許正常范圍內(nèi)，試驗過程中梁體未發(fā)生明顯裂縫，橋梁質量狀況良好。廣州市軌道交通十四號線已于2018年12月28日正式開通試運營，自開通以來，高架橋梁沉降、變形、裂縫等長期監(jiān)測數(shù)據(jù)穩(wěn)定，均在規(guī)范允許正常范圍內(nèi)，橋梁運營正常。

實踐表明，長達幾十公里大規(guī)模、長距離的軌道交通高架橋梁上部結構采用節(jié)段預制拼裝連續(xù)剛構形式是可行的，采用現(xiàn)澆法結合“短線法”節(jié)段預制梁膠拼，線性控制等測量較精確，施工效率高，質量亦有保障，為今后同類橋梁工程的施工提供借鑒。