橋梁邊跨現(xiàn)澆施工技術(shù)研究

于子洋

(中國鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，天津 300300)

現(xiàn)澆混凝土施工技術(shù)在應(yīng)用時(shí)雖然限制條件比較多，施工工序比較復(fù)雜，設(shè)備設(shè)施費(fèi)用大，但結(jié)構(gòu)剛度比較大，整體效果好，抗震性強(qiáng)。可適應(yīng)復(fù)雜多變的地質(zhì)條件，節(jié)約鋼材、水泥、預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸費(fèi)用，在橋梁邊跨施工中具有非常明顯的優(yōu)越性。橋梁邊跨施工具有很強(qiáng)的綜合性，而且施工條件比較復(fù)雜，傳統(tǒng)混凝土施工技術(shù)很難滿足實(shí)際需求，但現(xiàn)澆施工技術(shù)可有效解決此類問題，因此被廣泛應(yīng)用在橋梁邊跨施工建設(shè)中。本文基于工程實(shí)例，對(duì)橋梁邊跨現(xiàn)澆施工技術(shù)的具體應(yīng)用做了如下分析。

一、工程概述

軌道交通Z4線一期工程土建施工第二合同段，標(biāo)段起訖DK28+640.846～DK39+550.866，區(qū)間線路總長度10.91km。主要施工任務(wù)包括航安道站、航母公園站、玉砂道站、濱海南開中學(xué)站～航安道站區(qū)間、航安道站～航母公園站區(qū)間、航母公園站～玉砂道站區(qū)間、玉砂道站～中心漁港站區(qū)間。本次施工部位是位于航安道站與航母主題公園站之間部分，該部分采用30+50+30m跨徑連續(xù)梁，在20#、21#樁號(hào)之間跨越規(guī)劃道路航津道，邊墩、主墩墩號(hào)分別為：19#、20#、21#、22#，其中 19#邊墩對(duì)應(yīng)的樁號(hào)為：K31+231.609、20#中墩對(duì)應(yīng)的樁號(hào)為：K31+261.609、21# 中墩對(duì)應(yīng)的樁號(hào)為：K31+311.609、22#邊墩對(duì)應(yīng)的樁號(hào)為：K31+341.609（橋梁立面圖如圖1所示）。

圖1 橋梁立面圖

二、支架施工

（一）支架地基處理

本工程0#塊支撐體系設(shè)置在承臺(tái)上方，但橋梁邊跨只有一部分設(shè)置在承臺(tái)內(nèi)部，大部分設(shè)置在承臺(tái)之外。根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告顯示，地基比較松軟承載力為124kPa，難以滿足實(shí)際需求，需要進(jìn)行處理。采用換填處理法，處理范圍為支架體系投影外加寬2m，處理方法為：先清除表面雜填土，直到露出粉質(zhì)黏土層，然后向上填筑2層3∶7的灰土，壓實(shí)度不能低于0.94，每層200mm，換填完成后進(jìn)行現(xiàn)場地基承載力特征值試驗(yàn)，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，再用混凝土做硬化處理，處理厚度為0.5m，確保承載力能滿足實(shí)際需求。

（二）支架搭設(shè)

本工程支架采用φ630×16mm的圓鋼支架，根據(jù)支架形式的不同分為兩種，一種是為滿足設(shè)計(jì)需求臨時(shí)錨固用的鋼管支撐，沿著橋梁橫向設(shè)置3根，設(shè)置在U箱組合梁的腹板位置，位于承臺(tái)之上。另一種是為滿足橋梁邊跨現(xiàn)澆施工而設(shè)置的支撐體系鋼管支架，同樣沿著橋梁橫向設(shè)置4根，在沿著橋梁縱向設(shè)置4根，支架下部用法蘭固定，法蘭寬度為100mm，鋼板厚度為16mm，頂部用12mm厚鋼板進(jìn)行覆蓋(具體情況如圖2所示)。

圖2 鋼管支撐下部法蘭盤及頂部封板斷面圖

施工時(shí)采用70t履帶吊進(jìn)行架立，8m長度圓管撐的重量約為1.9t。架立時(shí)采用由內(nèi)向外的順序，即先架立在承臺(tái)上的錨固用鋼管撐，再架立承臺(tái)外的支撐，用鋼管撐。在承臺(tái)、鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)施工期間，預(yù)留錨固螺栓，沿Ф 630×16mm圓形鋼管撐周邊共設(shè)置8個(gè)錨固螺栓，與鋼管撐上法蘭盤的螺栓孔對(duì)應(yīng)插入，采用雙螺母固定，吊裝時(shí)，采用兩臺(tái)全站儀在X、Y兩個(gè)方向?qū)︿摴軗蔚拇怪倍?、高程進(jìn)行控制，確保滿足要求

三、支座施工

為確保后期施工能順利開展，設(shè)置了兩個(gè)支座，一個(gè)為GPZ（Ⅱ）4SX雙向活動(dòng)支座，另一個(gè)為GPZ（Ⅱ）4DX單向活動(dòng)支座。支座底部為C50混凝土，臺(tái)帽澆筑時(shí)先預(yù)埋了墊石鋼筋，然后進(jìn)行立模施工。在澆筑時(shí)預(yù)留出四個(gè)地腳螺栓，支座安裝前先進(jìn)十字測量放線，找平座墊標(biāo)高，在實(shí)際安裝時(shí)確保支座四個(gè)角的高度差不超過2mm，并和支座下方鋼板緊密連接。確認(rèn)各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)都達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后將地腳螺栓緩慢旋入預(yù)留孔中，并灌注環(huán)氧砂漿。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不能小于3天，并用彩布條覆蓋整個(gè)支座，避免水浸入。

四、模板施工

本工程橋梁邊跨現(xiàn)澆時(shí)采用了15mm厚竹膠模板，為大面積定型模板，厚度為10mm，后方設(shè)置水平橫楞，并用槽鋼制作，沿模板高度方向距離300mm，橫楞后方設(shè)置雙拼18b主楞，沿橋梁縱向間距為800mm。應(yīng)用實(shí)例表明，此種模可有效減少模板接縫，避免發(fā)生滲漿和漏漿現(xiàn)象，從而提升混凝土的外觀質(zhì)量。在底模和側(cè)模之間用橡膠密封加固。U箱組合梁的高度較高，側(cè)壓力較大，施工時(shí)采用對(duì)拉螺栓抵消混凝土的水平側(cè)壓力，對(duì)拉螺栓直徑為Ф 16mm，沿高度方向每隔500mm設(shè)置一道。

五、鋼筋工程施工

鋼筋有專業(yè)部門負(fù)責(zé)采購，并運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，進(jìn)場時(shí)要出具出廠合格證書和質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告，并進(jìn)行抽樣檢測，如果拉力、彎曲試驗(yàn)不過關(guān)則嚴(yán)禁進(jìn)入施工現(xiàn)場。鋼筋加工時(shí)要嚴(yán)格按照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》中的要求來執(zhí)行，其形狀、尺寸、規(guī)格等指標(biāo)都要滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)鋼筋的直徑超過25mm時(shí)，要采用直螺紋機(jī)械連接，并盡量錯(cuò)開接頭位置，直徑小于25mm的鋼筋可采用搭接進(jìn)行連接。鋼筋接頭位置應(yīng)錯(cuò)開，遵循搭接長度雙面5d，同一截面鋼筋接頭面積不宜大于受力鋼筋面積的25%。在鋼筋綁扎之前，需要根據(jù)底板鋼筋間距進(jìn)行綁扎。

六、混凝土澆筑施工

本工程邊跨澆筑時(shí)采用商品混凝土，在原材料選擇、配合比、拌制時(shí)要盡量按照相關(guān)要求來執(zhí)行，并在澆筑前對(duì)C50混凝土做配比試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)報(bào)告配制混凝土?；炷了蒙白?、碎石、水泥、外加劑均采用與配合比試配時(shí)用料相同，每聯(lián)U箱組合梁必須采用同一批水泥，以保證混凝土強(qiáng)度和外觀的相對(duì)穩(wěn)定。采用2臺(tái)混凝土柴油泵和2臺(tái)吊車來運(yùn)輸混凝土，確?；炷凉?yīng)量能滿足施工要求。

由于該橋梁邊跨混凝土需求量比較大，可采用分段分層法進(jìn)行澆筑，按照縱向分段澆筑、豎向分層澆筑、從中間向兩邊澆筑的原則進(jìn)行澆筑。

在底板澆筑時(shí)，采用腹板下料澆筑法完成澆筑，如果腹板下料不能滿足底板混凝土量，則要從每箱頂板內(nèi)模預(yù)留孔下料完成澆筑。為確保施工質(zhì)量，在混凝土澆筑時(shí)要派遣專業(yè)人員觀察底板混凝土澆筑的穩(wěn)定性，避免腹板下墜而發(fā)生翻漿現(xiàn)象。在振搗時(shí)振搗棒嚴(yán)禁碰觸波紋管和模板。當(dāng)混凝土澆筑完成后，立即用土工布或者塑料布進(jìn)行覆蓋，并進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，以緩慢混凝土水化引起的高溫，避免發(fā)生裂縫等質(zhì)量通病，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不能低于7d。

七、預(yù)應(yīng)力工程施工

當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%時(shí)，就可以開展張拉操作，本工程可分兩部分進(jìn)行張拉，一部分是橋梁邊跨永久性預(yù)應(yīng)力束，沿著橋梁縱向布置，隨著梁體的變形會(huì)對(duì)支撐體系造成內(nèi)力重新分布，而永久性束位于U箱組合梁截面上方，張拉之后0#塊兩段的變形向上，并不會(huì)對(duì)支撐體系造成影響(具體預(yù)應(yīng)力束布置圖如圖3所示)。

圖30 #塊預(yù)應(yīng)力束正立面布置圖

另一部分為臨時(shí)錨固預(yù)應(yīng)力束，布置位置和錨固鋼管支撐的位置相對(duì)應(yīng)，此預(yù)應(yīng)力束的主要作用是對(duì)0#塊進(jìn)行臨時(shí)錨固，對(duì)日后懸拼施工時(shí)的不對(duì)稱荷載起到了抗力作用。

預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉程序如下：預(yù)應(yīng)力張拉前應(yīng)用0.10σk張拉一次，再開始測伸長量。張拉順序：0→初應(yīng)力→1.0σk（錨下張拉控制應(yīng)力）→持荷5min→錨固。施工中任何情況下，最大張拉控制應(yīng)力不得大于0.8fpk。在預(yù)應(yīng)力孔道壓漿時(shí)采用了C50水泥漿液，并加入適量的減水劑和膨脹劑，有效保證了預(yù)應(yīng)力壓漿孔道的密實(shí)性，在實(shí)際壓漿操作時(shí)要嚴(yán)格控制混凝土配合比，壓漿時(shí)壓漿壓力控制在1.0MPa以下，每個(gè)孔道壓漿到設(shè)計(jì)壓力后，要預(yù)留出一定的穩(wěn)壓時(shí)間，提升壓漿的飽滿度。

八、施工效果分析

本工程施工完成后對(duì)各個(gè)構(gòu)件的受力情況進(jìn)行了全面計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如附表1所示。

從表1中可以看出，在本工程邊跨現(xiàn)澆時(shí)各個(gè)受力構(gòu)件所承受的應(yīng)力都滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，說明此種在橋梁邊跨施工中應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)可有效確保橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。從施工效率來看，無論是施工效率還是施工質(zhì)量，都達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，可進(jìn)行大范圍推廣應(yīng)用。

附表1 橋梁邊跨現(xiàn)澆受力構(gòu)件應(yīng)力計(jì)算結(jié)果表