大跨度連續(xù)梁0號(hào)塊托架法施工工藝分析

譚 春 騰

(湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽 421002)

1 工程概況

該大橋全橋長442.555 m，中心里程為DK304+212.343，橋梁基礎(chǔ)均采用鉆孔樁基礎(chǔ)，橋墩采用圓端形空心墩、實(shí)體墩。大橋主路寬13 m，兩側(cè)路肩寬1 m，國道立交要求為24.5 m×5.5 m(凈寬×凈高)，本橋采用(60+100+60)m連續(xù)梁跨越。

2 工程重點(diǎn)

2.1 0號(hào)塊施工

連續(xù)梁0號(hào)塊長14 m，梁高7.835 m，梁頂寬12.6 m，梁底寬6.7 m，底板厚110.7 cm～120 cm，腹板厚100 cm，隔板厚240 cm，頂板厚385 cm，混凝土方量約為354.37 m3，重量達(dá)921.36 t，節(jié)段內(nèi)鋼筋種類繁多，數(shù)量大，預(yù)應(yīng)力管道密集。因臨近國道且受地形影響需采用臨時(shí)托架法施工。

2.2 預(yù)應(yīng)力施工

連續(xù)梁的梁設(shè)采用三向預(yù)應(yīng)力體系，在縱向、橫向、豎向分別設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼筋，而且孔道相對密集，錯(cuò)開布置，管道多為曲線管道，施工過程中應(yīng)確?？椎牢恢?、孔道坐標(biāo)是否符合設(shè)計(jì)要求。

3 0號(hào)塊施工方案

3.1 托架設(shè)置

根據(jù)連續(xù)梁0號(hào)塊寬度、長度、重量，在主墩上鋼管柱托架，每側(cè)2根。

3.1.1托架預(yù)埋件

在施工連續(xù)梁主墩時(shí)，預(yù)先在主墩兩側(cè)預(yù)埋托架預(yù)埋件，預(yù)埋件包括預(yù)埋鋼板、預(yù)埋鋼管。托架水平桿根部及斜桿根部位置鋼管柱耳板上，預(yù)埋鋼板采用2.0 cm厚鋼板加工而成，背面焊接Φ20錨固鋼筋，錨固鋼筋間距15 cm并與鋼板采用T型焊接，預(yù)埋鋼筋需預(yù)先在鋼板上開孔，并在墩身內(nèi)預(yù)埋Φ50 mm鋼管，兩側(cè)扶墻桿采用2根Φ25精軋螺紋鋼筋對拉，鋼管與墩身內(nèi)鋼筋沖突時(shí)，可適當(dāng)移動(dòng)墩身鋼筋，確保精軋螺紋及鋼板位置準(zhǔn)確。

3.1.2三角托架

托架主構(gòu)件上下橫梁、斜杠均采用雙拼的Ⅰ36工字鋼，每兩榀托架間采用雙拼[20槽鋼聯(lián)系梁連接加固。托架在地面場地焊接拼裝完成后吊裝至墩頂安裝，以減少高空焊接作業(yè)量。扶墻桿與鋼板連接處增設(shè)2.5 cm厚加勁鋼板。

3.1.3橫向分配梁

托架上部底板橫橋向每側(cè)布設(shè)Ⅰ36三拼工字鋼分配梁，中心距1 820 mm,1 220 mm。分配梁梁與托架節(jié)點(diǎn)處采用1 cm厚鋼板焊接補(bǔ)強(qiáng)處理。

3.1.4調(diào)坡桁架

底、腹板范圍橫向分配梁上部布設(shè)調(diào)坡桁架，用來支撐底板。調(diào)坡桁架由2 cm厚的鋼板加工制作成楔形鋼架。

3.1.5縱向分配梁

翼緣板范圍橫向分配梁上部布設(shè)Ⅰ36工字鋼縱向分配梁，來用支撐側(cè)模，間距30 cm，縱向端部向兩側(cè)懸挑1.0 m作為搭設(shè)工作平臺(tái)挑梁。

3.1.6橫肋方木

調(diào)坡桁架上部橫橋向間距25 cm布設(shè)10 cm×10 cm方木，方木上部設(shè)1.5 cm厚竹膠板，用于底板底模。

3.1.7連接要求

錨固鋼筋與預(yù)埋件間采用T型焊接，其余所有焊接部位連接采用角焊連接，焊縫高度不小于10 mm，焊接質(zhì)量應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行施工，托架連接采用銷軸連接，銷軸材料使用40 Cr銷軸。

3.2 永久支座安裝

在安裝永久支座前，首先要對墊石中心線、標(biāo)高及預(yù)留地腳螺栓孔位置進(jìn)行復(fù)核。檢查支座連接是否完好。采用預(yù)制鋼模板制作灌漿模板，在底層設(shè)4 mm厚橡膠防漏條，并使用膨脹螺栓在支承墊石頂面進(jìn)行固定。采用墊塊對支座四角標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)支座調(diào)整到位后在下支座板底面和支承墊石頂面之間留2 cm～3 cm的空隙，方便于澆筑無收縮高強(qiáng)灌漿材料。灌漿材料主要性能：灌漿材料28 d抗壓強(qiáng)度不得小于50 MPa，彈性模量不得小于30 GPa，24 h抗折強(qiáng)度不得小于10 MPa；灌漿材料水灰比不得大于0.34，不允許泌水，30 min內(nèi)流動(dòng)性不大于30 s，灌漿材料在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下24 h自由膨脹率為0%～3%。

采用重力方式進(jìn)行灌漿，灌漿前應(yīng)估算灌漿體積，并準(zhǔn)備足夠的材料。灌漿口高度應(yīng)保證灌漿密實(shí)，灌漿實(shí)際體積量與計(jì)算值誤差不能太大，灌漿要連續(xù)中間不能缺漿。灌漿時(shí)先對支座預(yù)留的錨栓孔進(jìn)行灌漿，當(dāng)差不多灌滿支座預(yù)留時(shí)，從支座中心向四周進(jìn)行灌漿，直至鋼模板和支架底板間隙看到全部灌漿材料填滿。灌漿材料終凝后，拆模檢查有無滲漏，如有必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)漿處理。梁混凝土澆筑完畢后拆除各支座連接板與連接螺栓，修補(bǔ)支座油漆損壞部位，最后安裝支座圍板。

3.3 臨時(shí)固結(jié)支墩設(shè)置

為避免連續(xù)梁永久支座不被施工過程中產(chǎn)生的不平衡彎矩造成損壞，在主墩墩頂墊石兩側(cè)設(shè)置4個(gè)混凝土臨時(shí)固結(jié)支墩+二側(cè)鋼管臨時(shí)混凝土支墩方案。

臨時(shí)支座采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，標(biāo)號(hào)C50。臨時(shí)固結(jié)采用直徑為32 mm普通螺紋鋼筋，每個(gè)臨時(shí)固結(jié)共54根鋼筋，伸入墩頂和梁底各1 m。根據(jù)連續(xù)梁0號(hào)塊自重、施工荷載、風(fēng)壓、掛籃等不同情況，按最不利情況來確定臨時(shí)固結(jié)支墩尺寸、螺紋鋼筋規(guī)格及數(shù)量。臨時(shí)錨固鋼筋，下端錨固在墩身內(nèi)，上端錨固在中隔板或底板內(nèi)，在底板范圍內(nèi)的因底板厚度不滿足錨固長度的則穿過底板，并采用千斤頂錨固與內(nèi)模底板上。嚴(yán)格控制臨時(shí)支座頂面高程，墊石高程允許偏差為0 mm～-10 mm，且同一墊石頂面四角高差不得超過2 mm。臨時(shí)支座拆除時(shí)，將混凝土鑿除干凈，割斷鋼筋，對稱均勻、緩慢進(jìn)行，防止梁體受到震動(dòng)，以使梁體可以安全的落在永久支座上。

3.4 托架預(yù)壓

托架搭設(shè)完成，在混凝土箱梁施工前，對托架進(jìn)行相當(dāng)于1.2倍最大荷載的預(yù)壓，以檢查托架的承載能力，減少和消除托架體系的非彈性變形。在預(yù)壓過程中應(yīng)合理設(shè)置觀測點(diǎn)，做好相關(guān)的觀測記錄，便于托架變形計(jì)算。加載過程中應(yīng)注意分級加載，分為0%，60%，100%和120%四次加載。每級加載完成后在1 h內(nèi)進(jìn)行托架變形觀測，并間隔6 h觀測一次，當(dāng)相鄰兩次觀測沉降不大于2 mm后，才能進(jìn)行下一階段的加載。

加載重量全部就位后，每6 h觀測一次，連續(xù)觀測24 h,直至支架位移值小于2 mm時(shí)，才能卸載。第三級加載后靜停24 h開始分階段卸貨。在加載與卸載過程中應(yīng)均勻、緩慢，并遵循對稱、分級、分層原則。不能進(jìn)行集中加載與卸載以避免托架由于受力不均勻、突然受力而引起失穩(wěn)現(xiàn)象。當(dāng)托架消除非彈性變形和壓縮穩(wěn)定性后，進(jìn)行彈性變形測量，最后完成托架預(yù)壓施工。

撤除壓重預(yù)制塊后，根據(jù)預(yù)壓結(jié)果設(shè)置托架施工預(yù)留拱度，調(diào)整托架底模高程，并開始箱梁施工。加載時(shí)應(yīng)做好施工區(qū)的安全工作，搭設(shè)施工平臺(tái)并掛設(shè)安全網(wǎng)，并在施工平臺(tái)上的醒目處掛好標(biāo)記，所有非施工人員不得進(jìn)入加載施工現(xiàn)場，施工現(xiàn)場必須設(shè)置隔離線，保證加載施工過程不受任何干擾，以保證施工安全。

3.5 連續(xù)梁0號(hào)梁段模板施工

1)底模板。

0號(hào)塊底模采用1.5 cm厚優(yōu)質(zhì)竹膠板，平鋪于托架頂部10 cm×10 cm橫肋方木上。

2)外側(cè)模。

外側(cè)模及翼緣板處模板采用掛籃鋼模板，中支點(diǎn)處加寬段采用定型鋼模，通過在托架翼緣板處縱橋向Ⅰ36b工字鋼上支撐側(cè)模板及翼緣板模板。

3)內(nèi)模。

內(nèi)模除0號(hào)段橫隔板處采用木模板外，其他地段盡量采用鋼模。底板圓弧倒角處采用3 mm鋼板卷制而成，鋼板一側(cè)間距30 cm預(yù)留鉚釘孔，通過鉚釘與鋼模板點(diǎn)焊連接。

3.6 混凝土澆筑

在混凝土施工前應(yīng)仔細(xì)檢查托架、模板、鋼筋、波紋管等，并對模板進(jìn)行清理。采用汽車泵進(jìn)行澆筑，懸臂澆筑過程中應(yīng)平衡澆筑，不平衡澆筑不能大于2 m2，最大不平衡荷載不能大于20 t?；炷翝仓r(shí)應(yīng)水平分層，每層厚度不大于30 cm，連續(xù)一次性澆筑成型，當(dāng)混凝土自流高度大于2 m時(shí)，應(yīng)采用溜槽或串筒傳送。首先在頂板設(shè)置下料口以便于底板混凝土的澆筑，也可以采用拆模的方法在下部設(shè)串筒或溜槽進(jìn)行澆筑，當(dāng)?shù)装鍧仓瓿珊?，恢?fù)模板和鋼筋。

混凝土澆筑方向從梁的懸臂段澆筑至墩頂，澆筑順序?yàn)閺牡装宓礁拱逶俚巾敯?，采用?0 mm插入式振搗器進(jìn)行振搗，快插慢拔，振搗棒移動(dòng)范圍不大于30 cm，振搗時(shí)以混凝土表面翻漿，不再冒出汽泡為標(biāo)準(zhǔn)，分層澆筑時(shí)振搗棒插入下層混凝土5 cm～10 cm。

由于部分如齒板處腹板錨固端鋼筋相對密集，這時(shí)應(yīng)使用小直徑30 mm振搗器，振搗時(shí)應(yīng)尤其注意錨墊板下混凝土的密實(shí)度，不得有漏振及過振現(xiàn)象。澆筑過程中應(yīng)注意振搗棒不得碰觸模板及預(yù)應(yīng)力管道。在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，為了保證不堵塞孔道，豎向預(yù)應(yīng)力孔道和橫向預(yù)應(yīng)力孔道保持連續(xù)通風(fēng)，初混凝土凝后及時(shí)拆除插入的芯管。

混凝土澆筑完畢后應(yīng)進(jìn)行壓光處理，以避免混凝土表面過早出現(xiàn)裂縫。澆筑頂板混凝土?xí)r應(yīng)注意預(yù)留2%反水坡，施工時(shí)可在梁體縱向中心線帶線施工，采用掛桿進(jìn)行找坡。混凝土終凝后應(yīng)立即覆蓋和澆水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以消除由于內(nèi)外溫差引起的混凝土表面裂縫等(冬季施工可覆蓋棉被保溫)，養(yǎng)護(hù)期不少于14 d。

3.7 托架拆除

0號(hào)塊混凝土張拉及注漿完成后，方可進(jìn)行托架拆除。托架拆除時(shí)可將木排架上部用于調(diào)整底模標(biāo)高的抄手木楔拆掉，達(dá)到底模與托架分離，逐層拆除整個(gè)托架體系，拆除時(shí)由兩側(cè)向中間，均勻緩慢進(jìn)行，并設(shè)置專人指揮。

4 結(jié)語

當(dāng)前該大橋(60+100+60)m連續(xù)剛構(gòu)拱0號(hào)塊已順利施工完成，工程實(shí)例證明，只有嚴(yán)格檢查施工各環(huán)節(jié)，按圖施工，不打折扣，才能順利完成施工。