里溪特大橋連續(xù)梁0號(hào)塊托架法施工工藝研究

付 軍， 楊 鑫， 張 濤

(武漢理工大學(xué)，湖北 武漢 430063)

1 工程概況

新建衢州至寧德鐵路(福建段)先期工程 QNFJ-XQ 標(biāo)段里溪特大橋全橋孔跨布置：(2-24 m)簡(jiǎn)支T梁+(48+80+48)m連續(xù)梁+(1-24 m)簡(jiǎn)支T梁，中心里程DK233+071.345，橋全長(zhǎng)583.91 m。其中(48+80+48)m連續(xù)梁布置在第8～11號(hào)橋墩間。里溪特大橋第8號(hào)墩～第11號(hào)墩梁跨設(shè)計(jì)為(48+80+48)m懸臂澆筑連續(xù)梁，梁全長(zhǎng)177.2 m。連續(xù)箱梁設(shè)計(jì)采用單線有砟軌道預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁。本聯(lián)連續(xù)梁位于直線段上。(48+80+48)m連續(xù)梁部分橋跨布置如圖1所示。

圖1 橋跨布置

2 連續(xù)梁0號(hào)塊施工工藝流程

2.1 臨時(shí)固結(jié)施工

墩頂0號(hào)梁段(連續(xù)梁“T構(gòu)”)與墩身之間連接采用剛性連接，即墩梁臨時(shí)固結(jié)。剛性連接結(jié)構(gòu)為臨時(shí)支墩和錨固鋼筋。臨時(shí)支座設(shè)置于墩頂周邊位置，在橋梁永久支座的外側(cè)墩帽邊緣處，條形布置，每座墩頂布置四條。平面布置寬度80 cm、長(zhǎng)度2×120 cm，從墩頂至梁底全高。支座采用C40混凝土，臨時(shí)支座平面布置位置如圖2所示。墩梁固結(jié)方式選用臨時(shí)固結(jié)，考慮到強(qiáng)度性能，抗傾覆錨固采用φ32 mm精軋螺紋鋼筋錨栓，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度[σ]=830 MPa(型號(hào)PSB830)?？箖A覆錨固鋼筋平面布置位置如圖2所示。臨時(shí)支墩模板采用竹膠板制作。臨時(shí)支墩的頂面和底面設(shè)置隔離層以利在合攏前拆除臨時(shí)支座[1]。

圖2 抗傾覆錨固鋼筋平面位置布置簡(jiǎn)圖(單位：cm)

2.2 連續(xù)梁0號(hào)梁段托架施工

0號(hào)塊縱橋向長(zhǎng)11 m，梁寬7.2 m，箱梁最大高度6.6 m，底板厚45～85 cm，頂板厚28 cm，腹板厚40～60 cm，中間設(shè)2.4 m寬的橫隔板，0號(hào)塊砼191.8 m3，節(jié)段重量498.6 t，梁體兩側(cè)懸臂長(zhǎng)度4 m。0號(hào)塊采用三角形托架現(xiàn)澆法施工。三角托架由三角托架和橫向分布I25b工字鋼橫梁兩部分組成。支撐架高度3.2 m，斜支撐按4∶3設(shè)置，頂面平臺(tái)全長(zhǎng)13 m(每側(cè)長(zhǎng)度3.6 m)、橫橋向?qū)挾?.2 m，周邊作業(yè)面按1 m預(yù)留。每個(gè)0號(hào)梁段共布置4肢三角托架，每側(cè)2肢托架，對(duì)稱于墩身兩側(cè)布置，兩榀托架間距為3.5 m。施工結(jié)構(gòu)布置如圖3所示。

圖3 0號(hào)塊托架布置圖

三角桁架斜支撐柱N1采用φ200 mm、壁厚10 mm的普通螺旋鋼管；上桁水平拉桿N2采用2根I36b型工字鋼組合梁；上部平臺(tái)橫向分布梁N3采用I25b型工字鋼；墩身內(nèi)預(yù)埋件N4及N5由2根[32b型槽鋼對(duì)扣組合桿件，N4通長(zhǎng)預(yù)埋在墩身內(nèi)，N5局部預(yù)埋在墩身內(nèi)；在兩根N2水平拉桿之間設(shè)置水平橫撐，水平橫撐使用[16槽鋼及75等邊角鋼制作[2]。托架均為鉸接，銷軸螺栓采用30CrMnTi合金鋼，直徑為60 mm。本方案所用鋼材材質(zhì)，除軸銷采用特殊合金鋼之外，其余均為Q235普通結(jié)構(gòu)鋼。支撐架桿件焊接均采用J506焊條[3]。

N3橫向分部工字鋼梁上面，再布置10 cm×10 cm小木楞，間距不大于0.75 m；面層鋪設(shè)1.5 cm厚竹質(zhì)膠合板模板或組合鋼模板。箱梁底部向上斜坡處高度不足部分，在工字鋼橫梁梁上增設(shè)槽鋼頂撐接高。

2.3 連續(xù)梁0號(hào)梁段托架預(yù)壓

為消除支架安裝而產(chǎn)生的非彈性變形，以及測(cè)定支架的彈性變形量，支架安裝后需要進(jìn)行配重試壓。本橋墩身過(guò)高，支架預(yù)壓采用預(yù)拉預(yù)壓工法。即在承臺(tái)上預(yù)埋反力索，通過(guò)反力索將鋼絞線接長(zhǎng)到支撐架上面，再使用千斤頂預(yù)拉鋼絞線，使得支撐架得到預(yù)壓[4]。預(yù)壓荷載按梁段重量的1.2倍加載張拉，最大預(yù)壓張拉力990 kN。托架加載試驗(yàn)縱向位置示意如圖4所示。按設(shè)計(jì)文件規(guī)定預(yù)壓荷載是梁段重量的1.2倍。

圖4 0號(hào)梁段托架加載試驗(yàn)縱、橫向布置圖

支撐架上梁段重量(單側(cè))：Q=825 kN，預(yù)壓施加荷載為N=1.2Q=990 kN。預(yù)壓時(shí)集中荷載F=990/2=495 kN，即每榀托架受壓力為495 kN，由YG-75千斤頂提供[5]。

加載辦法：

(1) 在托架正下方的承臺(tái)上線路中心線兩側(cè)、縱向墩身雙向各預(yù)埋6根φ25精軋螺紋鋼錨固鋼筋，橫橋向埋設(shè)間距10 cm，埋設(shè)深度120 cm，外露80 cm。

(2) 在托架前節(jié)點(diǎn)處搭設(shè)操作平臺(tái)，將YG-75千斤頂置于操作平臺(tái)上。

(3) 將5根φ15.2預(yù)應(yīng)力鋼絞線下端錨固與承臺(tái)預(yù)埋錨筋上，上端錨固于YG-75千斤頂。

(4) 頂升千斤頂，千斤頂對(duì)托架產(chǎn)生向下的集中力，以實(shí)現(xiàn)對(duì)托架的預(yù)壓試驗(yàn)。

加載時(shí)，按最大施工荷載工況分4級(jí)加載，第一級(jí)為100 kN，第二級(jí)為250 kN，第三級(jí)為350 kN，第四級(jí)為495 kN。每施加一級(jí)荷載均記錄托架前節(jié)點(diǎn)處位移，并仔細(xì)觀察托架節(jié)點(diǎn)、桿件及錨固有無(wú)異常。荷載值以油表讀數(shù)控制，位移值采用精密水準(zhǔn)儀測(cè)量。

2.4 連續(xù)梁0號(hào)梁段模板施工

2.4.1 底模板

0號(hào)段底模支承在橋墩及托架平臺(tái)支架上，底模板采用1.5cm厚竹膠板，模板底梁10 cm×10 cm的方木，與托架I25b工字鋼橫梁之間高度不足部分，采用槽鋼頂撐接高，并用楔木或鋼板墊平。立模標(biāo)高應(yīng)根據(jù)預(yù)壓結(jié)果預(yù)留托架系統(tǒng)的彈性變形值，設(shè)計(jì)預(yù)拱度，砼徐變及二期荷載等因素確定。

2.4.2 外側(cè)模板

外側(cè)模板用廠家定制大型鋼模板，以螺栓定位，標(biāo)高調(diào)整和拆模采用千斤頂頂托。由于外模高度較大，為防止側(cè)模底部和中間由于振搗而產(chǎn)生變形，在距底模150 cm、400 cm和頂板砼面以上10 cm的位置縱向每隔2.5 m左右加設(shè)通長(zhǎng)的φ25螺紋鋼水平拉桿，在底板和側(cè)模交叉處在側(cè)模外側(cè)采用加設(shè)千斤頂?shù)姆椒ㄟM(jìn)行加固，在兩端頭模板處應(yīng)保證增加拉桿數(shù)量。在拉桿穿過(guò)腹板時(shí)盡量通過(guò)通風(fēng)孔或采用拉桿外套設(shè)PVC管，以方便拉桿重復(fù)利用，如圖5所示。

圖5 0號(hào)梁段外側(cè)模板組裝正面示意圖

2.4.3 內(nèi)模板和過(guò)人洞模板

0號(hào)梁段的內(nèi)腔選用鋼木結(jié)合的內(nèi)模板，制作定型型鋼支撐架。為便于模板的拆運(yùn)，構(gòu)件長(zhǎng)度小于2 m。木模厚度為5 cm，為保證光滑平整性，涂刷以脫模劑。過(guò)人洞部分模板采取支力加固。

2.4.4 模板安裝

0號(hào)段模板采用外拉內(nèi)撐加固形式，腹板部位外拉采用φ16螺紋鋼做為拉桿，拉桿縱、豎向間距為70 cm×70 cm；兩側(cè)伸出模板長(zhǎng)度不小于15 cm，加套20 mm厚鋼墊板及雙螺母。內(nèi)撐采用φ48 mm鋼管做支撐，下面支撐在底板混凝土墊塊上?；炷翝仓髮摴芙爻?，并將空洞灌漿處理[6]。

模板安裝順序?yàn)椋喊惭b底板→外側(cè)模板→內(nèi)模板→端頭板→底板堵頭板→頂板內(nèi)模板→頂板堵頭板→外翼邊板。

模板安裝完成及加固后，對(duì)其內(nèi)部及平立面尺寸進(jìn)行校核，通知測(cè)量隊(duì)驗(yàn)收模板，滿足設(shè)計(jì)要求后方可進(jìn)行下步施工。

2.4.5 模板拆卸

澆筑混凝土后，縱向預(yù)應(yīng)力張拉完畢后可按如下順序脫模：堵頭板→端模板→外側(cè)模板→過(guò)人洞模板→底模板。底模板必須等到本節(jié)段鋼索張拉后才能進(jìn)行。

2.5 鋼筋、預(yù)應(yīng)力束孔道施工

當(dāng)0號(hào)梁段底模板安裝完畢后，進(jìn)行鋼筋、預(yù)應(yīng)力束孔道布設(shè)工作。0號(hào)梁段鋼筋、預(yù)應(yīng)力束管道布設(shè)施工順序?yàn)椋航壴装邃摻睢惭b底板預(yù)應(yīng)力筋孔道波紋管→綁扎腹板鋼筋→安裝腹板預(yù)應(yīng)力筋→綁扎頂板鋼筋→安裝頂板預(yù)應(yīng)力筋孔道→安裝預(yù)埋孔、預(yù)埋件[7]。

為保鋼筋安裝確保位置準(zhǔn)確、不位移，在施工時(shí)對(duì)節(jié)點(diǎn)鋼筋進(jìn)行放樣，綁扎鋼筋的扎絲多余部分應(yīng)想構(gòu)件內(nèi)側(cè)彎折，以免因外露形成銹斑影響混凝土感觀質(zhì)量和使用壽命。

預(yù)應(yīng)力筋孔道采用預(yù)埋波紋管。波紋管接長(zhǎng)采用套管對(duì)接方法。即在波紋管接頭處增設(shè)大一直徑波紋管套管，套管長(zhǎng)度不小于30 cm，兩端接頭各螺旋擰入15 cm，再在接頭外側(cè)纏繞2層膠布，以封閉水泥漿進(jìn)入。

2.6 混凝土的灌注及振搗

混凝土灌注過(guò)程需嚴(yán)格把控，灌注前模型應(yīng)安裝并檢查完畢。砼澆筑前在波紋管內(nèi)插入外徑較波紋管內(nèi)徑略少的PE管，以防砼澆筑過(guò)程中波紋管破裂砼堵塞預(yù)應(yīng)力管道，砼澆筑完畢后即拔出。具體澆筑順序如圖6所示。

圖6 澆注順序圖

注意事項(xiàng)：

(1) 采用插入式振搗器振搗時(shí)，要垂直、等距離地插入前一層中5～10 cm，根據(jù)振搗器的有效半徑，插入距離不得超過(guò)30 cm。

(2) 抽出振搗器時(shí)，要緩慢拔出，不得在混凝土中留有孔隙。

(3) 振搗混凝土的厚度，以30 cm為宜。

(4) 振搗器靠近模板時(shí)，插入式振搗器機(jī)頭須與模板始終保持一定距離，一般為5～10 cm。

(5) 啟用有經(jīng)驗(yàn)的振搗工進(jìn)行振搗施工，實(shí)行責(zé)任制分段振搗，即定人定塊振搗，振搗工對(duì)其所施工的振搗范圍負(fù)責(zé)。

2.7 預(yù)應(yīng)力施工

本橋采用雙向預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)如下：

(1)縱向預(yù)應(yīng)力體系：采用1×7-15.2-1860預(yù)應(yīng)力鋼絞線，錨固體系采用自錨式拉絲體系，張拉采用YCW-450型穿心式千斤頂。管道形成采用直徑90鐵皮波紋管成孔。

(2)豎向預(yù)應(yīng)力體系：豎向預(yù)應(yīng)力采用PSB830型φ32高強(qiáng)度精軋螺紋鋼，錨固體系采用JLM-32型錨具，張拉采用YG75型千斤頂，管道采用內(nèi)徑φ45 mm鐵皮管成孔。

在澆筑完畢0#塊混凝土，將相應(yīng)縱向預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿入相應(yīng)的波紋管，縱向預(yù)應(yīng)力鋼束均采用兩端張拉方式，張拉順序：先M束，后T、SB、B束，從外到內(nèi)左右對(duì)稱進(jìn)行。鋼束張拉采用張拉力和引伸量雙控，預(yù)施應(yīng)力值以油壓表讀數(shù)為主，以預(yù)應(yīng)力鋼筋伸長(zhǎng)值進(jìn)行校核。初始張拉噸位按20%設(shè)計(jì)張拉力計(jì)算，后張法低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉程序：0→ 初應(yīng)力20%δk(開(kāi)始量測(cè)伸長(zhǎng)值)→δk(量測(cè)伸長(zhǎng)值)→靜停5min錨固[8]。

3 結(jié) 論

針對(duì)墩梁臨時(shí)固結(jié)設(shè)計(jì)的抗傾覆錨固精軋螺紋鋼筋錨栓，可布置在對(duì)應(yīng)于箱梁腹板處，使其既能承受上部豎向壓力，又能承受不平衡傾覆彎矩，理論受力合理。通過(guò)三角形托架現(xiàn)澆法施工，驗(yàn)證了臨時(shí)固結(jié)及托架設(shè)計(jì)工藝的適用性與工程應(yīng)用前景。