山區(qū)高速公路橋梁工程的先簡(jiǎn)支后連續(xù)施工技術(shù)

白少聰

(中鐵十八局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司，天津300308)

先簡(jiǎn)支后連續(xù)施工技術(shù)是目前山區(qū)高速公路橋梁工程施工的主要技術(shù)，應(yīng)用實(shí)例表明，此項(xiàng)技術(shù)的工藝和技術(shù)的應(yīng)用比較復(fù)雜，在一定會(huì)程度上提升了施工和管理的難度，降低了先簡(jiǎn)支后連續(xù)施工技術(shù)作用在實(shí)踐中的效果。具體而言，需要在明確連續(xù)段現(xiàn)澆混凝土施工技術(shù)和負(fù)彎矩二次張拉施工技術(shù)的前提下，控制先簡(jiǎn)支后連續(xù)施工技術(shù)的復(fù)雜性影響，是提升橋梁使用耐久性的主要途徑。

1 工程概述

江西省銅鼓至萬載高速公路（宜豐聯(lián)絡(luò)線）新建工程C3標(biāo)段位于宜豐縣雙峰鄉(xiāng)境內(nèi)，標(biāo)段起點(diǎn)K14+300過茜源山塘，設(shè)雙峰隧道（435米）穿山，到雙峰鄉(xiāng)北面，上跨縣道573，設(shè)3275米雙峰隧道二穿云峰尖大山，在隧道中K16+500為標(biāo)段終點(diǎn)（即C4標(biāo)段起點(diǎn))路線全長(zhǎng)為2.2公里。本標(biāo)段地處中、低山地貌區(qū)，地形高差大，起伏快。本標(biāo)段區(qū)域山體植被發(fā)育，主要種植杉樹，竹林。地貌以低山丘陵夾山間沖溝為特征，沖溝多呈"V”字型，沖溝部位一般表覆0.5－4.0m厚粉質(zhì)粘土或者碎石土，局部地段基巖裸露，下伏基巖主要為中元古界雙橋山亞群宜豐組(Ptshly)砂質(zhì)板巖。主要控制點(diǎn)有雙峰隧道一、雙峰隧道二。區(qū)域沒有跨越大的河流。本標(biāo)主要公路為縣道573，為四級(jí)公路。

2 先簡(jiǎn)支后連續(xù)施工技術(shù)的特點(diǎn)

先簡(jiǎn)支后連續(xù)施工技術(shù)被廣泛應(yīng)用在橋梁工程施工中，兼顧了簡(jiǎn)支橋梁和連續(xù)橋梁的所有優(yōu)點(diǎn)。主要機(jī)理為：兩跨和兩跨以上的預(yù)應(yīng)力混凝土通過現(xiàn)澆混凝土形成連續(xù)結(jié)構(gòu)，和單一的施工技術(shù)相比，先簡(jiǎn)支后連續(xù)施工技術(shù)具有整體剛度大、伸縮縫少、形變量小等優(yōu)勢(shì)。并且預(yù)制梁可以采用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力鋼束也可以在預(yù)制場(chǎng)完成張拉，可實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)和規(guī)范化操作，不但有效節(jié)約施工時(shí)間，而且大幅度提升經(jīng)濟(jì)效益。

3 山區(qū)高速公路橋梁工程上部結(jié)構(gòu)施工

3.1 施工前的準(zhǔn)備

在山區(qū)高速公路橋梁工程上部結(jié)構(gòu)施工之前，要先完成簡(jiǎn)支梁橋的施工，主要操作方法為通過橋墩頂端布設(shè)臨時(shí)支座，形成簡(jiǎn)支梁支撐體系，然后再通過墩頂現(xiàn)澆混凝土的方法以及永久支座完成結(jié)構(gòu)體系的相互轉(zhuǎn)換，從而形成完整的結(jié)構(gòu)連續(xù)體系。因簡(jiǎn)支橋梁也是形成結(jié)構(gòu)連續(xù)的主要條件，在施工中需要高度重視。在案例工程施工中，為保證施工質(zhì)量，增強(qiáng)了施工方案設(shè)計(jì)，并精細(xì)化處理了施工流程，設(shè)計(jì)了比較完備的施工組織，在正式施工之前進(jìn)行了預(yù)制件試制。

3.2 梁的預(yù)制

采用混凝土臺(tái)座。在臺(tái)座兩端預(yù)埋鋼筋網(wǎng)片，防止張拉后梁自重集中于臺(tái)座兩端而破壞臺(tái)座，臺(tái)座兩側(cè)各設(shè)1.2cm厚止?jié){橡膠條，通過對(duì)拉螺桿拉緊兩側(cè)模板，達(dá)到止?jié){效果，采用L50×5角鋼包邊。

模板安裝采用拼裝式鋼模。立模順序：涂脫模機(jī)油→上底部拉桿→貼接縫止?jié){橡膠條→安裝側(cè)?！惭b端?！享敳坷瓧U→調(diào)整模板。利用龍門吊配合立模，立模時(shí)按底模已打出的梁輪廓線、隔板位置線，先安裝側(cè)模，后安裝端模，對(duì)正立好。立模后對(duì)板縫、上下拉桿、下楔塊進(jìn)行檢查，確認(rèn)可行后進(jìn)行下步混凝土施工[1]。具體詳見圖1。

圖1 預(yù)制梁鋼筋綁扎

混凝土搗固以附著式振動(dòng)器為主，插入式振動(dòng)器為輔。主要采用側(cè)振工藝，附著式振動(dòng)器由控制平臺(tái)統(tǒng)一控制，灌什么部位振什么部位，嚴(yán)禁空振、漏振。振搗時(shí)，經(jīng)常檢查模板、孔道、錨板位置是否正確，并及時(shí)修整。梁板成品采用龍門吊移至存梁區(qū)存放，并應(yīng)按吊裝順序編號(hào)存放。梁板存放應(yīng)在梁底支點(diǎn)附近采用墊木，梁板存放不宜超過兩層，層與層之間也應(yīng)設(shè)墊木。主梁存放期宜按照設(shè)計(jì)規(guī)定執(zhí)行，采用儀器觀察主梁存放期的變形，并做好記錄。臨時(shí)支座一般采用鋼砂桶制作，鋼砂桶必須做防銹。

3.3 負(fù)彎矩區(qū)預(yù)應(yīng)力張拉及結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換施工

當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，可進(jìn)行負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力束張拉，主要做法為：通過圓錨對(duì)預(yù)應(yīng)力束進(jìn)行錨固，借助千斤頂對(duì)預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉。為保證施工質(zhì)量，可通過預(yù)應(yīng)力筋張拉和張拉伸長(zhǎng)量進(jìn)行雙向控制，共同完成預(yù)應(yīng)力筋張拉操作。然后進(jìn)行封錨和壓漿操作，最后拆除臨時(shí)支座，完成轉(zhuǎn)換操作任務(wù)。

3.4 橋面鋪裝施工

在進(jìn)行高速公路橋梁工程墊層施工時(shí)，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)需求來埋設(shè)梁頂?shù)募袅︿摻睿貏e是梁板翼板現(xiàn)澆混凝土上段的剪力鋼筋更要進(jìn)行合理預(yù)埋[2]。比如：可通過預(yù)制梁板來合理調(diào)節(jié)剪力鋼筋端外露的延伸長(zhǎng)度，并全面檢查剪力鋼筋和鋼筋網(wǎng)連接的質(zhì)量，避免發(fā)生剪力鋼筋失去作用的問題。而針對(duì)結(jié)構(gòu)性橋面和非結(jié)構(gòu)性橋面，在進(jìn)行墊層混凝土基層鋪裝過程中，要注意鋪裝前后效果，避免發(fā)生收縮裂縫。需要在預(yù)定的預(yù)制梁齡期終再進(jìn)行下一道工序施工。此外，還要按照相關(guān)要求對(duì)裸梁頂面做鑿毛處理，再借助粘接劑來加強(qiáng)新舊混凝土之間的連接性能。

4 山區(qū)高速公路橋梁工程下部結(jié)構(gòu)施工

4.1 鋼筋混凝土臺(tái)身施工

架梁前設(shè)置安裝好臨時(shí)支座，逐孔安裝箱梁使箱梁置于臨時(shí)支座上成為簡(jiǎn)支狀態(tài)，梁體安裝就位后，應(yīng)做到各梁端整齊劃一，梁端縫順直，寬度符合設(shè)計(jì)要求，采用拼裝式雙導(dǎo)梁架橋機(jī)架梁，架梁施工工藝如圖2所示：

圖2 架梁施工工藝圖

在橋頭路基沉降穩(wěn)定后就地立鋼模，按設(shè)計(jì)配筋，砼攪拌運(yùn)輸車運(yùn)輸砼，滑槽入模，插入式震動(dòng)棒震搗。采用先鋪路面后開槽法施工，即在砼鋪裝過后開槽安裝伸縮縫[3]。伸縮縫開槽時(shí)設(shè)專人控制，先用膠帶紙?jiān)诳p兩側(cè)沿開槽線把塑料膜（寬1.0m）貼在上面層上，防止污染路面，并用膠帶紙內(nèi)邊作為下鋸線，切面與路面垂直。按圖紙要求預(yù)埋泄水管，泄水管進(jìn)水口標(biāo)高略低于瀝青混凝土鋪裝面。

4.2 鋼筋混凝土橋臺(tái)、承臺(tái)施工

就案例工程而言，承臺(tái)的體積比較大，因此，鋼模板的規(guī)格也比較大，在具體施工中，需要通過對(duì)拉螺栓和PVC內(nèi)穿拉桿來合理控制槽鋼的穩(wěn)定性。并且在施工中，還要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行放樣，檢查合格之后，才能進(jìn)行承臺(tái)模板安裝。為保證施工效果，承臺(tái)鋼筋和肋板鋼筋要同時(shí)施工，并確保鋼筋埋設(shè)的準(zhǔn)確性。在混凝土施工時(shí)，要集中攪拌，混凝土澆筑過程中，按規(guī)范規(guī)定檢查混凝土組成材料的質(zhì)量和用量[4]。橋梁、墩身及蓋梁模板均采用大塊定型鋼模板。模板表面平整光潔，不粘有干硬水泥砂漿等雜物。混凝土按操作規(guī)程分層均勻振搗密實(shí)，嚴(yán)防漏振，每層混凝土均振搗至氣泡排除為止，具體詳見圖3。

圖3 橋梁蓋梁施工圖

4.3 背墻、臺(tái)帽、側(cè)墻墻頂施工

在背墻、臺(tái)帽、側(cè)墻墻頂施工中，采用的主要材料為規(guī)格較大的鋼模板，同樣通過對(duì)拉螺栓和PVC內(nèi)穿拉桿的方法來穩(wěn)定鋼槽，并進(jìn)行測(cè)量放樣，達(dá)到設(shè)計(jì)要求之后，進(jìn)行模板安裝。其中臺(tái)錨鋼筋要和耳墻、擋塊、支座墊石鋼筋等同時(shí)施工，保證施工的精度。具在混凝土澆筑之前，要全面檢查鋼筋位置和保護(hù)層厚度是否達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如果不符合要求則要及時(shí)調(diào)整。高溫季節(jié)灌注混凝土?xí)r，灌注時(shí)間避開中午高溫時(shí)段，選擇溫度相對(duì)較低的時(shí)段進(jìn)行灌注?？刂苹炷敛鹉r(shí)間，拆模后及時(shí)養(yǎng)生，采取全包裹式塑料薄膜灑水養(yǎng)生法，有效防止出現(xiàn)細(xì)小裂紋或龜裂[5]。

4.4 鋼筋混凝土墩柱施工

當(dāng)橋梁工程墩身低于或者等于15m時(shí)，通過3m各節(jié)的鋼模板同時(shí)施工，但墩身超過15m時(shí)，可采用翻模法。墩身施工中所用的模板都是廠制的整體式鋼模板，對(duì)外表牢固性的要求比較高，可按照墩柱的實(shí)際高低進(jìn)行分層施工，并最大限度降低接縫。

5 施工效果分析

當(dāng)先簡(jiǎn)支后連續(xù)的跨徑為20m、25m、30m、35m時(shí)，超級(jí)荷載作用下內(nèi)支座彎矩值如表1所示：

表1 先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)構(gòu)內(nèi)支座彎矩值表

從表1中可以清楚看出，先簡(jiǎn)支后連續(xù)施工技術(shù)，具有非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益，而且結(jié)構(gòu)性能也比較合理實(shí)用[6]。在該體系當(dāng)中于內(nèi)支座后澆接頭位置布設(shè)預(yù)應(yīng)力筋是一種比較有效的施工方法。

6 結(jié)語

本文結(jié)合工程實(shí)例，分析了山區(qū)高速公路橋梁工程的先簡(jiǎn)支后連續(xù)施工技術(shù)，結(jié)果表明，先簡(jiǎn)支后連續(xù)施工技術(shù)可形成一種超靜定橋梁工程結(jié)構(gòu)體系，而不均勻的墩臺(tái)沉降、混凝土收縮等，對(duì)提高橋梁工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有很大影響。在具體施工中，需要根據(jù)公路橋梁工程的實(shí)際情況，選擇與之相適的施工技術(shù)，并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，才能最大限度提升施工質(zhì)量。