潼湖特大橋高速連續(xù)剛構(gòu)施工及設(shè)備配置

劉永亮

（中鐵建重慶投資集團(tuán)有限公司，重慶 400000）

0 引言

連續(xù)剛構(gòu)利用墩梁固結(jié)，屬于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，具備連續(xù)橋梁和T 形橋梁的優(yōu)勢。當(dāng)前大部分剛構(gòu)結(jié)構(gòu)利用平衡懸臂和對稱布置的方法實(shí)現(xiàn)，但是在具體施工中常常會出現(xiàn)下?lián)陷^大或斜裂縫問題，影響項(xiàng)目施工的安全性。因此，深入研究工程施工方案與質(zhì)量控制方法十分必要。

1 工程概述

潼湖特大橋所標(biāo)定的施工范圍為里程DK374+336.45～DK386+198.37，工程總長度為11 861.92 m，中心里程是DK378+560.020。S20 潮莞高速與線路相交處利用（88+160+88）m 連續(xù)剛構(gòu)實(shí)現(xiàn)跨越，其中329#、328#為主墩，通過墩梁固結(jié)剛構(gòu)進(jìn)行連接，327#、337#屬于邊墩，而箱梁屬于三向預(yù)應(yīng)力體系，包含橫向預(yù)應(yīng)力束、縱向預(yù)應(yīng)力束、豎向預(yù)應(yīng)力鋼棒[1]。項(xiàng)目主要工程量為（88+160+88）m 的C55 砼梁體8844.93 m3、1397.848 t 的鋼筋、519.514 t 的縱向鋼絞線、5.86 t 的橫向鋼絞線、67.9 t尺寸Ф16-3的豎向預(yù)應(yīng)力鋼棒，最重節(jié)段混凝土為101.38 m3，懸灌現(xiàn)澆的最長節(jié)段為4 m。

2 連續(xù)剛構(gòu)專項(xiàng)施工分析及設(shè)備配置

2.1 施工重難點(diǎn)分析

①混凝土數(shù)量和梁體體積較大，在施工中需要提升組織安排力和混凝土的供應(yīng)力。在大體積混凝土施工中通過科學(xué)手段減少結(jié)構(gòu)中的水化熱，避免因混凝土收縮或者溫差過大導(dǎo)致裂縫問題，利用應(yīng)力筋克服混凝土開裂問題；②因懸臂現(xiàn)澆工程連續(xù)剛構(gòu)跨度較大，長度為160 m，因此施工線性控制難度較高，可以通過加強(qiáng)與監(jiān)控單位的數(shù)據(jù)校核工作，利用數(shù)據(jù)分析與反饋調(diào)整參數(shù)信息；③連續(xù)剛構(gòu)上跨高速公路，因此道路車流量較大，在施工中的安全風(fēng)險較高，建議采用吊棚兜底防護(hù)技術(shù)同時配置安全措施，并設(shè)計(jì)安全應(yīng)急預(yù)案定期開展演練工作；④0#梁體中鋼筋較為密集，內(nèi)部預(yù)應(yīng)力管道集中、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在施工作業(yè)中對于混凝土的實(shí)際振搗質(zhì)量要求較高，因此可以利用附著式振搗和插入振搗相結(jié)合的方式，并配置小直徑振搗棒方便施工。

2.2 施工設(shè)備配置

結(jié)合連續(xù)鋼構(gòu)結(jié)構(gòu)的施工需求，本工程所需設(shè)備需要通過工地調(diào)入或者及時購置的方式，需要配置的機(jī)械設(shè)備包含：4 套掛籃、型號為ZB4-500 高壓與油泵的8 套、型號為YCW400 的張拉千斤頂8 套、25 t 汽車吊2 套、塔吊2 套、ZN-50 插入式振動器8 套、JB180 灰漿攪拌機(jī)2 套、HB3 真空壓漿泵2 套、Ф6 mm～25 mm 鋼筋切斷機(jī)4 套、25 kW～50 kW 電焊機(jī)8 套、Ф6 mm～12 mm 鋼筋調(diào)直機(jī)2 套、GW4Ф6 mm～25 mm 鋼筋彎曲機(jī)4套、J3G-410 砂輪切割機(jī)8 套、HZS180 和HLS120 混凝土拌和站2 套（其中砼需要由1#拌合站提供）、300 kW 的發(fā)電機(jī)1 臺。

2.3 施工技術(shù)方案

2.3.1 總方案設(shè)計(jì)

由于工程連續(xù)剛構(gòu)箱體是單箱單室，屬于變截面、變高度結(jié)構(gòu)，因此可以利用掛籃懸臂現(xiàn)澆技術(shù)制定總方案。首先，在329#與328#的墩身上加設(shè)托架，作為施工和0#塊立模的平臺，在預(yù)壓之后澆注0#塊砼、加裝掛籃，采取預(yù)壓操作利用掛籃對1#塊段進(jìn)行灌注工作。在此環(huán)節(jié)結(jié)束后，通過對稱懸臂澆筑相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)段，實(shí)現(xiàn)橋梁主墩標(biāo)準(zhǔn)段的同步。其次，在標(biāo)準(zhǔn)段施工時，完成邊跨現(xiàn)階段的混凝土澆筑和墩頂?shù)闹Ъ芷囱b，突出連續(xù)剛構(gòu)的主體建設(shè)。最后，實(shí)現(xiàn)拌合站對混凝土集中供應(yīng)并送入模中，對于鋼筋與小型機(jī)具等垂直類型的運(yùn)輸工作需要利用塔吊，而技術(shù)人員的移動可以借助鋼爬梯完成。

2.3.2 施工流程及設(shè)備安裝分析

①下部結(jié)構(gòu)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)對墩身托架預(yù)埋件的預(yù)埋工作，在329#主墩左側(cè)、328#右側(cè)、安裝塔吊。并安設(shè)主墩的托架，實(shí)現(xiàn)臨時固結(jié)工作，通過臨時三腳托架對0#塊進(jìn)行澆筑，待其彈性模量在100%、砼強(qiáng)度＞95%、養(yǎng)護(hù)天數(shù)≥5 d 時依次有序地張拉縱向索，圍繞“先橫向再縱向”的原則張拉預(yù)應(yīng)力索；②拆除托架工作，在0#塊上通過安裝掛籃，利用對稱平衡懸臂對1#塊進(jìn)行澆筑，其彈性模量為100%，砼強(qiáng)度＞95%、養(yǎng)護(hù)天數(shù)≥5 d 時張拉縱向索，順序是腹板、頂板索、豎向預(yù)應(yīng)力索；③移動掛籃操作，對2～20#利用掛籃懸臂對稱澆筑技術(shù)，等到梁段的彈性模量為100%，砼強(qiáng)度大于95%、養(yǎng)護(hù)天數(shù)≥5 d 時張拉縱向與豎向預(yù)應(yīng)力索，接著利用支架現(xiàn)澆直線段；④合攏邊跨H1，在合攏之前需要構(gòu)建邊跨合攏段的臨時剛性支撐結(jié)構(gòu)，張拉2SB1 與2T23，臨時錨的張拉控制力在1050 kN。借助掛籃澆筑H1，等合龍彈性與強(qiáng)度模量到達(dá)85%時，拆除邊跨掛籃與臨時的剛性支撐結(jié)構(gòu)，在彈性模量與混凝土強(qiáng)度到100%時進(jìn)行縱向索拉張工作；⑤合攏中跨H2，合攏之前在斷梁體的底板與頂板施加5000 kN的對頂力，安裝臨時剛性支撐結(jié)構(gòu)，張力為2B1 和2H1，控制力在1050 kN 上。掛籃澆筑H2 操作需要等到混凝土彈性模量和強(qiáng)度在85%時，拆除掛籃，實(shí)現(xiàn)臨時的剛性支撐，待彈性模量與混凝土強(qiáng)度在100%時，拆除合攏段的梁體對頂力。最后再進(jìn)行附屬工程施工，施工工藝流程如圖1 所示。

2.3.3 0#塊施工方案及設(shè)備使用

工程0#塊施工總長度15 m，托架的懸臂長度為2.85 m，頂墩的縱向?qū)挾仁?.2 m，0#塊的砼方量是880.04 m3。此環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)思路是在墩頂4.4 m 的范圍中利用墩身直接承重，借助托架承重懸臂段。首先是支架設(shè)計(jì)。0#塊支架利用三角托架方式，底膜通過桁架方法傳到托架橫向分配梁中，托架的上側(cè)使用精軋螺紋對拉固定托架，并在托架下側(cè)留置孔洞，將柱腳插入。其次是支架預(yù)壓。預(yù)壓的荷載分布需要與支架施工荷載相同，加載重量應(yīng)在同級荷載的±5%中，加載后停滯1 h 測量橫向與豎向變形量，若加載120%的數(shù)據(jù)后沉降量數(shù)據(jù)低于2 mm，應(yīng)開始進(jìn)行分級卸載，觀測其彈性變形值，測量各測點(diǎn)的高程值。最后是模板安裝。圍繞“先安底模再安側(cè)?！钡姆绞?，利用塔吊完成吊裝操作。模板的局部與整體剛度和強(qiáng)度需要達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)，使變形誤差和撓度滿足規(guī)定，模面應(yīng)保證光潔、尺寸準(zhǔn)確、便于拆卸。模板的內(nèi)部誤差應(yīng)在0～3 mm，軸線的偏差控制在±5 mm，模面的平整度偏差在1 mm 內(nèi)。

圖1 連續(xù)剛構(gòu)施工工藝流程

2.3.4 掛籃調(diào)試與拼裝技術(shù)

首先，開展準(zhǔn)備工作。通過現(xiàn)有施工平臺，利用塔吊吊裝，在分塊吊裝準(zhǔn)備完成后開展整體拼裝工作。其次，在掛籃拼裝后至使用前，需要進(jìn)行加載測試，以減少掛籃的彈性和非彈性變形，按照最大混凝土施工荷載的120%開展加載模擬工作，材料可以選擇預(yù)制的混凝土塊，具體施工流程包含：0#塊作業(yè)、拼裝、60%荷載加載工作、100%的荷載加載作業(yè)、120%荷載加載、卸載[2]。最后，進(jìn)行掛籃前移工作。利用2 個80 t 的千斤頂通過牽引使掛籃前移，通過后錨扁擔(dān)梁和豎向預(yù)應(yīng)力的鋼棒將掛籃固定在軌道上，其中桁架每片8 根，整個掛籃施工共計(jì)32 根。

2.3.5 合攏段施工及設(shè)備安裝

在完成邊跨現(xiàn)澆柱和梁體懸灌段作業(yè)后，需要突出合攏段梁作用，合攏段包含設(shè)計(jì)控制應(yīng)力、線性控制、攏精度、體系轉(zhuǎn)換、箱梁溫度伸縮等技術(shù)難點(diǎn)，解決這些問題是開展合攏梁體作業(yè)的重點(diǎn)，合攏段的施工環(huán)節(jié)包含中跨合龍與邊跨合攏。其一，邊跨合攏施工順序?yàn)椋喊惭b模板與吊架；設(shè)計(jì)立模標(biāo)高；綁扎腹鋼筋、底鋼筋、應(yīng)力管道、橫板鋼筋；安裝頂板鋼筋和內(nèi)側(cè)模板；水箱配重；安裝臨時性的剛性支撐；設(shè)置臨時張拉2SB1 與2T23；混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)；模板拆除；預(yù)應(yīng)力張拉注漿工作。其二，中跨合攏施工順序包含：吊架、模板的安裝；綁扎橫隔板鋼筋、腹鋼筋、底鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道；施加對頂壓力；水箱配重；安設(shè)臨時剛性連接；張拉臨時2H1、2B1；澆筑和養(yǎng)護(hù)混凝土；拆除模板、吊架和剛接；注漿；卸載頂板對頂力。

2.4 施工質(zhì)量控制措施

①高性能混凝土的利用。為了提升工程混凝土的實(shí)際使用壽命，連續(xù)剛構(gòu)可以采用高性能混凝土材料，在兼具檢測和計(jì)量設(shè)備的拌合站完成拌和，嚴(yán)格控制混凝土攪拌、運(yùn)送、澆筑、振搗工作流程，提升其保溫、保濕等養(yǎng)護(hù)工作水平，實(shí)現(xiàn)對混凝土施工的質(zhì)量控制；②預(yù)應(yīng)力施工。首先，在原材料中的鋼絞線性能需要滿足GB/T 5224—2003 標(biāo)準(zhǔn)，定期測量其彈模量。其次，預(yù)應(yīng)力筋留置的孔道尺寸應(yīng)與位置對應(yīng)且平順，同時使錨墊板與孔道中心線垂直。最后，質(zhì)量檢測，在錨固之后伸長值應(yīng)低于計(jì)算值的±6%，結(jié)合數(shù)量和批次檢驗(yàn)錨具與外形靜力以滿足規(guī)范和要求[3]；③入模溫度控制。在混凝土澆筑前需要模擬澆筑、養(yǎng)護(hù)、溫度等測量工作，驗(yàn)證和確定施工方法。一般混凝土的入模溫度需要控制在10～30 ℃，夏季氣溫高時可以利用碎冰拌、冷卻水、混凝土通過一次澆筑實(shí)現(xiàn)；模板溫度需控制在5～35 ℃，通過冷卻水噴灑模板，設(shè)置遮擋設(shè)施，避免陽光直射對模板造成傷害。

3 結(jié)束語

分析連續(xù)剛構(gòu)的專項(xiàng)施工過程，深入研究豎向預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)與注意事項(xiàng)，在作業(yè)中結(jié)合工程實(shí)際情況制定和選擇技術(shù)，確保道路建設(shè)質(zhì)量。同時，在合攏段作業(yè)中，借助控制頂推力和配重突出連續(xù)剛構(gòu)技術(shù)的優(yōu)勢，對于我國交通線路施工建設(shè)中具有較大應(yīng)用價值。