高架橋梁超大質(zhì)量蓋梁的分段預(yù)制拼裝施工技術(shù)

王新輝

上海市基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司 上海 200002

從2014年開(kāi)始至今，上海市市政和公路橋梁建設(shè)已有多項(xiàng)工程運(yùn)用預(yù)制裝配工藝技術(shù)[1-2]，工藝設(shè)計(jì)和施工技術(shù)逐步走向成熟，且在不斷的發(fā)展。S7（S20—月羅路）-Ⅱ-2標(biāo)的某標(biāo)段工程位于上海市寶山區(qū)羅店鎮(zhèn)G1503和聯(lián)楊路交叉口處，是一座新建的跨越G1503的互通立交橋，南北長(zhǎng)1.75 km，東西長(zhǎng)2.13 km。主線(xiàn)高架橋和互通匝道橋除下部承臺(tái)結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆外，其余基礎(chǔ)、下部結(jié)構(gòu)立柱和蓋梁，上部箱梁結(jié)構(gòu)和橋面系防撞墻均采用預(yù)制裝配工藝。

本標(biāo)段預(yù)制門(mén)墩分節(jié)蓋梁共2榀，位于G1503東北角，分別為EN匝道的Pen2與Esa匝道的Pesa3。預(yù)制分節(jié)蓋梁最大質(zhì)量為426 t，廠內(nèi)預(yù)制完成后，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接。

1 設(shè)計(jì)概況和施工技術(shù)難點(diǎn)

1.1 設(shè)計(jì)概況

S7-Ⅱ-2（跨G1503立交橋）工程主線(xiàn)高架橋下部結(jié)構(gòu)采用單立柱加倒T蓋梁，蓋梁自重為202.8 t，長(zhǎng)度為15.95 m；匝道橋基本采用單立柱加蓋梁，蓋梁自重為122.2 t，長(zhǎng)度為9.70 m 。位于EN匝道橋（編號(hào)Pen2）和Esa匝道橋（編號(hào)Pesa3）2個(gè)橋墩的蓋梁為多根匝道共用蓋梁，Pen2墩蓋梁自重為426 t，長(zhǎng)度為26.200 m ；Pesa3墩蓋梁自重為297 t，長(zhǎng)度為21.368 m。蓋梁自重超出250 t，受場(chǎng)內(nèi)外運(yùn)輸線(xiàn)路橋梁承運(yùn)負(fù)荷和施工場(chǎng)地條件限制，設(shè)計(jì)方案為分段蓋梁，并采用膠接式和濕接式2種拼接工藝。濕接段采用高性能混凝土，膠接法采用環(huán)氧樹(shù)脂黏結(jié)劑。分段蓋梁安裝軸線(xiàn)位置與標(biāo)高控制精度為±2 mm。

1.2 施工技術(shù)難點(diǎn)

匝道橋立柱和蓋梁預(yù)制構(gòu)件單件自重在130 t以下，采用330 t吊機(jī)單機(jī)抬吊，Pen2和Pesa3墩的蓋梁分段后，單件自重250 t，采用雙機(jī)抬吊。該2個(gè)橋墩北靠羅南長(zhǎng)浜河，南鄰G1503，地勢(shì)落差3 m以上，且成坡地，采用常規(guī)臨時(shí)支撐的措施成本高，且占用工期，因此優(yōu)化采用無(wú)支撐架的懸臂拼裝方法。該技術(shù)的難點(diǎn)是懸臂拼裝的穩(wěn)定性、拼接的精度控制、膠接拼裝的時(shí)間控制及濕接縫的質(zhì)量控制。

2 施工工藝

1）蓋梁預(yù)制。分段蓋梁在預(yù)制工廠制作。制作時(shí)，需考慮接合斷面幾何尺寸零誤差、雙向軸面零誤差、清水混凝土飾面無(wú)色差等技術(shù)質(zhì)量要求。

2）蓋梁運(yùn)輸。蓋梁裝運(yùn)選用Actros3354型牽引車(chē)及配套尼古拉斯平板車(chē)組。尼古拉斯平板車(chē)組的后掛車(chē)具有自身遙控轉(zhuǎn)向能力，有較小的轉(zhuǎn)彎半徑，適合超長(zhǎng)、超寬構(gòu)件的裝運(yùn)。本工程對(duì)運(yùn)輸線(xiàn)路的橋梁和轉(zhuǎn)彎道口預(yù)作了充分的了解，以確保運(yùn)輸安全。

3）蓋梁吊裝。分段蓋梁為雙立柱，需先吊裝立柱上節(jié)段，此吊裝過(guò)程和普通蓋梁吊裝工藝相同。蓋梁就位時(shí)，應(yīng)檢查軸線(xiàn)和各部尺寸，確認(rèn)合格后方可固定，蓋梁灌漿達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后開(kāi)始吊裝中間節(jié)段。Pen2蓋梁中間節(jié)段采用臨時(shí)懸吊體系，同時(shí)采用鋼扁擔(dān)支撐的方式，鋼扁擔(dān)與蓋梁吊裝時(shí)采用4根φ50 mm、長(zhǎng)5 m的精軋螺紋鋼連接，在已吊裝完成節(jié)段的蓋梁兩側(cè)放好混凝土臨時(shí)支座（共4個(gè)）。與此同時(shí)，在臨時(shí)支座附近放4個(gè)250 t千斤頂，中間節(jié)段蓋梁鋼扁擔(dān)坐落在混凝土臨時(shí)支座上，千斤頂頂?shù)戒摫鈸?dān)，調(diào)節(jié)中間節(jié)段蓋梁與兩側(cè)節(jié)段蓋梁軸線(xiàn)高差，高差控制在±2 mm，吊裝完成后將千斤頂鎖死（圖1）。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)中間節(jié)段蓋梁吊裝施工

3 濕接縫澆筑

分節(jié)蓋梁兩端約1.2 m位置處分別預(yù)留2個(gè)φ50 mm的預(yù)留孔。現(xiàn)場(chǎng)采用φ25 mm的精軋螺紋鋼對(duì)拉雙拼30#槽鋼或貝雷架，然后依次鋪設(shè)20#槽鋼、木方模板。

側(cè)模采用在蓋梁兩側(cè)預(yù)埋φ20 mm的鍍鋅內(nèi)螺絲固定，間距60 cm，然后固定木模、鋼管及雙拼槽鋼。底模采用20#槽鋼，間距15 cm，長(zhǎng)4 m左右，超過(guò)蓋梁寬度的20#槽鋼需焊接鋼筋或鋼管，且側(cè)面及底下加設(shè)鋼絲網(wǎng)形成封閉支架體系，以滿(mǎn)足安全作業(yè)要求。木方為10 cm 5 cm，間距10 cm，木模板采用高質(zhì)量的一級(jí)建筑模板。

濕接段預(yù)應(yīng)力波紋管采用法蘭盤(pán)加鋼管的形式，法蘭盤(pán)吊裝前在廠內(nèi)安裝好膨脹螺絲固定，待安裝好蓋梁后實(shí)測(cè)濕接段長(zhǎng)度，隨后根據(jù)實(shí)測(cè)長(zhǎng)度加工鐵管，之后現(xiàn)場(chǎng)焊接，保證密封不漏漿，鐵管內(nèi)徑不小于波紋管內(nèi)徑。

4 膠接施工

本工程Pesa3懸臂部分采用干接，其余部分整體吊裝完成。將左、右節(jié)段吊裝就位，調(diào)節(jié)空間坐標(biāo)，因蓋梁寬度不同，對(duì)接牛腿無(wú)法匹配安裝，故蓋梁上部采用鋼牛腿，下部采用混凝土擋塊充當(dāng)牛腿。上部牛腿中預(yù)留4根φ60 mm的鋼管，采用4根φ40 mm的精軋螺紋鋼分級(jí)張拉錨固，下部采用2根φ40 mm的精軋螺紋鋼調(diào)整好并將拼接面清理后，涂刷環(huán)氧黏結(jié)劑，預(yù)應(yīng)力管道端部需設(shè)置海綿墊圈，防止管道堵塞。再?gòu)埨w梁中部體外細(xì)牙螺桿，吊機(jī)脫鉤并待黏結(jié)劑固化約1 d后，張拉第1批永久體內(nèi)預(yù)應(yīng)力。先拆除上部臨時(shí)預(yù)應(yīng)力，再拆除中部臨時(shí)預(yù)應(yīng)力與臨時(shí)施工設(shè)備，待黏結(jié)劑強(qiáng)度滿(mǎn)足要求后，完成蓋梁的分段拼裝。調(diào)節(jié)蓋梁體外預(yù)應(yīng)力，保證拼縫寬度上下一致，同時(shí)復(fù)測(cè)蓋梁挑臂端部標(biāo)高，保證與設(shè)計(jì)標(biāo)高一致（圖2）。

圖2 蓋梁膠接施工現(xiàn)場(chǎng)

5 分段蓋梁施工技術(shù)分析

在滿(mǎn)足計(jì)算的情況下，經(jīng)過(guò)分析，膠接分段蓋梁吊裝時(shí)需要控制好臨時(shí)預(yù)應(yīng)力，以保證拼接面全截面承受壓應(yīng)力，然后才可以脫鉤，并保證拼縫寬度上下一致，平整度控制在±1 mm。濕接分段蓋梁吊裝時(shí)，需要控制好扁擔(dān)梁在臨時(shí)支座上的搭設(shè)位置和中間節(jié)段的前后錯(cuò)臺(tái)情況，平整度控制在±1 mm。此分段蓋梁主要靠千斤頂調(diào)節(jié)空間坐標(biāo)，調(diào)節(jié)好以后現(xiàn)澆濕接縫，待混凝土強(qiáng)度滿(mǎn)足要求后，張拉第1批預(yù)應(yīng)力，張拉完畢后卸掉扁擔(dān)梁，然后現(xiàn)澆脊骨梁部分，待混凝土強(qiáng)度滿(mǎn)足要求后，張拉第2批預(yù)應(yīng)力。

6 結(jié)語(yǔ)

大型蓋梁分段預(yù)制懸臂拼裝技術(shù)，減少了對(duì)周邊環(huán)境的影響，加快了現(xiàn)場(chǎng)施工速度，特別適合在中心城區(qū)施工。此外，為滿(mǎn)足單節(jié)混凝土預(yù)制構(gòu)件的起吊質(zhì)量要求，降低大型門(mén)式墩蓋梁預(yù)制、運(yùn)輸和安裝的綜合成本，結(jié)合構(gòu)件預(yù)制場(chǎng)與現(xiàn)場(chǎng)吊裝設(shè)備的實(shí)際情況，將大型蓋梁分節(jié)預(yù)制和拼裝，并設(shè)計(jì)專(zhuān)用中間節(jié)段臨時(shí)懸吊體系，解決了大型門(mén)式墩蓋梁的預(yù)制拼裝難題，并在背景工程中成功應(yīng)用。此次分段蓋梁的成功應(yīng)用標(biāo)志著中國(guó)預(yù)制拼裝技術(shù)日趨成熟，也為后續(xù)工程施工積累了經(jīng)驗(yàn)。