支架對稱現(xiàn)澆工藝在小曲率半徑跨堤橋上的應用

周曉陵、梁良

（1.南京市公共工程建設中心，江蘇 南京210000；2.中交第二航務工程局第四工程有限公司，安徽 蕪湖241000）

0 引言

跨堤橋常采用掛籃懸澆，懸澆能有效跨越障礙物，但本身節(jié)段數(shù)量多、工藝煩瑣且對墩梁臨時錨固要求高。掛籃懸澆段宜為直線段或平曲線半徑較大區(qū)段，平曲線參數(shù)是設計控制的關鍵點。新化樞紐項目是已建成浦儀公路和規(guī)劃濱江大道的互通立交樞紐，其中C、F匝道為預應力連續(xù)梁，該跨堤橋有以下特點：

一是C、F匝道連接地面輔道和已建成主線橋，曲率半徑小。二是由于跨堤橋整聯(lián)長度大，縱向預應力無法一次施工到位，需劃分多個節(jié)段。三是原設計跨堤橋采用掛籃懸澆施工。但彎橋掛籃施工危險系數(shù)較大，需采取強大的墩梁固結(jié)并加強施工荷載控制。四是浦儀公路項目跨江橋梁外側(cè)設置人非系統(tǒng)，需通過新化樞紐C、F匝道落地。項目總體建成后，行人可通過步行或騎行的方式過江?？绲虡蚬ば驘┈崱Ⅲw量大，為C、F匝道關鍵線路，盡早完工是兩岸人民的迫切要求。綜合考慮以上因素，最終選擇“彎橋?qū)ΨQ支架澆筑施工工藝”。對比曲線掛籃施工，支架對稱澆筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更加可靠，且節(jié)段劃分數(shù)量減少，工效高。

1 跨堤橋結(jié)構(gòu)

C匝道跨堤橋橋跨布置為（50+85+50）m，為預應力混凝土單箱雙室箱梁，平曲線半徑為600m；F匝道跨堤橋橋跨布置為（80+125+80）m，為預應力混凝土單箱單室箱梁，平曲線半徑為360m（F匝道跨堤橋跨度更大、曲線半徑更小，后文中均以F匝道跨堤橋為例進行工程說明）。F匝道跨堤橋頂板設置4.0%橫坡，通過箱梁兩側(cè)腹板高差形成，底板水平。箱梁全寬為14.5m，翼緣懸臂為3.75m，跨中梁高為4.0m，懸臂根部梁高為8.2m。梁底曲線采用二次拋物線變化?？缰邢淞航孛骓敯搴穸葹?0cm，底板厚度為30cm，腹板厚度為55cm，懸臂根部箱梁截面腹板厚度為110cm，底板厚度為90cm，采用縱橫豎三向預應力體系，梁體為C55混凝土[1]。箱梁縱向預應力采用22Φs15.2、17Φs15.2、12Φs15.2規(guī)格的鋼絞線。鋼束張拉錨下控制應力采用σcon＝0.75fpk＝1395MPa。豎向預應力鋼筋采用Φ32精軋螺紋鋼筋（fpk＝785MPa），張拉采用復張拉工藝，以張拉噸位為主要控制，錨下控制張拉力為537kN。

2 掛籃懸澆和支架對稱現(xiàn)澆工藝對比

F匝道跨堤橋原設計采用掛籃懸臂澆筑法施工，各單“T”箱梁除0號塊在支架上現(xiàn)澆外，其余分16對梁段采用對稱懸臂逐段澆筑法施工。箱梁縱向懸澆分段長度為（5×3+8×3.5＋3×4）m，墩頂現(xiàn)澆塊長為12m，中、邊跨合龍段長均為3.0m，邊跨現(xiàn)澆段長為16m。結(jié)合跨堤橋曲率半徑?。ò霃綖?60m）、梁體高度低（梁底距離地面凈高最大約為13m）、工期緊張（整個橋梁施工周期約為1年）的特點，提出“彎橋?qū)ΨQ支架澆筑施工工藝”，將懸臂澆筑的兩個塊件合并，對縱向梁段重新分塊，長度為（2×6+6.5+3×7+7.5+8）m[2]。對兩種工藝進行對比分析，結(jié)果如下：

一是支架現(xiàn)澆工藝不受重量限制，節(jié)段劃分數(shù)量減少，單個塊件施工周期略有增加，總體工期縮短[3]。二是本項目支架高度為4～13m，采用少支點支架或滿堂支架施工，支架搭拆工藝簡單。支架上鋪設模板，較掛籃施工底模安裝可提前開展施工。三是掛籃懸澆安全風險大，需嚴格控制兩側(cè)不平衡荷載，對彎橋而言受力情況更復雜，相比較而言支架現(xiàn)澆安全風險小(見表1)。

表1 兩種工藝施工時間和工藝經(jīng)濟性對比

3 總體施工流程

跨堤橋總體施工流程如下：

步驟1，在墩身施工過程中，對西側(cè)邊跨和中跨場地回填、碾壓、整平，中跨基礎與堤頂?shù)缆讽樈?。步驟2，安裝墩頂塊施工支架并安裝主墩處永久支座；安裝臨時固結(jié)，在支架上澆筑墩頂梁段，同時預壓后續(xù)梁段支架；兩端對稱張拉相應梁段預應力鋼束；同步進行1#塊支架安裝。步驟3，施工1#塊，同步進行2#塊支架安裝、預壓。步驟4，重復以上工序施工2#—7#節(jié)段，在當前節(jié)段混凝土施工過程中，即進行下一節(jié)段支架搭設、預壓，同時拆除已澆筑節(jié)段支架。步驟5，在8#塊施工過程中，同步進行邊跨現(xiàn)澆段施工。注：中跨跨大堤采用鋼管支架門洞，鋼管支架在地面頂設置混凝土條形基礎。步驟6，澆筑邊跨合龍段，張拉邊跨預應力鋼束；預壓中跨合龍段支架，準備中跨合龍。步驟7，拆除主墩墩頂臨時固結(jié)；安裝中跨合龍段勁性骨架，澆筑合龍段；張拉中跨預應力鋼束；拆除合龍段支架。

4 支架設計和施工

跨堤橋采用支架上逐節(jié)段現(xiàn)澆工藝，堤外處于灘涂地段，地基承載力較差，采用鋼管樁基礎。堤內(nèi)原始地基承載條件較好，處理后搭設滿堂支架。滿堂支架采用盤扣腳手架，在支架施工前對支架作基礎處理。先清除雜土和淤泥，再換填優(yōu)質(zhì)素土，分層壓實，地基承載力達到80kPa后，上部分層（20+20）cm攤鋪山皮土，承載力大于250kPa后澆筑C25混凝土進行硬化（根據(jù)對地基承載力要求的不同，混凝土的厚度要求在15～25cm）。支架根據(jù)現(xiàn)澆梁高度及腹板厚度進行調(diào)節(jié)，腹板下間距為300mm，空腔下為900mm，翼緣板下方位置在900mm；步距采用1000mm，頂?shù)锥宋恢貌捎?00mm步距調(diào)節(jié)。0#—3#塊支架立桿縱向間距為600mm，其余節(jié)段支架縱距為900/1200mm。堤外現(xiàn)澆段地基承載力差且箱梁底部線型呈拋物線變化，采用組合式支架（基礎采用管樁結(jié)構(gòu)，上設縱橫主梁，主梁上搭設滿堂腳手架以適應梁底線型）。

5 現(xiàn)澆梁施工

5.1 模板設計及施工

跨堤橋模板設計如下：

5.1.1 底模支承在橋墩及支架上，采用15mm厚優(yōu)質(zhì)竹膠板，模板底梁采用10cm×10cm的方木，立模標高由監(jiān)控單位根據(jù)支架預壓觀測數(shù)據(jù)分析確定。

5.1.2 外腹板和翼緣板采用大塊鋼模板，材質(zhì)為Q235鋼。現(xiàn)澆梁塊段縱向分塊長度為6～8m，現(xiàn)澆梁模板縱向配置（3.1+3.1+2）m。模板縱縫采取現(xiàn)場焊接的方式進行組拼。內(nèi)腔側(cè)模采用組合式模板。模板腹板拉桿采用Φ15精軋螺紋鋼，拉桿通過PVC管實現(xiàn)對穿。

5.1.3 現(xiàn)澆梁內(nèi)腔頂板面板采用15mm竹膠板，水平肋采用10cm×10cm方木。支架頂部設置頂托，底部通過在底板鋼筋上焊接插筋的方式固定。

外模體積大、重量大，整體吊裝困難，在模板下方設置滾輪和2[25a型鋼走行軌道用于模板滑行?；羞^程中采用手拉葫蘆提供水平牽引力，葫蘆一端固定在已經(jīng)澆筑的梁段上，另一端連接模板。

5.2 鋼筋安裝及混凝土澆筑

鋼筋在加工廠內(nèi)加工后，運至現(xiàn)場安裝。箱梁縱向按照全預應力構(gòu)件設計?？v向主筋采用C20鋼筋，在節(jié)段施工縫位置主筋預留長度為60cm，現(xiàn)場采取綁扎的方式連接。腹板內(nèi)設置環(huán)形套箍，綁扎事先定位箍筋后穿縱向主筋。在鋼筋綁扎過程中預應力管道內(nèi)設內(nèi)襯管?；炷劣晒捃囘\輸至現(xiàn)場，采用汽車泵泵送，一次性澆筑完成。箱梁混凝土的總體施工思路為：梁體混凝土從懸臂端開始向橋墩位置方向澆筑?；炷恋臐仓樞驗椋旱装濉拱濉敯逅闹芗皯冶鄄糠?。腹板高度大、厚度小、鋼筋、管道密布，混凝土入模困難。為保證頂板模板、鋼筋、管道不受水泥漿污染、混凝土不離析，采用串桶和在內(nèi)模上開設布料窗口輔助布料。串桶平面布置間距按照2m控制，內(nèi)模側(cè)面開設窗口點距離底板高度為2m，汽車泵軟管和振搗棒通過此窗口施工。

5.3 預應力施工

在現(xiàn)澆梁養(yǎng)護5d以上且強度和彈性模量達到設計值95%以上后進行張拉施工。預應力采用智能張拉系統(tǒng)，可控制2缸或4缸同步張拉。施工前，根據(jù)千斤頂標定結(jié)果輸入線性回歸方程。在單聯(lián)現(xiàn)澆梁施工前，將每束鋼束編號、控制張拉力、理論伸長量統(tǒng)一輸入智能系統(tǒng)。張拉施工中根據(jù)鋼束編號不同進行切換，系統(tǒng)內(nèi)自動生成張拉原始數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場壓漿采用智能壓漿工藝，設備有自動稱重功能可保證施工水灰比的準確性。壓漿時，預應力管道按先下層后上層的順序進行壓漿，由位置較低端向另一端壓漿，緩慢均勻，中途不中斷。待出漿口流出濃漿后，關閉出漿口閥門。待壓漿料終凝后，方可卸拔壓漿及出漿閥門。整個壓漿過程在張拉完成48h內(nèi)完成。

6 結(jié)語

新化樞紐C、F匝道跨堤橋采用支架上逐節(jié)段對稱現(xiàn)澆的設計、施工方法，優(yōu)化的方案使得該項目在7個月內(nèi)完成上部結(jié)構(gòu)施工。該工藝具有施工速度快、結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟性良好的特點，在橋梁高度不大、曲線半徑較小的橋梁應用中優(yōu)勢突出，對類似工程的設計和施工具有參考和借鑒作用。