潼湖特大橋跨潮莞高速(88+160+88)m連續(xù)剛構(gòu)關(guān)鍵施工技術(shù)

趙宏偉

(中鐵十九局集團(tuán)第五工程有限公司，遼寧 大連 116100)

1 工程概況

潼湖特大橋起訖里程為DK374+336.45～DK386+198.37，全長11 861.92 m，中心里程為DK378+560.02。其中線路與S20潮莞高速相交處采用(88+160+88) m連續(xù)剛構(gòu)跨越。328#、329#為主墩，采用墩梁固結(jié)剛構(gòu)連接，327#、330#為邊墩。懸灌梁為單箱單室直腹板雙線箱梁，主跨160 m箱梁底緣按圓弧半徑545.481 m的圓曲線進(jìn)行過渡變化。328#及329#主墩T構(gòu)懸灌梁中跨合龍方向縱向(21個節(jié)段)分段為：2×2.5 m+4×3 m+3×3.5 m+11×4 m+2 m(合龍段)，邊跨合龍方向(22個節(jié)段)分段為：2×2.5 m+4×3 m+3×3.5 m+11×4 m+2 m(合龍段)+7.8 m(邊跨現(xiàn)澆段)。 0#段箱梁中支點(diǎn)處梁高10.6 m，長度15 m，中跨合龍段及邊支點(diǎn)處梁高5 m。箱梁頂寬12.6 m，底寬8 m，頂板厚45 cm，腹板由50～67.5～90～110～145 cm變化，底板由50～175.5 cm變化。327#墩、330#墩箱梁與墩之間均采用TJQZ系列球形支座連接。箱梁縱向預(yù)應(yīng)力筋：采用低松弛高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絞線，型號為Φj15.20，公稱面積為140.00 mm2，強(qiáng)度級別為1 860 MPa，彈性模量為195 GPa，預(yù)應(yīng)力鋼束采用19、21、22、25-Φj15.2鋼絞線，所有鋼絞線均兩端張拉；采用M15-19、M15-21、M15-22、M15-25型錨具。管道采用金屬波紋管制孔，19-Φj15.2鋼絞線采用的波紋管內(nèi)徑為Φ100 mm，21、22、25-Φj15.2鋼絞線采用的波紋管內(nèi)徑為Φ120 mm。橫向預(yù)應(yīng)力筋：采用強(qiáng)度級別為1 860 MPa的4-Φj15.2的鋼絞線，預(yù)應(yīng)力管道采用內(nèi)徑為70 mm×19 mm的扁鍍鋅金屬波紋管，錨具采用BM15-4型錨具。豎向預(yù)應(yīng)力筋：采用Φ16-3無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼棒，單支單端張拉，鋼棒兩端采用Φ16-3配套錨具，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1 420 MPa，彈性模量為201 GPa。橋址分布區(qū)：有人工填土；粉質(zhì)黏土，容許承載力為120 kPa；強(qiáng)風(fēng)化凝灰熔巖(W4)，容許承載力為200 kPa；強(qiáng)風(fēng)化凝灰熔巖(W3)，容許承載力為400 kPa；弱風(fēng)化凝灰熔巖(W2)，容許承載力為1 000 kPa，橋區(qū)內(nèi)地下水主要為第四系覆蓋層孔隙潛水、基巖裂隙水。地下水、地表水均無化學(xué)性侵蝕、無鹽類結(jié)晶破壞；根據(jù)氯離子含量判定，地下水、地表水均無氯鹽侵蝕性。橋區(qū)內(nèi)碳化環(huán)境等級為T2。

2 施工關(guān)鍵

連續(xù)剛構(gòu)梁體為單箱單室，變高度、變截面結(jié)構(gòu)，采用掛籃懸臂現(xiàn)澆法總體施工方案，采用2套掛籃分段懸臂灌注施工。先在 328#、329#墩身施做三角托架，預(yù)壓后澆筑0#塊砼，在0#塊上安裝掛籃，然后灌注1#塊段。預(yù)應(yīng)力完成1#塊施工后，其他標(biāo)準(zhǔn)段采取懸臂對稱澆筑，同時進(jìn)行邊跨現(xiàn)澆段墩頂支架拼裝、混凝土澆筑。按照先邊跨合龍、再中跨合龍的步驟進(jìn)行合龍段施工?；炷劣砂韬驼炯泄?yīng)，泵送入模。小型機(jī)具和鋼筋等材料的垂直運(yùn)輸采用QTZ80塔吊，施工人員上下采用定制人行鋼爬梯。施工的關(guān)鍵為：(1)懸臂現(xiàn)澆連續(xù)剛構(gòu)跨度大，主跨為160 m，施工時線形控制難度較大；(2)連續(xù)剛構(gòu)主跨上跨潮莞高速公路，既有道路車流量大，上跨施工時安全風(fēng)險大；(3)0#塊主墩位置設(shè)有結(jié)構(gòu)復(fù)雜的隔板2道，梁體設(shè)有高度集中的預(yù)應(yīng)力管道和密集的鋼筋，施工時對混凝土搗固質(zhì)量要求較高；(4)梁體體積大，砼需求量大，施工時砼供應(yīng)安排難度大，如何降低砼的水化熱，避免因砼內(nèi)外溫差引發(fā)梁體出現(xiàn)裂縫以及采用有效措施防止張拉預(yù)應(yīng)力前砼的開裂，是本工程控制的重點(diǎn)之一。

3 關(guān)鍵施工技術(shù)

3.1 施工梁體線形控制

梁體施工時，會因為混凝土的徐變、收縮等造成懸臂段線形發(fā)生改變，澆筑混凝土?xí)r受到墩柱壓縮、溫度變化、日照、混凝土自重等會使梁體出現(xiàn)豎向撓度。為保證成橋時應(yīng)力狀態(tài)和線形滿足設(shè)計要求，滿足橋梁合龍高程誤差不超過15 mm，懸臂施工時對其各節(jié)段的應(yīng)力與撓度進(jìn)行監(jiān)測，并根據(jù)情況采取有效措施進(jìn)行調(diào)整，為安裝下節(jié)段的模板提供預(yù)報數(shù)據(jù)，以控制下節(jié)段模板標(biāo)高，最大程度保證橋梁實際線形與應(yīng)力接近設(shè)計要求[1-2]。施工中梁體撓度采用軟件進(jìn)行控制。施工梁體時，為控制梁體線形，應(yīng)計算并觀測已完成梁段的徐變收縮、溫度及荷載引起的撓度，觀測模板、掛籃完成后的撓度，并對澆筑混凝土前梁體的預(yù)拱度進(jìn)行測量調(diào)整。同時觀測澆筑混凝土后、預(yù)應(yīng)力張拉前后的梁體的撓度及梁體施工溫度，并在合龍前進(jìn)行溫度修正。還應(yīng)在梁體內(nèi)預(yù)埋測試元件對梁體應(yīng)力進(jìn)行觀測。觀測梁體的撓度應(yīng)在晚8點(diǎn)至早8點(diǎn)時間段進(jìn)行，保證每天定時進(jìn)行觀測。為給梁體合龍?zhí)峁?shù)據(jù)，對合龍段應(yīng)在施工前每間隔2 h進(jìn)行24 h連續(xù)撓度觀測。應(yīng)在箱梁橫向中部梁段邊緣、梁段端部左右腹板中間設(shè)置撓度固定觀測點(diǎn)，在觀測點(diǎn)位置埋設(shè)頂部打磨光滑的Φ20短鋼筋，其標(biāo)高應(yīng)高出施工立模標(biāo)高5～8 mm。根據(jù)設(shè)計圖紙給出的預(yù)拱度值及托架、支架、掛籃預(yù)壓測得的變形量，計算出每個階段梁端預(yù)拱度，再與梁段混凝土澆筑前及澆筑后實際發(fā)生的撓度值進(jìn)行比較，調(diào)整下一塊段模板標(biāo)高。

3.2 跨既有公路施工防護(hù)

橋梁施工前，施工方案應(yīng)得到公路主管部門的同意，施工順序與時間應(yīng)服從公路部門的安排，掛籃設(shè)置全封閉吊棚式施工平臺，確保施工過程無墜物。注意嚴(yán)格按設(shè)計施工，混凝土達(dá)到強(qiáng)度后才能拆除模板?？缏钒踩雷o(hù)方案需經(jīng)相關(guān)單位審批后方可實施。具體方法為：(1)吊棚底板。掛籃安裝好后，用4根25精軋螺紋鋼吊桿將2*[20槽鋼吊在掛藍(lán)底托的前后橫梁上，在[20槽鋼頂面橫向間隔0.667 m焊接布置[5槽鋼，縱向布置[10槽鋼5條，槽鋼上焊接3 mm防滑鋼板形成防護(hù)平臺底模系統(tǒng)[3-4]。(2)周邊防護(hù)。梁端面用30 mm×3 mm角鋼立桿，橫向用30 mm×3 mm角鋼連接成整體，上連掛籃梁架，下連槽鋼，焊接牢固，用鋼絲網(wǎng)(1 cm網(wǎng)格)+防裂網(wǎng)片進(jìn)行封閉，設(shè)置高度高于梁頂面1 m。在翼板側(cè)模處設(shè)Φ16鋼筋欄桿圍護(hù)，與底部模板背肋焊接牢固，護(hù)欄豎向高度1.2 m，每隔1.5 m布置一根；水平方向于護(hù)欄頂端和距離頂端60 cm位置，同樣采用Φ16鋼筋通長布置。護(hù)欄底部加設(shè)2 cm厚、30 cm高的(竹膠板)踢腳板，并掛設(shè)密目網(wǎng)，以防小型作業(yè)工具不慎滾動墜物。在施工節(jié)段兩側(cè)設(shè)2.4 m高安全防護(hù)圍欄，用30 mm×3 mm角鋼立桿間距1.5 m布置，并采用30 mm×3 mm角鋼間距1.2 m橫向連接，角鋼間連接均采用電焊焊接固定，周圍懸掛“防裂網(wǎng)片+密目網(wǎng)”，以防止掛籃施工區(qū)域內(nèi)的任何物體墜落。防護(hù)系統(tǒng)和掛籃體系形成一個整體，掛籃走行時，鋼板等防護(hù)措施同掛籃一起移動，確保施工區(qū)域下方安全。

3.3 混凝土施工

(1)混凝土澆筑前的鋼筋檢查、預(yù)應(yīng)力張拉值和伸長值、管道壓漿壓力值應(yīng)留存影像資料。拌和物出場前應(yīng)進(jìn)行坍落度、含氣量和溫度的測定?；炷梁瑲饬康淖畹拖拗禎M足規(guī)定要求。

(2)澆筑混凝土。0#塊梁體主墩位置設(shè)有結(jié)構(gòu)復(fù)雜的隔板2道，梁體設(shè)有高度集中的預(yù)應(yīng)力管道和密集的鋼筋，是連續(xù)鋼構(gòu)箱梁懸臂灌注混凝土施工的難點(diǎn)與重點(diǎn)?；炷凉嘧r，應(yīng)考慮砼內(nèi)的水化熱，采取降低砼內(nèi)部溫度等措施減小砼的入模溫度，嚴(yán)格控制砼的內(nèi)外溫差不超過15 ℃。箱梁采用C55級混凝土，由拌和站集中拌合，用運(yùn)輸車運(yùn)輸，采用天泵均衡對稱澆筑。底板混凝土坍落度(運(yùn)送到作業(yè)地點(diǎn)時)控制在 16～18 cm，腹板混凝土塌落度控制在14～16 cm，混凝土初凝時間不得超過6 h。施工過程中每100 m3制作標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件1組，同條件養(yǎng)護(hù)試件制作5組。施工0#塊砼前，應(yīng)認(rèn)真清洗模板，對波紋管道、鋼筋、模板、托架進(jìn)行檢查?；炷翝仓捎闷嚤茫瑧冶蹪仓捎盟椒謱悠胶鉂仓黄胶庵刈畲蟛荒艹^8 t，分層厚度不得超過30 cm。當(dāng)砼自流高度超過2 m時，必須采用串筒或溜槽輸送。為便于澆筑梁體底板混凝土，預(yù)先在頂板設(shè)下料口，把模板挪開后下設(shè)溜槽或串筒進(jìn)行其混凝土澆筑，完成后，再恢復(fù)鋼筋和模板。先底板再腹板后頂板，由0#塊中心最低處向兩側(cè)分層對稱澆筑砼，采用多孔振搗工藝進(jìn)行振搗，振搗按腹板部位振搗通道、橫隔板段振搗通道、過人孔天窗振搗三個振搗區(qū)域進(jìn)行[5]，具體為：

①腹板部位振搗通道：優(yōu)化頂板鋼筋間距，總根數(shù)不變，采用Φ110的PVC管作為混凝土下料口，同時兼作振搗通道，采用Φ70的PVC管作為振搗通道。下料口有效解決了因混凝土澆筑高度過高造成的離析，下料口隨混凝土澆筑逐步提升，下料口底部距混凝土面保證在50 cm高度。

②橫隔板段振搗通道：以過人孔為界，分左右兩個區(qū)域，每個區(qū)域布置3根下料口，8根振搗通道，尺寸同腹板振搗通道。支座上方鋼筋密布，以往施工很難振搗到位，通過橫隔板段振搗通道有效解決了支座上方混凝土振搗不密實的問題。

③過人孔天窗振搗：橫隔板過人孔底模處，按照搗棒作用范圍，沿縱向中心線左右對稱各開設(shè)3個20 cm × 30 cm振搗天窗。混凝土澆筑時，為保證管道不堵塞，應(yīng)對橫向、豎向預(yù)應(yīng)力孔道連續(xù)通風(fēng)，在混凝土初凝后及時拔除插入的芯管。為防止混凝土表面過早出現(xiàn)裂縫，澆筑完成砼后應(yīng)進(jìn)行壓光。澆筑頂板混凝土?xí)r，采取在梁體縱向中心線帶線施工，由掛杠進(jìn)行找坡。砼終凝后，應(yīng)馬上采取灑水、覆蓋等養(yǎng)護(hù)措施，避免混凝土因內(nèi)外溫差引發(fā)表面裂縫，養(yǎng)護(hù)期不少于14 d?；炷翝仓^程中現(xiàn)場每100 m3制作150 mm × 150 mm × 150 mm標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件1組，0#施工同條件制作標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件5組。

(3)混凝土養(yǎng)護(hù)。砼澆筑完成后要進(jìn)行壓光工作，進(jìn)行壓光抹面不少于3次。澆筑頂板混凝土?xí)r應(yīng)注意預(yù)留2%反水坡，施工時可在梁體縱向中心線帶線施工，由掛杠進(jìn)行找坡。砼澆筑完成后1 h內(nèi)，進(jìn)行混凝土覆蓋的養(yǎng)護(hù)，避免因內(nèi)外溫差引起砼表面裂紋的出現(xiàn)等，養(yǎng)護(hù)時間滿足表1要求。

表1 混凝土養(yǎng)護(hù)最低期限

3 結(jié)語

采用連續(xù)剛構(gòu)施工技術(shù)，安全順利地完成了該橋梁施工，橋梁線形符合規(guī)定要求，跨既有公路施工未出現(xiàn)任何安全事故，橋梁混凝土各項質(zhì)量均滿足規(guī)定要求，表明連續(xù)剛構(gòu)采用的關(guān)鍵施工技術(shù)是成功的，為類似橋梁的施工積累了寶貴的經(jīng)驗。