橋梁工程雙肢薄壁空心墩與連續(xù)剛構(gòu)箱梁施工

金武毅

（甘肅路橋第三公路工程有限責(zé)任公司，甘肅蘭州 730000）

1 工程概況

某特大橋工程，主橋?yàn)榭鐝剑?20+120+120+120）m的剛構(gòu)連續(xù)梁，引橋采用30 m/40 m箱梁，主橋墩為雙肢薄壁空心墩及格構(gòu)墩，最大高度為100 m，為重點(diǎn)施工內(nèi)容。橋址區(qū)地勢較為陡峭，平整度不足，無開闊的空間用于梁體澆筑施工，為了突破現(xiàn)場施工條件的局限性，引橋部分適配的是2臺(tái)折疊式移動(dòng)平臺(tái)，于該處組織梁體的混凝土現(xiàn)澆作業(yè)。

2 主墩施工工藝

主墩為矩形雙肢空心墩，根據(jù)現(xiàn)場施工條件及質(zhì)量要求，采用雙井架翻升模板。

2.1 雙井架翻升模板結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

井架可穩(wěn)定支撐工作平臺(tái)，同時(shí)可作為平臺(tái)爬升的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)使用，每套模板按照2個(gè)井架予以配置。各井架總高為17.5 m，含7個(gè)等長度的節(jié)段。工作平臺(tái)采用斜拉板架結(jié)構(gòu)，其具有剛度大、自重輕的基本特點(diǎn)，可有效維持穩(wěn)定，并緊密鋪設(shè)鋪板，布設(shè)護(hù)欄裝置。

適配8個(gè)10.0 t的手拉葫蘆，利用該裝置推動(dòng)工作平臺(tái)的爬升，將葫蘆上端穩(wěn)定在井架上、下端吊至搭建成型的平臺(tái)上。模板采取兩層的配置方式，單層高度均為2.5 m，隨施工進(jìn)程的推進(jìn)交替翻升。

2.2 主墩施工

（1）以設(shè)計(jì)要求為準(zhǔn)，將調(diào)整模板和兩層大模板拼裝到位，組織第一節(jié)墩身混凝土的灌注作業(yè)。

（2）待混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后，拆除模板，拼裝井架。

（3）待第一節(jié)混凝土頂面成型后，若無質(zhì)量問題，在該處拼裝工作平臺(tái)。

（4）提升工作平臺(tái)，升高3.0 m。

（5）啟用手拉葫蘆，利用該裝置翻升下層模板，此后組織第二節(jié)墩身鋼筋的安裝作業(yè)，若無誤則澆筑混凝土。

（6）接高井架2.5 m，提升平臺(tái)2.5 m。

（7）組織內(nèi)、外吊架的安裝，并重復(fù)前述流程，直至到達(dá)橫隔板處為止。

（8）墩身施工每完成10.0 m后，及時(shí)將井架支撐點(diǎn)轉(zhuǎn)換至空頂墩內(nèi)壁處，此后將支點(diǎn)下方的井架逐節(jié)倒至井架上端接高。

2.3 橫系板施工

（1）在橫系板下方的墩壁處預(yù)埋鋼板；

（2）吊繩模板，兩墩壁內(nèi)側(cè)的模板不予以吊升；

（3）有序拆除墩壁的內(nèi)側(cè)模板，期間加強(qiáng)防護(hù)，避免損傷既有結(jié)構(gòu)，再焊接鋼牛腿；

（4）懸掛臨時(shí)吊籃，吊裝橫梁；

（5）吊裝縱工字鋼，橫木和底模兩部分結(jié)構(gòu)鋪設(shè)到位；

（6）組織側(cè)模的安裝作業(yè)，綁扎鋼筋，若無誤則進(jìn)入混凝土灌注施工環(huán)節(jié)，使結(jié)構(gòu)成型。

2.4 橫隔板施工

（1）提升工作平臺(tái)，位置為橫隔板頂面以上0.5 m，工作平臺(tái)與已成型墩身頂面的距離應(yīng)為1.5 m。

（2）在成型的墩身上設(shè)置腳手架鋼管，由該裝置穩(wěn)定支撐工作平臺(tái)。

（3）拆除最上節(jié)井架和內(nèi)吊架，利用井架穩(wěn)定支撐位于空心墩結(jié)構(gòu)內(nèi)的橫隔板，經(jīng)過前述的拆除作業(yè)后獲得下層墩身內(nèi)模板，經(jīng)拼裝后形成底模，將其投入使用，在墩身上預(yù)埋牛腿，將掛籃的軌道作為縱橫梁使用。

（4）隨時(shí)間的延長，待橫隔板的混凝土強(qiáng)度滿足要求后，將其下方的井架翻升，從橫隔板人洞倒至隔板處，以便組織后續(xù)的墩身施工作業(yè)。

2.5 測量控制

全面測量控制對提高施工精度，保證施工質(zhì)量具有重要意義，在大橋平面控制工作中，按照規(guī)范布設(shè)國家四等三角網(wǎng)，適配徠卡TCl1022全站儀，引入極坐標(biāo)法，換站復(fù)核。高程控制按照規(guī)范布設(shè)國家三等網(wǎng)，適配全站儀。

垂直度的檢測與控制采用徠卡ZL激光鉛直儀，在橋墩兩側(cè)埋設(shè)固定點(diǎn)，由專員操作鉛直儀，用于精細(xì)化控制模板的垂直度。利用該儀器復(fù)核墩身的偏移量，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取處理措施。

3 連續(xù)剛構(gòu)箱梁施工方法

（1）0#段施工于墩頂托架處完成，分三次有序灌注。

（2）懸灌梁段施工期間配套掛籃裝置進(jìn)行輔助，在T構(gòu)梁段對稱懸臂灌注。

（3）合龍段采用掛籃底模平臺(tái)和內(nèi)外模板聯(lián)合作業(yè)。

（4）現(xiàn)澆直線段采用墩頂托架灌注。

4 連續(xù)剛構(gòu)箱梁的施工工藝0#段的施工

4.1 頂托架和模板

（1）墩身內(nèi)預(yù)埋的連接件與外部三角支架共同作用，構(gòu)成墩頂托架。

（2）在上方布設(shè)縱梁和橫梁，構(gòu)成穩(wěn)定的底模平臺(tái)。

（3）懸灌梁段的部分外模與墩身模板進(jìn)行拼接，形成外模材料。

（4）以GQZ70型組合鋼模板為主體，結(jié)合適量的異形鋼模板，組成內(nèi)模。

（5）墩身平面模板經(jīng)鋪設(shè)后，形成底模。

4.2 托架和模板的安裝

（1）最后一節(jié)墩身施工時(shí)，將托架連接件預(yù)埋到位。

（2）拆除墩身模板，搭建三角托架。

（3）分別將橫梁、上縱梁、外模墊梁安裝到位，托架采取預(yù)壓處理。

（4）安裝底模，根據(jù)前期的預(yù)壓結(jié)果合理設(shè)定預(yù)拱度。

（5）分塊吊裝外模，統(tǒng)一轉(zhuǎn)移至托架上，再根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙將其拼接成型，要求各模板均穩(wěn)定支撐在托架上，考慮模板在后續(xù)使用期間易出現(xiàn)傾覆現(xiàn)象，需及時(shí)設(shè)置對拉桿，再拼裝內(nèi)模。

4.3 托架預(yù)壓

模擬施工階段的荷載工況，通過檢測確定彈性變形，根據(jù)所得結(jié)果，將其計(jì)入預(yù)拱度，要求設(shè)置成型后的0#段的梁底標(biāo)高可滿足要求。

托架預(yù)壓施工階段，采取分級（共四級）加載的方案，加載物為沙袋，最終的荷載以托架實(shí)際受力的1.3倍較為合適。

5 連續(xù)剛構(gòu)箱梁的施工工藝的懸灌梁段施工

5.1 掛籃的結(jié)構(gòu)、技術(shù)參數(shù)以及應(yīng)用優(yōu)勢

（1）掛籃結(jié)構(gòu)組成。

①主桁架。

含三角主桁架、豎向連接系及水平連接系三大部分，共同發(fā)揮受力作用。

②底模平臺(tái)。

此部分兼具多重作用，可承受梁段混凝土的重量，并作為施工平臺(tái)使用，如在該處完成立模、鋼筋綁扎等相關(guān)工作，具體細(xì)分為底模板、縱梁及前后橫梁[1-2]。

③模板系統(tǒng)。

內(nèi)模由組合鋼模板拼接形成，外模為大塊鋼模板。

（2）關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)。

①適用的最大梁段長度及自重分別為4.5 m、2 500 kN；

②適用的梁高為3.5～12.0 m；

③適用的梁體底寬和頂寬分別為7.0、13.0 m；

④掛籃自身結(jié)構(gòu)自重900 kN；

⑤適配液壓千斤頂裝置，由該裝置帶動(dòng)掛籃行走；

⑥要求工作階段的傾覆穩(wěn)定系數(shù)在2.0以上，此條件下的主構(gòu)架最大變形量為20 mm。

（3）應(yīng)用優(yōu)勢。

三角形主桁架的結(jié)構(gòu)組成較為簡單，具有自重輕、剛度大等特點(diǎn)。通過高強(qiáng)螺栓的應(yīng)用，可穩(wěn)定聯(lián)結(jié)主桁架，非彈性變形帶來的影響較??；三角形掛籃的重心較低，穩(wěn)定性得到保證。

5.2 掛籃加載試驗(yàn)

（1）主桁架加載試驗(yàn)。

根據(jù)試驗(yàn)要求，適配相應(yīng)的裝置，在最重梁段工況下進(jìn)行加載試驗(yàn)，考慮行走狀態(tài)，模擬此時(shí)的最不利工況，以便加載。主桁架加載試驗(yàn)裝置如圖1所示。

圖1 主桁架加載試驗(yàn)裝置

最重梁段取193 t，分4級有序加載，每完成一級加載后采集并記錄數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確判斷主桁架節(jié)點(diǎn)、桿件等關(guān)鍵部位的實(shí)際情況，如是否存在異常。荷載值根據(jù)油表讀數(shù)控制，適配高精度的水準(zhǔn)儀，以便測定位移量。針對掛籃行走狀態(tài)，此時(shí)的最不利工況分2級加載，依次為支座的最大反力、第一級的1.3倍[3-5]。

（2）底模平臺(tái)加載試驗(yàn)。

在地面組織此項(xiàng)試驗(yàn)，在底模平臺(tái)兩端布設(shè)承載門架，將平臺(tái)懸吊至承載門架上，隨后取沙袋（作為加載物），以便加載。確定1#梁段底板與腹板重量總和，取該值的1.3倍，作為沙袋的總重量控制標(biāo)準(zhǔn)。沙袋分3個(gè)區(qū)域堆碼，具體加載情況如圖2所示。

圖2 底模平臺(tái)加載

6 結(jié)語

綜上所述，文章針對雙肢薄壁空心墩和連續(xù)剛構(gòu)箱梁兩部分的施工技術(shù)展開探討，結(jié)合工程實(shí)例，提出施工中需重視的技術(shù)要點(diǎn)。在后續(xù)的類似工程中，相關(guān)工作人員應(yīng)遵循因地制宜的原則，合理優(yōu)化施工方法，加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)測與控制，切實(shí)提高橋梁的施工質(zhì)量。