連續(xù)梁合攏段施工技術(shù)探討

江永

摘 要：連續(xù)梁橋是一種應(yīng)用廣泛的橋梁型式，連續(xù)梁合攏段施工是連續(xù)梁橋的關(guān)鍵施工技術(shù)。為解決連續(xù)梁合攏段的施工問(wèn)題，本文以松柏山水庫(kù)特大橋連續(xù)梁施工為例，論述連續(xù)梁施工中邊跨合攏段施工、中跨合攏施工的工藝流程，接著探討了工程的質(zhì)量保證措施，以期為相關(guān)工程提供參考。

關(guān)鍵詞：連續(xù)梁;合攏段;施工技術(shù)

1 工程概述

貴安新區(qū)黔中大道（三期）位于平壩縣馬場(chǎng)鎮(zhèn)，松柏山水庫(kù)大橋位于R=1 900 m半徑的圓形曲線和直線上，其中主橋位于圓形曲線上，松柏山水庫(kù)大橋主橋跨徑為100 m+180 m+100 m預(yù)應(yīng)力連續(xù)鋼構(gòu)橋，引橋?yàn)?0 m跨徑箱梁橋。

2 施工工藝技術(shù)

2.1 總體施工方案

由于本連續(xù)剛構(gòu)箱梁為項(xiàng)目控制性工程，連續(xù)剛構(gòu)梁體為單箱雙室，變高度、變截面結(jié)構(gòu)。邊跨合攏段和中跨合攏段均采用掛籃作為吊架進(jìn)行合攏，合攏段外側(cè)模采用掛籃懸臂段外側(cè)鋼模、內(nèi)模采用木模進(jìn)行施工。

預(yù)應(yīng)力張拉壓漿采用智能張拉壓漿。混凝土由拌和站集中供應(yīng)，砼罐車(chē)運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)采用一臺(tái)HBC120K砼泵車(chē)泵送入模。施工人員上下通道7#墩采用標(biāo)準(zhǔn)安全爬梯，8#墩采用左右幅利用電梯作為施工人員上下通道，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)安全爬梯作為備用通道。

2.2 施工準(zhǔn)備

目前現(xiàn)場(chǎng)在松柏山水庫(kù)特大橋7#墩處設(shè)置一臺(tái)630 kVA

變壓器，同時(shí)配備一臺(tái)90 kW發(fā)電機(jī)放置在2#鋼筋棚內(nèi)，8#墩配置一臺(tái)300 kW發(fā)電機(jī)，滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求。本橋于6#墩～7#墩左側(cè)設(shè)置一個(gè)鋼筋加工廠。本橋于7#、8#主墩每個(gè)墩各設(shè)置一個(gè)6015型塔吊，塔吊最大吊重8 t，塔吊臂長(zhǎng)60 m，塔吊設(shè)置在7#、8#墩左右幅墩中間，塔吊基礎(chǔ)斷面尺寸為5 m×5 m×1.7 m，配置Φ25@170雙層雙向鋼筋。

2.3 連續(xù)梁合攏段施工工序及流程

為了防止合攏段附近底板可能發(fā)生的縱向裂縫，底板束采用間隔分批張拉的方式，并分批壓漿。即第1批管道漿體到達(dá)95%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，再?gòu)埨?批底板束，使底板斷面在施加預(yù)應(yīng)力過(guò)程中不削弱過(guò)多。

2.3.1 邊跨合攏段施工

合攏段應(yīng)選用早強(qiáng)、微膨脹水泥拌制混凝土，以便盡早完成張拉，防止出現(xiàn)裂縫。

（1）掛籃吊架及模板。在邊跨端23’#塊施工時(shí)提前預(yù)留邊跨合攏段掛籃后錨點(diǎn)預(yù)留孔。邊跨合攏段在掛籃上施工，待懸臂梁段及邊跨現(xiàn)澆段施工完畢，將邊跨端25’#塊掛籃底鋼模用鋼絲繩移至前吊桿處并將底鋼模下放至縱向水平，然后在掛籃底板鋼模上鋪設(shè)方木及竹膠板作為合攏段底模，使掛籃底模（1.45 m）與邊跨現(xiàn)澆段底模（邊跨現(xiàn)澆段底模距離混凝土端頭0.55 m）拼接在一起。底模和側(cè)模均由掛籃吊桿固定，內(nèi)模采用木模，側(cè)模采用掛籃側(cè)鋼模，為減小合攏段兩端與已施工完梁體錯(cuò)臺(tái)，翼緣板采用在原掛籃翼緣板鋼模上鋪設(shè)木模。

（2）梁體合攏平衡設(shè)計(jì)。在箱梁主墩中跨懸臂端和邊跨懸臂端25#塊兩箱室頂部梁面處各設(shè)置一個(gè)4 m*6 m*1.7 m（橫向*縱向*豎向）水袋，每端共64.67 t水配重，水袋排水方法和遠(yuǎn)端平衡重量噸位由施工平衡設(shè)計(jì)確定。澆筑兩跨合攏段的混凝土，澆筑時(shí)調(diào)整合攏段的一側(cè)配重。

（3）合攏鎖定。在預(yù)期合攏前三天連續(xù)觀察懸臂端的溫度和高程變化規(guī)律，時(shí)間間隔為2小時(shí)，根據(jù)近期溫度和高程變化規(guī)律確定最佳合攏時(shí)間。在合攏之前，懸臂端臨時(shí)連接到側(cè)跨現(xiàn)澆段，并盡可能保持相對(duì)固定，以防止合攏段混凝土在澆筑和早期硬化時(shí)發(fā)生明顯的體積變化。除按平衡要求設(shè)置T型結(jié)構(gòu)懸臂端外，如需要施工控制，應(yīng)在閉合段采取調(diào)整措施。鎖定時(shí)間遵循合攏段鎖定設(shè)計(jì)。臨時(shí)封鎖對(duì)合攏非常重要，遵循拉緊和支撐原則，包括焊接強(qiáng)度骨架和張拉臨時(shí)預(yù)應(yīng)力梁。支撐鋼骨架采用預(yù)埋鋼件+連接槽鋼+預(yù)埋鋼件的三斷面結(jié)構(gòu)。斷面面積和支撐位置根據(jù)鎖定設(shè)計(jì)確定。合攏時(shí)，連接槽鋼采用連接鋼板焊接，焊接應(yīng)在不同部位布置，臨時(shí)預(yù)應(yīng)力張力噸位按設(shè)計(jì)確定，骨架擰緊后，臨時(shí)梁張力錨不灌漿，合攏后拆除。

（4）邊跨合攏段預(yù)應(yīng)力張拉及壓漿。邊跨現(xiàn)澆段鋼束張拉程序?yàn)椋嚎v向鋼束先張拉50%設(shè)計(jì)噸位，再?gòu)埨瓩M向鋼束到設(shè)計(jì)值，然后張拉縱向鋼束到設(shè)計(jì)噸位，最后再將豎向鋼束張拉到設(shè)計(jì)噸位。

（5）拆除邊跨現(xiàn)澆段與合攏段模板及支架。邊跨合攏段施工完成后，拆除掛籃及模板。

2.3.2 中跨合攏施工

中跨合攏采用吊架施工，合攏吊架利用掛籃的底籃及模板系統(tǒng)。先拆除7#墩中跨端25#塊掛籃底模、內(nèi)模及側(cè)模系統(tǒng)，然后將梁面以上的主桁及軌道系統(tǒng)向道路小里程方向后退4 m，最后將8#墩中跨端25#塊掛籃前移至7#墩25#塊（與7#墩25#塊梁體搭接0.5 m）并進(jìn)行錨固，以此作為中跨合攏段的模板，底模、外模、內(nèi)模及翼緣模采用方式與邊跨合攏段相同。在中跨合攏段兩端每個(gè)水袋加載4.59 t（每個(gè)水袋原有水32.33 t），即調(diào)整中跨合攏段兩端配重為每端兩個(gè)水袋共73.85 t。普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道安裝與其它梁段相同。

3 頂梁、合攏鎖定設(shè)計(jì)與施工

3.1 頂梁

在施工主墩中跨端25#塊時(shí)，在邊腹板上的頂板與底板梗肋處、距梁頂面和梁底面各29 cm位置預(yù)埋45*45*2 cm頂梁鋼板，作為千斤頂頂梁時(shí)的受力作用點(diǎn)。勁性骨架鎖定前進(jìn)行頂梁，底板處千斤頂（200 t）和兩臺(tái)千斤頂間的雙拼I45b工字鋼固定在設(shè)置在底板上的墊板，頂板處千斤頂采用鋼絲繩固定在掛籃主桁上（此時(shí)掛籃主桁不受力），兩臺(tái)千斤頂間的雙拼I45b工字鋼固定在設(shè)置在勁性骨架上水平桿上的墊板。頂梁時(shí)，4臺(tái)千斤頂同步進(jìn)油，保證每臺(tái)千斤頂外伸量一致。

3.1.1 頂推力的計(jì)算方法

原設(shè)計(jì)合攏溫度為15±3℃。根據(jù)當(dāng)前施工進(jìn)度，預(yù)計(jì)合攏時(shí)間為9月中旬，合攏溫度不確定。為此，監(jiān)控組按照合攏時(shí)溫度為20℃、25℃和30℃給出頂推力（包括30年收縮徐變的影響）。松柏山水庫(kù)特大大橋橋梁博士模型如圖1所示。

計(jì)算采用橋梁博士軟件計(jì)算，計(jì)算模型如下：

使用有限元方法計(jì)算頂推參數(shù)：先建立全橋模型，分別計(jì)算不同合攏溫度條件下30年收縮徐變作用，跨中和主墩產(chǎn)生的位移。再計(jì)算施工時(shí)施加的頂推力在橋梁結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的位移值，即可得到合理的頂推力。

3.1.2 不同合攏溫度的結(jié)構(gòu)變位計(jì)算

利用橋梁博士，運(yùn)行分析后得出主墩和主跨跨中在不同合攏溫度下成橋30年收縮徐變，結(jié)構(gòu)變位如表1所示。

由表1可知，高溫合攏會(huì)導(dǎo)致主墩向跨內(nèi)偏位，主梁下?lián)稀榇?，在高溫合攏時(shí)，宜施加合理的頂推力。

3.1.3 不同頂推作用力下結(jié)構(gòu)變位計(jì)算

不同頂推作用力下，在頂推時(shí)結(jié)構(gòu)變位計(jì)算結(jié)果如表2。

不同頂推作用力下，在運(yùn)營(yíng)30年后，結(jié)構(gòu)頂推力位移+30年的收縮徐變量計(jì)算結(jié)果如表3。

說(shuō)明：表中跨中變位負(fù)值表示下?lián)希捣粗?/p>

通過(guò)上面的計(jì)算結(jié)果可以得出，為抵消全橋運(yùn)營(yíng)30年產(chǎn)生的收縮徐變位移，合攏溫度30℃時(shí)合理頂推力應(yīng)設(shè)置為4 000 kN;合攏溫度25℃時(shí)合理頂推力應(yīng)設(shè)置為3 000 kN;合攏溫度20℃時(shí)合理頂推力應(yīng)設(shè)置為2 000 kN。

3.1.4 合理頂推力對(duì)墩柱底部應(yīng)力影響

合攏階段在跨中施加頂推力后，對(duì)橋墩受力會(huì)產(chǎn)生不利影響，將頂推力作用下墩柱底部應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算，結(jié)果如表4。

由此可以得出，在上述頂推力作用下，墩柱底部的應(yīng)力不會(huì)超過(guò)容許應(yīng)力，所以可以安全施工。

合攏前，需對(duì)中跨合攏段兩側(cè)T構(gòu)進(jìn)行頂梁作業(yè)，頂梁時(shí)需注意以下幾點(diǎn)：

（1）頂梁施工選擇一天中溫度最低時(shí)進(jìn)行施工作業(yè)。

（2）頂梁時(shí)，4臺(tái)千斤頂上下、左右對(duì)稱布置于預(yù)埋在靠近邊腹板的頂板、底板梗肋位置的預(yù)埋鋼板上，將中跨向兩岸頂推。

（3）頂梁時(shí)，采用頂力與位移雙控。以頂力控制為主，梁體位移做校核。

（4）頂力達(dá)到設(shè)計(jì)噸位時(shí)即中止頂梁作業(yè)，隨即鎖定合攏段勁性骨架。

3.2 中合攏鎖定設(shè)計(jì)

強(qiáng)骨架較緊后，澆筑時(shí)將混凝土穿越合攏段，澆筑時(shí)調(diào)整合攏段兩側(cè)的配重，合攏段兩側(cè)的配重卸載73.85 t噸?；炷翝仓戤吅?，應(yīng)進(jìn)行混凝土保護(hù)?？v向、橫向和垂直預(yù)應(yīng)力鋼梁可進(jìn)行拉伸灌漿，直到混凝土強(qiáng)度和彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)，周期不小于7天。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，閉合段張拉順序?yàn)椋嚎v向鋼梁先張拉設(shè)計(jì)噸位的50%，橫鋼梁拉至設(shè)計(jì)值，縱向鋼梁拉至設(shè)計(jì)噸位。管道灌漿應(yīng)在張拉后48小時(shí)內(nèi)進(jìn)行。合攏束張拉順序?yàn)橄鹊装搴箜敯宓膹埨樞?，張拉時(shí)按照先長(zhǎng)束后短束的張拉順序進(jìn)行張拉。張拉時(shí)采用智能張拉設(shè)備進(jìn)行張拉。當(dāng)張拉臨時(shí)束時(shí)，必須密切注意合攏段鎖，澆筑梁段混凝土情況是否異常，確保澆筑混凝土和鎖止結(jié)構(gòu)的安全。然后依次進(jìn)行中跨合攏段上的橫、豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉并錨固。其他施工工藝及要求同邊跨合攏段。

4 質(zhì)量控制

4.1 混凝土質(zhì)量控制

材料是混凝土的質(zhì)量基礎(chǔ)，材料控制對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量非常重要。因此，橋梁施工企業(yè)需要對(duì)混凝土材料進(jìn)行管理和控制。在粗骨料和細(xì)骨料的混凝土配合比質(zhì)量控制過(guò)程中，根據(jù)配合比要求選擇碎石粒徑。對(duì)于細(xì)骨料而言，一般選擇中砂，即需要對(duì)砂細(xì)度、泥含量、石粉含量、亞甲藍(lán)、堿含量等指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，混凝土施工中不采用含泥量高的砂料。如果僅有這些砂，在滿足工程要求之前必須進(jìn)行清潔。并分別進(jìn)行砂石膨脹試驗(yàn)，確保所有材料均符合橋梁標(biāo)準(zhǔn)。在混凝土施工過(guò)程中不能出現(xiàn)粒徑過(guò)大的情況，使混凝土存在質(zhì)量問(wèn)題。不同直徑的骨料必須明確劃分，骨料直徑必須適當(dāng)，這樣的碎石連續(xù)性比較強(qiáng)，對(duì)混凝土強(qiáng)度有著較大影響。水泥作為混凝土結(jié)構(gòu)的主要部分，加入適量的水泥可形成水泥漿，水泥漿具有粘結(jié)功能，可將混凝土粗細(xì)骨料冷凝在一起。在進(jìn)行水泥材料選擇過(guò)程中，需要保證水泥水化熱平穩(wěn)釋放，一旦水泥出現(xiàn)水化熱集中釋放現(xiàn)象，必將會(huì)使得混凝土內(nèi)部溫度升高，如果沒(méi)有采取對(duì)應(yīng)的處理對(duì)策，將會(huì)造成混凝土開(kāi)裂現(xiàn)象出現(xiàn)，影響工程整體施工質(zhì)量。市場(chǎng)上水泥品牌眾多，最好優(yōu)先考慮大品牌、信譽(yù)良好的水泥，但也需要進(jìn)行試驗(yàn)。水泥品牌較大，也不能忽略試驗(yàn)。若進(jìn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果不符合標(biāo)準(zhǔn)，項(xiàng)目不能使用。

4.2 混凝土配比控制

如果在混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制中將材料控制當(dāng)作基礎(chǔ)，那么配比控制就相當(dāng)于核心，材料再好配制比例不夠合理也無(wú)法保證最終質(zhì)量，因此，需要對(duì)水灰比展開(kāi)合理控制?？刂扑鄵饺肓?。當(dāng)水泥和骨料產(chǎn)生粘結(jié)效果時(shí)，水泥用量可以直接決定效果強(qiáng)弱，如果需要添加外加劑就要按照外加劑減水率計(jì)算出最終用水量，只要將外加劑代替的水量減去即可，但在此環(huán)節(jié)需要注意，一定要根據(jù)外加劑減水率來(lái)確定最終用水量。

4.3 運(yùn)輸

在完成混凝土材料與配比的控制工作后，就需要在混凝土運(yùn)輸環(huán)節(jié)展開(kāi)控制，以免在運(yùn)輸環(huán)節(jié)出現(xiàn)不當(dāng)操作，導(dǎo)致混凝土在運(yùn)輸車(chē)中凝固，這不僅會(huì)浪費(fèi)大量混凝土調(diào)配材料，在對(duì)運(yùn)輸車(chē)輛進(jìn)行清洗時(shí)也需要花費(fèi)一定成本與精力。首先，如果橋梁工程選用攪拌車(chē)來(lái)輸送混凝土材料，需要在開(kāi)始填裝混凝土材料之前操作攪拌車(chē)進(jìn)行倒轉(zhuǎn)，倒轉(zhuǎn)時(shí)間可以控制在一分鐘左右，這樣便可將攪拌車(chē)內(nèi)所有積水徹底排除，而且在整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程中，運(yùn)輸人員一定要確保攪拌車(chē)時(shí)刻處于攪拌狀態(tài)，以免混凝土材料在其中出現(xiàn)離析與泌水等情況。其次，當(dāng)攪拌車(chē)順利抵達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)，需要在開(kāi)始卸載混凝土材料之前操作攪拌車(chē)進(jìn)行正轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)時(shí)間可以控制在兩分鐘左右，這樣混凝土材料在其中就會(huì)經(jīng)過(guò)均勻攪拌?；炷敛牧显诘诌_(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后水化反應(yīng)依然處于正常狀態(tài)。在混凝土材料運(yùn)輸環(huán)節(jié)，如果因距離較遠(yuǎn)、交通堵塞、施工現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法卸載等情況，導(dǎo)致攪拌車(chē)中混凝土材料不能卸載時(shí)，可以在混凝土材料之中添加減水劑，添加量可以根據(jù)混凝土材料試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行確定，在完成減水劑添加后便可立即操作攪拌車(chē)持續(xù)進(jìn)行快速旋轉(zhuǎn)，以免因長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法卸載混凝土材料在攪拌車(chē)中出現(xiàn)凝固情況。

4.4 混凝土施工技術(shù)

因?yàn)闃蛄汗こ探ㄔO(shè)的施工時(shí)間長(zhǎng)，工程量大，橋梁工程在施工過(guò)程中會(huì)受到多種因素的影響，容易受到外界環(huán)境的干擾，橋梁工程混凝土施工技術(shù)對(duì)于施工條件和對(duì)于混凝土強(qiáng)度的要求會(huì)更加的嚴(yán)格。當(dāng)混凝土拌合完成之后，要沿著預(yù)先制定好的運(yùn)輸路線在最短的時(shí)間內(nèi)將其運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，以備澆筑使用。在進(jìn)行混凝土的澆筑工作期間，要嚴(yán)格按照施工流程進(jìn)行施工，不能出現(xiàn)混凝土離析、凝固等問(wèn)題?；炷烈厺仓呎駬v，振搗環(huán)節(jié)應(yīng)適度、均勻。結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，合理選擇振搗工具與方法。這一過(guò)程中，不能隨意踩踏、拉拽鋼筋，避免鋼筋位置發(fā)生移動(dòng)。澆筑、振搗工作結(jié)束之后，要著手開(kāi)展鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)工作。一般來(lái)說(shuō)，養(yǎng)護(hù)方式主要以覆膜、灑水為主。尤其在早期養(yǎng)護(hù)時(shí)間里，要嚴(yán)格控制好養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，防止裂縫問(wèn)題的發(fā)生。如果外界的溫度過(guò)高，要提高澆水養(yǎng)護(hù)的頻率;如果外界溫度過(guò)低，要做好現(xiàn)澆混凝土的保溫工作。

5 結(jié)束語(yǔ)

合龍段施工直接影響著橋梁結(jié)構(gòu)的安全，即預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋的施工和體系轉(zhuǎn)換的重要部分，同時(shí)也影響著橋梁的安全性和耐久性。因此，合攏段施工方案的選擇、混凝土施工技術(shù)、合攏段的重量分配以及合攏段的澆筑都是非常重要的，施工必須嚴(yán)格按照要求，以保證合攏段的施工質(zhì)量。

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