城市大懸臂低高度節(jié)段預(yù)制拼裝箱梁施工技術(shù)

尹曉波 （中鐵十六局集團(tuán)第三工程有限公司，浙江 湖州 313000）

1 工程概括

鄭州市四環(huán)線大河路1標(biāo)主線橋?yàn)楣?jié)段預(yù)制拼裝連續(xù)箱梁，橋梁全長(zhǎng)2.18km，共計(jì)梁片2212榀，連續(xù)梁為兩跨或三跨一聯(lián)，中墩為支架懸拼結(jié)構(gòu)，邊墩為支架支撐結(jié)構(gòu)，邊跨、中跨均設(shè)置40cm～120cm不等的合攏段濕接縫，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，0#塊、1#塊間設(shè)置15cm素混凝土濕接縫，用于誤差調(diào)整，節(jié)段梁之間涂抹拼接膠，用于粘結(jié)和防水，梁體結(jié)構(gòu)均采用自密實(shí)C60混凝土。主橋分左右兩幅，單幅梁寬16.5m，加寬段為組合梁，梁寬26m（16.5m+9m+0.5m濕接縫），均為單箱單室結(jié)構(gòu)，梁高2.2m，底板梁寬2.8m，懸臂長(zhǎng)4.0m，墩頂現(xiàn)澆0#塊分為邊墩0#塊和中墩0#塊，其中邊墩0#塊梁長(zhǎng)33.5m，梁寬2.17m，梁高由2.2m 變化到3.092m，跨中處梁高2.891m，頂板厚由0.23m過渡到0.33m，底板厚由0.4m過渡到0.5m，腹板厚由0.6m過渡到0.7m，懸臂長(zhǎng)4.0m，支點(diǎn)1.72m范圍內(nèi)設(shè)置高、寬均為0.8m的過人孔，邊墩為支座墩；中墩0#塊梁長(zhǎng)4.5m，支點(diǎn)左右2.8m范圍內(nèi)設(shè)置高、寬均為0.8m的過人孔，墩梁固結(jié)，其余同邊墩0#塊。根據(jù)構(gòu)造及施工架設(shè)需要，跨徑為41m～46m梁劃分14個(gè)預(yù)制節(jié)段，跨徑為36m～40m的梁劃分12個(gè)預(yù)制節(jié)段，跨徑為30m～35m的梁劃分10個(gè)預(yù)制節(jié)段。預(yù)制拼裝標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長(zhǎng)度分別為2.9m、2.4m和 2.0m，調(diào)節(jié)節(jié)段分為2.8m、2.5m、2.3m。

2 預(yù)制節(jié)段拼裝施工

2.1 1#塊安裝與精調(diào)

1#塊安裝采用260t履帶吊或跨墩龍門吊進(jìn)行吊裝，吊裝作業(yè)采用專用吊具，吊具利用φ32精軋螺紋鋼通過節(jié)段梁吊裝孔連接，該吊具可通過液壓系統(tǒng)調(diào)整節(jié)段梁的橫坡、縱坡，提高除1#塊外的其余節(jié)段梁拼裝效率。由于邊墩0#塊自身不具備穩(wěn)定性，邊墩1#塊安裝前首先對(duì)兩0#塊進(jìn)行加固處理，現(xiàn)澆0#塊支架拆除前，先用臨張臺(tái)座和φ32精軋螺紋鋼進(jìn)行鎖定，臨張臺(tái)座設(shè)置4組8個(gè)，頂板鎖定后用I16工字鋼，在兩0#塊間后澆帶頂部進(jìn)行支頂（兩0#塊后澆帶寬度1.04m），工字鋼頂部各焊接一根長(zhǎng)20cm φ16螺紋鋼，以防工字鋼下滑，后澆帶支頂工字鋼延0#塊橫橋向安裝4根，頂板鎖定支撐完畢后，為防止底板伸縮縫處發(fā)生位移，在底板伸縮縫處設(shè)置楔形墊鐵，墊鐵延頂板寬度方向安裝3塊。所有加固措施安裝完成后，方可拆除翼緣板及底板處影響1#支架安裝的滿堂支架，其余支架均不可拆除（邊墩為支座墩，橫梁及0#塊順橋向較窄2.17m，自身穩(wěn)定性差）。

粗調(diào)：1#塊吊裝前在支架橫梁頂放置一組4個(gè)三向千斤頂和4個(gè)機(jī)械螺旋頂，每個(gè)千斤頂承重50t，4個(gè)三向千斤頂位置已事先測(cè)量定位（梁片中心線每側(cè)1.2m，前后內(nèi)收0.2m），并在外側(cè)橫梁上標(biāo)記出該里程點(diǎn)橋梁中線，在0#塊頂板放出每幅橋橋梁中線，并在兩端用記號(hào)筆做好標(biāo)記。1#塊運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后復(fù)核1#塊的測(cè)定坐標(biāo)與設(shè)計(jì)是否相符，然后用記號(hào)筆在箱梁上做好縱、橫軸線標(biāo)記，并在底板位置標(biāo)記出底板中線。1#塊吊裝就位時(shí)0#塊、1#塊頂板中軸線對(duì)應(yīng)，底板中心線與支架外側(cè)橫梁標(biāo)記點(diǎn)對(duì)應(yīng)，對(duì)應(yīng)完成后穩(wěn)住落梁，使1#塊平穩(wěn)落于三向千斤頂上，安裝頂板臨張臺(tái)座，每片梁安裝4個(gè)，各臨張臺(tái)座通過6根φ32精軋螺紋鋼與節(jié)段梁牢固連接，0#塊兩端1#塊間利用臨張臺(tái)座，通過通長(zhǎng)φ32精軋螺紋鋼連接，底板臨張臺(tái)座1#塊間通過通長(zhǎng)φ32精軋螺紋連接，利用頂、底板臨張臺(tái)座、精軋螺紋管將1#塊臨時(shí)鎖定，節(jié)段梁調(diào)節(jié)過程中精軋螺紋鋼不受力，臨張臺(tái)座和精軋螺紋鋼安裝完成后，通過三向千斤頂對(duì)1#塊進(jìn)行粗調(diào)，控制平面位置偏差在2cm左右，高程偏差控制在3cm左右。

精調(diào)：先調(diào)節(jié)梁片上預(yù)先標(biāo)記6個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的高程，調(diào)整坐標(biāo)點(diǎn)高程在允許誤差范圍內(nèi)后，測(cè)量梁中軸線上的2個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)相較于設(shè)計(jì)值的偏差；再利用三向千斤頂對(duì)梁片位置多次調(diào)節(jié)，待中軸線上的2個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)高程及平面位置均與設(shè)計(jì)位置在允許誤差范圍內(nèi)。再觀測(cè)其余4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，超出設(shè)計(jì)要求誤差范圍時(shí)則進(jìn)行微小調(diào)整。直至6個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的高程、平面位置均在設(shè)計(jì)允許誤差范圍內(nèi)。在精調(diào)過程中機(jī)械螺旋頂同步跟進(jìn)以確保梁體穩(wěn)定，精調(diào)完畢后將螺旋頂鎖死受力，撤除三向千斤頂，進(jìn)行后續(xù)1#塊的精調(diào)作業(yè)。為防止后續(xù)工序施工時(shí)擾動(dòng)1#塊影響其精度，精調(diào)完成后根據(jù)0#塊和1#塊之間的縫寬用I16工字鋼加工墊鐵，工字鋼頂部各焊接一根長(zhǎng)10cm φ16螺紋鋼以防墊鐵掉落，墊鐵在頂板左、中、右各設(shè)置一塊，底板左、右各設(shè)置一塊，墊鐵安裝完成后將頂板、底板預(yù)先安裝在臨張臺(tái)座上，連接兩端1#塊的通長(zhǎng)精軋螺紋鋼用螺帽上緊，臨張臺(tái)座兩側(cè)各設(shè)置一個(gè)螺帽，先緊外側(cè)再鎖內(nèi)側(cè)，使前后前端均無法發(fā)生位移，確保梁體穩(wěn)定，保證1#塊調(diào)整精度。

2.2 T構(gòu)節(jié)段懸拼

1#塊頂板束張拉完成后，兩邊對(duì)稱進(jìn)行2#塊的懸拼施工，懸拼施工前全面檢查梁板編號(hào)、節(jié)段梁結(jié)構(gòu)尺寸、縱向波紋管偏位、混凝土強(qiáng)度，檢查合格后方可起吊試拼，無誤后對(duì)1#塊、2#塊對(duì)接面縱向波紋管端口粘貼密封圈，確保縱向波紋管對(duì)接后的密閉性，然后涂抹拼接膠，環(huán)氧樹脂膠涂抹要均勻，厚度控制在2mm～3mm，梁板拼裝擠壓后，膠體厚度控制在0.5mm～1mm，環(huán)氧樹脂膠施工環(huán)境溫度≥0℃，膠體配制完成后需在45min內(nèi)涂抹完畢，90min內(nèi)拼裝完畢，涂抹和拼裝2h內(nèi)采取措施防止陽(yáng)光直射和雨水浸泡，該膠初步固化時(shí)間宜≥2h，并在24h內(nèi)完全固化達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。涂抹后節(jié)段梁開始正式拼裝就位，因1#塊施工完成后橋梁的姿態(tài)、線形已確定，后續(xù)節(jié)段梁安裝時(shí)節(jié)段梁對(duì)接面剪力鍵和對(duì)應(yīng)槽口的對(duì)接，只需對(duì)橋面高程、線形進(jìn)行輔助觀測(cè)。節(jié)段梁拼裝就位后，相鄰節(jié)段梁頂板、底板臨張臺(tái)座穿φ32精軋螺紋鋼，進(jìn)行臨張錨固，60t千斤頂臨張拉力控制在32MPa，待拼接膠強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行節(jié)段梁永久束張拉（邊墩節(jié)段梁拼裝，拼裝至4#塊進(jìn)行永久束張拉，邊墩其余節(jié)段無頂板永久束）。重復(fù)上述操作進(jìn)行后續(xù)節(jié)段梁的拼裝作業(yè)，直至該聯(lián)箱梁全部節(jié)段拼裝完成。

3 預(yù)應(yīng)力施工

3.1 臨時(shí)預(yù)應(yīng)力張拉施工

臨時(shí)預(yù)應(yīng)力的作用是提供節(jié)段之間均勻的接合壓力，使環(huán)氧樹脂膠受到適當(dāng)?shù)臄D壓而填滿于縫隙中，使得多余的樹脂沿節(jié)段邊緣擠出，保證接縫的緊密接觸，讓節(jié)段梁間形成一個(gè)整體，并保證在節(jié)段梁的永久預(yù)應(yīng)力施工之前節(jié)段梁之間不發(fā)生錯(cuò)位。臨時(shí)預(yù)應(yīng)力張拉采用4臺(tái)65t中空千斤頂同時(shí)張拉，張拉時(shí)保證環(huán)氧樹脂膠層應(yīng)力≥0.3MPa。臨時(shí)預(yù)應(yīng)力作業(yè)屬臨時(shí)性措施，全跨節(jié)段拼接完畢，待第一批縱向預(yù)應(yīng)力鋼束張拉完成后拆除。

3.2 永久預(yù)應(yīng)力張拉的施工

臨時(shí)預(yù)應(yīng)力施工完成，待環(huán)氧樹脂強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后施作永久預(yù)應(yīng)力束。永久預(yù)應(yīng)力施工采用智能張拉設(shè)備，張拉時(shí)左右對(duì)稱、兩端同時(shí)進(jìn)行，以免發(fā)生偏拉，對(duì)梁體造成破壞，預(yù)應(yīng)力張拉后用手持電動(dòng)切割機(jī)切除多余鋼絞線，預(yù)留3cm～5cm錨固長(zhǎng)度，用高強(qiáng)砂漿封閉錨頭，養(yǎng)護(hù)至≥20MPa時(shí)開始?jí)簼{，壓漿采用循環(huán)壓漿設(shè)備，確保壓漿的飽滿度和質(zhì)量，壓漿完成后進(jìn)行后澆帶施工。

預(yù)制拼裝箱梁通長(zhǎng)束預(yù)應(yīng)力張拉需左右對(duì)稱、兩端同步進(jìn)行。體內(nèi)預(yù)應(yīng)力束（通長(zhǎng)束）施工順序：腹板、底板束交替張拉；先長(zhǎng)束后短束。張拉時(shí)采用張拉力及伸長(zhǎng)量雙控，當(dāng)張拉力達(dá)到設(shè)計(jì)張拉力時(shí)，實(shí)際伸長(zhǎng)量與理論伸長(zhǎng)量之間的誤差應(yīng)保證在設(shè)計(jì)鋼束伸長(zhǎng)量±6%內(nèi)。誤差率超出±6%時(shí)暫停張拉，待分析原因、采取調(diào)整措施后再?gòu)埨ｎA(yù)應(yīng)力鋼束張拉時(shí)要避免出現(xiàn)滑絲、斷絲現(xiàn)象，確保在同一截面上的斷絲率≤1%，任何情況下一束鋼絞線斷絲不得超過1絲。預(yù)應(yīng)力束分級(jí)張拉程序?yàn)椋?→15%σcon→30%σcon→60%σcon→100%σcon（持荷5min后錨固）。

4 結(jié)語(yǔ)

混凝土節(jié)段預(yù)制拼裝箱梁是一種新型橋梁，較現(xiàn)澆箱梁減輕了梁體自重，減少樁基的深度、減小承臺(tái)的尺寸、降低墩身的斷面，節(jié)約了材料和建設(shè)成本。同時(shí)該類橋梁節(jié)段可工廠化加工生產(chǎn)，打破了傳統(tǒng)橋梁先做下部再做上部的傳統(tǒng)建橋模式，預(yù)制節(jié)段可與下部結(jié)構(gòu)同步開工建設(shè)，節(jié)約了時(shí)間；同時(shí)工廠化加工生產(chǎn)預(yù)制節(jié)段因機(jī)械化程度高可保證節(jié)段梁的生產(chǎn)精度，進(jìn)而確?，F(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量，由于預(yù)制節(jié)段是集中化加工生產(chǎn)，可減少污染排放，迎合了當(dāng)前綠色環(huán)保要求。綜上所述，該類橋梁結(jié)構(gòu)輕、外觀美、能耗少、成本低，在今后城市橋梁建設(shè)中具有舉足輕重的地位，有著良好的發(fā)展前景。