六屋郁江特大連續(xù)梁橋施工技術(shù)方案研究

文／王天翔 中鐵十四局集團(tuán)電氣化工程有限公司 山東濟(jì)南 250014

引言：

桂林至欽州港高速公路（南寧六景至賓陽段）六屋郁江特大橋主橋結(jié)構(gòu)為（129+238+129）m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，分左右幅設(shè)計(jì)，主橋平面處于直線段范圍內(nèi)，橋梁總寬30m，全長(zhǎng)為1352m，共分266 個(gè)節(jié)段。橋梁設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100年，設(shè)計(jì)行車速度120km/h，橋面橫坡2.0%、最大縱坡1.4%，設(shè)計(jì)基本風(fēng)速26.8m/s，抗震設(shè)防措施等級(jí)為7 度。在整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)中，橋梁的主梁采用縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，在其支點(diǎn)處梁高為15m，跨中位置處梁高為5m。

論文基于六屋郁江特大連續(xù)梁橋，對(duì)工程項(xiàng)目施工方案、技術(shù)措施、施工工藝及方法等進(jìn)行研究，以期為同類型大跨連續(xù)梁橋的施工建設(shè)提供借鑒。

1、施工組織安排

1.1 組織機(jī)構(gòu)

在控制本橋建設(shè)投資的同時(shí)，還要確保整個(gè)工程的建設(shè)工期、建造質(zhì)量及建造過程中工人的人身安全。為全面完成本橋的建設(shè)任務(wù)，需要按照項(xiàng)目法施工原則組建項(xiàng)目經(jīng)理部，承擔(dān)本橋的施工任務(wù)。

1.2 施工總體安排

施工總體安排為：主墩0#塊施工→掛籃普通塊施工→邊跨合龍段施工→中跨合龍段施工→橋面系施工。具體為：

（1）14、15#主墩完成后，在承臺(tái)安裝落地鋼管支架，形成0#塊施工平臺(tái)。

（2）鋪設(shè)0#塊底模、側(cè)模，進(jìn)行預(yù)壓。

（3）預(yù)設(shè)0#塊底模超高，澆筑0#塊混凝土，張拉豎向、縱向、橫向預(yù)應(yīng)力，完成0#塊的施。

（4）0#塊支架落架。

（5）掛籃拼裝、預(yù)壓、模板調(diào)整、鋼筋和預(yù)應(yīng)筋安裝、對(duì)稱懸臂澆注1#～31#節(jié)段，澆注邊跨直線段。

（6）邊跨合龍、中跨合龍，完成整體連續(xù)梁主體施工。

2、施工方案

六屋郁江特大橋中的連續(xù)梁結(jié)構(gòu)是通過掛籃懸臂現(xiàn)澆的方法進(jìn)行施工，此外，連續(xù)梁0#塊、邊跨直線段通過支架法進(jìn)行現(xiàn)澆。在模板的選擇方面，懸澆段、0#塊、邊跨現(xiàn)澆段外均采用定型鋼模板；0#塊、邊跨現(xiàn)澆段的底模采用鋼板，懸澆段的底模采用定型鋼模板。橋梁施工投入掛籃4 套（2 個(gè)/套），在14#和15#墩同時(shí)展開4個(gè)T 構(gòu)的懸臂掛籃施工，在施工到邊跨合龍段前7d 完成邊跨現(xiàn)澆段的施工。

2.1 0#梁段施工

連續(xù)梁施工主要包括0#塊施工、掛籃預(yù)壓安裝、懸臂現(xiàn)澆段施工、邊跨直線段現(xiàn)澆施工、邊跨合龍段施工、中跨合龍段施工后完成結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換和施工監(jiān)測(cè)等幾部分內(nèi)容。如圖1所示。

圖1 連續(xù)梁施工流程圖

2.1.1 0#塊施工工藝

0#段作為箱梁與墩身連接的隅節(jié)點(diǎn)，其截面內(nèi)力最大且受力復(fù)雜。0#梁段的施工是橋梁施工中的關(guān)鍵工序，具有塊段長(zhǎng)、梁高、壁薄、管道密集的特點(diǎn)。

（1）分兩次對(duì)0#段進(jìn)行澆筑，每次澆筑7.5m。

（2）0#段采用落地鋼管支架施工，在承臺(tái)頂預(yù)埋鋼板支立鋼管支架，外側(cè)模直接采用定型鋼模板借助墩頂及鋼管架進(jìn)行施工，塊段內(nèi)箱頂板采用搭建盤扣架澆筑。

2.1.2 0#塊支架設(shè)計(jì)

正面（順橋向）懸臂端、墩間鋼管架設(shè)兩排5 根630鋼管作為承重結(jié)構(gòu)。鋼管上采用I45b 雙拼工字作為承重梁，承重梁上設(shè)I45b 工字鋼，間距60cm，I45b 工字鋼上設(shè)I18b 工字鋼作分配梁。端部底模頂采用2I18b 工字鋼加工成調(diào)坡支架其上搭設(shè)鋼底模板形成正面底模系統(tǒng)。正面支架示意見圖2。

圖2 鋼管支架立面圖

墩身空心之間底板部分布置12 根3 排630 鋼管+承重梁I45b 雙拼工字鋼組合成的剛度梁為承重結(jié)構(gòu)。剛度梁上方布置間距40mm、60mm 的I45 工字鋼分配梁，然后鋪設(shè)I18 工字鋼，I18 工字鋼上鋪設(shè)鋼模板底模。鋼管架和分配梁的平面布置如圖3所示。

圖3 0#塊支架平面布置圖

2.1.3 0#塊支架預(yù)壓

支架預(yù)壓采用預(yù)應(yīng)力張拉方式進(jìn)行，張拉力荷載為支架承受全部荷載的1.1 倍進(jìn)行。具體方法為根據(jù)支架結(jié)構(gòu)和需要的噸位情況布置預(yù)應(yīng)力位置，預(yù)壓荷載的分布模擬需承受的結(jié)構(gòu)荷載及施工荷載。底模鋪設(shè)前進(jìn)行分級(jí)張拉。

（1）0#塊懸臂端支架上方混凝土為199m，分兩次澆筑第一次澆筑100m（重260t），按第一次澆筑的110%加載，預(yù)壓重量為286t。墩身空心支架上方混凝土為324m，分兩次澆筑第一次澆筑162m（重421.2t），按第一次澆筑的110%加載，預(yù)壓重量為463t。預(yù)壓采用精軋螺紋鋼進(jìn)行張拉預(yù)壓。

（2）懸臂端預(yù)壓分60%（165t），80%（208t），110%（286t）三級(jí)張拉。兩墩間預(yù)壓分60%（253t），80%（337t），110%（463t）三級(jí)張拉。對(duì)0#段大小里程分配梁9 個(gè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，以分配梁中心為準(zhǔn)，縱向間距為1.2m，橫向間距為2.5m，在預(yù)壓前對(duì)底模標(biāo)高觀測(cè)一次，每級(jí)荷載加載完成后，先停止下一級(jí)加載，并每隔12h 對(duì)支架沉降量進(jìn)行一次監(jiān)測(cè)。0#段預(yù)壓測(cè)點(diǎn)布置如圖4、圖5所示。

圖4 0#段預(yù)壓測(cè)點(diǎn)橫向布置圖

圖5 0#段預(yù)壓測(cè)點(diǎn)縱向布置圖

2.1.4 0#塊模板布置

0#塊的外模為定型鋼模板，該模板采用面板厚度為6mm 的鋼板，肋板厚度10cm、間距1m 的槽鋼制成；模板外部利用模架加固，模架間距為0.9m 左右，模架之間采用∠80 的角鋼進(jìn)行連接。0#塊長(zhǎng)16m，0#塊澆筑時(shí)外側(cè)模長(zhǎng)度為16.4m，掛籃懸澆時(shí)外模配置為2 個(gè)4.2m。

2.1.5 預(yù)應(yīng)力鋼束施工

鋼絞線下料需前檢查有無脫絲現(xiàn)象，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)穿束時(shí)應(yīng)采用冷切割的方式進(jìn)行。下好料的鋼絞線用鐵絲每隔50cm 捆在一起，形成預(yù)應(yīng)力鋼筋束，下好料的鋼絞線之間不得纏繞。

2.1.6 0#塊混凝土澆筑

0#段混凝土澆筑分兩次澆筑，每次澆筑高度為7.5m，各懸臂節(jié)段一次澆筑成型。0#塊第一次混凝土澆筑與第二次澆筑齡期盡量縮短（10d 內(nèi)）。

（1）第一次澆筑：先澆筑底板，再澆筑腹板，利用布料機(jī)從四周推進(jìn)澆筑。混凝土初凝后，底板頂采用土工布覆蓋，保持灑水浸濕，腹板內(nèi)外模不拆除。

（2）第二次澆筑：先澆腹板，再澆頂板，利用布料機(jī)從四周推進(jìn)澆筑。兩次澆筑層間結(jié)合面做施工縫處理?；炷脸跄?，頂板采用土工布覆蓋，保持灑水浸濕。

2.1.7 張拉、壓漿施工

0#塊混凝土強(qiáng)度需達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%，且混凝土的齡期不小于7d，對(duì)鋼束進(jìn)行張拉時(shí)采用控制力與伸長(zhǎng)量雙控的原則，并采用真空輔助壓漿工藝。在預(yù)應(yīng)力穿束及張拉的作業(yè)過程中應(yīng)嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，保證工具錨夾片處于清潔和潤(rùn)滑狀態(tài)。在預(yù)應(yīng)力鋼束張拉完畢后，嚴(yán)禁撞擊錨頭和鋼束，且多余鋼絞線長(zhǎng)度應(yīng)采用切割機(jī)作業(yè)。

2.2 懸臂澆筑段施工

1#～31# 梁段采用掛籃懸臂澆筑，梁段頂寬14.75m，底寬7.5m，梁體為單箱單室、變截面、變高度結(jié)構(gòu)，跨中梁高5m，最大懸臂澆筑重量327.6t。

2.2.1 掛籃施工

掛籃安裝總體順序：行走及軌道錨固系統(tǒng)→主構(gòu)架下弦桿→主構(gòu)架立柱→主構(gòu)架后斜拉桿→后錨系統(tǒng)→主構(gòu)架前斜拉桿→門架、橫聯(lián)→前橫梁→提吊系統(tǒng)（吊帶、吊桿）→底托系統(tǒng)后橫梁→底托系統(tǒng)前橫梁→底托系統(tǒng)分配梁→底模→外滑梁→外側(cè)?！鷥?nèi)滑梁→內(nèi)模系統(tǒng)。菱形掛籃結(jié)構(gòu)示意如圖6所示。

圖6 菱形掛籃結(jié)構(gòu)示意圖

2.2.2 掛籃行走

行走前對(duì)掛籃的結(jié)構(gòu)狀態(tài)和各部位連接情況應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)檢查，對(duì)發(fā)現(xiàn)的缺陷應(yīng)及時(shí)整改、糾正，并清理掛籃前進(jìn)方向梁面上的障礙物。掛籃行走時(shí)要緩慢進(jìn)行，同一T 構(gòu)上的兩套掛籃必須同步對(duì)稱進(jìn)行，移動(dòng)速度控制在10cm/min 之內(nèi)。掛籃行走到預(yù)定位置后，將掛籃尾部進(jìn)行錨固，安裝各提吊位置的吊桿，將底模及側(cè)模高程調(diào)整到位。

2.2.3 懸澆段鋼筋、混凝土、預(yù)應(yīng)力施工

對(duì)懸臂段進(jìn)行澆筑時(shí)，應(yīng)保證完全對(duì)稱澆筑，如混凝土泵存在運(yùn)輸困難時(shí)，至少應(yīng)將左右兩端混凝土重量差異控制在20t 以內(nèi)。1～31、1′～31′節(jié)段為懸臂澆筑段，施工工藝與0#段施工方法相同，不再贅述。

2.3 邊跨現(xiàn)澆段施工

33#段為邊跨現(xiàn)澆段，梁長(zhǎng)9m，高5m，底板寬7.5m，底板厚35cm，腹板厚55cm，頂板厚30cm，重量520.1t，采用鋼管柱+型鋼梁為主體結(jié)構(gòu)的支架進(jìn)行現(xiàn)澆施工。支架預(yù)壓與0#支架預(yù)壓方法相同，不再贅述。

2.4 合龍段施工

2.4.1 合龍段施工工藝

梁體合龍的主要施工順序：邊跨現(xiàn)澆段及最后一個(gè)懸澆段施工完成→安裝邊跨合龍段臨時(shí)鎖定支撐→施工邊跨合龍段→安裝中跨合龍段臨時(shí)鎖撐→施工中跨合龍段→拆除邊跨現(xiàn)澆段支架→成橋清理。

2.4.2 合龍段鎖定

勁性鋼支撐設(shè)置：邊跨現(xiàn)澆段及31 號(hào)塊梁段頂部及其底板頂部各預(yù)埋4 塊300×500×20mm 鋼板，鋼板下方采用12#工字鋼焊接后埋入混凝土以作錨固之用，如圖7所示。勁性鋼支撐采用雙拼I20b 工字在混凝土澆筑前一天氣溫最低時(shí)焊接于梁體兩側(cè)預(yù)埋鋼板上。

圖7 邊跨合龍段勁性支撐安裝圖

2.4.3 合龍段混凝土澆筑

采用C60 微膨脹混凝土，選擇在一天氣溫最低時(shí)澆,兩端的混凝土連接面要充分鑿毛、濕潤(rùn)，澆筑過程中分級(jí)卸掉T 構(gòu)兩端的平衡配重。

3、施工保證措施

3.1 質(zhì)量保證措施

為確保工程質(zhì)量始終處于監(jiān)控狀態(tài)，在施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行事前控制、事中控制、事后控制。

（1）地基處理質(zhì)量要求

邊跨現(xiàn)澆段地基處理后地質(zhì)承載力不得低于100kPa。防排水要嚴(yán)格按照方案進(jìn)行施工，確保雨季地表水不進(jìn)入地基，不影響地基承載力。

（2）預(yù)應(yīng)力管道質(zhì)量要求

預(yù)應(yīng)力管道需無破損，且管道與管道之間連接性較好，錨固端的預(yù)埋鋼板要垂直于孔道中心線。

（3）混凝土澆筑質(zhì)量要求

每次澆筑完混凝土須保證每層混凝土水平且每層混凝土厚度不應(yīng)超過30cm，應(yīng)在下層混凝土初凝或能重塑前進(jìn)行上層混凝土的澆筑；在澆筑過程中，需要采用插入式振搗器對(duì)混凝土進(jìn)行振搗，振搗混凝土?xí)r，振搗器每次移動(dòng)的距離不應(yīng)超過振搗器作用半徑的1.5 倍，且振搗器應(yīng)與側(cè)模保持5 ～10cm 的距離。振搗時(shí)需插入混凝土下5 ～10cm，并遵循“快插慢拔”的原則，振搗過程中應(yīng)避免振動(dòng)棒碰撞模板、鋼筋及其它預(yù)埋件。

（4）預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量要求

在對(duì)鋼束施加預(yù)應(yīng)力前，應(yīng)檢查混凝土構(gòu)件的外觀尺寸是否符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求、張拉時(shí)強(qiáng)度和彈性模量是否能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3.2 安全保證措施

為保證項(xiàng)目的順利進(jìn)行，應(yīng)嚴(yán)格落實(shí)項(xiàng)目施工時(shí)的安全，在項(xiàng)目的安全管理方面，應(yīng)嚴(yán)格落實(shí)安全責(zé)任制，建立以崗位責(zé)任制為中心的安全逐級(jí)負(fù)責(zé)制，明確各職能部門和有關(guān)人員的安全工作職責(zé)。

3.3 環(huán)境保護(hù)措施

施工過程中造成的主要污染為水污染、大氣污染、水土流失等。

（1）水污染的防治。施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)修建廢水儲(chǔ)蓄池，將每次產(chǎn)生的污水排入儲(chǔ)蓄池中，最后通過車輛將其運(yùn)輸至廢水處理廠進(jìn)行處理。

（2）大氣污染的防治。為防止粉塵及有害氣體的污染，應(yīng)每天對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行灑水工作，從而達(dá)到減少揚(yáng)塵的效果，此外，還應(yīng)選擇低污染的設(shè)備，從而減少對(duì)大氣環(huán)境的污染。

（3）水土流失的防治。進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)確保水源、植被不被污染和破壞。開挖的砂石，土體等應(yīng)統(tǒng)一堆放，并且做好圍擋措施，防止人員靠近時(shí)發(fā)生危險(xiǎn)。

結(jié)語：

根據(jù)桂林至欽州港高速公路六屋郁江特連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工程概況，制定了詳細(xì)施工方案，并明確規(guī)定了施工中的要點(diǎn)。為確保線路施工質(zhì)量及進(jìn)度，提出了大跨連續(xù)梁橋施工技術(shù)措施、施工工藝、方法及質(zhì)量保證措施的。施工方案合理高效，可指導(dǎo)線路施工安全順利進(jìn)行。