山區(qū)高墩大跨度剛構(gòu)橋上部結(jié)構(gòu)施工

文 / 浙江交工路橋建設(shè)有限公司 陳一新

工程概況

某高速公路鳳垟大橋主橋為大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)箱梁橋。大橋長達(dá)497.46m，第5-7跨上部構(gòu)造為變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)（55m+100m+55m），下部構(gòu)造為空心薄壁墩，樁基礎(chǔ)。左右幅分離布置，單幅橋?qū)?2.25m，采用單箱單室斷面。

鳳垟大橋懸臂澆筑箱梁高達(dá)77.4m；箱梁兩側(cè)懸澆節(jié)段分別對稱劃分為11個節(jié)段，懸澆節(jié)段最大控制重量1400KN。邊、中跨合龍段長均為2m，邊跨現(xiàn)澆段長3.78m，墩身外懸挑2.0m。主墩、過渡墩均采用空心薄壁墩，主墩高分別為57.4、71.4m；過渡墩墩高分別為39.5、45.7m。

橋址區(qū)域?qū)儆谥械蜕侥規(guī)r地形地貌，兩端位于陡峭山坡。主墩墩身高達(dá)71.4m，主跨跨徑達(dá)100m。

總體施工概述

本工程橋梁跨度大，墩子高，傳統(tǒng)落地支架現(xiàn)澆施工很難應(yīng)用在現(xiàn)場邊跨結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)采用“支架+鋼型材”懸肢結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，其余由掛籃懸臂進(jìn)行澆筑。主墩施工完成后，架設(shè)支座，加載支座并初步加載背壓，調(diào)整檢查點高度，對稱澆筑混凝土，分兩層澆筑。

當(dāng)澆筑完畢后，在主梁板上用二臺塔式起重機(jī)，將吊籃重新組裝并連接到梁段上，同時調(diào)整模具的垂直標(biāo)高，并安裝鋼筋直徑和預(yù)應(yīng)力管及內(nèi)部成型系統(tǒng)并倒出來。

當(dāng)砼超過設(shè)計抗拉強(qiáng)度和年齡范圍的要求，再安裝與外部預(yù)應(yīng)力鋼柱連接，并進(jìn)行對鋼頂板柱和弧形內(nèi)梁柱的張拉、鋼筋錨固和灌漿。將掛籃向前移，重復(fù)以上步驟，完成了主橋段的支護(hù)結(jié)構(gòu)。

混凝土施工

1.本設(shè)計的高性能混凝土構(gòu)件，應(yīng)用了新型建筑材料和“雙摻”工藝技術(shù)以實現(xiàn)質(zhì)量管理。為增加混凝土的各種力學(xué)性能，在澆筑過程中在混凝土中添加了少量的聚丙烯網(wǎng)狀玻璃纖維、細(xì)磨爐渣和微孔二氧化硅板。2.要求普通硅酸鹽水泥有效降低優(yōu)質(zhì)混凝土內(nèi)部的早期水化熱。3.在澆筑過程中，應(yīng)合理控制原材料質(zhì)量。經(jīng)過多次試驗調(diào)整配合比，混凝土已具備了良好的結(jié)構(gòu)耐久性。4.必須嚴(yán)格控制混凝土的拌和質(zhì)量。在科學(xué)的合理選擇材質(zhì)與成分的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格地按照“骨料→水泥+礦渣+硅灰→40秒干拌→水混→60秒攪拌→外加劑→60秒攪拌→脫水”的次序，合理調(diào)節(jié)了水泥攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。5.合理調(diào)節(jié)了水泥硬化時間，通常為十四天。

主梁段施工

1.在主梁段施工前，要注意進(jìn)行相應(yīng)的力學(xué)檢查和支護(hù)計算，并安排與施工方案專家會面，在方案經(jīng)批準(zhǔn)后方可實施。結(jié)構(gòu)分為頂板、腹板、底板三層取水結(jié)構(gòu)，施工時應(yīng)適當(dāng)減少取水次數(shù)和回填高度。2.利用大塊混凝土的結(jié)合技術(shù)施工底板，在內(nèi)部設(shè)置了多個冷卻水管道。3.振搗混凝土?xí)r，打開腹板末端和模具內(nèi)部的彈匣，以提高振搗混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。4.混凝土接縫表面應(yīng)清理平整，澆筑混凝土前，使用科學(xué)配制的水泥漿，以保證新舊混凝土的粘結(jié)。5.縮短施工時間，合理控制各混凝土層齡差。

主橋箱梁線形和幾何尺寸控制

1.為提高測量精度，滿足運(yùn)營前項目的技術(shù)要求，需要對兩岸的控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)合測試。2.積極配合施工監(jiān)測單位，多頻監(jiān)測橋箱梁主線形狀和幾何尺寸。3.全程監(jiān)控各施工階段的質(zhì)量內(nèi)容。4.橫梁、中心、截面封閉，保證T型結(jié)構(gòu)兩端平衡運(yùn)行，重量必須嚴(yán)格平衡。在混凝土澆筑過程中可以卸載混凝土并平衡澆筑過程。鑄造操作。5.梁邊跨合攏溫度、中跨和側(cè)跨應(yīng)控制在15℃～21℃范圍內(nèi)，一般控制在18℃左右；關(guān)閉結(jié)構(gòu)時，盡量在溫度變化較小的情況下工作。6.中跨合龍前，應(yīng)結(jié)合整個施工過程的監(jiān)測，確定橋梁主箱梁的線型和幾何尺寸是否需要修正。

裂縫控制

1.合理加強(qiáng)機(jī)房結(jié)構(gòu)，增加機(jī)房剛度，防止橫梁變形和開裂。2.合理優(yōu)化混凝土配合比，通過減少水泥用量來降低水化熱值。3.嚴(yán)格控制塑性混凝土保護(hù)層的厚度。4.在箱梁截面的底板和腹板上安裝鋼網(wǎng)。5.嚴(yán)格按照澆筑混凝土和從岸澆筑的順序，上下左右對稱同時進(jìn)行，提高澆筑混凝土的質(zhì)量。6.正確優(yōu)化了主橋主梁預(yù)應(yīng)力梁的張拉順序和50%的頂部橫豎梁的首張拉順序。在此基礎(chǔ)上適當(dāng)拉伸50%的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，最后拉伸頂板的橫縱鋼絞線。7.混凝土接縫表面處理時，各梁段前后加鋼防裂網(wǎng)。8.鋼筋網(wǎng)和圓鋼筋用于局部加固混凝土中的薄弱點，如預(yù)埋孔。9.從主橋墩位置開始，在主墩頂部設(shè)置混凝土強(qiáng)度梯度段。10.梁結(jié)構(gòu)必須耐潮、耐熱，固化時間≥14d。11.縮短各梁截面混凝土齡期的差異。

預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量控制

1.壓縮管道設(shè)計采用塑料波紋管，吊索孔在最高點。2.布置預(yù)應(yīng)力管路時，“#”字形鋼筋應(yīng)有合理間距，并合理調(diào)節(jié)管路的安裝部位。3.在拉伸外部預(yù)應(yīng)力柱之前，檢查牽拉裝置，并嚴(yán)格控制延率和張力，使工程上游和下游以及二岸均同步按序進(jìn)行。4.注漿時采用真空輔助注漿技術(shù)和強(qiáng)壓注漿。5.想要保障施工質(zhì)量，需要按照科學(xué)的配比將膨脹劑和減水劑為0.1%的砂漿和水泥漿體進(jìn)行混合，其中水灰比占約為0.4 。但為了增加水泥漿體的和易度，將最大真空度注漿材料參數(shù)宜限制在合理的范圍內(nèi)。

邊跨現(xiàn)澆段施工

1.本工程澆梁段結(jié)構(gòu)對本工程合龍段和邊跨現(xiàn)澆段進(jìn)行施工，主梁主截面宜采用安裝懸肢支架的非對稱懸肢式浸水籃，并在跨中心采用罐配重；針對梁段側(cè)跨結(jié)構(gòu)，封閉截面用膠帶掛籃吊架代替。2.為提高結(jié)構(gòu)質(zhì)量，必須在澆梁段支撐縱梁之間的平臺上放置圓鋼絲或高強(qiáng)度鋼絲。在關(guān)閉模具之前，降低模具以使混凝土達(dá)到其設(shè)計強(qiáng)度。邊跨合攏時，梁體在邊跨合攏和邊跨梁受力前可自由滑過橋梁。3.掛籃改為截面梁、梁和結(jié)構(gòu)吊架時，掛籃跨中側(cè)的錨點設(shè)計為浮動鉸支座，將在施工完成后交付。0澆梁段梁施工時，假設(shè)中跨梁伸縮，支架沿破損橋梁縱向自由滑動。4.中跨配重設(shè)計中，水箱應(yīng)置于橋梁結(jié)構(gòu)的T形支架上作為配重，水箱容量應(yīng)能引起主碼頭在側(cè)跨處偏心。偏心不對稱平衡彎矩，最大配重340t。5.設(shè)置臨時預(yù)應(yīng)力梁時，為保證懸肢橋澆梁段結(jié)構(gòu)正常，須分別將頂板與臨時索TCls2、TCls1設(shè)在該大跨連續(xù)剛構(gòu)橋橋梁的5#梁段與7#梁段間。

合龍段施工

1.在進(jìn)行本工程合龍段施工過程中，很容易受到外界環(huán)境的影響。因此在合龍段施工過程中，需要結(jié)合天氣情況，測試分析梁溫與氣溫的關(guān)系，確定最佳合龍時間，為合龍方式的選擇提供參考。2.結(jié)合氣溫與梁溫度的關(guān)系，同時根據(jù)梁和橋梁結(jié)構(gòu)可能發(fā)生的溫度變化，選擇自適應(yīng)機(jī)械控制合龍方式。3.當(dāng)溫度變化較小，或溫度過低時，用密封墊片，或在密封段上澆筑混凝土。4.快速、對稱地封鎖合龍口。5.合龍口混凝土要求早強(qiáng)，同時需要仔細(xì)壓實和振搗，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。6.為了確保在澆鑄材料過程中封閉口一直穩(wěn)定狀態(tài)，裝卸時應(yīng)繞著橋梁軸線對稱。箱梁的合龍，是將剛性T字形構(gòu)架逐步轉(zhuǎn)化為連續(xù)剛性構(gòu)架的重要過程，這也是一種內(nèi)部應(yīng)力重新分配的過程。由于所有施工流程都直接關(guān)系著主橋的內(nèi)部應(yīng)力狀況和線性程度，所以需要嚴(yán)格控制箱梁的順序和溫度。并持續(xù)觀測橋梁部位的實際工作溫度，并選取環(huán)境溫度最低的時間進(jìn)行合龍施工。

箱梁懸肢澆注

懸肢澆注施工

施工完成后，用兩臺主塔吊將主梁和兩個掛籃對稱組裝在壓氣機(jī)上，形成懸肢結(jié)構(gòu)進(jìn)行澆注：粘接底部和腹板加強(qiáng)筋，組裝預(yù)應(yīng)力管。同時注意掛籃構(gòu)件中的預(yù)留縫部位；設(shè)置內(nèi)部模板和調(diào)整建筑立面；安裝頂端模板并使之銜接于內(nèi)外模板；綁扎頂板鋼筋，并裝配預(yù)應(yīng)力管；背板腹板連續(xù)降下，懸肢梁前后對稱交錯地進(jìn)行施工，易于修補(bǔ)和穿孔，并具備了與注漿管同等的耐久性和延展性。

線形控制結(jié)果

懸肢梁施工和檢驗過程是一項相當(dāng)復(fù)雜的全系統(tǒng)過程，是大橋施工中的重要難點。在澆筑過程中，受混凝土澆筑、掛籃移動、結(jié)構(gòu)負(fù)荷、預(yù)緊力、隧道混凝土灌漿、混凝土收縮與徐變、氣溫、濕度等多種因素的綜合影響。為了保持良好的線條風(fēng)格，重點是施工過程中需要進(jìn)行詳細(xì)的施工橋梁的預(yù)彎。通過檢測結(jié)構(gòu)和檢查橋梁結(jié)構(gòu)的精度，箱梁最終閉合時，每個閉合截面的相對標(biāo)高誤差不超過L/5000=30毫米（實測值為16毫米），軸線偏差不大于L/1000=15毫米（實際尺寸），使其能夠滿足施工的相關(guān)要求。

總結(jié)

綜上所述，大跨度剛構(gòu)橋上部結(jié)構(gòu)的控制一定要緊密聯(lián)系在一起，確保每個施工環(huán)節(jié)符合設(shè)計要求。主設(shè)計橋梁上部結(jié)構(gòu)采用大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土，連續(xù)剛性箱梁、主梁、邊跨現(xiàn)澆，其余現(xiàn)澆。懸掛式鑄鐵懸肢籃，掛籃采用鋼吊索與精軋鋼吊肢組合，剛性高，變形小，調(diào)整方便，有利于直線結(jié)構(gòu)控制，前進(jìn)運(yùn)動快，工作空間大。