預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋施工方法探討

杜 洪 亮

（中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川 成都 611130）

0 前 言

連續(xù)剛構(gòu)橋是目前工程應(yīng)用較多的一種橋型，其常用的施工方法是懸臂掛籃施工［1］。懸臂掛籃施工借助多個能自行前進(jìn)的掛籃來提供鋼筋綁扎、模板架立、混凝土施工、預(yù)應(yīng)力張拉等工序的平臺。掛籃可采用錨固于已成型的梁體上。

常規(guī)的懸臂掛籃施工主要步驟為：在已達(dá)到齡期的下部結(jié)構(gòu)頂部側(cè)面設(shè)置扇形托架，在墩頂及托架上安設(shè)模板、綁扎鋼筋及澆筑0號塊梁段；在成型的0號塊梁段頂部組裝施工掛籃；對掛籃進(jìn)行預(yù)壓；以掛籃為平臺施工1號塊梁段的模板、綁扎鋼筋、澆筑混凝土等工作；待1號塊梁端達(dá)到設(shè)計齡期并張拉完成預(yù)應(yīng)力鋼束后掛籃前移；按同樣方法循序前行，直至懸臂梁段澆筑完成。

1 預(yù)制吊裝鋼筋存在問題及解決方案

1.1 存在的問題

常規(guī)的懸臂澆筑施工工藝中鋼筋綁扎占用的工期較長、操作工人多、操作空間狹窄，且屬高空作業(yè)，危險性較高。

1.2 預(yù)制吊裝鋼筋設(shè)計

為解決上述技術(shù)問題本方案，可采用提供一種橋梁懸臂澆筑的施工方法，可以縮短施工工期，提高施工安全。具體為將箱梁鋼筋在工廠或預(yù)制場利用長線法或者短線法預(yù)制，后利用箱梁頂部的提升裝置吊裝就位。

1.3 施工方案

下面結(jié)合附圖及實施例對本方案作進(jìn)一步說明。如圖1所示，本方案包括如下步驟：

圖1 預(yù)制鋼筋籠

（1）常規(guī)工藝施工橋墩及0號塊梁段，橋墩施工完成后，在墩頂側(cè)面設(shè)置扇形托架，在墩頂及托架上架立模板、綁扎鋼筋及澆筑0號塊梁段。

（2）在0號塊梁段頂部拼裝掛籃及提升裝置縱梁。

（3）在工廠或預(yù)制場利用長線法或者短線法綁扎箱梁鋼筋。

（4）利用運(yùn)輸工具將1號塊梁段的箱梁鋼筋運(yùn)送至1號塊梁段正下方；運(yùn)輸工具通常采用車輛或船舶的方式。

（5）利用提升裝置將箱梁鋼筋安放就位；提升裝置可采用卷揚(yáng)機(jī)。

（6）縱向移動掛籃至1號塊梁段處；移動模板并調(diào)整模板，將箱梁鋼筋放置于模板上。

（7）將1號塊梁段的箱梁鋼筋與0號塊梁段的相應(yīng)縱向鋼筋連接；鋼筋綁扎牢固，應(yīng)保證鋼筋在澆筑過程中不發(fā)生移位，從而保證縱向鋼筋連接順利。

（8）安裝預(yù)應(yīng)力管道及內(nèi)模。

（9）澆筑混凝土并養(yǎng)護(hù)。

（10）張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋。

（11）前移提升裝置縱梁，提升2號塊梁段的箱梁鋼筋。

（12）重復(fù)上述步驟，直至全橋合攏。

1.4 結(jié)論及建議

本方案的有益效果是：將鋼筋綁扎的大部分工作轉(zhuǎn)化為地面工作，減少了高空作業(yè)，提高了施工安全；有利于常規(guī)機(jī)械的使用，提高了機(jī)械化程度；提高了工作環(huán)境的舒適性；減小了天氣對工期的影響；減少了防護(hù)成本；縮短了施工工期；同時采用預(yù)制場預(yù)制箱梁鋼筋的方式提高了質(zhì)量，方便了驗收。建議加強(qiáng)地面成果的驗收，確保所有構(gòu)件吊裝過程中不發(fā)生變形。

2 填注混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋存在問題及解決方案

2.1 存在的問題

大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋通常修建在高山峽谷地區(qū)，而橋墩通常采用高墩來適應(yīng)路線及橋梁自身溫度變位［2］。山區(qū)惡劣多變的氣候條件和狹窄的工程場地條件給山區(qū)橋梁建造帶來了很大的挑戰(zhàn)［3］。山區(qū)連續(xù)剛構(gòu)橋的常用施工方法為：（1）根據(jù)施工總體布置，選定并修建大型混凝土攪拌站，布置泵送設(shè)備，根據(jù)地形及墩高鋪設(shè)泵送管道；（2）利用大型攪拌機(jī)進(jìn)行混凝土生產(chǎn)；（3）利用大型混凝土攪拌運(yùn)輸車將混凝土運(yùn)送至混凝土泵送設(shè)備；（4）泵送設(shè)備將混凝土通過泵送管道泵送至連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁節(jié)段施工處。

常規(guī)施工方案成熟可靠，但全過程設(shè)備投入很大，且到達(dá)工作面的混凝土質(zhì)量受外界氣候影響很大。拌制、運(yùn)輸及泵送全過程中管道的因素影響最大，因地形條件限制，管道一般均需要多次彎折，導(dǎo)致泵送阻力加大，泵管氣密性遭破壞，進(jìn)而工程中常見泵送口和出管口處混凝土性能變化很大、出現(xiàn)泵管被混凝土堵塞等現(xiàn)象。

混凝土成品的質(zhì)量與混凝土的性能密切相關(guān)［4-5］。混凝土結(jié)構(gòu)最常見的病害是蜂窩麻面，而此種病害的直接決定因素是混凝土的水泥漿用量。水泥漿在凝固前的的混凝土中起到潤滑作用，水泥漿占比高，則混凝土拌合物的塌落度大，和易性也好，混凝土澆筑易密實，混凝土成品不易產(chǎn)生蜂窩麻面，但水泥水化產(chǎn)生的熱量大，收縮量大，產(chǎn)生裂縫多；反之則易產(chǎn)生蜂窩麻面。

2.2 填注混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計

為解決上述技術(shù)問題，本方案所采用的技術(shù)方案是將連續(xù)剛構(gòu)橋箱梁的混凝土采用填筑的方式進(jìn)行施工，操作方便且能在提高施工質(zhì)量的同時降低工程投資。

2.3 施工方案

為便于理解和說明填注混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，選本方案的優(yōu)選實施例結(jié)合附圖作進(jìn)一步說明。如圖2所示，本方案的主要施工步驟簡述如下：

圖2 填注混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋

（1）采用爬模施工工藝對下部結(jié)構(gòu)1進(jìn)行施工，隨即搭設(shè)支架施工0號塊。

（2）工廠內(nèi)加工箱梁封閉模板。封閉模板組成有：端模板19、側(cè)模板7、底模板6、頂面模板及設(shè)置于模板上的水泥漿壓漿嘴2；在工廠內(nèi)應(yīng)進(jìn)行試拼裝并應(yīng)進(jìn)行氣密性檢測。

（3）在墩頂及0號塊上組裝掛籃3和安裝壓漿機(jī)4、真空泵5；并預(yù)留注漿料運(yùn)輸通道。

（4）在掛籃上安裝底模板6和側(cè)模板7，制安鋼筋；在模板上安裝振搗器。

（5）在墩頂及0號塊上安放小型混凝土攪拌機(jī)8和布料機(jī)9；并將配合比及含水率等工藝參數(shù)均符合設(shè)計要求的混凝土骨料吊運(yùn)到0號塊頂儲存?zhèn)溆谩?/p>

（6）在1號梁節(jié)段內(nèi)安放下料管10；下料管的不知間距及位置應(yīng)進(jìn)行方案比選，確保施工質(zhì)量并有益于施工效率的提高；同時下料管下口的傾倒混凝土拌合料高度應(yīng)滿足規(guī)范要求。

（7）將混凝土攪拌機(jī)8攪拌出的混凝土骨料利用布料機(jī)9均勻散布在1號梁節(jié)段內(nèi)至規(guī)定厚度；填鋪參數(shù)根據(jù)拉筋、預(yù)應(yīng)力鋼束布置位置和數(shù)量及內(nèi)模板11的特點相協(xié)調(diào)，并結(jié)合試驗數(shù)據(jù)設(shè)定；根據(jù)需要上提下料管10。

（8）利用模板上振搗器對已填鋪混凝土骨料進(jìn)行振搗，必要時可以在已填鋪混凝土骨料頂面加平板振搗器。

（9）根據(jù)設(shè)計文件設(shè)置拉筋、預(yù)應(yīng)力管道，最后安裝內(nèi)模板11。

（10）重復(fù)（7）～（9），直至混凝土骨料填筑至箱梁頂面。

（11）安裝頂模板。

（12）注漿并同時利用振搗器進(jìn)行全梁段振搗。對節(jié)段進(jìn)行壓漿前，應(yīng)利用真空泵5對1號節(jié)段進(jìn)行真空處理，梁段內(nèi)的真空度應(yīng)達(dá)到設(shè)計值；再利用壓漿機(jī)4對1號梁段進(jìn)行壓漿并用振搗器振搗。

（13）養(yǎng)護(hù)及拆模、張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋。

（14）前移掛籃3，施工下一梁段。

（15）重復(fù)上述步驟，直至全橋合龍。

真空泵5與壓漿機(jī)4可以布置在0號塊內(nèi)部；其他節(jié)段施工時可以根據(jù)梁頂場地情況擇優(yōu)布置。

2.4 結(jié)論及建議

（1）連續(xù)剛構(gòu)橋梁體的大部分作業(yè)均可在梁頂完成，避免了混凝土長距離輸送，避免了泵送堵管導(dǎo)致梁體不能順利澆筑的情況。

（2）采用骨料填筑方案可以降低混凝土中的水泥漿用量，降低混凝土中水泥的水化熱，降低了自然條件對成橋過程的不利影響。

（3）真空輔助壓漿技術(shù)提高了混凝土的密實度，改善了混凝土的成品質(zhì)量，減少了蜂窩麻面等病害。

（4）混凝土可以按照不考慮施工成型過程的影響，僅按照理論上混凝土強(qiáng)度需求進(jìn)行配置水泥漿用量。從而可以減少因提高施工和易性而增加的水泥漿量，降低造價。

（5）與常規(guī)做法相比，可以避免預(yù)應(yīng)力管道與澆筑混凝土所用下料筒空間沖突問題。

3 結(jié) 論

通過本文所述的填注混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋和預(yù)制 吊裝鋼筋2個方案，可以有效改善連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)體系在特殊條件下的應(yīng)用難度，節(jié)省工期，減少投資，保證安全。