連續(xù)剛構(gòu)橋合攏段懸臂施工及注意事項

郝　琳　李清海

摘要:連續(xù)剛構(gòu)橋是目前使用廣泛的連續(xù)體系梁式橋,該橋型采用懸臂澆筑法施工。合攏段的施工是懸臂澆筑技術(shù)中非常重要的工序。文中結(jié)合衛(wèi)運(yùn)河大橋工程實例,對懸臂施工合攏段的施工和技術(shù)注意事項進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞:衛(wèi)運(yùn)河大橋;連續(xù)剛構(gòu)橋;合攏段施工

引言

連續(xù)剛構(gòu)橋是一種介于連續(xù)梁橋和T型剛構(gòu)橋之間的橋型,這種橋型的橋梁又稱墩梁固結(jié)的連續(xù)梁橋。目前連續(xù)剛構(gòu)橋大多用于大跨度的薄壁高墩上,即把高墩看做一種擺動支承體系,從而降低墩的內(nèi)力。由于其超越連續(xù)梁橋跨徑的能力,是近年來使用較多的梁式橋。

懸臂施工法是一種常用的橋梁施工方法,目前大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的施工大多采用懸臂施工法。懸臂施工法可以分為懸臂澆注和懸臂拼裝兩種方法,尤其以懸臂澆注法施工具有更廣泛的適應(yīng)性。

合攏段的施工是懸臂澆筑技術(shù)非常重要的工序之一。它不僅是梁體體系轉(zhuǎn)換的必由之路,而且因為其混凝土從澆筑到張拉預(yù)應(yīng)力筋,實現(xiàn)真正"合攏"期間,晝夜溫差的影響、新澆混凝土的早起收縮、徐變等因素,都在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生變形、引起內(nèi)力,所以必須采取合理的措施,確保合攏段混凝土不致因自身的長度的變化造成開裂和壓碎使橋梁順利合攏。鑒于目前文獻(xiàn)合攏段的施工,都是針對連續(xù)梁而言的,連續(xù)剛構(gòu)有其自身的特點。本文結(jié)合夾江大橋施工實例,論述懸臂施工中合攏段的施工方案和技術(shù)注意事項。

1工程概況

衛(wèi)運(yùn)河大橋全長1052米,主橋為(40+60+40)m雙幅三跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu),單項雙室變高度預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁,橋面單幅寬12.5米,箱寬7.5米,跨中及邊跨端部梁高1.5米,8、11號墩(主墩)根部梁高3米,。橋梁橋跨體系采用懸臂澆注法施工,懸臂段每節(jié)長度為3～4米,中跨合攏段長2米,主橋箱梁采用C50混凝土,預(yù)應(yīng)力采用三向預(yù)應(yīng)力體系。0號塊和1號塊采用貝雷支架現(xiàn)澆施工。主橋合攏順序為先合攏邊跨現(xiàn)澆段,再合攏中跨,從而形成一個連續(xù)剛構(gòu)體系。

2施工方案

2.1邊跨現(xiàn)澆段施工

邊跨現(xiàn)澆合攏段施工采用鋼管腳手架搭設(shè)支架進(jìn)行現(xiàn)澆。施工前支架基礎(chǔ)應(yīng)做嚴(yán)格的壓實處理,首先對懸澆塊之間的河堤進(jìn)行嚴(yán)格壓實或換填處理,然后上鋪墊木,搭設(shè)90*908120cm鋼管腳手架支架至設(shè)計標(biāo)高。現(xiàn)澆段模版采用d=20mm高強(qiáng)度竹質(zhì)膠合板。澆筑前對支架進(jìn)行100%重量預(yù)壓。消除塑性變形,預(yù)留彈性變形,確保合攏后線形符合設(shè)計要求。

2.2中跨合攏段施工

邊跨合攏后,即可進(jìn)行中跨合攏段的施工。因中跨兩梁段上的掛藍(lán)已非常接近,此時可利用掛藍(lán)進(jìn)行中跨合攏段施工。

具體施工方法是:合攏前先調(diào)整中線位置和高程,合攏口臨時鎖定,張拉合攏臨時鋼束,并按設(shè)計要求在兩端懸臂用水箱法預(yù)加壓重,在混凝土澆筑過程中逐步撤除。臨時鎖定設(shè)置有四根剛接桿組成的臨時勁性支撐,分別位于箱梁頂?shù)装蹇拷拱逄?鋼接桿按圖紙預(yù)先拼焊好后,在箱梁兩端對應(yīng)預(yù)埋件上就位焊接,此后張拉上頂板臨時鋼束和上下底板對應(yīng)鋼束,形成頂部抗拉的近似鋼性接頭。利用掛藍(lán)底模做中跨合攏段底模,側(cè)模用掛藍(lán)鋼側(cè)模。取出掛藍(lán)內(nèi)模,改用方木骨架外貼膠合板做合壟段內(nèi)模,綁扎合攏段鋼筋及對接預(yù)應(yīng)力管道,同時在合攏塊混凝土澆筑前將預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)先穿入。

3合攏段施工注意事項

3.1環(huán)境溫度

合攏段再灌注前一周,對橋梁高程、軸線、橋長進(jìn)行聯(lián)測并觀測這一周時間的氣溫數(shù)據(jù),找出氣溫變化規(guī)律,確定一天中最低溫度時間,恒溫時間,升溫時間,以便在低溫及溫度變化幅度小的時間內(nèi)灌注混凝土。合攏段混凝土澆筑應(yīng)在監(jiān)理人員、設(shè)計院規(guī)定的氣溫較低且溫差變化較小的時間內(nèi)完成,混凝土澆筑完成后氣溫開始回升。

3.2配重

為使合攏段混凝土澆筑過程中結(jié)構(gòu)體系處于穩(wěn)定狀態(tài),待剛性支撐鎖定后預(yù)先在懸臂端施加配重,使合攏兩端高差控制在規(guī)范允許范圍內(nèi),每端配重相當(dāng)于合攏段混凝土重量的一半。澆筑混凝土?xí)r,每級卸下相應(yīng)配重的重量移至0號段后在卸至橋下。

3.3混凝土

合攏段混凝土的配合比試驗應(yīng)該專項設(shè)計。混凝土灌注完畢,終凝后覆蓋養(yǎng)生,達(dá)張力強(qiáng)度后進(jìn)行底板鋼束張拉,拆除臨時鋼性接頭,完成全橋合攏。

本橋合攏段使用水灰比小的混凝土,為減少混凝土的收縮變形摻加了混凝土膨脹劑,在保證混凝土強(qiáng)度的前提下,要求早強(qiáng)。施工時加強(qiáng)施工管理,加強(qiáng)振搗,混凝土澆筑完應(yīng)及時加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),防止發(fā)生裂紋。

3.4 線性控制調(diào)整

橋梁懸臂施工中線性控制非常重要,只有預(yù)拱度設(shè)置合理才能保證一個跨徑內(nèi)將要合攏的懸臂兩端在同一水平線上,才能使橋梁上部結(jié)構(gòu)在經(jīng)歷施工、運(yùn)營狀態(tài)反復(fù)發(fā)生向上或向下形式撓度后,保證結(jié)構(gòu)運(yùn)營一段時間后達(dá)到設(shè)計所期望的標(biāo)高線形。

線形控制即在懸澆施工階段,根據(jù)箱梁結(jié)構(gòu)計算和掛藍(lán)試壓結(jié)果提供梁體各截面的最終撓度變化值,設(shè)置施工預(yù)拱度,據(jù)此調(diào)整每塊模板安裝時的前段標(biāo)高以抵消梁段施工所產(chǎn)生的一系列撓度,施工完畢達(dá)到設(shè)計的位置布設(shè)控制點。為了保證主橋懸澆節(jié)段施工中線、高程的準(zhǔn)確,確保全橋線性的平順,0號塊施工時在0號塊頂面中心預(yù)埋鋼板作為水平、高程控制點,并與兩岸既有中線、高程點進(jìn)行聯(lián)測閉合。控制點要求穩(wěn)定可靠并全橋皆有此控制點控制以保證控制的一貫性,減少測量誤差。

墩身變形監(jiān)測。主墩施工期間在墩身上預(yù)埋觀測點,在主橋箱梁懸澆施工期間要加強(qiáng)墩柱的觀測工作,委派專人利用高精度觀測儀器定期對主墩最不利斷面進(jìn)行應(yīng)力檢測,同時檢測主墩墩頂?shù)奈灰谱兓?嚴(yán)密注意墩身的變形,防止橋面兩懸澆節(jié)段施工荷載不均勻而造成事故。

承臺沉降觀測。承臺澆筑時在四角預(yù)埋4個鋼筋作觀測點,懸澆施工中定期對四個點進(jìn)行觀測,比較前后差值即為承臺沉降值。

箱梁軸線控制。利用0號塊中心控制點和邊墩上控制點對各懸澆節(jié)段的中線進(jìn)行控制。,每個懸澆節(jié)段完成后復(fù)核前面幾個節(jié)段中心點的位移,復(fù)核無誤后再放出待澆節(jié)段的中線,嚴(yán)密監(jiān)測各階段中線變化情況。

箱梁高程控制。利用0號塊中心處水準(zhǔn)點控制懸澆節(jié)段混凝土、模板高程,混凝土澆筑前在每階段端部中線和翼板邊緣設(shè)置高程控制鋼筋樁,鋼筋下部支撐于底模上,頂部露出混凝土面10cm,作為混凝土澆筑時對箱梁頂面高程的控制,并在混凝土澆筑后、張拉后對高程進(jìn)行復(fù)核以驗證設(shè)計預(yù)拱度的設(shè)置。

箱梁預(yù)拱度的設(shè)置。懸澆施工時梁體線形影響到合攏的精度,應(yīng)對每個節(jié)段設(shè)置預(yù)拱度。計算預(yù)拱度應(yīng)考慮以下因素:掛藍(lán)的變形、箱梁的自重、預(yù)應(yīng)力的大小、施工荷載、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換、混凝土收縮與徐變、日照與溫度變化。

箱梁懸澆各節(jié)段立模標(biāo)高公式:

Hi=H0+fi-fy+fg+fz

Hi-待澆箱梁節(jié)段底板前端點處掛藍(lán)底板模板標(biāo)高(張拉后)。

H0-該點設(shè)計標(biāo)高。

Fi-本施工段及以后澆筑的各段對該點撓度影響值。

fy-本施工段頂板縱向預(yù)應(yīng)力束張拉后對該點的影響值。

fg-掛籃變形對該施工段的影響值,掛藍(lán)設(shè)計和加載試壓后得到。

fz-由徐變、收縮、溫度、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換、二期荷載、活載等影響產(chǎn)生的撓度計算值。

按計算出的模板標(biāo)高立模后,分別測出混凝土灌注前后及張拉后的實際標(biāo)高(撓度),若有不符,可適當(dāng)調(diào)整下一梁段立模標(biāo)高,直至滿意為止。

結(jié)束語

衛(wèi)運(yùn)河大橋在該施工方案的指導(dǎo)下全橋順利合攏并完成體系轉(zhuǎn)變,最終橋梁線形平順,結(jié)構(gòu)合理,受力良好。衛(wèi)運(yùn)河大橋懸臂澆注法的施工工藝為今后特大型預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋的懸臂澆注法施工提供了借鑒和參考。

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