哈大客運(yùn)專線DK212+691懸灌連續(xù)梁合龍施工

鄧旭剛

1 工程概況

哈爾濱—大連高速鐵路客運(yùn)專線西海特大橋(32 m+48 m+32 m)懸澆連續(xù)梁梁體設(shè)計(jì)為單箱單室、斜腹板、變高度、變截面結(jié)構(gòu)。箱梁頂寬12 m，箱梁底寬5 m～5.5 m。頂板厚度除梁端為60 cm外其余均為40 cm，底板厚度40 cm～80 cm，其中端支點(diǎn)60 cm，按二次拋物線變化，腹板厚48 cm～60 cm～80 cm，按折線變化，中支點(diǎn)處局部加厚到145 cm，端支點(diǎn)處腹板厚60cm。全聯(lián)在端支點(diǎn)、中跨中及中支點(diǎn)處共設(shè)5個(gè)橫隔板，橫隔板設(shè)有孔洞，供檢查人員通過。

橋面寬度:防撞墻內(nèi)側(cè)凈寬8.8 m，橋上人行道欄桿內(nèi)側(cè)凈寬11.8 m，橋面板寬12 m，橋梁建筑總寬12.28 m。

橋面排水為三列排水，即防護(hù)墻與承軌臺(tái)間采用1.7%，兩線承軌臺(tái)間采用1%，軌道底座板下2.6 m范圍為平坡，橋上保護(hù)層的橫向排水坡為2%。

箱梁全長(zhǎng)為113.7 m，計(jì)算跨度為(32+48+32)m。截面高度為:截面中心處中支點(diǎn)處梁高4.05 m，跨中8.4 m直線段及邊跨12.95 m直線段梁高為3.05 m。

全聯(lián)處于直線段，豎曲線變坡點(diǎn)里程DK212+700(c=185.997 6，R=30 000，E=0.144 1，T=185.998 2)，小里程端為平坡，大里程端縱坡6.2‰。

中支點(diǎn)梁體斷面、端支點(diǎn)梁體斷面依次見圖1，圖2，連續(xù)梁的梁段設(shè)計(jì)見表1。

梁體采用縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力體系。縱向預(yù)應(yīng)力鋼束采用標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 fpk=1 860 MPa的鋼絞線，鋼束類型為:7-7φ 5，15-7φ 5，16-7φ 5，錨固體系采用自錨式拉絲體系，管道形成采用金屬波紋管成孔。橫向預(yù)應(yīng)力筋采用4-7φ 5預(yù)應(yīng)力鋼絞線，錨固體系采用BM15-4張拉端及BM15P-4錨固端;張拉體系采用YDC240Q型千斤頂，扁形金屬波紋管成孔。豎向預(yù)應(yīng)力筋采用Φ 25 mm高強(qiáng)精軋螺紋鋼筋，抗拉極限強(qiáng)度 980 MPa，錨下張拉控制應(yīng)力為735 MPa，錨固體系采用JLM-25型錨具，張拉體系采用YC60A型千斤頂，管道形成采用內(nèi)徑35 mm鐵皮管成孔。

表1 連續(xù)梁梁段設(shè)計(jì)情況表 m

2 懸澆梁的臨時(shí)錨固

墩梁臨時(shí)固結(jié)支撐體系:在橋墩墩頂設(shè)置鋼管混凝土柱和墩梁間的連接鋼筋組成臨時(shí)固結(jié)體系。

鋼管混凝土柱鋼管采用φ 426 cm δ 10 mm，鋼管材質(zhì)為 Q235，鋼管內(nèi)混凝土標(biāo)號(hào)C40，每 T構(gòu)設(shè)置8個(gè)，大小里程各4個(gè)，位于腹板正下方，鋼管混凝土柱與墩梁連接通過預(yù)埋在墩、梁連接面的鋼板連接，每鋼管混凝土柱上下各一塊，規(guī)格為430 mm×430 mm×10 mm，預(yù)埋鋼板通過幾字形鋼筋與墩、梁內(nèi)主筋焊接牢固，幾字形鋼筋為直徑20 mm的圓鋼;連接鋼筋采用直徑為25 mm的二級(jí)鋼筋進(jìn)行拉結(jié)，每 T構(gòu)設(shè)置32根，大小里程側(cè)各16根，連接鋼筋與墩梁內(nèi)主筋焊接，作為抗傾覆的拉筋。

3 確定設(shè)計(jì)合龍溫度

連續(xù)梁設(shè)計(jì)合龍溫度取橋位處最低和最高月平均溫度平均值，哈大客專線路縱貫東北三省，需要施工單位到當(dāng)?shù)貧庀蟛块T調(diào)查橋位處全年氣象溫度資料，確定設(shè)計(jì)合龍溫度，制定合龍段施工組織方案，在合龍時(shí)通過調(diào)整各支座的縱向偏移量來修正體系溫差引起的影響。

4 合龍段的施工

4.1 合龍段需解決的問題

合龍段施工主要需解決3個(gè)問題:1)吊架的安裝問題;2)合龍段的臨時(shí)鎖定問題;3)合龍段混凝土澆筑問題。

合龍段因混凝土澆筑后，氣溫的變化會(huì)引起梁體的伸縮變形，同時(shí)梁體左右日照溫度不同還會(huì)引起梁的扭曲變形，需對(duì)合龍段進(jìn)行臨時(shí)鎖定保持合龍段無相對(duì)變形。合龍段臨時(shí)鎖定要抵抗溫度應(yīng)力、T構(gòu)兩端不平衡彎矩等多種外力，保證懸臂T構(gòu)施工安全和合龍段不出現(xiàn)裂紋。

4.2 合龍段施工順序

邊跨現(xiàn)澆段及中間節(jié)6號(hào)塊施工完成后，安裝邊跨合龍段吊架，進(jìn)行邊跨合龍段鎖定，澆筑邊跨合龍段混凝土，張拉邊跨T8，B1～B4及邊跨橫豎向預(yù)應(yīng)力筋，拆除邊跨合龍段吊架。

邊跨張拉完成T8，B1～B4后，拆除主墩頂臨時(shí)固結(jié)使主墩永久支座受力，拆除邊跨現(xiàn)澆段支架，安裝中跨吊架及模板，進(jìn)行中跨合龍段鎖定，綁扎鋼筋并澆筑中跨合龍段混凝土，張拉T9，D1，D5，BT1～ BT2，D2～ D4及橫豎向預(yù)應(yīng)力筋，拆除中跨合龍段吊架，拆除鎖定，合龍施工結(jié)束。

4.3 合龍段施工方法

4.3.1 合龍段吊架及模板

利用掛籃底模、外側(cè)模、內(nèi)模作為合龍段模板，不僅可以減少搭設(shè)支架的投入，還可使?jié)仓蟮幕炷磷冃闻c兩端已澆段保持同步，但要利用掛籃作為吊架，需解決一個(gè)掛籃后退和一個(gè)掛籃前移的問題。由于690號(hào)主墩的施工速度較691號(hào)主墩要快，故施工中決定690號(hào)墩中跨掛籃向后退，691號(hào)墩中跨掛籃向前移作為中跨合龍段吊架。邊跨合龍段吊架僅存在前移問題，與中跨掛籃前移做吊架方法相同。

4.3.2 臨時(shí)鎖定

1)邊跨合龍段鎖定。邊跨現(xiàn)澆段及6號(hào)塊端部腹板兩側(cè)頂板、底板上各預(yù)埋4塊40 cm高，50 cm寬，2 cm厚的鋼板，鋼板后方加焊鋼板肋進(jìn)行加強(qiáng)，梁體內(nèi)埋設(shè)加強(qiáng)鋼筋與混凝土連接增加抗拔力。支撐型鋼用雙工20b焊接而成，在混凝土澆筑前幾天凌晨最低溫度時(shí)，將支撐型鋼焊于兩側(cè)梁內(nèi)預(yù)埋的鋼板上，起到支頂作用并起部分抗拉作用，焊接時(shí)注意同一根工鋼骨架一端焊完后再焊接另一端。邊跨合龍段采用剛性骨架措施鎖定后，在溫度變化作用下，由于中墩臨時(shí)支撐尚未拆除，梁體變化引起的微小滑動(dòng)，通過邊跨合龍段臨時(shí)固結(jié)骨架，其力主要由邊跨現(xiàn)澆段混凝土與模板的摩擦力抵消，邊跨現(xiàn)澆段施工完成后，邊支座處支頂方木要拆除，使支座能夠活動(dòng)。由于總共僅有365 kN的力，故邊跨不再進(jìn)行臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束張拉，僅用勁性骨架焊接來抵消溫度降低時(shí)兩端梁體對(duì)合龍段新澆混凝土的張應(yīng)力。4個(gè)骨架所承受的平均力為:365/4=91 kN，單個(gè)骨架在鋼板上焊縫長(zhǎng)度90 cm，為保證焊縫牢固，每個(gè)骨架與預(yù)埋鋼板的焊縫均采用四周滿焊，焊縫厚度6 mm。2)中跨合龍段鎖定。在兩6′號(hào)塊內(nèi)預(yù)埋相同的鋼板箱。中跨合龍時(shí)溫度應(yīng)力與邊跨合龍時(shí)相同，只是抵消溫度變形的力主要由691號(hào)墩頂活動(dòng)支座(690號(hào)墩頂為固定支座)與梁體摩擦力承擔(dān)，取摩擦系數(shù)0.05，承重為全橋除去中跨合龍段梁體重量的1/2。按照臨時(shí)張拉平直縱向預(yù)應(yīng)力束以減少梁體撓度變形、張拉較短長(zhǎng)度的預(yù)應(yīng)力束以起到對(duì)合龍段更好的約束作用的鋼絞線，選擇臨時(shí)張拉T9，D1縱向預(yù)應(yīng)力束，以抵消溫度降低時(shí)兩端梁體對(duì)合龍段新澆混凝土的張應(yīng)力。待混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后，張拉完其他預(yù)應(yīng)力束后，將T9預(yù)應(yīng)力放張。

4.4 合龍段配重

1)邊跨合龍時(shí)。邊跨合龍時(shí)考慮兩種工況，計(jì)算分別如下，其中不論哪種工況不進(jìn)行配重產(chǎn)生的不平衡彎矩，主墩頂?shù)呐R時(shí)固結(jié)都可以滿足。根據(jù)標(biāo)高測(cè)量結(jié)果，如果合龍段兩端標(biāo)高偏差在15 mm以內(nèi)，則不用配重找平;如果標(biāo)高差在15 mm以上，則在T構(gòu)兩側(cè)壓配重將邊跨6號(hào)塊端部與現(xiàn)澆段8號(hào)塊端部標(biāo)高找平。為減少混凝土澆筑過程中因T構(gòu)兩側(cè)重量變化產(chǎn)生的撓度變形對(duì)新澆混凝土的影響，建議加快澆筑速度，使變形在混凝土初凝前完成，或在T構(gòu)兩側(cè)加相同配重，隨混凝土澆筑同步取消邊跨側(cè)配重。在一個(gè)T構(gòu)兩側(cè)各放置一個(gè)水箱進(jìn)行配重，配重重量為20 t，隨邊跨合龍段混凝土澆筑重量同步減去邊跨側(cè)水箱內(nèi)水的重量，保持T構(gòu)兩側(cè)力矩平衡。2)中跨合龍時(shí)。如果中跨合龍段兩側(cè)標(biāo)高差在15 mm以內(nèi)，中跨將不采用壓重;如果偏差大于15 mm，則在中跨合龍段一側(cè)用水箱壓重，使中跨合龍段兩端標(biāo)高一致，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到50 MPa后，方可取消配重。

4.5 合龍段混凝土的澆筑

選擇在一天凌晨3:00左右氣溫最低時(shí)澆筑合龍段混凝土，澆筑時(shí)間在4 h內(nèi)完成，混凝土澆筑前一天用水將全梁表面、箱內(nèi)灑水保濕進(jìn)行降溫。收聽天氣預(yù)報(bào)，3 d內(nèi)有大風(fēng)降溫時(shí)，不進(jìn)行合龍段混凝土澆筑。兩端的混凝土連接面要充分鑿毛、濕潤(rùn)，并沖洗干凈。采用新出的合龍段微膨脹混凝土，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)負(fù)責(zé)人確認(rèn)，利用汽車泵送，入模混凝土坍落度不大于20 cm。

4.6 合龍段張拉

合龍段混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，放松吊架外側(cè)模及內(nèi)側(cè)模。然后按順序進(jìn)行其他預(yù)應(yīng)力束張拉，張拉完成后方可脫底模。合龍段混凝土灌注前，要將所有的預(yù)應(yīng)力鋼絞線全部穿入波紋管內(nèi)，為防止混凝土澆筑時(shí)波紋管道堵塞，除接口處用膠帶纏繞密封外，還要注意逐根檢查有沒有受電火花影響打開的孔洞。同時(shí)混凝土澆筑時(shí)混凝土口要盡量避開波紋管位置，并在合龍段每根縱向波紋管頂埋設(shè)三通排氣孔，以防合龍段發(fā)生堵管，影響壓漿質(zhì)量。預(yù)應(yīng)力束的張拉順序要按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

DK212+691連續(xù)梁懸澆梁在合龍過程中，臨時(shí)鎖定既撐又拉，預(yù)應(yīng)力束進(jìn)行兩次張拉、補(bǔ)拉，梁體克服了溫度、混凝土本身收縮徐變等各因素的影響，確保了結(jié)構(gòu)受力合理，較好的控制了梁體內(nèi)力和線形，保證了工程施工的安全進(jìn)行，合龍段梁體表面混凝土未產(chǎn)生任何裂紋，證明了合龍方案正確。

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