唐家渡涪江雙線特大橋連續剛構0號段施工

尹智勇

達成擴能改造工程唐家渡涪江雙線特大橋主橋為一聯四跨預應力連續剛構梁,跨徑組合為(44+2×80+44)m,單箱單室結構,0號梁段長12 m,兩端懸挑長度3 m,墩頂根部梁高6.6 m。底板厚度120 cm,腹板厚度72 cm,頂板厚度42 cm。頂板設2%的橫坡,底板水平設置。0號梁段混凝土強度為C55,設計達到359 m3。主墩高20 m,枯水期時有3個主墩位于水中,0號段外形結構見圖1。

按照常規施工方法,連續剛構鐵路橋0號段采用一次立模灌注成型,考慮該橋 0號段梁高、混凝土量大、結構復雜,而且 0號段是懸臂灌注施工的中心梁段,縱、橫、豎向預應力管道與普通鋼筋密集,縱橫交錯,施工難度大,為了減輕托架負荷和保證混凝土澆筑質量,0號段豎向分兩次灌注。

1 施工工藝流程

準備工作→托架安裝→方木拼裝三角架→鋪設底模→外側模安裝→綁扎鋼筋→第一次內模安裝→安裝堵頭模→灌注第一次混凝土→綁扎鋼筋→安裝內模、洞口模→安裝堵頭模→灌注第二次混凝土→混凝土養生→張拉壓漿→拆除托架。

2 施工準備

測量人員根據埋設的橋梁控制導線點及高程點進行0號塊的放線,并負責復核測量成果及放線的精度,測量人員根據0號梁段情況導引測量控制點,以備校核墩身位置。

測量工程師用全站儀根據設計圖紙在已澆筑好的主墩頂面上放出橋梁的縱軸線及橋墩兩片肋上的梁段橫軸線,用紅油漆進行標注。施工技術人員放出0號梁段的細部尺寸線、各托架中線等。

用精密水準儀在墩頂截面四方放出0號梁段的標高,并進行抄平,保證箱梁線形、預拱等符合設計要求。

3 托架施工

3.1 結構設計

根據墩身寬度、箱梁底寬度和0號塊懸出長度,以及施工操作空間需要,平臺平面尺寸為13 m×10.5 m,附著墩身高度為2.5 m,為三角形桁架式托架。每片托架分別由40a工字鋼與雙肢槽鋼[20b組成,雙肢之間設置節點連接。每邊懸出段由11片托架組成,相互間由水平支撐連接成整體。托架安裝后進行預壓以消除非彈性變形,測定彈性變形,為懸澆施工立模標高提供依據。

3.2 托架預埋件制安

首先由測量隊放樣定出預埋件位置,加固墩身施工腳手架作為安裝工作平臺,用塔吊起吊、人工輔助安裝,安裝過程中,采用倒鏈使預埋件調至預定位置后焊接固定,為保證托架順利安裝,在墩身模板安裝到位后,通過連接槽鋼將托架預埋件與模板焊接固定,以保證其平面位置準確,上下垂直成線。為保證結構安全,預埋件在安裝時,通過鋼板將墩身兩側預埋件對拉。

3.3 托架安裝

托架和分配梁比較長和重,采用在地面制作加工成整片,托架上弦長13.0 m,重約 887 kg,分配梁長10.5 m,重約 381 kg。通過棧橋和塔吊進行水平及垂直運輸到墩上進行組裝。在托架上弦安裝后再組裝牛腿和焊接綴板、連接板、加勁肋等輔助件。

托架加工制作時,材質、焊接高度、質量一定要符合設計要求,加工拼裝成型后,專人對幾何尺寸、焊接質量進行檢查,合格后運至墩旁。

墩身施工完成后要及時檢查托架預埋件的安裝偏差,并據此調整托架縫隙大小。

4 模板施工

4.1 模板設計

模板分為底模、側模、內模及端模。分別做如下設計：

底模：0號段箱梁底模,采用大塊的厚3 cm的膠合模板,底模設置需考慮橋的縱向坡度。安裝時首先在托架頂面鋪設22號工字鋼分配梁,在分配梁下方安裝拆除模板用的槽鋼及鋼楔塊,在分配梁上鋪設底模板。

外模：采用墩身模板改制。用6 mm厚的鋼面板,外模板支架用[12槽鋼組焊成桁架結構,將墩身模板的背楞改焊在模板桁架的肢上。外側模落于底板水平托架上,并用木楔調整側模高度,外側模安裝后用穿心拉桿與內側模對拉固定。

隔墻模板及內側模：考慮0號塊內梁體截面變化大,模板通用性差,內模就位后,與外側模用穿心拉桿相連、加固,同時在可行的位置設置自撐體系。

洞孔模板在隔墻上有1個120 cm×120 cm的人孔,洞孔模板用組合鋼模拼裝,用滿堂鋼管支架支撐。

端頭模板：端頭模板是保證0號塊端部及預應力管道成型要求的關鍵,端模架利用∠75 mm×5 mm角鋼加工制作成鋼結構骨架,用螺栓與內外模連接固定,板面使用3 mm的鋼板,以便拆模。

4.2 模板安裝

安裝前,檢查托架頂面平整度、落梁槽鋼及底模橫梁就位情況,鋪設腳手板圍欄及安全網防護設施。外側模利用墩身塔吊分段整體吊裝到位,吊裝順序為先遠后近,先外后內,外側模就位后利用倒鏈將其與墩梁連接鋼筋固定,以增強其穩定性,對稱于橋軸線的兩側外側模到位后,及時用拉桿將上下端連接固定為整體。圓弧底模與墩身之間通過在墩身頂面設φ 20的拉桿固定,使其與墩身密貼,防止墩梁混凝土交接處產生錯臺。

4.3 模板的拆除

0號段混凝土澆筑完畢,混凝土強度達到70%設計強度時,即可拆除內模及墩頂部位的外側模,當0號段預應力束張拉壓漿完成后,即可拆除底模,底模通過割除鐵凳子使其脫模。

5 鋼筋施工

對圖紙復核后繪出加工圖,加工時同一類型的鋼筋按先長后短的原則下料,鋼筋用彎曲機加工后與大樣圖核對,并據各鋼筋所在部位的具體情況對細部尺寸和形狀做適當調整。

0號塊鋼筋分兩次綁扎：1)安放底板鋼筋和豎向預應力管道、預應力鋼束等,布置腹板和隔板鋼筋。2)安放箱梁腹板上部鋼筋及全部頂板鋼筋,縱橫向預應力管道及鋼束。

實施時需要注意以下問題：

1)在底板上按照設計間距標化后再進行鋼筋綁扎,并設置足夠的墊塊厚度和密度。2)綁扎腹板豎向預應力筋、底板頂層普通鋼筋。同時根據設計要求將縱向預應力管道放置在腹板鋼筋內,將腹板鋼筋綁扎完成后,進行管道位置的調整及固定。

6 混凝土灌注

1)混凝土灌注順序：橫隔板→底板→腹板→橫隔板→腹板四周→頂板。灌注時要前后左右基本對稱進行。2)混凝土入模導管安裝間距為2.5 m左右,導管底面與混凝土灌注面保持1 m以內。在鋼筋密集處斷開個別鋼筋留作導管入口,待混凝土灌注到此部位時,將鋼筋焊接恢復。在鋼筋密集處要適當增加導管數量。3)混凝土振搗應根據振搗工藝、鋼筋管道密度、振搗部位確定合適的分層厚度才能保證混凝土的振搗質量。0號段鋼筋及預應力管道比較密集,灌注混凝土采用插入式振搗器搗固,要求搗固人員必須熟悉鋼筋及管道位置,混凝土分層灌注,厚度控制在30 cm～40 cm之間,與底板相連的八字角由于振搗時會引起八字角下部翻漿,致使此處混凝土質量欠佳,易出現麻面、漏筋等施工缺陷,振搗時,特別注意加強振搗。腹板混凝土分層厚度太厚則振搗時間長,而且混凝土氣泡不易排出;太薄則振搗頻繁,影響施工速度,為此分層振搗厚度為40 cm。4)對搗固人員要認真劃分施工區域,明確責任,以防漏搗。振搗腹板混凝土時,振搗人員要從預留“天窗”進入腹板內搗固。“天窗”設在內模和內側鋼筋網片上,每2 m左右設一個,混凝土灌注至“天窗”前封閉。5)混凝土灌注前先將原墩頂混凝土面用水或高壓風沖洗干凈。木模板用水泡脹,防止其干燥吸水。灌注前在原混凝土面上鋪1 cm厚的同標號砂漿,并攤鋪均勻平整。灌注底腹板混凝土前,對頂板鋼筋頂面要用布或草袋覆蓋,以防松散混凝土粘附其上。混凝土倒入儲漿盤后,試驗人員要檢查混凝土的坍落度、和易性,如不合適要通知拌合站及時調整。6)在頂板混凝土澆筑完成后,用插入式振搗器對頂腹板接縫處進行充分的二次振搗,確保連接處密實、可靠。7)注意頂板混凝土澆筑中的橫坡處理。混凝土灌注結束后,要加強對梁段包括箱梁內側和外側的灑水養護。

7 結語

1)唐家渡涪江雙線特大橋0號段分兩次灌注施工實踐證明,施工方案和技術措施是切實可行的,足以保證安全和工程質量,較好的解決了懸臂高空條件下梁體大體積混凝土的施工難題。2)為有效的減少和消除托架的變形,托架所有節點均采用焊接,從而使托架施工0號段安全可靠。經實測整體變形6 mm,主要是底模板與底模桁架之間的縫隙引起的非彈性變形,其值與預留沉落量基本吻合。3)第二次安裝模板要牢固地夾在已澆的腹板上,在接縫向上一段距離內,由于部分振搗力被已凝固混凝土所吸收,影響半徑較小,因此需加強振搗,否則易出現蜂窩。4)0號段預應力管道縱橫交錯,結構復雜,而預應力的施工又是連續剛構最關鍵的一道施工工序,所以在施工中,要采用可信的牢固的措施,保證管道的暢通和位置準確,澆筑混凝土過程中隨時檢查預應力管道的情況,是否發現變形、扭曲、上浮等現象,做到及時發現及時處理。

[1]黃湘宇.梅村特大橋跨既有京廣線膺架過軌施工技術[J].山西建筑,2008,34(15)：301-302.