甌江主橋五跨連續(xù)梁合龍段施工

鄭雙祥

1 工程概況

甌江特大橋為甬臺溫鐵路新建工程的關(guān)鍵性工程,其主橋形式為(70+3×120+70)m預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)梁,位于97號～102號墩,采用掛籃懸臂澆筑施工。箱梁為三向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu),采用單箱單室截面,箱梁頂板寬 13 m,底板寬7 m,外翼緣懸臂長3 m,箱梁頂板設(shè)置成2%雙向橫坡。箱梁在橋軸線處截面高度由跨中或兩端的5.09 m漸變到墩頂截面的9.09 m,為拋物線變化。五跨連續(xù)梁合龍段分為兩個次邊跨合龍段、兩個邊跨合龍段和一個中跨合龍段,長度均為2 m。合龍段混凝土等級采用C65,其中邊跨合龍段混凝土27.6 m3,次邊跨和中跨合龍段混凝土均為41.4 m3。

2 合龍段施工

2.1 合龍段施工前準(zhǔn)備

合龍施工前將橋面多余物件及機械設(shè)備等全部清除或移至0號塊頂部,保證荷載工況同計算相符,并精確測量橋軸線偏位情況、合龍口在氣溫變化下的長度和懸臂現(xiàn)澆梁及直線段上的所有觀測點高程,若合龍口高差超過15 mm則進(jìn)行標(biāo)高調(diào)整。

2.2 合龍施工順序

甌江主橋五跨連續(xù)梁合龍順序:先次邊跨合龍,再懸臂澆筑邊跨A16a塊,然后邊跨合龍,最后中跨合龍。

3 合龍段施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 合龍吊架及模板

利用掛籃作為合龍吊架,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,需解決一個掛籃后退和一個掛籃前移的問題。次邊跨合龍時,由于101(98)墩的施工速度較100(99)墩要快,故施工中決定101(98)墩北側(cè)(南側(cè))掛籃向后退,100(99)墩南側(cè)(北側(cè))掛籃向前移作為次邊跨合龍吊架,邊跨合龍則利用邊跨掛籃前移作為合龍吊架,由于99墩施工最慢,中跨合龍則利用99墩南側(cè)掛籃作為合龍吊架,100墩北側(cè)掛籃后退。掛籃縱移到位后,縱梁前端在合龍口另一懸臂號塊上設(shè)支點,然后收緊吊帶,放松縱梁后錨,使掛籃和合龍段混凝土自重傳遞到另一懸臂號塊上。

3.2 臨時鎖定

1)合龍段鎖定計算假設(shè)。a.以合龍段長度不變,鎖定骨架支撐力能夠抵消梁體溫度變形引起的支座或模板體系產(chǎn)生的摩擦阻力即可。b.邊跨合龍時邊跨模板與混凝土的摩擦系數(shù)取0.15,中跨合龍時活動支座摩擦力取0.05。

2)臨時鎖定時間選擇。確定臨時鎖定時間的原則:混凝土主梁的溫度盡量低,從而使合龍段混凝土始終處于受壓狀態(tài),有利于保證合龍段混凝土的質(zhì)量。

3)剛性支撐設(shè)置。在99,100墩澆筑15號塊,98,101墩中跨側(cè)澆筑15號塊、邊跨側(cè)澆筑16號塊時按設(shè)計要求在腹板內(nèi)側(cè)頂板、底板上各預(yù)埋合龍撐架預(yù)埋板,預(yù)埋板尺寸為80 cm高、10 cm寬、2 cm厚的鋼板各6塊,梁體內(nèi)埋設(shè)加強鋼筋與混凝土連接增加抗拔力。剛性支撐長3.5 m,用雙槽32a或40a型鋼焊接成口字形,頂?shù)装甯鲀山M共計4組,待合龍段模板、鋼筋、預(yù)應(yīng)力束安裝完成后,撐架一端先行焊接固定,在凌晨2:00左右溫度變化不大時,同時將4組撐架另一端迅速焊接牢固,起到支撐作用并起部分抗拉作用,接著按設(shè)計要求迅速張拉4束臨時合龍鋼束各80 t,從而將合龍口鎖定,然后迅速按要求解除水平固結(jié)約束,使梁另一端在合龍口臨時鎖定的情況下能自由伸縮。

3.3 合龍段混凝土澆筑

混凝土澆筑時間選擇一天中氣溫最低時進(jìn)行,一般為凌晨0:00～2:00左右,澆筑時間在4 h內(nèi)完成,混凝土澆筑前用水將全梁表面、箱內(nèi)灑水保濕進(jìn)行降溫[2]。并且收聽天氣預(yù)報,3 d內(nèi)有大風(fēng)降溫時,不進(jìn)行合龍段混凝土澆筑。

3.4 預(yù)應(yīng)力張拉

1)合龍段底板管道安裝時必須按設(shè)計要求施工,管道應(yīng)順直,相鄰管道間距符合設(shè)計及規(guī)范要求;2)張拉前施工千斤頂統(tǒng)一重新標(biāo)定;3)要重視防崩鋼筋的安裝;4)對合龍束按圖紙要求進(jìn)行編號,對張拉人員進(jìn)行技術(shù)交底,保證人人都熟悉合龍段施工張拉順序及合龍束編號;5)嚴(yán)格按設(shè)計要求的張拉順序進(jìn)行張拉,張拉下批預(yù)應(yīng)力束時,上批預(yù)應(yīng)力管道必須壓漿且漿體強度達(dá)到85%以上。

4 合龍段質(zhì)量控制措施及注意事項

1)合龍段線型控制。控制好合龍口兩懸臂端標(biāo)高及軸線,是合龍時線型控制的關(guān)鍵,因此,對稱懸澆時必須嚴(yán)格控制箱梁前端澆筑標(biāo)高。合龍前應(yīng)對梁體加強觀測,對控制梁段埋設(shè)的應(yīng)力傳感器測設(shè)的應(yīng)力數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,同時對懸臂端箱梁頂面標(biāo)高進(jìn)行聯(lián)測,并連續(xù)觀察氣溫變化對梁體相對標(biāo)高、合龍口長度及軸線偏移量的影響。

2)鋼筋安裝。由于合龍段和橫隔板鋼筋密集,加上受縱橫豎三向預(yù)應(yīng)力及合龍撐架影響,鋼筋安裝難度較大,合理調(diào)整安裝順序是鋼筋安裝的關(guān)鍵,同時注意縱向鋼筋先全部采用綁扎,在合龍撐架焊接完成后再對部分搭接長度不足的部位進(jìn)行焊接。

3)臨時水平約束解除。合龍口臨時鎖定完成后應(yīng)立即按要求進(jìn)行水平約束的解除,首先解除正式支座的水平約束,即將支座上下鋼板間的連接螺栓切斷;其次解除臨時墩水平約束,即將箱梁底預(yù)埋鋼組件與鋼管樁樁帽間的連接螺栓及其擋板割掉,使梁另一端在合龍口臨時鎖定后溫度變化情況下能自由伸縮。

4)混凝土養(yǎng)護(hù)。合龍段混凝土澆筑完成后,為避免日照引起的溫升加劇,造成合龍段混凝土產(chǎn)生收縮裂紋,應(yīng)在混凝土表面覆蓋草袋,由專人不停的灑水養(yǎng)護(hù),使合龍段混凝土及其前后1 m范圍內(nèi)保持適溫狀態(tài)。

5)預(yù)應(yīng)力張拉壓漿。預(yù)應(yīng)力張拉包括縱向、橫向、豎向預(yù)應(yīng)力,先張拉縱向預(yù)應(yīng)力,然后張拉橫向及豎向預(yù)應(yīng)力,縱向預(yù)應(yīng)力束按設(shè)計要求分批次張拉,每類鋼束按先長束后短束的原則,張拉后及時對孔道進(jìn)行真空壓漿。

5 合龍段施工是否壓重計算結(jié)果分析

根據(jù)甌江主橋五跨連續(xù)梁的結(jié)構(gòu)形式,簡化為平面桿系結(jié)構(gòu),采用橋梁博士V3.03進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,根據(jù)施工實際情況和連續(xù)梁設(shè)計截面形式,共劃分172個單元,173個節(jié)點,83個施工階段。次邊跨合龍計算時,南半橋根據(jù)荷載平衡條件進(jìn)行壓重,北半橋不壓重,邊跨和中跨合龍不考慮壓重,根據(jù)計算結(jié)果對連續(xù)梁合龍施工進(jìn)行內(nèi)力分析。

計算結(jié)果見圖1～圖 3。

從圖1～圖3可以看出,次邊跨合龍段施工壓重情況下上緣最大正應(yīng)力為12.96 MPa,不壓重時最大正應(yīng)力為13.34 MPa,滿足規(guī)范[3]規(guī)定要求。另外根據(jù)計算分析,次邊跨和中跨合龍段混凝土澆筑時對懸臂端產(chǎn)生的下?lián)蠟? mm,而邊跨合龍段施工時僅為1 mm。合龍段施工壓重前后,主梁應(yīng)力變化較小:次邊跨壓重后101墩頂截面上緣壓應(yīng)力減小0.36 MPa,100墩頂截面上緣壓應(yīng)力減小0.41 MPa;合龍段混凝土澆筑完成后101墩頂截面上緣壓應(yīng)力減小0.29 MPa,100墩頂截面上緣壓應(yīng)力減小0.4 MPa。按壓重方法合龍,最大撓度變化為-9 mm,壓重施工完成后撓度最大改變量為-8 mm,可以在對稱懸臂施工時進(jìn)行調(diào)節(jié)。

6 結(jié)語

合龍段施工過程實際為連續(xù)梁的體系轉(zhuǎn)換過程,也是連續(xù)梁掛籃懸澆施工中最為關(guān)鍵的一道工序,如何優(yōu)化施工方案、合理安排工序是加快合龍施工進(jìn)度、保證合龍段施工質(zhì)量、確保連續(xù)梁線型符合設(shè)計要求的關(guān)鍵。甬臺溫鐵路工程項目甌江特大橋水上五跨連續(xù)梁合龍施工按照上述合龍順序,加快了施工進(jìn)度,經(jīng)應(yīng)力檢測,合龍后結(jié)構(gòu)受力良好,滿足設(shè)計和規(guī)范要求。

[1] 范立礎(chǔ).預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋[M].北京:人民交通出版社,1988.

[2] JTJ 041-2000,公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[3] JTG D62-2004,公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范[S].

[4] 楊余江.T形連續(xù)剛構(gòu)橋合攏施工要點[J].山西建筑,2008, 34(9):346-347.