西小坪特大橋主跨連續梁施工方法

狄津環

1 工程概況

石太客運專線Z8標段西小坪特大橋孔跨布置為37孔32 m雙線簡支箱梁和1-(48 m+80 m+48 m)預應力混凝土連續箱梁,全長1 393.341雙延米,橋梁位于R=5 000 m(左線)曲線及18‰坡道上。主橋基礎為鉆孔樁基礎,樁徑1.8 m,橋墩為圓端形實體墩。連續梁為跨越西氣東輸及山西天然氣管道而設。

2 主跨連續梁施工方法

連續梁施工采用支架分段整體現澆。支架采用碗扣式腳手架,支架上下設可調式頂托和底托。模板采用竹膠合板,梁段每澆筑一段張拉一段(待混凝土強度達到設計強度的85%后)。

2.1 地基處理

1)處理范圍。地基處理范圍沿橋長橫向寬度不小于15 m,沿橋軸線方向長度為 177.45 m(DK107+849.45～DK108+026.9)。2)處理方案。支架基礎范圍內在填筑前首先挖除地表回填土及地表50 cm厚腐殖土,基底采用自重18 t壓路機靜壓一遍、弱振一遍、強振四遍、再靜壓一遍,經試驗室檢測三項指標均合格后,進行填料填筑。填筑完成后,在填筑好的地基表面澆筑C20混凝土10 cm～50 cm。

2.2 模板工程

1)側模及底模。模板采用竹膠合板,模板豎肋為10 cm×10 cm方木,間距20 cm(凈距5 cm),面板為δ=12 mm竹膠合板。橫向背肋采用2[8或φ 48腳手架,雙排并置。拉桿采用φ 18圓鋼,拉桿間距60 cm,正方形布置。竹膠模板應按支承情況保證其剛度,嚴防模板變形使混凝土表面出現波紋或凹凸不平。

2)堵頭模板。堵頭模板因有鋼筋及預應力管道孔眼,模板采用膠合板挖孔,按斷面尺寸挖割。孔眼必須按鋼筋及預應力管道位置精確定位切割。每個預應力預留孔位要編號,以便在下節段現澆施工中快速準確定位。

2.3 現澆支架

1)支架布置。支架采用滿堂碗扣式腳手架。1號、2號段為最重梁段,支架縱距均采用60 cm。橫橋向在橋墩兩側實心段及腹板位置,支架間距30 cm,空箱段間距60 cm,翼緣板下間距采用60 cm～90 cm。腳手架下端設枕木或方木作為地梁,上端設兩層方木龍骨,上層為次龍骨,橫橋向布置,龍骨間距15 cm,矩形截面,寬10 cm,高5 cm。下層為主龍骨,縱橋向布置,橫向間距與鋼管相同,矩形截面,寬度10 cm,高度15 cm。

支架上下設可調頂托和底托,用來調整立模標高。為避免支架接頭壓死下沉,支架頂面可預設0 mm～10 mm的拋高量。

用編織袋裝砂或水箱對支架進行預壓,預壓荷載為梁段自重的120%。

預壓范圍:20號墩0號塊箱梁13 m寬。支架拼裝時按設計縱距及橫距布置立桿,支架頂利用頂托調平,鋪設橫向方木和縱向木板,拼裝組合鋼模板,安裝水箱或用吊車吊放砂袋對支架進行預壓。

預壓觀測:在節段的中心、橫向左右側布3個點進行觀測,在預壓前對底模的標高觀測一次,在預壓的過程中平均每2 h觀測一次,觀測至沉降穩定為止,將預壓荷載卸載后再對底模標高觀測一次,從以上的觀測資料中計算出支架的彈性變形及地基的下沉值。

2)施工預拱度。根據梁的撓度和支架的變形所計算出來的預拱度之和,作為預拱度的最高值,設置在梁的跨徑中點。其他各點的預拱度以中點為最高值,以梁的兩端部為支架彈性變形量,按二次拋物線進行分配。根據計算出來的箱梁底標高對預壓后的箱梁底模標高重新進行調整。

2.4 鋼筋、預應力、混凝土工程

1)支座安裝。安裝支座時,要精確找平墊石頂面,準確定出下支座地腳螺栓位置,并檢查其孔徑大小與深度,用環氧樹脂砂漿把地腳螺栓錨固,或在澆筑墩身墊石混凝土時直接預埋地腳螺栓、鋼板(應根據設計圖紙進行施工),支座下座板與地腳螺栓上緊,上座板與梁體連接,支座上下應對準設計位置,安裝時要遵循以下幾點:安裝前相對各滑移面用丙酮或無水酒精清潔,支座其他部件也應擦洗干凈;支座除標高符合設計要求外,支座的四角高差不得大于1 mm;支座上下各部件縱橫向必須對中,由于安裝時溫度較高或較低及混凝土徐變影響,縱向支座上座板必須預留偏移量,安裝縱向活動支座時,上下導向擋塊必須保持平行,交叉角不得大于5°;支座中心線與主梁中心線平行;地腳螺栓螺桿外露螺母頂面的高度不得小于一個螺母高。2)臨時支座。臨時支座布置在墩頂永久支座兩側的箱梁縱肋處,每側設置2個,其結構尺寸為1.60 m×0.45 m。臨時支座采用C40混凝土澆筑,為便于合龍時拆除臨時支座,在其臨時支座上、下端設兩層6 cm厚的硫磺砂漿間隔層并埋置電阻絲。臨時支座拆除時在臨時與永久支座之間設置隔熱層以防燒壞永久支座。為解決梁部施工時因不平衡重產生的彎矩,在臨時支座順橋向,靠外側分別預埋φ 32 mm×3 000 mm的螺紋鋼,下端錨固于墩身內1.2 m,上端錨固于梁頂1.2 m,臨時支座設計時梁部的傾覆穩定系數大于2,確保梁體穩定。3)鋼筋及預應力管道制作、安裝。a.鋼筋及管道安裝順序。綁扎底板下層鋼筋→安裝底板管道及定位網片→綁扎底板上層鋼筋→綁扎好腹板骨架鋼筋后,再綁扎腹板下倒角的斜筋,安裝底板上的螺旋筋和錨墊板,然后穿底板波紋管→在腹板鋼筋骨架內安裝縱向預應力筋管道,綁扎固定管道定位網片→綁扎頂板和翼緣板下層鋼筋→安裝頂板管道定位網片、頂板錨墊板及螺旋筋,穿頂板縱向波紋管→綁扎頂板上層鋼筋,用架立鋼筋固定上下層鋼筋間距。b.管道安裝。波紋管安裝:波紋管嚴格按設計位置隨箱梁施工逐節安裝,安裝時將波紋管穿入定位網片網眼內,并與定位網片綁扎,安裝過程盡量避免反復彎曲,以防管壁開裂和穿束困難,波紋管應露出梁端7 cm～10 cm。波紋管的連接采用大一號的波紋管套接,套接重疊長度為20 cm,并在接縫左、右各5 cm長度范圍內外纏膠帶紙,并用20號鐵絲綁扎5道～6道,管道接頭處要做到無折角、無毛刺、不滲漏,以防堵管或穿束困難。縱向波紋管安裝,鋼束長度超過120 m的在每束鋼束中部設置三通管,以利于壓漿排水排氣,保證壓漿質量。嚴防波紋管被電焊火花燒壞穿孔,一定要防護好,檢查細,對穿孔的波紋管須用膠帶纏好。4)混凝土施工。箱梁混凝土采用耐久性混凝土,在墩兩端對稱分段灌注一次成型的施工方法,混凝土采用泵送混凝土。a.灌注順序。混凝土灌注時首先由前端開始在根部與已完工梁段連接,對稱灌注兩面腹板混凝土至倒角頂面,然后再由前往后灌注底板。底板灌注完成后繼續對稱分層灌注腹板混凝土,分層厚度為30 cm。頂板灌注遵循由兩側向中央灌注的順序。連續梁兩端平衡重應控制在設計允許的范圍之內。b.混凝土振搗。混凝土采用插入式振搗器振搗。振動棒要快插慢拔,振搗到混凝土不再顯著下沉,表面泛漿有光澤且不再有氣泡逸出時將振搗棒緩慢抽出。5)預應力施工工藝。操作工藝流程見圖1。

3 質量保證措施

嚴格按設計規范要求進行施工。各工序完成后要嚴格檢查,做好記錄再進入下道工序。到場原材料必須分批進行驗收,符合技術規范要求,并具備相關的試驗報告;預應力混凝土連續梁梁體混凝土一般水平分層、一次整體澆筑成型;施加預應力前,對混凝土構件進行檢驗;張拉時強度不低于設計規定;壓漿時必須根據試驗室交付的配合比資料拌制水泥漿。

4 安全保證措施

施工現場材料、設備較多,一定要嚴格管理,制定嚴格的安全防范措施,按操作規程進行施工。特別是張拉千斤頂后嚴禁站人,張拉人員站在千斤頂側面操作,不準踩踏攀扶油管,千斤頂內有油壓時,不得拆卸油管接頭。

[1]侯軍風.淺談鋼筋混凝土現澆連續箱梁的施工技術[J].山西建筑,2008,34(15):334-335.