懸澆連續梁0號塊施工技術

郝正紅

0 引言

大跨徑連續梁橋一般采用懸臂澆筑法施工,主要分四個部分進行,分別為墩頂梁段0號塊、掛籃對稱懸臂澆筑部分、邊跨直線段、邊跨及中跨合龍段。其中0號塊施工在連續梁懸澆施工中是一個非常重要的階段。本文結合溫福鐵路浙江段對務山特大橋連續梁0號塊的施工實踐,詳細闡述了有關0號塊施工的施工技術及質量控制要點。

1 設計概況

溫福鐵路浙江段對務山特大橋98號～101號墩主橋上部結構(64+108+64)m連續梁,上跨甬臺溫高速公路,與甬臺溫高速公路夾角為32°,總長度237.4 m,該梁為雙線曲線箱梁,線間距4.6 m,最小半徑4 500 m,道碴槽寬9 m。其中108 m中跨是我國目前最大跨度的鐵路雙線曲線梁。中墩沿縱向寬4.0 m,橫向寬10.0 m;連續梁0號塊長度13 m,平直段長 3.0 m,0號塊端頭高度694.4 cm。連續箱梁在中支點處設置厚2.4 m的橫隔板,橫隔板預留寬1.0 m,高1.80 m的過人孔。0號塊采用縱向、橫向、豎向三向預應力體系。

2 施工方案的確定

2.1 墩梁臨時固結方案設計

2.1.1 墩梁固結及臨時支座方案選擇

1)墩頂臨時支座固結。根據墩頂結構尺寸擬定臨時支座位置,通過最大不平衡彎矩和臨時支座固結支撐點的距離計算臨時固結最大拉力,選擇合適的鋼筋布置方案;通過支座壓應力檢算確定臨時支座尺寸及混凝土標號。2)墩外臨時支墩固結。墩外臨時支墩位置選擇在墩身承臺范圍內,臨時支座位置設計方法同上。

2.1.2 墩身受力檢算

臨時固結方案確定,還需對施工中出現最不利狀態下墩身承受的彎拉應力及壓應力進行檢算,當各項檢算均滿足要求后進行經濟比較,選擇出最佳臨時固結方案。

2.2 臨時托架及滿堂支架選擇

臨時固結采用墩頂臨時固結方案時,可選擇臨時托架施工0號塊;當采用墩外臨時支墩固結方案時,選擇滿堂支架法施工。

2.3 對務山特大橋臨時固結方案

對務山特大橋主橋連續梁施工應選用墩頂臨時固結方案,采用臨時托架施工。

2.3.1 臨時固結

由于球形支座不能承受連續梁在懸臂灌注中產生的不平衡力矩,施工時應將墩梁臨時固結,在墩頂支承墊石兩側分別對稱設置4個臨時支座,臨時支座采用硫磺砂漿并預埋電阻絲,以便拆除。在臨時支座內設置螺紋鋼,上下端分別錨固于梁部與墩身內。臨時支座的布置見圖1。

2.3.2 臨時托架

臨時托架直接安裝在墩身預埋件上,托架在墩身兩側對稱布置,橫向3排,間距按3 m標準排列。托架的主要材料為[40a槽鋼,托架縱向長度為5 m,托架與預埋件采用貼角焊接,焊縫高度等于最小組焊板厚,且不小于10 mm。托架上鋪設槽鋼、方木組成施工平臺。托架用墩旁塔吊起吊安裝。具體布置見圖2。

3 0號塊施工控制技術

連續梁0號塊采用墩頂現澆法施工。

3.1 臨時支座

墩身施工時,注意在臨時支座位置預埋鋼筋。梁體施工時先對臨時支座頂面進行鑿毛并清理干凈,梁體底模與臨時支座接縫采用橡膠條處理嚴密,確保不漏漿,澆筑梁體混凝土。中孔合龍段張拉前進行臨時支座拆除,利用風鎬鑿除混凝土,割除鋼筋,采用與梁體同強度的水泥砂漿對梁底和墩頂進行修補。

3.2 臨時托架安裝與預壓

臨時托架分塊拼裝完成后,汽車吊吊裝就位,人工將托架桁片與預埋鋼板豎向焊接。托架安裝好后,要進行等載預壓,消除非彈性變形,測定彈性變形量。等載預壓一般采用堆載法,也可以通過千斤頂張拉鋼絞線加載。

3.3 0號塊模板安裝

0號塊底板模板采用大塊鋼模板,腹板外模板、翼板底模板等采用掛籃模板,端模采用木模,支座處梁體局部加寬部分采用特制鋼模,鋼框和型鋼支撐;內模采用組合鋼模板,倒角部分采用木模,型鋼支撐。懸臂澆筑部分內外側模均采用掛籃內外側模板,底模采用大塊鋼模板。

3.4 鋼筋及預應力管道

0號塊內鋼筋錯綜復雜,鋼筋層多量大,整個連續梁的頂板、腹板預應力束均通過0號塊,再加以橫向、豎向預應力鋼束交錯布置,在施工中還必須加強預應力管道位置的準確和固定。縱向制孔波紋管采用塑料波紋管,孔道位置必須準確,其坐標誤差不得超過5 mm,管節之間的連接應保持平順,鋼束錨固端的支承墊板必須垂直于孔道中心線。

為防止波紋管的移動和上浮,每間隔40 cm設一道定位筋,保證波紋管的位置準確,同時在波紋管內插入比管道直徑小10 mm左右的硬塑料管防護,并在混凝土澆筑過程中派人經常抽動,以防漏漿堵管;橫向束和豎向筋在安裝管道時已經穿束,要保證位置準確,管道嚴密不漏漿。

3.5 混凝土運輸

各墩0號塊混凝土經拌合站拌好后,由混凝土運輸車運至現場、泵車入模。

3.6 混凝土入模

連續梁 0號塊腹板高度為 7.5 m,最小厚度110 cm,梁高壁薄使混凝土入模成為一項重要的技術問題。腹板、底板設串筒入模,防止混凝土自由下落與鋼筋、管道碰撞發生離析,底板混凝土通過在頂板模板開孔,串筒入模,串筒按間距3.0 m布置;腹板混凝土則直接從頂板通過串筒入模,間距按2.0 m布置,頂板可直接入模,混凝土初凝后噴灑養護液養護。

3.7 混凝土振搗

1)振搗工藝。底板、頂板混凝土采用插入式振搗器搗固,僅腹板振搗難度較大,但采用腹板模板預先開口,邊澆筑混凝土邊關閉開口的辦法及較大坍落度混凝土,采用插入式振搗器也能滿足振搗要求。

2)分層厚度。底板內鋼筋密集,厚度為91.5 cm～150 cm,分層振搗厚度為50 cm。腹板混凝土分層厚度太厚則振搗時間長,且混凝土中氣泡不易排出;太薄則振搗頻繁,影響施工速度,為此分層振搗厚度應為30 cm～40 cm。頂板厚度為37 cm,由于管道密集、上下左右交錯,仍采用分層入模兩次振搗,先將腹板與頂板交接處填平振實后由兩側向中央推進,分層振搗厚度為20 cm。

3.8 張拉與壓漿

0號節段混凝土澆筑完畢,混凝土強度達到設計強度的85%,齡期大于6 d后,張拉相應的預應力束并壓漿,并以該節段的頂面作為懸臂澆筑的施工場地,進行施工掛籃拼裝工作,之后向兩側逐節段對稱懸臂澆筑直至跨中懸臂施工。

4 施工實踐

溫福鐵路浙江段對務山特大橋主跨采用(64+108+64)m連續梁,是目前國內最大跨度的鐵路雙線曲線連續梁結構。在0號塊施工過程中,我們采用臨時支座固結法進行墩梁固結,通過墩身預埋安裝臨時托架搭設作業平臺進行現澆,其中臨時托架預壓通過張拉預埋在承臺上的鋼絞線施加壓力新技術。采用以上綜合施工技術,不但能夠確保施工質量,而且大大減少了臨時支架數量,提高了工效,將原計劃工期45 d縮短為30 d,產生了較好的社會效益和經濟效益。

[1]交通部第一公路工程總公司.公路施工手冊·橋涵(下冊)[M].北京:人民交通出版社,2007.

[2]邵旭東.橋梁工程[M].北京:人民交通出版社,2007.