某橋梁懸澆連續箱梁施工技術研究

黃明圣

摘 要:近年來,跨越城區及河流的公路及鐵路橋梁設計中,懸澆連續箱梁的結構應用廣泛,其中部分跨徑較小的橋梁采用雙向預應力體系,橋梁結構無永久性豎向預應力,使常規的懸澆梁掛籃施工無法利用橋梁本身的豎向精軋螺紋鋼進行錨固。本文以某高架橋跨越暨有道路懸澆箱梁的施工實踐,介紹了無豎向預應力懸澆連續箱梁施工的主要技術及施工流程,以供業內同行借鑒。

關鍵詞:無豎向預應力懸澆橋梁施工技術

中圖分類號:TB21 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0048-01

本文以工程項目實踐為依托,描述了三角形掛籃用于無豎向預應力懸澆箱梁的設計及連續箱梁的施工流程與工藝,對類似結構橋梁施工技術的研究具有較為現實的指導意義。

1工程概況

全橋左右幅分離設計,孔跨布置為左幅14×30+23.5+(39.5+63+46)+4×30m,右幅14×30+23.5+(46+63+39.5)+4×30m,全橋長712m。上部結構采用裝配式預應力砼連續箱梁及節段懸澆預應力砼連續箱梁。懸澆段跨暨有城市道路,其孔跨布置為左幅(39.5+63+46)m,右幅(46+63+39.5)m,共計掛籃懸澆6孔。懸澆段上部結構設計為直腹板變高度連續箱梁,單箱雙室斷面,單幅橋寬19.85m,0#塊長9m,懸臂澆筑節段長度有3m、3.5m兩種,中跨合攏段長2m,邊跨合攏段分別長9m、15m。單墩每側共計8個節段,1#～8#節段采用掛籃懸臂施工,節段重量111.3t～140.5t。箱梁設計為雙向預應力體系,C50砼,無豎向預應力筋,箱梁底板寬12.85m,翼板寬3.5m,梁高采用2次拋物線變化,支點位置最大高度3.5m,跨中最小梁高2m,腹板厚度為45cm～65cm。箱梁底板橫向保持水平,頂板斜置設置單向2％橫坡。

2臨時固結及0#塊施工

2.1 設計基本情況

0#塊長9m,橋寬19.85m,中橫梁寬2.2m,箱形梁段長3.4m,腹板厚65cm,頂板厚28cm,底板厚28cm～56cm,支點位置梁高3.5m,截面處梁高3.1m,橫坡2%,為單箱雙室箱梁斷面。

箱梁臨時固結采用在墩身順橋向兩側設8根Φ60cm(壁厚6mm)的鋼管砼柱(管內灌C40砼),鋼管砼頂面與箱梁結合部位設15cm厚40號硫磺砂漿隔離層,以便施工完成后拆除臨時支撐墩,臨時固結頂部設預埋鋼筋伸入箱梁底板40cm,并在箱梁底部增設三層Φ12加強鋼筋網,為增強鋼管砼結構橫向穩定性,單排鋼管之間采用2-[25b型槽鋼壓桿作為縱橫向聯系。

2.2 施工方案

0#塊施工方案利用臨時固結鋼管砼柱及定制的落地鋼管托架分別作為梁體支撐系統,設置橫橋向貝雷桁架主梁,箱梁底板以下各部分構件分別為:8cm厚鋼模板、三角形槽鋼底模托架、I25b工字鋼分配梁、7cm厚鐵尖脫模楔塊、橫向單層雙排貝雷主梁(與墩柱頂面平齊)、支點位置槽鋼支墊、縱向貝雷梁支點、托架橫梁、托架立柱。箱梁翼板以下則為:整體鋼模板、[10槽鋼縱梁、支架頂托、鋼管腳手架、4mm厚鋼板平臺、2-[14b槽鋼分配梁、單層雙排貝雷主梁、支點位置槽鋼支墊、縱向貝雷梁支點、托架橫梁、托架斜立柱。箱梁0#塊砼分兩次完成澆筑,首次澆至腹板外下倒角以下2cm,第二次澆筑頂板余下部分。

3掛籃設計及懸澆箱梁節段施工

3.1 掛籃設計

根據施工圖設計對掛籃及模板設計重量不大于60t的要求,考慮單箱雙室的結構特點,擬定采用三塔式三角形結構掛籃,全橋雙幅共有4個主墩,相應有4個T,根據總體工期要求,計劃投入兩對(4只)掛籃對稱施工,按懸澆段最重節段140.5t、最大長度3.5m、0號塊最大長度9m進行控制設計。

3.2 臨時錨固設計

為解決連續箱梁無永久豎向預應力無法利用豎向筋直接設置臨時后錨及軌道錨的問題,掛籃的錨固系統采用在腹板兩側預埋孔道穿入錨桿與扁擔梁壓主桁架及軌道的方式錨固,腹板的倒角部位接觸面采用穿孔后的枕木楔塊與砼面貼合,保證錨桿豎直,錨桿使用完成后從預留孔道中拆出循環使用。

3.3 節段懸澆施工方案

懸澆節段為1#～8#塊,施工時分為兩種工況,1#塊施工時由于已澆0#節段箱梁長度受限,掛籃主桁預留尾節,直接對稱拼裝,兩只掛籃共用后錨。2#～8#塊施工時,兩只掛籃解體,安裝尾節,在尾節部位單獨配備后錨逐節前移懸臂澆筑施工。懸澆節段箱梁砼的施工采用全斷面一次性澆筑成型。

4合攏段施工

(1)掛籃就位。

根據設計要求,懸澆段采用先中跨合攏,再進行邊跨合攏的方式。中跨合攏段利用掛籃作為模板及支撐,在所有懸澆節塊均完成施工后,將其中一套掛籃前移至另一端懸澆節段8#塊上,另一套掛籃退出合攏段施工區域,將內模導梁通過吊桿掛在已澆8#塊箱梁頂板上,外側模導梁掛在已澆梁體翼板上,底板下橫梁利用手拉葫蘆調整水平位置并通過已澆梁體底板吊桿掛住并張緊。

(2)標高就位。

8#塊梁體施工前,在8#塊箱梁每個箱室的頂板及底板靠梁肋部位對臨時固結預埋鋼板進行預埋,中跨合攏段模板安裝前,在已澆梁體的合適節段利用水箱配重,將兩側已澆節段的頂、底板標高程調至設計標高(規范允許范圍內)。

(3)臨時固結。

采用雙排I40a型工字鋼與兩側已澆梁體每個箱室角點上的預埋鋼板焊接作為臨時固結,每個中跨合攏段共8道。

(4)張拉部分合攏束。

復測、模板安裝完成后,可進行鋼筋綁扎及管道埋設施工。在砼澆筑前,根據設計要求,對稱選擇4對合攏束事先穿入管道,張拉至設計應力。

(5)砼澆筑施工。

合攏段砼澆筑施工時間選在當天氣溫較低的凌晨,以保證合攏溫度17℃～21℃。梁體砼采用砼天泵車泵送入模、全斷面一次澆筑成型,砼經養生達到要求后,解除臨時固結剛性連接,張拉余下合攏束,其余鋼束隨后張拉(張拉順序以先下后上,由內向外對稱進行)。節段鋼束張拉完成后,卸除水箱配重物,拆除中跨位置一對掛籃,完成體系第一次轉換。

5臨時固結拆除

依據設計要求完成邊跨合攏段施工后,逐套拆除掛籃,可進行臨時固結鋼管的拆除,首先搭設腳手架工作平臺,采用氧割對鋼管與箱梁接合部位進行切除后,接通電源使結合面硫磺砂漿熔解,并使用風鎬人工鑿除接合面未熔解的殘余砼,錨固鋼筋采用手動砂輪機切割,逐根吊除鋼管砼柱,完成箱梁第三次體系轉換后達到成橋狀態。

參考文獻

[1] 雷俊卿.橋梁懸臂施工與設計[M].北京:人民交通出版社,2005.

[2] 交通部第一公路工程總公司主編.公路施工手冊.橋涵.下冊[S].人民交通出版社.