京杭大運(yùn)河特大橋連續(xù)梁拱0號(hào)塊及拱腳施工技術(shù)

馮征遠(yuǎn) 上海鐵路局寧啟復(fù)線電化工程建設(shè)指揮部

1 工程概況

寧啟鐵路新建京杭大運(yùn)河特大橋，為單線橋，全長(zhǎng)1672m。京杭大運(yùn)河為Ⅱ級(jí)航道，采用（65+114+65）m混凝土連續(xù)梁拱跨越主河道。連續(xù)梁拱施工采用先梁后拱法，即采用掛籃懸澆法先施工連續(xù)梁，梁體完成后，在梁上搭設(shè)支架進(jìn)行拱肋拼裝施工。

本橋連續(xù)梁部分設(shè)縱、豎雙向預(yù)應(yīng)力，全聯(lián)共設(shè)4道橫隔板和12道吊桿橫梁。連續(xù)梁為單箱單室直腹板、變高度、變截面結(jié)構(gòu)，計(jì)算跨度為（65+114+65）m。中支點(diǎn)處梁高6.0m，梁底下緣按二次拋物線變換，中支點(diǎn)處局部頂寬10.2 m。拱腳寬度為1.5m，高度為4.8m，長(zhǎng)度為14.4m,同一端兩拱腳橫橋向凈距為5.2m，拱肋鋼管為 Φ800×16mm,拱腳為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。其中0號(hào)塊長(zhǎng)17m,C55混凝土573m3（含拱腳）。0號(hào)塊斷面見圖1。

圖1 0號(hào)塊斷面圖

2 連續(xù)梁拱0號(hào)塊及拱腳施工

0號(hào)塊及拱腳采用鋼管支架現(xiàn)澆法施工。0號(hào)塊及拱腳（第一次澆注部分）混凝土一次澆注，拱腳剩余部分待拱肋合攏后二次澆注。

2.1 臨時(shí)固結(jié)體系

臨時(shí)固結(jié)體系是保證梁體懸澆施工安全穩(wěn)定的重要臨時(shí)設(shè)施，為便于拆除、降低費(fèi)用對(duì)臨時(shí)固結(jié)體系進(jìn)行變更優(yōu)化，將原鋼管混凝土柱優(yōu)化為鋼筋混凝土柱。即在19#、20#主墩承臺(tái)頂設(shè)置4根Φ=1.3m的鋼筋混凝土柱，每根混凝土柱設(shè)49根φ16主筋和φ12箍筋，C40混凝土。中跨合攏前將臨時(shí)固結(jié)解除，并將臨時(shí)立柱鑿除。臨時(shí)固結(jié)布置見圖2。

圖2 臨時(shí)固結(jié)布置圖

2.2 支架體系

為滿足拱腳布置的要求，因此該0號(hào)塊較一般連續(xù)梁0號(hào)塊長(zhǎng)，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度17m，每端有6.4m位于河道上方，故采用承臺(tái)上設(shè)鋼管柱和河道內(nèi)打入鋼管樁作支架。即在承臺(tái)上設(shè)四排每排4根、河道內(nèi)設(shè)二排每排5根鋼管樁，共設(shè)26根Ф529×8mm的鋼管，鋼管間設(shè)縱橫聯(lián)結(jié)系。因0號(hào)塊上較一般連續(xù)梁增加了拱腳結(jié)構(gòu)，且結(jié)構(gòu)縱向不對(duì)稱，為保證支架在不對(duì)稱荷載作用下的整體穩(wěn)定，故采取與墩身側(cè)面預(yù)埋鋼板焊接，并通過(guò)墩身預(yù)留孔用精軋螺紋對(duì)拉。

支架體系包括鋼管柱、聯(lián)結(jié)系、縱梁、橫梁等。鋼管柱與預(yù)埋在承臺(tái)內(nèi)的鋼板焊接成整體；鋼管上設(shè)雙拼Ⅰ40a工字鋼橫梁；橫梁頂安裝鋼楔塊落架設(shè)備并與橫梁焊接；縱梁采用5路貝雷梁，因貝雷梁較高，為增加貝雷梁穩(wěn)定性，故用［10槽鋼進(jìn)行水平連接，縱梁上鋪Ⅰ25a工字鋼分配梁，分配梁上鋪Ⅰ10a工字鋼。支架布置見圖3。

圖3 支架布置圖

2.3 支架預(yù)壓及觀測(cè)

為了消除河道內(nèi)管樁與其它管柱間產(chǎn)生較大的差異沉降，保證支架體系的沉降較一致，滿足梁體線形控制要求，故先對(duì)河道內(nèi)的管樁支架部分進(jìn)行預(yù)壓，提前消除部分沉降，根據(jù)觀測(cè)結(jié)果來(lái)調(diào)整橫梁標(biāo)高。然后再對(duì)支架體系整體進(jìn)行分級(jí)加載預(yù)壓。

支架預(yù)壓堆載重量為梁重的1.3倍（設(shè)計(jì)要求）約1936t，按五級(jí)加載預(yù)壓，加載過(guò)程中確保前后、左右對(duì)稱加載，卸載與加載方式相反。在加、卸載過(guò)程中嚴(yán)禁碰撞剮蹭，隨堆高及時(shí)加固保證堆載穩(wěn)定，并及時(shí)對(duì)支架進(jìn)行全面檢查，出現(xiàn)異常及時(shí)加固。

2.4 模板

由于腹板加厚段變截面為雙向斜面，拱腳高達(dá)4.8m又偏于腹板外側(cè)，且二次澆注分界面（為有利于結(jié)構(gòu)受力，二次澆注分界面需垂直于拱肋鋼管）存在拱肋鋼管及密集的鋼筋，故腹板側(cè)模支撐加固、拱腳二次澆注分界面的封堵是關(guān)鍵。

拱腳模板：為方便拱腳混凝土澆注與振搗,背部斜向模板先分段加工，間斷安裝，隨澆注面抬升再分別封堵固定；由于二次澆注分界斜面處存在密集鋼筋及拱肋鋼管，因此采用5mm厚鋼板條與背帶鋼管點(diǎn)焊，再加密目鋼絲網(wǎng)封堵。

側(cè)模：由于拱腳高大，且偏于腹板外側(cè)，為保證上部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，故選用貝雷梁和工字鋼作為支承骨架，并設(shè)水平拉桿對(duì)拉加固。模板為大面鋼模，橫肋用［8槽鋼，間距30cm，豎肋用［10槽鋼，間距120cm及5mm厚鋼板加工而成，并支立在橫橋向Ⅰ25a工字鋼上。

2.5 鋼筋綁扎、預(yù)應(yīng)力管道及預(yù)埋件安裝

因0號(hào)塊及拱腳部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鋼筋、管道、支架密集，施工難度很大，為確保施工質(zhì)量，對(duì)橫隔板與腹板、拱腳與頂板結(jié)合處等關(guān)鍵部位采取特殊措施加強(qiáng)控制：①因橫隔板處設(shè)計(jì)的鋼筋規(guī)格較小，鋼筋骨架下墜變形，故用8根[10槽鋼作為支撐減小鋼筋變形。②頂板與拱腳結(jié)合部鋼筋、管道、支架間沖突較多，綁扎非常困難，且綁扎后鋼筋間距過(guò)小，局部成束，建議進(jìn)行優(yōu)化，經(jīng)設(shè)計(jì)檢算，調(diào)整了部分水平鋼筋，取消豎向筋埋入腹板內(nèi)的直角彎鉤。③拱腳處鋼筋與鋼管拱沖突時(shí)，將截?cái)嗟匿摻钆c拱肋鋼管焊接，拱腳處鋼筋密集,在綁扎拱腳鋼筋前，將腹板與頂板鋼筋綁扎整齊，以保證拱腳伸入梁體內(nèi)的鋼筋能順利綁扎。④由于拱腳的限制，掛籃走行軌道位置與擋砟墻位置重合，故擋砟墻鋼筋采取先預(yù)埋兩側(cè)鋼筋，待掛籃走離后，再將其焊接達(dá)到設(shè)計(jì)要求。施工中同時(shí)安裝掛籃安裝錨固件（孔）等所有預(yù)埋件，同時(shí)預(yù)留在2號(hào)塊上掛籃主桁解體橫移的條件。

3 拱肋鋼管施工

3.1 拱肋鋼管安裝定位

拱肋鋼管定位精度要求高，否則對(duì)拱肋的合攏會(huì)帶來(lái)很大的困難，也不利于整體結(jié)構(gòu)的受力，必須嚴(yán)格控制拱肋鋼管定位偏差。

根據(jù)拱肋的設(shè)計(jì)坐標(biāo)、標(biāo)高，采用全站儀、水準(zhǔn)儀進(jìn)行拱肋鋼管測(cè)量定位。為確保拱肋定位準(zhǔn)確，選派測(cè)量技術(shù)好、責(zé)任心強(qiáng)的人員，嚴(yán)格按照規(guī)定測(cè)量操作。安裝時(shí)用全站儀、水準(zhǔn)儀進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量控制，并進(jìn)行換手測(cè)量，經(jīng)多次復(fù)核、調(diào)整直至偏差符合設(shè)計(jì)要求。

綜上所述，在整個(gè)施工項(xiàng)目的施工過(guò)程中進(jìn)行相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)施工管理具有重要意義。對(duì)于市政工程企業(yè)的穩(wěn)定，長(zhǎng)期，高效發(fā)展來(lái)說(shuō)，有必要加強(qiáng)對(duì)施工技術(shù)的管理。因此，提高建設(shè)項(xiàng)目的施工質(zhì)量和確保項(xiàng)目按時(shí)完成，鼓勵(lì)市政工程公司取得更多的經(jīng)濟(jì)效益，必須實(shí)現(xiàn)“經(jīng)濟(jì)，社會(huì)和環(huán)境”的和諧統(tǒng)一發(fā)展。

3.2 拱肋鋼管預(yù)埋施工

每個(gè)拱肋鋼管預(yù)埋段重約1.8t，位于頂板鋼筋網(wǎng)片上方，如何保證在施工過(guò)程中拱肋鋼管穩(wěn)定是關(guān)鍵，所以拱肋鋼管固定支撐必須具有足夠的穩(wěn)定性，滿足在混凝土澆注時(shí)不發(fā)生下沉、位移、損壞。

圖4 拱肋鋼管預(yù)埋段固定

設(shè)計(jì)未提供相應(yīng)支撐體系，因此施工中采用型鋼支撐，即豎向用［14槽鋼做定位支架，每個(gè)拱腳處計(jì)12根，6根槽鋼伸入梁體頂板80cm，6根支撐在底板上，作為整個(gè)拱肋鋼管的受力支撐。兩個(gè)拱肋預(yù)埋鋼管的橫橋向用2根［14槽鋼連接形成骨架，增加其整體穩(wěn)定性,拱肋鋼管精確定位后與支架焊接固定。拱肋鋼管支撐見圖4。

4 混凝土澆注與養(yǎng)護(hù)

由于0號(hào)塊及拱腳部位結(jié)構(gòu)復(fù)雜、鋼筋、管道、支架密集，因此如何做到混凝土的下料順暢、振搗密實(shí)是保證混凝土質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵，必須采取加強(qiáng)措施進(jìn)行控制。

4.1 混凝土澆注

混凝土澆注按照前后對(duì)稱分段、左右同位對(duì)稱、上下水平分層的原則進(jìn)行。由于混凝土方量較大（每塊計(jì)573m3）,且澆注最大高度在10.4m，為保證澆注質(zhì)量及模板支架的安全，應(yīng)根據(jù)不同部位適當(dāng)控制澆注速度，底、頂板加快，腹板、拱腳放慢防止混凝土上拱及脹模。因梁較高，腹板內(nèi)鋼筋及管道相對(duì)密集，底板澆注需通過(guò)頂板預(yù)留孔將泵管接長(zhǎng)至底板，將混凝土泵入底板。澆注腹板需在腹板內(nèi)側(cè)膜每2m高開下料孔，每邊4個(gè)，共計(jì)16個(gè)孔，以便腹板混凝土的澆注，待混凝土澆注到其高度時(shí)，將其封閉并加固好?；炷翝沧⑦^(guò)程中安排專人檢查支架、模板和預(yù)埋件的穩(wěn)固情況。

4.2 混凝土振搗

底板、頂板和拱腳部分的混凝土采用插入式振搗器，腹板采用插入式振搗器與附著式振搗器配合振搗。使用插入式振搗器嚴(yán)格按操作規(guī)程振搗，不得碰撞預(yù)應(yīng)力筋管道、支架、拱肋鋼管和預(yù)埋件，特別要避免拱肋鋼管因振動(dòng)移位。對(duì)橫隔板、拱腳、錨墊板和其它鋼筋、管道密集的部位振搗時(shí)采用Φ30mm插入式振搗器，其余位置采用Φ50mm插入式振搗器。由于腹板加厚段高達(dá)6m、最厚達(dá)1.95m，鋼筋、管道密集，另有加固支撐，振搗困難，故在腹板加厚段外模上加掛附著式振動(dòng)器（分4層布置每層9個(gè)，每個(gè)0號(hào)塊共計(jì)72個(gè)），在澆注時(shí)，混凝土澆注到相應(yīng)的附著式振動(dòng)器作用范圍時(shí)，由專人開啟相應(yīng)的附著式振動(dòng)器，并配合Φ30mm插入式振搗器以保證腹板加厚段混凝土的澆注質(zhì)量。

4.3 混凝土養(yǎng)護(hù)

因在冬季澆注混凝土，養(yǎng)護(hù)不好易造成混凝土受凍、裂紋等，影響結(jié)構(gòu)質(zhì)量，故采取梁內(nèi)放火爐燒水加熱、外圍覆蓋塑料薄膜和棉被的保溫措施，嚴(yán)格控制內(nèi)部與表面、表面與環(huán)境溫差。并按規(guī)定進(jìn)行溫度、濕度觀測(cè)，做好養(yǎng)護(hù)記錄。

5 拱腳外露鋼筋、鋼管的防護(hù)

6 結(jié)束語(yǔ)

6.1 效果

通過(guò)采取有效的技術(shù)措施，精心組織，嚴(yán)格控制，確保了連續(xù)梁拱0號(hào)塊及拱腳的施工質(zhì)量及進(jìn)度，取得了較好效果，經(jīng)檢查驗(yàn)收達(dá)到設(shè)計(jì)及驗(yàn)標(biāo)要求，為下步施工的順利進(jìn)行創(chuàng)造了良好條件。

6.2 建議

頂板與拱腳結(jié)合部鋼筋過(guò)密，綁扎非常困難，且綁扎后鋼筋間距過(guò)小，局部成束，混凝土澆注不易密實(shí)。建議在設(shè)計(jì)時(shí)加強(qiáng)配筋優(yōu)化。

拱腳二次澆注部分的鋼筋、鋼管暴露時(shí)間較長(zhǎng)，極易銹蝕，建議設(shè)計(jì)為一次澆注完成，減少拱腳立模的難度，也避免了接茬面鑿除及鋼筋、鋼管的銹蝕，更能保證拱腳施工質(zhì)量。

0號(hào)塊每側(cè)設(shè)置3條深2cm的斜向凹槽，模板制作及拆除均增加困難，拆模時(shí)極易造成混凝土棱角破損，建議在今后設(shè)計(jì)時(shí)取消。