王才樹
(南平高速建設有限公司, 福建 南平 353000)
武夷新區快速通道(S303)固縣至公館大橋段公路工程A3標段四角井大橋,左幅上部構造為(50+90+50)m變截面懸臂澆筑箱梁;右幅上部構造為1×30現澆箱梁+(50+90+50)m變截面懸臂澆筑箱梁,橋梁全長213米。下部結構采用箱型墩、矩形柱式墩配樁基,肋臺配樁基礎。本橋跨越正在通行的寧武高速,寧武高速公路(K245+300)與線路小里程夾角為62.1°。
場區內地層主要為沖洪積粘性土、砂卵石層,燕山早期侵入花崗巖及其風化層,場區地層相對單一,穩定。在勘探孔控制范圍內場地未見有空洞、采空區等洞穴,未見可震陷軟土、液化砂土,周邊未發現滑坡、崩塌、泥石流等不良地質作用。未見危害橋梁建設的活動性構造跡象,場區地形起伏較大,但自然坡體穩定,互通區穩定性較好。
1、總體施工方案
合攏順序是先邊后中,在邊跨合攏段施工結束后,安裝中跨臨時剛性連接構造(合攏溫度要求在 15-20度范圍,其為一天內溫度最低點時焊死連接桿與錨固桿之間的連接鋼板,合攏段的“鎖定”過程即可完成);待混凝土強度及彈性模量達到設計值的90%后,進行張拉預應力施工并進行壓漿作業,最后解除骨架鎖定,完成結構體系的轉換施工,形成連續梁。 合攏段施工工藝流程見下圖:

2、作業條件準備
混凝土強度要求:要求合攏口兩側砼強度均達到設計強度100%,其次是預應力狀態,要求合攏口懸臂T構端預應力束張拉并壓漿。
預埋件和孔洞埋設:要合攏段底外模吊桿孔、體外鋼支撐預埋件設置與交底完全一致,滿足位置和受力要求,特別是支撐骨架的預埋與豎向的精軋螺紋有無沖突。
接合面處理,要求合攏口兩側的端面按要求鑿毛處理滿足施工規范要求。
合攏段施工前完成對全橋的軸線及標高、結構尺寸進行復測。即軸線偏差小于1cm,兩端高差不大于1cm。
(1)、監控量測
施工中及時加強與監控量測單位保持密切溝通聯系,尤其在進行合攏段施工前,通過兩側合攏段前一節段混凝土標高確定合攏段立模標高,施工預拱度值,成橋預拱度值。
(2)、合攏段支持體系
四角井大橋 6個合攏段根據現場的實際情況分成三種施工方案進行施工,具體如下:
①左幅1#墩及右幅2#墩合攏段位于山坡處,距離地面相對較高,采用懸吊支架法施工,考慮到現場施工便利,計劃采用縱向分布短根主梁,即底托采用雙拼的25槽鋼,順主橋方向布置8道,其中底腹板主要受力部分布設6道,翼板位置布設 2道,主梁單根長不小于 2.5m,即深入現澆段和懸澆段混凝土位置不小于25cm,然后橫向布設10號槽鋼作為分配梁,間距不大于30cm,分配梁上面鋪裝10*10cm方木,方木間距30cm。方木上采用1cm竹膠板作為底模,外側模采用鋼模板。
②左幅2#墩及右幅3#墩合攏段現場地勢平坦,且距地面較近,約為3m,采用盤扣支架法進行施工,支撐架設計方式是在15cm混凝土硬化基礎上,可調底座放置于硬化基礎上,盤扣式支架從下往上直至箱梁底板下,在箱梁四處腹板位置橫橋向立桿采用3×0.9m間距對稱布置,其余位置立桿采用1.5m間距,順橋向設置0.9m水平桿進行連接,支架立桿上放置可調托撐用于調節支撐高度,架體自由端高度:不大于400mm,可調絲杠外露長度不超過300mm,在可調托撐上橫橋向鋪設一根15#工字鋼作為支撐架的主龍骨,順橋向設置8*8方木用于與箱梁模板固定,方木腹板下排列間距200mm,空心箱室下排列間距為300mm。
③左右幅中跨合攏段支持體系,采用掛籃法進行施工,在中跨合攏前,先將大里程側中跨掛藍退回至10段位置附近,為合攏讓出搭接空間,小里程側中跨掛藍前移至合攏段位置,拆除其端部防護,將掛藍盡量向前移,使前吊帶盡量靠近對面節段端面,調整前端吊帶,使底模和另一端節段底板密貼,在澆筑混凝土時,前端利用吊帶承受荷載;掛藍后部仍然利用設置在已施工節段底板上的預留孔,采用設置高強精軋螺紋鋼筋反吊底模架后橫梁,實現澆筑合攏段時承受荷載。
(3)、合攏段施工溫度要求
合攏段混凝土澆筑選擇在非溫度急劇變化日的夜間氣溫最低時進行混凝土澆筑(在澆筑混凝土前 1~2小時開始進行焊接臨時剛性連接構造),保證混凝土處于溫升、在受壓的情況下達到終凝,避免受拉開裂。
(4)、合攏段施工過程控制
①、合攏段鋼筋、預應力管道施工
合攏段鋼筋在鋼筋加工棚加工好后,運輸并吊裝至模板頂部,進行現場安裝及綁扎。合攏段鋼筋布置密集施工難度大,普通鋼筋綁扎、預應力管道、預應力鋼筋安裝和內模的支護可交叉進行。
縱向預應力管道在頂底板部分用U形框架,U字形鋼筋與頂底板上緣鋼筋網焊接在一起。定位鋼筋在鋼束直線段縱向間距不小于 0.5m,在鋼束彎曲段加密至0.3m,以確保預應力鋼束定位準確。
橫向預應力管道利用鋼筋骨架進行固定,當與普通鋼筋相干擾時,可適當移動普通鋼筋,保證預應力筋的定位準確。豎向預應力與腹板縱向預應力干擾時、豎向預應力在兩側緊貼縱向預應力管道交錯布置。
②、合攏段支撐骨架的施工
臨時約束鎖定是指對連續梁合攏口采取技術措施,其目的就是確保合攏段接縫不出現拉開現象,使混凝土強度未達到設計強度前不過早承受壓力。
合攏施工的一些技術要求:
1).合攏段鎖定前,應收集觀測氣溫與合攏段長度變化資料,了解氣溫與懸臂端的標高變化等規律,從而確定合理的合攏時間, 合攏口混凝土澆筑宜在一天中氣溫最低時進行,合攏段鎖定宜在澆筑前2~3小時進行,以保證合攏段澆注的混凝土處于氣溫上升的外部環境中,在受壓狀態下凝結。
2). 合攏勁性骨架的焊接鎖定,要求迅速、對稱地進行,為減少鎖定時間的工作量,應預先將內部勁性骨架一端與箱梁端部預埋部分焊接好,一但到達鎖定時機,立即組織足夠的焊工迅速將內勁性骨架另一端與梁另一端預埋部分焊接固結,施焊人員要充足,焊縫質量一定要保證。
3).澆筑混凝土前,應將兩端的混凝土連接面沖洗干凈、濕潤并充分鑿毛。
③、合攏段混凝土施工
梁體混凝土強度等級采用 C55高性能耐久性混凝土,合攏段混凝土方量為20.34m3,控制在2小時內完成混凝土澆筑作業。
混凝土澆注時采用插入式振搗器振搗,先澆筑底板,開始澆注腹板兩側混凝土時要嚴格對稱澆筑,對預應力管道、鋼筋密集處應小心振搗,避免振搗棒碰到預應力管道以防止管道漏漿。在端模、拐角、合攏段支撐骨架等處要派專人加強振搗以保證砼的質量。
④、混凝土養護作業
箱梁中跨合攏段混凝土澆注完畢后及時抹面,并及時用土工布覆蓋,派專人灑水養護。
(5)、體系轉換
在邊跨合攏段砼施工完畢,待強度達到 90%以上后,進行邊跨合攏段預應力施工。在張拉完邊跨合攏預應力束后,進行中跨合攏段的模板施工,隨后進行鋼筋、波紋管及部分鋼絞線的穿束施工,完成進行剛性鎖定前的所有準備工作(包含清除箱梁內所有的施工臨時模板、機具、雜物等),最后選擇在當天氣溫最低,且相對穩定時間較長的時間段內進行中跨合攏段剛性鎖定(即合攏),完成鎖定工作后立即進行混凝土澆筑。
待強度達到 90%以上后,張拉合攏段鋼束,拆除墩頂臨時固結,實現最后體系轉換。
懸澆連續梁在現在工程中運用廣泛,本項目成功完成,滿足設計規范要求,保證了工程質量及工程進度,為以后類似橋梁情況施工提供參考。