城市高架橋預(yù)應(yīng)力蓋梁施工技術(shù)分析

林國(guó)富

文章以某城市高架橋預(yù)應(yīng)力蓋梁為例，介紹了鋼管立柱+貝雷的支架方案，并對(duì)施工階段進(jìn)行了建模分析，探討了施工注意事項(xiàng)。

預(yù)應(yīng)力蓋梁;大懸臂;支架;施工技術(shù)

0?引言

近年來，隨著城市建設(shè)和橋梁建設(shè)的飛速發(fā)展，一大批城市高架橋涌現(xiàn)在各個(gè)城市中。考慮到橋面行車寬度需求和橋下凈空需求，高架橋通常采用大懸臂預(yù)應(yīng)力蓋梁形式[1][2]。本文通過具體工程案例，介紹了城市高架橋預(yù)應(yīng)力蓋梁的支架體系和施工工藝，并對(duì)施工階段進(jìn)行了分析，同時(shí)介紹了施工注意事項(xiàng)，為同類城市高架橋建設(shè)提供有益借鑒。

1?工程概況

某城市高架橋標(biāo)準(zhǔn)段上部結(jié)構(gòu)采用30 m預(yù)應(yīng)力預(yù)制小箱梁，先簡(jiǎn)支后連續(xù)。由于橋下后期需要通車，因此下部結(jié)構(gòu)采用大懸臂預(yù)應(yīng)力蓋梁，橋墩采用花瓶墩。

橋梁全寬25.5 m，橫斷面布置為0.5 m防撞護(hù)欄+11.95 m行車道+0.6 m中央防撞護(hù)欄+11.95 m行車道+0.5 m防撞護(hù)欄。蓋梁全寬24.8 m，懸臂8.75 m，梁高1.3～2.6 m，順橋向?qū)挾葹?.4 m。該橋標(biāo)準(zhǔn)斷面如圖1所示。

蓋梁按照部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)，共設(shè)置10束15s15.2 mm預(yù)應(yīng)力鋼筋。鋼束布置如圖2所示。

2?支架結(jié)構(gòu)

由于施工場(chǎng)地有限，需保證高架橋兩側(cè)正常通車，因此蓋梁施工時(shí)選擇鋼管立柱+貝雷的支架體系進(jìn)行施工[3]。

在橋墩前后兩側(cè)各設(shè)置4根630×10 mm鋼管立柱，柱頂通過2Ⅰ50a工字鋼縱梁與橫向321國(guó)產(chǎn)貝雷主梁連接，橫向共布置4片貝雷主梁，同側(cè)貝雷之間通過支撐架進(jìn)行連接。貝雷梁上鋪設(shè)間距60 cm的Ⅰ12a分配梁，在其上面搭設(shè)可調(diào)整底模系統(tǒng)。鋼管立柱下端通過膨脹螺栓固定在擴(kuò)大基礎(chǔ)上。為確保支架的整體穩(wěn)定性，橋墩兩側(cè)鋼管立柱采用槽鋼[20a連接。支架布置圖如圖3所示。

3?施工工藝及施工階段分析

3.1?施工步驟

蓋梁采用兩端張拉，按照三階段進(jìn)行張拉，具體施工步驟為：（1）搭設(shè)支架澆筑蓋梁，蓋梁強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%后，張拉N3鋼束;（2）拆除支架，然后架設(shè)小箱梁，小箱梁應(yīng)先架設(shè)外側(cè)箱梁，后架設(shè)內(nèi)側(cè)，采用對(duì)稱的方式架設(shè)，待箱梁架設(shè)完成后張拉N2鋼束;（3）澆筑連續(xù)接頭、橋面板濕接縫混凝土，張拉小箱梁頂板負(fù)彎矩鋼束并壓注水泥漿，進(jìn)行小箱梁體系轉(zhuǎn)換，然后張拉N1鋼束。最后進(jìn)行橋面鋪裝施工。

3.2?施工階段分析

為了進(jìn)一步明確施工時(shí)結(jié)構(gòu)的受力特性，確保施工安全有序進(jìn)行，采用Midas Civil軟件建立有限元模型，對(duì)施工階段進(jìn)行分析。

圖4為整體模型，圖5為施工階段設(shè)置圖。根據(jù)施工步驟共建立16個(gè)施工階段，圖6～9分別為張拉第一次、第二次、第三次鋼束及成橋后的應(yīng)力云圖。

由計(jì)算結(jié)果可知，各施工階段蓋梁應(yīng)力均為壓應(yīng)力，施工完成后蓋梁預(yù)應(yīng)力儲(chǔ)備較大，結(jié)構(gòu)較為安全。

4?施工注意事項(xiàng)

（1）基礎(chǔ)處置

由于項(xiàng)目所處軟弱地基較多，進(jìn)行支架施工時(shí)采用碎石換填、澆筑混凝土基礎(chǔ)等方法，使基礎(chǔ)承載力達(dá)到要求，提高了施工質(zhì)量。

（2）支架預(yù)壓

在完成支架及模板施工后，采用沙袋對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓。沙袋應(yīng)均勻放置，預(yù)壓重量以設(shè)計(jì)荷載為標(biāo)準(zhǔn)，分60%、80%、100%三級(jí)進(jìn)行加載。

在預(yù)壓過程中，對(duì)支架沉降進(jìn)行觀測(cè)，分別在兩墩柱之間、蓋梁兩端設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，關(guān)注原地面地基不均勻沉降情況。同時(shí)，在加載到100%設(shè)計(jì)荷載時(shí)對(duì)貝雷梁撓度進(jìn)行測(cè)量，并做好記錄，及時(shí)對(duì)模板進(jìn)行調(diào)整。

（3）蓋梁施工

鋼筋骨架在鋼筋加工棚內(nèi)完成加工，在現(xiàn)場(chǎng)綁扎成型后進(jìn)行吊裝。主筋直徑為28 mm，間距為11 cm，排列較密。鋼筋下料時(shí)控制焊接頭與鋼筋彎曲處的距離，采用從中間后兩側(cè)、先下部后上部的方式進(jìn)行焊接。嚴(yán)格控制波紋管架的間距、坐標(biāo)，保證預(yù)應(yīng)力布置的準(zhǔn)確性。普通鋼筋如遇錨墊板、螺旋筋、波紋管等根據(jù)設(shè)計(jì)要求可適當(dāng)調(diào)整位置。澆筑蓋梁混凝土的順序?yàn)閺膬啥讼蛑虚g對(duì)稱澆筑，分段分層臺(tái)階式施工。

（4）預(yù)應(yīng)力筋張拉

預(yù)應(yīng)力鋼束下料長(zhǎng)度應(yīng)滿足使用需求，且不能浪費(fèi)。安裝預(yù)應(yīng)力鋼束前，應(yīng)檢查預(yù)應(yīng)力管道是否漏漿堵塞。

鋼束采用兩端張拉，張拉的順序以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)，采用引伸量與張拉力雙控，并以張拉力為主，實(shí)測(cè)引伸量與計(jì)算引伸量容許誤差控制在±6%以內(nèi)。安裝的錨墊板必須與鋼束中心線垂直。蓋梁兩端包括擋塊先行澆筑，待預(yù)應(yīng)力鋼束張拉完后，再澆筑封錨端。

5?結(jié)語(yǔ)

本文以某城市高架橋標(biāo)準(zhǔn)段為例，針對(duì)其采用的大懸臂預(yù)應(yīng)力蓋梁，介紹了鋼管立柱+貝雷的支架體系，根據(jù)施工順序采用有限元軟件對(duì)施工階段進(jìn)行計(jì)算分析，并介紹了施工時(shí)的注意事項(xiàng)，為同類項(xiàng)目施工提供技術(shù)參考。

[1]尹?恒. 大懸臂預(yù)應(yīng)力蓋梁階段受力分析及施工控制技術(shù)研究[D]. 西安：長(zhǎng)安大學(xué)， 2013.

[2]劉海鴻， 龔?斌. 懷通高速公路寶照溪大橋7#墩預(yù)應(yīng)力蓋梁施工技術(shù)[J]. 公路工程， 2013（6）：165-168.

[3]王曉斌. 大跨度預(yù)應(yīng)力蓋梁施工技術(shù)研究[J]. 四川建材， 2016，42（6）：147-148.