里溪特大橋連續梁0號塊托架法施工工藝研究

付 軍， 楊 鑫， 張 濤

(武漢理工大學，湖北 武漢 430063)

1 工程概況

新建衢州至寧德鐵路(福建段)先期工程 QNFJ-XQ 標段里溪特大橋全橋孔跨布置：(2-24 m)簡支T梁+(48+80+48)m連續梁+(1-24 m)簡支T梁，中心里程DK233+071.345，橋全長583.91 m。其中(48+80+48)m連續梁布置在第8～11號橋墩間。里溪特大橋第8號墩～第11號墩梁跨設計為(48+80+48)m懸臂澆筑連續梁，梁全長177.2 m。連續箱梁設計采用單線有砟軌道預應力混凝土連續梁。本聯連續梁位于直線段上。(48+80+48)m連續梁部分橋跨布置如圖1所示。

圖1 橋跨布置

2 連續梁0號塊施工工藝流程

2.1 臨時固結施工

墩頂0號梁段(連續梁“T構”)與墩身之間連接采用剛性連接，即墩梁臨時固結。剛性連接結構為臨時支墩和錨固鋼筋。臨時支座設置于墩頂周邊位置，在橋梁永久支座的外側墩帽邊緣處，條形布置，每座墩頂布置四條。平面布置寬度80 cm、長度2×120 cm，從墩頂至梁底全高。支座采用C40混凝土，臨時支座平面布置位置如圖2所示。墩梁固結方式選用臨時固結，考慮到強度性能，抗傾覆錨固采用φ32 mm精軋螺紋鋼筋錨栓，標準強度[σ]=830 MPa(型號PSB830)。抗傾覆錨固鋼筋平面布置位置如圖2所示。臨時支墩模板采用竹膠板制作。臨時支墩的頂面和底面設置隔離層以利在合攏前拆除臨時支座[1]。

圖2 抗傾覆錨固鋼筋平面位置布置簡圖(單位：cm)

2.2 連續梁0號梁段托架施工

0號塊縱橋向長11 m，梁寬7.2 m，箱梁最大高度6.6 m，底板厚45～85 cm，頂板厚28 cm，腹板厚40～60 cm，中間設2.4 m寬的橫隔板，0號塊砼191.8 m3，節段重量498.6 t，梁體兩側懸臂長度4 m。0號塊采用三角形托架現澆法施工。三角托架由三角托架和橫向分布I25b工字鋼橫梁兩部分組成。支撐架高度3.2 m，斜支撐按4∶3設置，頂面平臺全長13 m(每側長度3.6 m)、橫橋向寬度9.2 m，周邊作業面按1 m預留。每個0號梁段共布置4肢三角托架，每側2肢托架，對稱于墩身兩側布置，兩榀托架間距為3.5 m。施工結構布置如圖3所示。

圖3 0號塊托架布置圖

三角桁架斜支撐柱N1采用φ200 mm、壁厚10 mm的普通螺旋鋼管；上桁水平拉桿N2采用2根I36b型工字鋼組合梁；上部平臺橫向分布梁N3采用I25b型工字鋼；墩身內預埋件N4及N5由2根[32b型槽鋼對扣組合桿件，N4通長預埋在墩身內，N5局部預埋在墩身內；在兩根N2水平拉桿之間設置水平橫撐，水平橫撐使用[16槽鋼及75等邊角鋼制作[2]。托架均為鉸接，銷軸螺栓采用30CrMnTi合金鋼，直徑為60 mm。本方案所用鋼材材質，除軸銷采用特殊合金鋼之外，其余均為Q235普通結構鋼。支撐架桿件焊接均采用J506焊條[3]。

N3橫向分部工字鋼梁上面，再布置10 cm×10 cm小木楞，間距不大于0.75 m；面層鋪設1.5 cm厚竹質膠合板模板或組合鋼模板。箱梁底部向上斜坡處高度不足部分，在工字鋼橫梁梁上增設槽鋼頂撐接高。

2.3 連續梁0號梁段托架預壓

為消除支架安裝而產生的非彈性變形，以及測定支架的彈性變形量，支架安裝后需要進行配重試壓。本橋墩身過高，支架預壓采用預拉預壓工法。即在承臺上預埋反力索，通過反力索將鋼絞線接長到支撐架上面，再使用千斤頂預拉鋼絞線，使得支撐架得到預壓[4]。預壓荷載按梁段重量的1.2倍加載張拉，最大預壓張拉力990 kN。托架加載試驗縱向位置示意如圖4所示。按設計文件規定預壓荷載是梁段重量的1.2倍。

圖4 0號梁段托架加載試驗縱、橫向布置圖

支撐架上梁段重量(單側)：Q=825 kN，預壓施加荷載為N=1.2Q=990 kN。預壓時集中荷載F=990/2=495 kN，即每榀托架受壓力為495 kN，由YG-75千斤頂提供[5]。

加載辦法：

(1) 在托架正下方的承臺上線路中心線兩側、縱向墩身雙向各預埋6根φ25精軋螺紋鋼錨固鋼筋，橫橋向埋設間距10 cm，埋設深度120 cm，外露80 cm。

(2) 在托架前節點處搭設操作平臺，將YG-75千斤頂置于操作平臺上。

(3) 將5根φ15.2預應力鋼絞線下端錨固與承臺預埋錨筋上，上端錨固于YG-75千斤頂。

(4) 頂升千斤頂，千斤頂對托架產生向下的集中力，以實現對托架的預壓試驗。

加載時，按最大施工荷載工況分4級加載，第一級為100 kN，第二級為250 kN，第三級為350 kN，第四級為495 kN。每施加一級荷載均記錄托架前節點處位移，并仔細觀察托架節點、桿件及錨固有無異常。荷載值以油表讀數控制，位移值采用精密水準儀測量。

2.4 連續梁0號梁段模板施工

2.4.1 底模板

0號段底模支承在橋墩及托架平臺支架上，底模板采用1.5cm厚竹膠板，模板底梁10 cm×10 cm的方木，與托架I25b工字鋼橫梁之間高度不足部分，采用槽鋼頂撐接高，并用楔木或鋼板墊平。立模標高應根據預壓結果預留托架系統的彈性變形值，設計預拱度，砼徐變及二期荷載等因素確定。

2.4.2 外側模板

外側模板用廠家定制大型鋼模板，以螺栓定位，標高調整和拆模采用千斤頂頂托。由于外模高度較大，為防止側模底部和中間由于振搗而產生變形，在距底模150 cm、400 cm和頂板砼面以上10 cm的位置縱向每隔2.5 m左右加設通長的φ25螺紋鋼水平拉桿，在底板和側模交叉處在側模外側采用加設千斤頂的方法進行加固，在兩端頭模板處應保證增加拉桿數量。在拉桿穿過腹板時盡量通過通風孔或采用拉桿外套設PVC管，以方便拉桿重復利用，如圖5所示。

圖5 0號梁段外側模板組裝正面示意圖

2.4.3 內模板和過人洞模板

0號梁段的內腔選用鋼木結合的內模板，制作定型型鋼支撐架。為便于模板的拆運，構件長度小于2 m。木模厚度為5 cm，為保證光滑平整性，涂刷以脫模劑。過人洞部分模板采取支力加固。

2.4.4 模板安裝

0號段模板采用外拉內撐加固形式，腹板部位外拉采用φ16螺紋鋼做為拉桿，拉桿縱、豎向間距為70 cm×70 cm；兩側伸出模板長度不小于15 cm，加套20 mm厚鋼墊板及雙螺母。內撐采用φ48 mm鋼管做支撐，下面支撐在底板混凝土墊塊上。混凝土澆筑后將鋼管截除，并將空洞灌漿處理[6]。

模板安裝順序為：安裝底板→外側模板→內模板→端頭板→底板堵頭板→頂板內模板→頂板堵頭板→外翼邊板。

模板安裝完成及加固后，對其內部及平立面尺寸進行校核，通知測量隊驗收模板，滿足設計要求后方可進行下步施工。

2.4.5 模板拆卸

澆筑混凝土后，縱向預應力張拉完畢后可按如下順序脫模：堵頭板→端模板→外側模板→過人洞模板→底模板。底模板必須等到本節段鋼索張拉后才能進行。

2.5 鋼筋、預應力束孔道施工

當0號梁段底模板安裝完畢后，進行鋼筋、預應力束孔道布設工作。0號梁段鋼筋、預應力束管道布設施工順序為：綁扎底板鋼筋→安裝底板預應力筋孔道波紋管→綁扎腹板鋼筋→安裝腹板預應力筋→綁扎頂板鋼筋→安裝頂板預應力筋孔道→安裝預埋孔、預埋件[7]。

為保鋼筋安裝確保位置準確、不位移，在施工時對節點鋼筋進行放樣，綁扎鋼筋的扎絲多余部分應想構件內側彎折，以免因外露形成銹斑影響混凝土感觀質量和使用壽命。

預應力筋孔道采用預埋波紋管。波紋管接長采用套管對接方法。即在波紋管接頭處增設大一直徑波紋管套管，套管長度不小于30 cm，兩端接頭各螺旋擰入15 cm，再在接頭外側纏繞2層膠布，以封閉水泥漿進入。

2.6 混凝土的灌注及振搗

混凝土灌注過程需嚴格把控，灌注前模型應安裝并檢查完畢。砼澆筑前在波紋管內插入外徑較波紋管內徑略少的PE管，以防砼澆筑過程中波紋管破裂砼堵塞預應力管道，砼澆筑完畢后即拔出。具體澆筑順序如圖6所示。

圖6 澆注順序圖

注意事項：

(1) 采用插入式振搗器振搗時，要垂直、等距離地插入前一層中5～10 cm，根據振搗器的有效半徑，插入距離不得超過30 cm。

(2) 抽出振搗器時，要緩慢拔出，不得在混凝土中留有孔隙。

(3) 振搗混凝土的厚度，以30 cm為宜。

(4) 振搗器靠近模板時，插入式振搗器機頭須與模板始終保持一定距離，一般為5～10 cm。

(5) 啟用有經驗的振搗工進行振搗施工，實行責任制分段振搗，即定人定塊振搗，振搗工對其所施工的振搗范圍負責。

2.7 預應力施工

本橋采用雙向預應力，預應力設計如下：

(1)縱向預應力體系：采用1×7-15.2-1860預應力鋼絞線，錨固體系采用自錨式拉絲體系，張拉采用YCW-450型穿心式千斤頂。管道形成采用直徑90鐵皮波紋管成孔。

(2)豎向預應力體系：豎向預應力采用PSB830型φ32高強度精軋螺紋鋼，錨固體系采用JLM-32型錨具，張拉采用YG75型千斤頂，管道采用內徑φ45 mm鐵皮管成孔。

在澆筑完畢0#塊混凝土，將相應縱向預應力鋼絞線穿入相應的波紋管，縱向預應力鋼束均采用兩端張拉方式，張拉順序：先M束，后T、SB、B束，從外到內左右對稱進行。鋼束張拉采用張拉力和引伸量雙控，預施應力值以油壓表讀數為主，以預應力鋼筋伸長值進行校核。初始張拉噸位按20%設計張拉力計算，后張法低松弛預應力鋼絞線張拉程序：0→ 初應力20%δk(開始量測伸長值)→δk(量測伸長值)→靜停5min錨固[8]。

3 結 論

針對墩梁臨時固結設計的抗傾覆錨固精軋螺紋鋼筋錨栓，可布置在對應于箱梁腹板處，使其既能承受上部豎向壓力，又能承受不平衡傾覆彎矩，理論受力合理。通過三角形托架現澆法施工，驗證了臨時固結及托架設計工藝的適用性與工程應用前景。