雙線簡支U梁墩身頂帽施工技術(shù)探究

■趙 倩

（中鐵十八局集團(tuán)第四工程有限公司，天津 300350）

橋梁是組成交通體系的主要內(nèi)容，是汽車、火車等的穿越山谷、河流等障礙物的主要交通構(gòu)筑物，由基礎(chǔ)、橋墩、橋跨、橋臺等結(jié)構(gòu)共同組成[1]。墩身頂帽是整座橋梁工程的基礎(chǔ)部件，其施工質(zhì)量對整座橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使用的安全性及使用壽命等影響重大。加強(qiáng)對墩身頂帽施工技術(shù)的分析，提升橋梁工程總體質(zhì)量有重要意義。基于此，開展雙線簡支U梁墩身頂帽施工技術(shù)的研究分析就顯得尤為必要。

一、工程概述

本標(biāo)段位于濱海新區(qū)，施工起止里程DK28+632.849～DK39+563.271，全長10.924公里。本標(biāo)段高架區(qū)間橋梁簡支U梁采用圓弧形橋墩，橋墩墩身高9.5-24m，其中,雙線簡支U梁墩頂設(shè)置預(yù)應(yīng)力頂帽。頂帽采用C50混凝土澆筑，頂帽鋼筋采用HRB400鋼筋。雙線簡支U梁橋墩頂帽縱向預(yù)應(yīng)力鋼束采用抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1860Mpa的高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，公稱直徑15.2mm。預(yù)應(yīng)力鋼束分兩批張拉。雙線簡支U梁墩身頂帽立面圖如圖1所示：

圖1 雙線簡支U梁墩身頂帽立面圖（單位：cm）

二、抱箍支架施工及機(jī)械設(shè)備

（一）抱箍支架施工

本工程抱箍支架由抱箍、牛腿、緊固件、承重梁四大部分共同組成。在橋梁墩身上設(shè)置了雙層抱箍，選擇直徑為125mm，壁厚為5mm的鋼管豎向連接組成。其中,單層抱箍的高度為80cm，通過兩個弧形和兩個直線共同組成箱體，抱箍筒則由Q235鋼板制作而成，厚度為12mm，弧形部分和直線通過16根直徑為30mm的螺栓對拉固定，具體示意圖如圖2所示：

圖2 抱箍支架施工示意圖（單位：mm）

墩身順著線路兩側(cè)采用I30b#工字鋼作為模板承重梁，將其放置到頂層抱箍牛腿之上。承重梁的懸挑部分通過I20#工字鋼支撐在下層抱箍牛腿之上,為保證承重梁的穩(wěn)定性，在每個承重梁之間還設(shè)置了6道水平連接桿[2]。抱箍支架四周，采用∠40X∠40X3.5mm的角鋼焊接施工工作平臺，總寬度為80cm，護(hù)欄高度不能低于120cm，掛設(shè)安全防護(hù)網(wǎng)，保證施工的安全性。

（二）雙線簡支U梁墩身頂帽施工機(jī)械設(shè)備

在本工程墩身頂帽施工用到的機(jī)械設(shè)備包括：1臺25t汽車吊，1臺320D挖掘機(jī)，2臺BX1-500交流電焊機(jī)，2臺200～1000N·M的力矩扳手，和抱箍支架配套使用的安全梯籠等。

三、雙線簡支U梁墩身頂帽施工技術(shù)的具體應(yīng)用

（一）測量放線

本工程在施工中，為保證橋梁施工質(zhì)量，達(dá)到設(shè)計要求及標(biāo)準(zhǔn)。通過高精度全站儀精確定位抱箍安裝的位置，同時采用墨線環(huán)墩身四周彈線標(biāo)記，為后期施工提供參考和支持。頂層抱箍上則沿著墩身設(shè)計標(biāo)高和雙層抱箍的凈距合理放線，抱箍安裝測量方法如圖3所示：

圖3 抱箍安裝測量方法（單位：mm）

（二）抱箍安裝施工

為保證抱箍安裝施工質(zhì)量，在拼裝之前，需要對抱箍材料進(jìn)行除銹處理，以提升抱箍和橡膠板之間的摩擦力。在安裝過程中，要先拆除墩身操作支架，為架設(shè)承重梁營造良好空間和條件。先搭設(shè)腳手板，為緊固螺栓操作提供平臺，將鋼絲繩穿入抱箍頂部吊環(huán)中，通過25t汽車吊吊運(yùn)到指定位置后，在利用手動葫蘆對抱箍進(jìn)行調(diào)整，保證安裝精度。抱箍和橋梁墩身之間需要設(shè)置10mm厚橡膠墊，以進(jìn)一步提升抱箍和墩身的摩擦力[3]。為避免抱箍安裝時損壞混凝土結(jié)構(gòu)，可將橡膠墊板安裝在抱箍內(nèi)側(cè)，并用高強(qiáng)度萬能膠固定。安裝抱箍之前，還要對墩身進(jìn)行全面擦拭清理，嚴(yán)禁存在灰塵，保證表面干燥無雜物。

在抱箍緊固時，通過力矩扳手分次緊固，第一次只緊固30%左右，檢測抱箍安裝精度，如果發(fā)現(xiàn)抱箍偏移及時調(diào)整；第二次緊固80%左右，觀察抱箍每個板面及焊縫情況，如果發(fā)現(xiàn)變形、開裂及時處理，確認(rèn)達(dá)到設(shè)計要求之后，進(jìn)行第三次緊固，達(dá)到100%。在螺栓緊固時，要嚴(yán)格遵循先內(nèi)排，后外排的方法，保證緊固時施力的均勻性。每澆筑一層混凝土，通過扭矩扳手對螺母進(jìn)行復(fù)擰檢驗扭矩值，以保證施工質(zhì)量。

（三）安裝分配梁

當(dāng)承重梁安裝完成之后，需要對承重梁頂部標(biāo)高進(jìn)行全面復(fù)核，確認(rèn)達(dá)到設(shè)計要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之后，才能在承重梁上安裝18#槽鋼分配梁。由于本工程分配梁規(guī)模比較大，長度達(dá)到5.0m，間距為80cm，為保證安裝質(zhì)量和效果，在安裝之前，需要通過石筆畫出安裝位置線，通過U型螺栓卡件將分配梁和承重梁固定到一起，避免發(fā)生位移跑偏[4]。

（四）頂帽施工操作平臺安裝

在進(jìn)行墩身頂帽施工之前，需要拆除分配梁及承重梁端部的部分工作平臺。為墩身頂帽施工操作平臺預(yù)留出足夠的空間，本工程墩身頂帽施工作業(yè)平臺寬度為80cm，四周通過扣件型腳手架搭設(shè)防護(hù)欄，高度不得低于120cm，并掛設(shè)安全防護(hù)網(wǎng)，防護(hù)網(wǎng)內(nèi)側(cè)下方，還要布置高度為20cm的木質(zhì)踢腳板。在整個施工平臺鋪滿寬20cm，厚5cm的木質(zhì)腳手板[5]。頂帽施工操作具體安裝尺寸如圖4所示：

圖4 頂帽施工操作具體安裝尺寸（單位：cm）

（五）工作爬梯

當(dāng)抱箍支架搭設(shè)完成之后，拆除墩身操作架，并在垂直線路側(cè)安裝安全梯籠，規(guī)格為長4.0m，寬2.0m，每節(jié)爬梯高度為2.0m，由平臺框架、可裝卸立桿、梯子、扶手、安全門等共同組成[6]。上下節(jié)連接處采用方型鋼管連接，安全梯籠到墩身的凈距為2.0m，每隔4.0m用48.3×48.3×3.0mm鋼管、U型螺栓扣件和橋梁墩身橫向連接。爬梯和抱箍操作平臺之間設(shè)置可移動式定型馬道，通過直徑為48.3mm的鋼管搭設(shè)，一端和爬梯采用雙扣件固定，另一端在抱箍操作平臺上用鐵絲綁扎，具體如圖5所示：

圖5 組合爬梯和抱箍操作平臺之間馬道搭設(shè)平臺圖（單位：cm）

（六）墩身頂帽模板安裝

選擇定型鋼模板作為橋梁墩身頂帽的模板，由底模、側(cè)模、端模三部分共同組合成。當(dāng)抱箍支架完成預(yù)壓操作之后，即可進(jìn)行頂帽底模、側(cè)模、端模安裝[7]。每塊模板之間用雙面膠棉花條填塞，避免混凝土澆筑時漏漿問題的發(fā)生。

（七）混凝土澆筑

選定商品混凝土拌合站進(jìn)行集中拌合，需用混凝土罐車運(yùn)送到施工現(xiàn)場，泵送入模的方法進(jìn)行混凝土澆筑。邊澆筑，邊用插入式振搗棒進(jìn)行振搗，頂帽混凝土采用C50混凝土，嚴(yán)格控制坍落度，控制在160mm～180mm之間，每個頂帽的混凝土用量為36m3。沿著頂帽長度方向從頂帽中間向兩側(cè)分層對稱澆筑，每層澆筑厚度控制在40cm以下，保證下層混凝土在初凝之前就完成上層混凝土澆筑。

四、施工體會

第一，雙線簡支U梁墩身頂帽施工難度較大，每道工序之間環(huán)環(huán)相扣，為保證施工質(zhì)量，在每道工序施工之前，施工現(xiàn)場質(zhì)檢人員、技術(shù)人員對上道工序施工質(zhì)量進(jìn)行詳細(xì)檢驗，確認(rèn)達(dá)到設(shè)計要求之后，才能開始施工。對比較重要的工序，如：測量定位、模板安裝、混凝土澆筑等，技術(shù)人員要現(xiàn)場值班，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

第二，加強(qiáng)鋼筋、水泥、波紋管、預(yù)應(yīng)力鋼絞線、錨具等進(jìn)場檢驗，做到不合格的材料不得進(jìn)場。試驗員按照規(guī)范要求對商品混凝土進(jìn)行進(jìn)場驗收，并查驗隨車資料，試驗不合格的混凝土不得使用。

第三，抱箍安裝質(zhì)量控制點停點檢查。在抱箍螺栓扭矩檢測時，需要技術(shù)人員隨時進(jìn)行停點檢查：在抱箍安裝前對抱箍的外觀質(zhì)量進(jìn)行詳細(xì)檢查；在抱箍緊固件擰緊以后，對緊固件螺栓的扭矩和端板的空隙進(jìn)行檢查[8]；在工字鋼安裝之前，對砂箱頂面的高程進(jìn)行檢查；在混凝土澆筑前，對螺栓的扭矩再次進(jìn)行復(fù)查。

綜上所述，本文結(jié)合工程實例，分析了雙線簡支U梁墩身頂帽施工技術(shù)。分析結(jié)果表明：墩身頂帽是雙線簡支U梁主要受力結(jié)構(gòu)，其施工質(zhì)量對整座橋梁的總體質(zhì)量結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有很大影響。因此在具體施工中，要合理搭設(shè)抱箍安裝支架，嚴(yán)格按照施工工藝開展每道工序，做好質(zhì)量檢查和驗收工作，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。此外，還要做好停點檢查工作，才能最大限度地提升施工質(zhì)量，保證橋梁使用的安全性，促使我國橋梁工程事業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。