潼湖特大橋跨潮莞高速(88+160+88)m連續剛構關鍵施工技術

趙宏偉

(中鐵十九局集團第五工程有限公司，遼寧 大連 116100)

1 工程概況

潼湖特大橋起訖里程為DK374+336.45～DK386+198.37，全長11 861.92 m，中心里程為DK378+560.02。其中線路與S20潮莞高速相交處采用(88+160+88) m連續剛構跨越。328#、329#為主墩，采用墩梁固結剛構連接，327#、330#為邊墩。懸灌梁為單箱單室直腹板雙線箱梁，主跨160 m箱梁底緣按圓弧半徑545.481 m的圓曲線進行過渡變化。328#及329#主墩T構懸灌梁中跨合龍方向縱向(21個節段)分段為：2×2.5 m+4×3 m+3×3.5 m+11×4 m+2 m(合龍段)，邊跨合龍方向(22個節段)分段為：2×2.5 m+4×3 m+3×3.5 m+11×4 m+2 m(合龍段)+7.8 m(邊跨現澆段)。 0#段箱梁中支點處梁高10.6 m，長度15 m，中跨合龍段及邊支點處梁高5 m。箱梁頂寬12.6 m，底寬8 m，頂板厚45 cm，腹板由50～67.5～90～110～145 cm變化，底板由50～175.5 cm變化。327#墩、330#墩箱梁與墩之間均采用TJQZ系列球形支座連接。箱梁縱向預應力筋：采用低松弛高強度預應力鋼絞線，型號為Φj15.20，公稱面積為140.00 mm2，強度級別為1 860 MPa，彈性模量為195 GPa，預應力鋼束采用19、21、22、25-Φj15.2鋼絞線，所有鋼絞線均兩端張拉；采用M15-19、M15-21、M15-22、M15-25型錨具。管道采用金屬波紋管制孔，19-Φj15.2鋼絞線采用的波紋管內徑為Φ100 mm，21、22、25-Φj15.2鋼絞線采用的波紋管內徑為Φ120 mm。橫向預應力筋：采用強度級別為1 860 MPa的4-Φj15.2的鋼絞線，預應力管道采用內徑為70 mm×19 mm的扁鍍鋅金屬波紋管，錨具采用BM15-4型錨具。豎向預應力筋：采用Φ16-3無黏結預應力鋼棒，單支單端張拉，鋼棒兩端采用Φ16-3配套錨具，抗拉強度標準值為1 420 MPa，彈性模量為201 GPa。橋址分布區：有人工填土；粉質黏土，容許承載力為120 kPa；強風化凝灰熔巖(W4)，容許承載力為200 kPa；強風化凝灰熔巖(W3)，容許承載力為400 kPa；弱風化凝灰熔巖(W2)，容許承載力為1 000 kPa，橋區內地下水主要為第四系覆蓋層孔隙潛水、基巖裂隙水。地下水、地表水均無化學性侵蝕、無鹽類結晶破壞；根據氯離子含量判定，地下水、地表水均無氯鹽侵蝕性。橋區內碳化環境等級為T2。

2 施工關鍵

連續剛構梁體為單箱單室，變高度、變截面結構，采用掛籃懸臂現澆法總體施工方案，采用2套掛籃分段懸臂灌注施工。先在 328#、329#墩身施做三角托架，預壓后澆筑0#塊砼，在0#塊上安裝掛籃，然后灌注1#塊段。預應力完成1#塊施工后，其他標準段采取懸臂對稱澆筑，同時進行邊跨現澆段墩頂支架拼裝、混凝土澆筑。按照先邊跨合龍、再中跨合龍的步驟進行合龍段施工。混凝土由拌和站集中供應，泵送入模。小型機具和鋼筋等材料的垂直運輸采用QTZ80塔吊，施工人員上下采用定制人行鋼爬梯。施工的關鍵為：(1)懸臂現澆連續剛構跨度大，主跨為160 m，施工時線形控制難度較大；(2)連續剛構主跨上跨潮莞高速公路，既有道路車流量大，上跨施工時安全風險大；(3)0#塊主墩位置設有結構復雜的隔板2道，梁體設有高度集中的預應力管道和密集的鋼筋，施工時對混凝土搗固質量要求較高；(4)梁體體積大，砼需求量大，施工時砼供應安排難度大，如何降低砼的水化熱，避免因砼內外溫差引發梁體出現裂縫以及采用有效措施防止張拉預應力前砼的開裂，是本工程控制的重點之一。

3 關鍵施工技術

3.1 施工梁體線形控制

梁體施工時，會因為混凝土的徐變、收縮等造成懸臂段線形發生改變，澆筑混凝土時受到墩柱壓縮、溫度變化、日照、混凝土自重等會使梁體出現豎向撓度。為保證成橋時應力狀態和線形滿足設計要求，滿足橋梁合龍高程誤差不超過15 mm，懸臂施工時對其各節段的應力與撓度進行監測，并根據情況采取有效措施進行調整，為安裝下節段的模板提供預報數據，以控制下節段模板標高，最大程度保證橋梁實際線形與應力接近設計要求[1-2]。施工中梁體撓度采用軟件進行控制。施工梁體時，為控制梁體線形，應計算并觀測已完成梁段的徐變收縮、溫度及荷載引起的撓度，觀測模板、掛籃完成后的撓度，并對澆筑混凝土前梁體的預拱度進行測量調整。同時觀測澆筑混凝土后、預應力張拉前后的梁體的撓度及梁體施工溫度，并在合龍前進行溫度修正。還應在梁體內預埋測試元件對梁體應力進行觀測。觀測梁體的撓度應在晚8點至早8點時間段進行，保證每天定時進行觀測。為給梁體合龍提供數據，對合龍段應在施工前每間隔2 h進行24 h連續撓度觀測。應在箱梁橫向中部梁段邊緣、梁段端部左右腹板中間設置撓度固定觀測點，在觀測點位置埋設頂部打磨光滑的Φ20短鋼筋，其標高應高出施工立模標高5～8 mm。根據設計圖紙給出的預拱度值及托架、支架、掛籃預壓測得的變形量，計算出每個階段梁端預拱度，再與梁段混凝土澆筑前及澆筑后實際發生的撓度值進行比較，調整下一塊段模板標高。

3.2 跨既有公路施工防護

橋梁施工前，施工方案應得到公路主管部門的同意，施工順序與時間應服從公路部門的安排，掛籃設置全封閉吊棚式施工平臺，確保施工過程無墜物。注意嚴格按設計施工，混凝土達到強度后才能拆除模板。跨路安全防護方案需經相關單位審批后方可實施。具體方法為：(1)吊棚底板。掛籃安裝好后，用4根25精軋螺紋鋼吊桿將2*[20槽鋼吊在掛藍底托的前后橫梁上，在[20槽鋼頂面橫向間隔0.667 m焊接布置[5槽鋼，縱向布置[10槽鋼5條，槽鋼上焊接3 mm防滑鋼板形成防護平臺底模系統[3-4]。(2)周邊防護。梁端面用30 mm×3 mm角鋼立桿，橫向用30 mm×3 mm角鋼連接成整體，上連掛籃梁架，下連槽鋼，焊接牢固，用鋼絲網(1 cm網格)+防裂網片進行封閉，設置高度高于梁頂面1 m。在翼板側模處設Φ16鋼筋欄桿圍護，與底部模板背肋焊接牢固，護欄豎向高度1.2 m，每隔1.5 m布置一根；水平方向于護欄頂端和距離頂端60 cm位置，同樣采用Φ16鋼筋通長布置。護欄底部加設2 cm厚、30 cm高的(竹膠板)踢腳板，并掛設密目網，以防小型作業工具不慎滾動墜物。在施工節段兩側設2.4 m高安全防護圍欄，用30 mm×3 mm角鋼立桿間距1.5 m布置，并采用30 mm×3 mm角鋼間距1.2 m橫向連接，角鋼間連接均采用電焊焊接固定，周圍懸掛“防裂網片+密目網”，以防止掛籃施工區域內的任何物體墜落。防護系統和掛籃體系形成一個整體，掛籃走行時，鋼板等防護措施同掛籃一起移動，確保施工區域下方安全。

3.3 混凝土施工

(1)混凝土澆筑前的鋼筋檢查、預應力張拉值和伸長值、管道壓漿壓力值應留存影像資料。拌和物出場前應進行坍落度、含氣量和溫度的測定。混凝土含氣量的最低限值滿足規定要求。

(2)澆筑混凝土。0#塊梁體主墩位置設有結構復雜的隔板2道，梁體設有高度集中的預應力管道和密集的鋼筋，是連續鋼構箱梁懸臂灌注混凝土施工的難點與重點。混凝土灌注時，應考慮砼內的水化熱，采取降低砼內部溫度等措施減小砼的入模溫度，嚴格控制砼的內外溫差不超過15 ℃。箱梁采用C55級混凝土，由拌和站集中拌合，用運輸車運輸，采用天泵均衡對稱澆筑。底板混凝土坍落度(運送到作業地點時)控制在 16～18 cm，腹板混凝土塌落度控制在14～16 cm，混凝土初凝時間不得超過6 h。施工過程中每100 m3制作標準養護試件1組，同條件養護試件制作5組。施工0#塊砼前，應認真清洗模板，對波紋管道、鋼筋、模板、托架進行檢查。混凝土澆筑采用汽車泵，懸臂澆筑采用水平分層平衡澆筑，不平衡重最大不能超過8 t，分層厚度不得超過30 cm。當砼自流高度超過2 m時，必須采用串筒或溜槽輸送。為便于澆筑梁體底板混凝土，預先在頂板設下料口，把模板挪開后下設溜槽或串筒進行其混凝土澆筑，完成后，再恢復鋼筋和模板。先底板再腹板后頂板，由0#塊中心最低處向兩側分層對稱澆筑砼，采用多孔振搗工藝進行振搗，振搗按腹板部位振搗通道、橫隔板段振搗通道、過人孔天窗振搗三個振搗區域進行[5]，具體為：

①腹板部位振搗通道：優化頂板鋼筋間距，總根數不變，采用Φ110的PVC管作為混凝土下料口，同時兼作振搗通道，采用Φ70的PVC管作為振搗通道。下料口有效解決了因混凝土澆筑高度過高造成的離析，下料口隨混凝土澆筑逐步提升，下料口底部距混凝土面保證在50 cm高度。

②橫隔板段振搗通道：以過人孔為界，分左右兩個區域，每個區域布置3根下料口，8根振搗通道，尺寸同腹板振搗通道。支座上方鋼筋密布，以往施工很難振搗到位，通過橫隔板段振搗通道有效解決了支座上方混凝土振搗不密實的問題。

③過人孔天窗振搗：橫隔板過人孔底模處，按照搗棒作用范圍，沿縱向中心線左右對稱各開設3個20 cm × 30 cm振搗天窗。混凝土澆筑時，為保證管道不堵塞，應對橫向、豎向預應力孔道連續通風，在混凝土初凝后及時拔除插入的芯管。為防止混凝土表面過早出現裂縫，澆筑完成砼后應進行壓光。澆筑頂板混凝土時，采取在梁體縱向中心線帶線施工，由掛杠進行找坡。砼終凝后，應馬上采取灑水、覆蓋等養護措施，避免混凝土因內外溫差引發表面裂縫，養護期不少于14 d。混凝土澆筑過程中現場每100 m3制作150 mm × 150 mm × 150 mm標準養護試件1組，0#施工同條件制作標準養護試件5組。

(3)混凝土養護。砼澆筑完成后要進行壓光工作，進行壓光抹面不少于3次。澆筑頂板混凝土時應注意預留2%反水坡，施工時可在梁體縱向中心線帶線施工，由掛杠進行找坡。砼澆筑完成后1 h內，進行混凝土覆蓋的養護，避免因內外溫差引起砼表面裂紋的出現等，養護時間滿足表1要求。

表1 混凝土養護最低期限

3 結語

采用連續剛構施工技術，安全順利地完成了該橋梁施工，橋梁線形符合規定要求，跨既有公路施工未出現任何安全事故，橋梁混凝土各項質量均滿足規定要求，表明連續剛構采用的關鍵施工技術是成功的，為類似橋梁的施工積累了寶貴的經驗。