潼江河特大橋（95+180+95）m連續(xù)剛構(gòu)施工流程及安全對(duì)策

繆志智 MIAO Zhi-zhi

（中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，武漢 430056）

0 引言

在特大橋建設(shè)過(guò)程中，橋梁大跨徑部分需要用到連續(xù)剛構(gòu)。連續(xù)剛構(gòu)的施工難點(diǎn)是支架搭設(shè)難度大[1]，尤其是在地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū)。為了克服這一難點(diǎn)，在地質(zhì)條件惡劣的地區(qū)采用掛籃懸臂澆筑法，這種方法能顯著降低惡劣地質(zhì)條件帶來(lái)的施工難度，目前已被眾多施工企業(yè)所采用。在連續(xù)剛構(gòu)橋梁建設(shè)施工中，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量把控關(guān)系著連續(xù)剛構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性[2-3]。底板崩裂也會(huì)出現(xiàn)在連續(xù)剛構(gòu)施工中，應(yīng)針對(duì)底板崩裂的原因提出相應(yīng)的控制預(yù)防措施[4]。當(dāng)場(chǎng)地不適宜于大型移動(dòng)設(shè)備時(shí)，采用掛籃懸澆筑法來(lái)建設(shè)連續(xù)鋼構(gòu)構(gòu)建[5-6]。掛籃懸臂澆筑法的施工工藝復(fù)雜，安全對(duì)策繁雜多樣，深入研究掛籃懸臂澆筑法的施工工藝和每種工藝所對(duì)應(yīng)的安全對(duì)策，對(duì)于強(qiáng)化施工過(guò)程中的安全等級(jí)和提升施工工藝質(zhì)量有著重要意義。本文基于實(shí)際施工案例，對(duì)特大橋梁連續(xù)剛構(gòu)掛籃式懸澆法施工工藝和安全對(duì)策進(jìn)行分析研究。

1 工程概況

潼江河特大橋（圖1）位于梓潼縣許州鎮(zhèn)百頃村和龍村境內(nèi)，橋梁全長(zhǎng)1398m，中心里程為：K93+092.6。孔跨布置為6×25m+19×40m+（95+180+95）m+2×40m+1×25m，全橋設(shè)30個(gè)橋墩2個(gè)橋臺(tái)。圓柱墩用于引橋橋墩，雙肢薄壁實(shí)心墩用于主橋橋墩，重力式橋臺(tái)用于引橋橋墩。（95+180+95）m連續(xù)剛構(gòu)位于25-28號(hào)主橋橋墩。本文將研究（95+180+95）m連續(xù)鋼構(gòu)的施工工藝和施工過(guò)程中的安全對(duì)策，結(jié)合項(xiàng)目施工經(jīng)驗(yàn)，為以后的類(lèi)似工程施工提供合理的施工工藝參考和安全處治措施。

圖1 潼江河特大橋主橋全貌設(shè)計(jì)圖

2 施工工藝

2.1 技術(shù)參數(shù)

潼江河特大橋（95+180+95）m連續(xù)剛構(gòu)全長(zhǎng)370m，分左右幅。主橋起止點(diǎn)樁號(hào)分別為K93+310.1和K93+680.1，主橋橋軸為直線(xiàn)，縱斷面位于i=l.70%的上坡段上，橋面設(shè)2%的單向橫坡。

①設(shè)計(jì)為單箱單室結(jié)構(gòu)，混凝土標(biāo)號(hào)C60。箱梁的頂板寬度和底板寬度分別為16.85m和9.0m，外翼板懸臂的長(zhǎng)度為3.925m，箱梁頂板的單向橫坡坡度設(shè)置為2%。箱梁邊跨和跨中的現(xiàn)澆段梁高度是4.0m，箱梁根部斷面和墩頂0號(hào)梁段的高度是12.0m。箱高在中跨跨中至箱梁根部區(qū)段以1.6次拋物線(xiàn)變化。在墩頂范圍內(nèi)的箱梁腹板厚度為120cm，從箱梁根部至跨中梁段腹板存在85cm、70cm及55cm三種厚度，箱梁0號(hào)梁段的底板厚為200cm，其余梁段底板由箱梁根部截面處的150cm厚度以1.6次拋物線(xiàn)漸變至跨中和邊跨合龍段截面的32cm厚度。主橋上部釆用掛籃懸臂法來(lái)施工，0號(hào)段箱梁的長(zhǎng)度是14m，懸臂標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段的施工尺寸是10×3.0m+13×4.0m，全橋共設(shè)3個(gè)長(zhǎng)度為2m的合龍段，橋梁邊跨的現(xiàn)澆段長(zhǎng)度為3.80m。1號(hào)~23號(hào)梁段釆用掛籃懸臂澆筑施工，最大控制重量為3108.5kN（1#梁段）。

在主橋跨中段設(shè)置4道轉(zhuǎn)向塊，每一道轉(zhuǎn)向塊的厚度為0.6m，2道橫隔板（厚度0.3m），邊跨段設(shè)2道轉(zhuǎn)向塊（厚度0.6m），1道橫隔板的厚度為0.3m；在兩個(gè)主墩的墩頂各設(shè)置2道橫隔板，隔板厚度1.8m，并作為體外束的錨固塊。

②全橋預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)。

1）縱向預(yù)應(yīng)力束。

箱梁頂板束、腹板束、邊跨合龍段頂板束均采用25ΦS15.2高強(qiáng)低松弛鋼絞線(xiàn)，中跨底板束、中跨合龍段頂板束采用22ΦS15.2高強(qiáng)低松弛鋼絞線(xiàn)，邊跨底板束采用15ΦS15.2高強(qiáng)低松弛鋼絞線(xiàn)。

2）豎向、橫向預(yù)應(yīng)力束。

豎向預(yù)應(yīng)力束采用低回縮錨具體系，其高強(qiáng)低松弛鋼絞線(xiàn)采用3ΦS15.2型號(hào)，箱梁腹板內(nèi)每隔50cm沿縱向交替布置一束豎向的預(yù)應(yīng)力束。箱梁頂板內(nèi)每隔50cm沿縱向設(shè)一道橫向預(yù)應(yīng)力束，高強(qiáng)低松弛鋼絞線(xiàn)采用3ΦS15.2型號(hào)。箱梁0#塊和端橫梁內(nèi)均設(shè)置橫向預(yù)應(yīng)力束，高強(qiáng)低松弛鋼絞線(xiàn)采用5ΦS15.2型號(hào)。

3）體外預(yù)應(yīng)力

體外預(yù)應(yīng)力的張拉索選用環(huán)氧涂層鋼鉉線(xiàn)成品索，27ΦS15.2型號(hào)，外層采用熱擠HDPE防護(hù)。為防止主橋在使用期間出現(xiàn)下?lián)线^(guò)大的情況，在箱梁內(nèi)體外束進(jìn)行二次張拉，張拉控制應(yīng)力不得超過(guò)1116MPa。

2.2 工藝流程

由于潼江河特大橋（95+180+95）m段的地質(zhì)環(huán)境惡劣，大型吊裝機(jī)械不能施展，該段的連續(xù)剛構(gòu)采用掛籃懸臂澆筑法進(jìn)行施工建造。首先對(duì)0#塊進(jìn)行施工，為后續(xù)施工提供工作平臺(tái)。

連續(xù)剛構(gòu)的0#塊采用三角托架法進(jìn)行施工澆筑，中間節(jié)段采用掛籃懸臂進(jìn)行澆筑，邊跨現(xiàn)澆段采用三角托架法進(jìn)行澆筑，邊跨合攏段和中跨合攏段均為掛籃吊架法進(jìn)行施工。

在0#塊的基礎(chǔ)上建造1#節(jié)段，1#節(jié)段為本次懸澆最重節(jié)段，重量為310.5t。具體施工步驟為：

第一步：在主墩墩身上埋設(shè)預(yù)埋件，安裝0#塊托架體系，預(yù)壓0#塊托架，完成0#塊箱梁混凝土澆筑、張拉、壓漿施工。

第二步：在0#塊上安裝掛籃，對(duì)掛籃進(jìn)行預(yù)壓處理，然后再對(duì)1#梁段進(jìn)行澆筑，完成后依次對(duì)稱(chēng)懸臂澆筑1#～23#節(jié)段，張拉相對(duì)應(yīng)梁段縱向、橫向、豎向預(yù)應(yīng)力鋼束，達(dá)到最大懸臂狀態(tài)。

第三步：在邊墩上埋設(shè)預(yù)埋件，搭設(shè)邊跨現(xiàn)澆直線(xiàn)段托架體系，支架預(yù)壓后再進(jìn)行邊跨直線(xiàn)段的混凝土澆筑工作。

第四步：把原有邊跨直線(xiàn)段托架當(dāng)做吊架平臺(tái)，同時(shí)在跨中懸臂端部施加邊跨合攏段配重P1（P1為吊架重量）；各懸臂端施加配重P2，澆筑邊跨直線(xiàn)段混凝土，同時(shí)將配重P2’進(jìn)行卸載處理，混凝土開(kāi)始養(yǎng)護(hù)，并張拉邊跨頂板和底板預(yù)應(yīng)力鋼束。

第五步：拆除邊跨直線(xiàn)段的吊架，安裝中跨合攏段的吊架，并且卸載平衡配重P1+P2。

第六步：中跨安裝平衡配重P3，合攏段兩端施加頂推力F，頂推施加完畢后安裝勁性骨架，澆筑中跨合攏段混凝土，同步卸載平衡配重P3’。

第七步：全橋進(jìn)行合攏，混凝土養(yǎng)護(hù)，張拉邊跨頂和底板預(yù)應(yīng)力鋼束，并拆除中跨的合攏吊架。

2.3 0號(hào)塊施工

0#塊為掛籃懸臂澆筑法施工的基礎(chǔ)模塊，為后續(xù)節(jié)段施工的工作平臺(tái)。0#塊長(zhǎng)14m，高12m，為單箱單室箱型結(jié)構(gòu)。0#塊采用兩次澆筑，第一次澆筑高度6.5m，第二次澆筑至梁頂高度。

2.4 懸臂澆筑段施工

圖2是懸臂澆筑梁段的工藝流程圖。待0#塊施工完成后，拆除0#塊托架，并在0#塊上開(kāi)始掛籃拼裝和試壓，將掛籃移動(dòng)到合適位置進(jìn)行固定。模板與前段混凝土緊密貼合，縫隙誤差控制在0.25%，已施工端面混凝土應(yīng)進(jìn)行鑿毛，露出75%以上的新鮮混凝土，保障鋼筋持力穩(wěn)定可靠。混凝土分層澆筑厚度控制在30cm，以免因分層厚度過(guò)大形成施工冷縫，振搗器移動(dòng)距離不能超過(guò)1.5倍作用半徑。待混凝土強(qiáng)度不低于90%時(shí)進(jìn)行縱向預(yù)應(yīng)力張拉，豎向預(yù)應(yīng)力鋼束采用滯后張拉工藝，張拉時(shí)遵循先長(zhǎng)束，后短束，左右對(duì)稱(chēng)的原則。為提高壓漿密實(shí)度，每次壓漿后需穩(wěn)壓3~5min，減少預(yù)應(yīng)力損失。

圖2 懸臂澆筑梁的工藝流程圖

2.5 邊跨現(xiàn)澆直線(xiàn)段施工

邊跨直線(xiàn)段長(zhǎng)3.8m，高度為4m，梁頂寬16.85m，梁底寬9m。混凝土總方量為117m3，其中懸臂段方量為36m3。施工工藝采用三角托架法，采用一次澆筑成型體系。為消除非彈性變形和確保支架強(qiáng)度，對(duì)支架按單元采取3級(jí)加載預(yù)壓，3級(jí)加載荷載依次為單元內(nèi)鋼筋混凝土自重的60%、100%、110%。為確保預(yù)壓結(jié)果的可靠性，每級(jí)加載完成后，應(yīng)停止下一級(jí)加載，并應(yīng)每隔2h對(duì)支架沉降量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)支架頂部監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降量平均值小于2mm時(shí)，再進(jìn)行下一級(jí)加載。（圖3）

圖3 邊跨現(xiàn)澆直線(xiàn)段的施工工藝流程圖

2.6 合攏段施工

邊跨和中跨合攏段長(zhǎng)度均為2m，其梁高均為3.0m，底板寬9m，頂板寬16.85m。利用邊跨直線(xiàn)段托架與吊桿形成吊架平臺(tái)，邊跨合攏段利用托架及施工掛籃吊架形成吊架平臺(tái)，一次澆筑成型。合攏段施工遵循“先邊跨、后中跨”的原則，23#節(jié)段施工完成后開(kāi)始先邊跨合攏，待該工序完成后再進(jìn)行中跨合攏段建設(shè)，合攏段施工溫度不超過(guò)20±2℃。合攏段混凝土灌注一次澆筑成型，時(shí)間控制在2～3h內(nèi)完成，不得超過(guò)4h。中跨合攏段使用單側(cè)掛籃進(jìn)行合攏段施工，另外一側(cè)掛籃施工23#節(jié)段后，往0#塊側(cè)倒退一個(gè)節(jié)段。

3 安全應(yīng)對(duì)措施

為確保連續(xù)剛構(gòu)施工中的安全，在進(jìn)行連續(xù)剛構(gòu)施工時(shí)，必須將安全工作放在首位，預(yù)防為主，項(xiàng)目部建立安全管理責(zé)任制度，并與施工班組負(fù)責(zé)人簽訂安全管理責(zé)任書(shū)，明確安全管理職責(zé)劃分，確保安全管理嚴(yán)密無(wú)漏洞、無(wú)死角。定期組織施工安全檢查，并及時(shí)召開(kāi)安全生產(chǎn)情況反饋會(huì)，確保安全管理日常化、規(guī)范化、具體化。

成立安全生產(chǎn)管理領(lǐng)導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)安全管理職能分工、工作流程制定、安全管理制度的制定，對(duì)安全施工進(jìn)行突擊檢查等。

3.1 混凝土施工安全措施

①預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)，混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到90%或者養(yǎng)護(hù)時(shí)間少于7天，防止因混凝土強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力損失。

②振動(dòng)機(jī)搬運(yùn)過(guò)程中應(yīng)將電源線(xiàn)收納至保護(hù)盒內(nèi)，嚴(yán)禁將電源線(xiàn)在鋼筋等堅(jiān)硬鋒利物上拖行，防止利器劃破電線(xiàn)導(dǎo)致觸電傷亡事故。

③施工時(shí)人員不得站在模板外側(cè)及支撐上，要站在護(hù)欄或模板內(nèi)，防止因模板傾覆導(dǎo)致安全事故。

3.2 預(yù)應(yīng)力張拉安全措施

①預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)下料工作需要在清理干凈的硬化場(chǎng)地內(nèi)進(jìn)行，防止異物夾雜到預(yù)應(yīng)力構(gòu)建中，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力損失。

②場(chǎng)地內(nèi)不能進(jìn)行電焊工作，防止電焊時(shí)產(chǎn)生的電焊弧擊傷預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)，導(dǎo)致鋼絞線(xiàn)在張拉時(shí)出現(xiàn)斷裂事故。

③預(yù)應(yīng)力張拉前，檢查夾片和錨具的硬度、潤(rùn)滑度、夾片有無(wú)裂紋、有無(wú)銹蝕現(xiàn)象，防止夾片和錨具彈出傷人。

④預(yù)應(yīng)力在張拉時(shí)要調(diào)整油頂位置，保證油頂、錨具、錨墊板三者處于一條直線(xiàn)上，防止張拉時(shí)因錯(cuò)位引發(fā)安全事故。

⑤因預(yù)應(yīng)力在張拉時(shí)存在斷筋的風(fēng)險(xiǎn)，在預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)，油頂后面嚴(yán)禁站人。

4 結(jié)語(yǔ)

大橋的連續(xù)剛構(gòu)施工中，掛籃懸臂澆筑法被廣泛運(yùn)用在地質(zhì)條件惡劣，大型移動(dòng)吊裝機(jī)械無(wú)法開(kāi)展的地方。由于該方法的施工工藝相對(duì)復(fù)雜，施工中安全隱患多，需要加強(qiáng)施工工藝質(zhì)量管理，采取穩(wěn)當(dāng)可靠的安全應(yīng)對(duì)措施。本文立足于潼江河特大橋（95+180+95）m連續(xù)剛構(gòu)的施工工藝和安全對(duì)策開(kāi)展分析研究，做到科學(xué)的施工工藝和穩(wěn)妥的安全對(duì)策，保障大橋的使用性能和施工人員的生命安全。潼江河特大橋（95+180+95）m連續(xù)剛構(gòu)采用了這一套施工工藝和安全對(duì)策后，取得了良好的施工效果，為相似工程提供了有效的依據(jù)。