變截面現(xiàn)澆連續(xù)箱梁0#塊施工技術(shù)應(yīng)用探討

楊偉名

中國鐵建港航局集團(tuán)有限公司 廣東 珠海 519031

引言

中國經(jīng)濟(jì)的繁榮穩(wěn)定，不僅促進(jìn)了社會(huì)基礎(chǔ)建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展，還提高了道路橋梁施工技術(shù)的更新速度。目前道路橋梁工程施工均采用現(xiàn)代化的高科技施工技術(shù)，其中變截面現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工技術(shù)因設(shè)計(jì)形式合理、安全性高、不易變形等優(yōu)勢在我國城市道路橋梁和高速公路橋梁建設(shè)中應(yīng)用廣泛。由于變截面現(xiàn)澆連續(xù)箱梁橋?qū)κ┕し桨负褪┕ぜ夹g(shù)要求較高，為不斷提升橋梁施工技術(shù)水平，應(yīng)嚴(yán)格把控變截面現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的施工質(zhì)量，確保橋梁使用的安全性。

1 工程概況

項(xiàng)目位于津市貨運(yùn)碼頭西側(cè)，津市澧水大橋下游約1700m處，起點(diǎn)位于津市市G353（原S302 K53+159），終于津市S233（原S205 K4+250）處。路線全長6.129km，道路寬21.5m，項(xiàng)目路基土方418600m3，防護(hù)7030m3，排水1629m3，橋梁1座長1543.98m，涵洞10道。

2 施工方案

澧水二橋工程的橋中心里程為K1+284，全橋共分7聯(lián)，橋跨組成為：[6×30+6×30+（82+2×140+82）+4×50+4×50+6×30+5×30]m，其中第3聯(lián)橫跨澧水，上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土變截面現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，跨徑為（82+140+140+82）m，其余各聯(lián)的上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土（后張）T梁，結(jié)構(gòu)體系為先簡支后連續(xù)；下部結(jié)構(gòu)0#橋臺(tái)采用U臺(tái)，35#橋臺(tái)采用肋板臺(tái)，13#～15#橋墩采用花瓶墩，其余橋墩采用柱式橋墩。澧水二橋12#～16#墩（82m+2×140m+82m）懸臂現(xiàn)澆連續(xù)梁，主橋上部結(jié)構(gòu)主梁采用單箱雙室預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁。箱梁頂寬21.5m，底寬14.5m。0#段、1#段總長13m，在墩頂和墩旁臨時(shí)支架上立模現(xiàn)澆，邊跨支架現(xiàn)澆段長10.68m。合攏段、2#～19#塊均采用掛籃懸臂現(xiàn)澆施工。

3 變截面現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工方法

3.1 支座安裝

安裝永久支座時(shí)，先打磨并精確找平墊石表面，在確定地腳螺栓位置后用環(huán)氧樹脂砂漿錨固，注意錨固過程應(yīng)考慮偏移量。標(biāo)高復(fù)測，校準(zhǔn)支座中心和橋梁中心線，保證二者平行。為解決灰塵、雜物對后續(xù)施工的影響，應(yīng)對安裝支座加設(shè)防塵罩。

臨時(shí)固結(jié)支座施工采用硫磺砂漿支座，頂面比永久支座高5mm。安裝臨時(shí)支座時(shí)，墩梁臨時(shí)固結(jié)錨固筋采用冷拉四級螺紋鋼筋，錨具為YGM型錨具。為有效增加抗震、抗滑能力，以承受梁段施工不平衡帶來的偏心拉力，應(yīng)順橋向外側(cè)施工，下端錨固在墩身內(nèi)，中段穿過0#塊混凝土，上端錨固于0#塊頂部。

3.2 現(xiàn)澆施工

3.2.1 搭設(shè)施工平臺(tái)。變截面現(xiàn)澆連續(xù)箱梁的施工平臺(tái)均由鋼板、工字鋼、貝雷梁、槽鋼以及螺旋焊管組成。施工時(shí)在橋墩內(nèi)預(yù)埋貝雷梁陰陽接頭，銷子連接后續(xù)貝雷梁，在承臺(tái)面預(yù)埋4根螺旋焊管共同承擔(dān)上部傳下來的荷載，在其上搭設(shè)貝工字鋼下橫梁、雷桁架、工字鋼以及鋼管腳手架平臺(tái)。支架由下往上鋪設(shè)尺寸分別為10cm×15cm和10cm×10cm的2層方木。嚴(yán)格控制鋼管腳手架間距：橫向間距的腹板區(qū)域?yàn)?0cm，底板和翼板區(qū)域?yàn)?0cm；縱向間距為60cm；施工平臺(tái)區(qū)域?yàn)?20cm。鋼管腳手架步距90cm，上層方木間距20cm，采用扣件式鋼管作剪刀撐。各種鋼材之間均采用U型拉桿連接，保證形成一個(gè)安全穩(wěn)定的整體，在拉桿無法連接的地方采用焊接。

3.2.2 支架預(yù)壓。在腳手架搭設(shè)完畢、安裝底模然后進(jìn)行堆載預(yù)壓?，F(xiàn)澆筑連續(xù)箱梁的支架采用砂袋預(yù)壓。首先吊車吊起砂袋堆放在支架上，預(yù)壓48h，實(shí)際預(yù)壓荷載為1.20倍0#、1#段重量，以消除腳手架的非彈性變形，測量記錄支架彈性變形量的原始數(shù)據(jù)，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算腳手架的非彈性變形和彈性變形，確定腳手架預(yù)留沉落量，這些數(shù)據(jù)也是調(diào)整底模的標(biāo)高的依據(jù)，可以有效保證箱梁底標(biāo)高和線形符合工程設(shè)計(jì)要求。預(yù)壓前腳手架的拋高量為10mm，預(yù)壓后根據(jù)實(shí)際變形量數(shù)據(jù)進(jìn)行合理調(diào)整。支架預(yù)壓過程應(yīng)分級進(jìn)行，分級為25%、50%、75%、100%、120%。準(zhǔn)確測量預(yù)壓點(diǎn)位并標(biāo)記在底板和翼板處，底板區(qū)域標(biāo)6個(gè)點(diǎn)位，每端3個(gè)，翼板區(qū)域標(biāo)4個(gè)點(diǎn)位，每端1個(gè)。

3.3 模板安裝

模板安裝先后順序?yàn)榈啄！?cè)模、內(nèi)模及端模。底模木模厚度2cm，側(cè)模為掛籃模板和自制鋼膜，內(nèi)模木模厚度2cm。模板施工為汽車運(yùn)輸模板，吊車起吊安裝。模板安裝前確定模板平面位置和標(biāo)高，箱梁為現(xiàn)澆施工，立模時(shí)密切關(guān)注箱梁的橫截面變化和橫坡變化，支座由楔形塊調(diào)整。立模應(yīng)關(guān)注模板支承的豎向位移量，保證成梁后梁底標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求。當(dāng)箱梁混凝土強(qiáng)度高于設(shè)計(jì)強(qiáng)度85%時(shí)，方可拆除承重模板。在模板安裝完畢并檢驗(yàn)合格后，方可開展下一工序[1]。

3.4 鋼筋、鋼絞線及預(yù)埋件安裝

根據(jù)設(shè)計(jì)及規(guī)范要求確定梁體鋼筋型號(hào)、規(guī)格，施工材料應(yīng)提供合格證和質(zhì)保書，并抽樣檢查其質(zhì)量和力學(xué)性能。在預(yù)加載試驗(yàn)后，根據(jù)計(jì)算及試驗(yàn)測得的彈性變形量數(shù)據(jù)確定立模預(yù)抬高量。調(diào)整模型標(biāo)高后開始綁扎箱梁底板鋼筋、腹板外側(cè)鋼筋以及翼緣板底層鋼筋。在安裝豎向、縱向、橫向鋼鉸線、波紋管以及相應(yīng)的預(yù)埋構(gòu)件時(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求預(yù)埋橋面防撞墻聯(lián)接鋼筋。按施工規(guī)范要求準(zhǔn)確、牢固固定波紋管，波紋管安裝時(shí)先內(nèi)穿1根牽引預(yù)應(yīng)力筋的鋼絲，以便穿束時(shí)用。波紋管接頭處采用管長2300mm的大號(hào)波紋管套接，在兩端各套入≥100mm，在按頭處纏3層黑膠布和2層黃色寬膠帶，解決漏漿堵塞管道的問題。豎向預(yù)應(yīng)力管道安裝時(shí)，在下端設(shè)壓漿管，上端用錨具上開叉口作排氣孔。在錨墊板鐵皮管上焊接Φ25mm鋼管，并外接橡膠軟管作壓漿管?？v、橫向的預(yù)應(yīng)力筋安裝不設(shè)壓漿及排氣管道，在錨墊板上露有壓漿及排氣孔。波紋管及預(yù)埋件施工結(jié)束后，再安裝內(nèi)側(cè)腹板鋼筋和頂板上層鋼筋，然后進(jìn)行內(nèi)模安裝。注意，如果預(yù)應(yīng)力波紋管位置與普通鋼筋位置存在沖突時(shí)，應(yīng)征得設(shè)計(jì)同意后再適當(dāng)調(diào)整普通鋼筋位置。

3.5 澆筑混凝土

0#塊工程混凝土施工采用泵送混凝土，應(yīng)對稱澆注施工。0#塊混凝土施工由中間向兩端分層進(jìn)行澆筑，利用插入式振動(dòng)器進(jìn)行振動(dòng)，充分振動(dòng)腹板與底板的交匯處，振動(dòng)時(shí)重點(diǎn)關(guān)注縱向預(yù)應(yīng)力波紋管及其錨頭處，避免振動(dòng)器長時(shí)間在波紋管附近長振動(dòng)。在混凝土澆筑過程中，應(yīng)安排專人密切觀測貝雷架撓度，需要時(shí)及時(shí)調(diào)整標(biāo)高。在澆完底板混凝土后，在混凝土初凝之前應(yīng)手工抹平底板頂面。為避免頂板混凝土表面出現(xiàn)高低不平現(xiàn)象，在頂板混凝土上采用拉繩方式檢測混凝土坡面的平整度，低補(bǔ)高鏟?；炷翝仓笤陧斆孢M(jìn)行抹漿和橫向拉毛。豎向預(yù)應(yīng)力張拉端錨墊板上鐵盒可以防止水泥漿進(jìn)入張拉工作孔，減少清理工作，對防止張拉工作孔周圍混凝土坍落和張拉后螺母高處混凝土面空洞現(xiàn)象具有重要作用[2]。

3.6 混凝土養(yǎng)護(hù)

箱梁混凝土養(yǎng)護(hù)采取澆水和噴涂養(yǎng)護(hù)劑相結(jié)合的方法，養(yǎng)護(hù)時(shí)間≥7d。在混凝土強(qiáng)度達(dá)到≥10MPa后方能進(jìn)行鑿毛，鑿毛標(biāo)準(zhǔn)是露出1/3的粗骨料。移動(dòng)掛籃及時(shí)進(jìn)行裝飾混凝土，并補(bǔ)好掛籃施工的預(yù)留孔洞。對埋在梁體內(nèi)的錨具，壓漿后應(yīng)沖洗干凈并鑿毛，利用焊在錨墊板上的鋼筋和封錨鋼筋網(wǎng)進(jìn)行綁扎，封錨混凝土采用C55高性能無收縮混凝土。

3.7 預(yù)應(yīng)力張拉

在預(yù)應(yīng)力張拉開始前，首先對千斤頂和油表進(jìn)行標(biāo)定，根據(jù)回歸方程計(jì)算張拉油表讀數(shù)；在達(dá)到使用時(shí)間或次數(shù)后，應(yīng)及時(shí)重新標(biāo)定。預(yù)應(yīng)力張拉工具主要包括張拉桿、撐腳、鋼板尺、退錨靈、工具錨、限位板、1t手拉葫蘆、0.5t卡環(huán)等。張拉按照先縱向后豎向、先長束后短束的順序，縱向束張拉時(shí)要求對稱性進(jìn)行。張拉前箱梁混凝土強(qiáng)度要求≥95%，在試驗(yàn)室開出張拉強(qiáng)度通知單后方能開始張拉作業(yè)。張拉過程中千斤頂后端嚴(yán)禁站人，當(dāng)發(fā)生異響時(shí)立即停止張拉作業(yè)，并檢查原因，解決問題后方可繼續(xù)；控制油泵緩慢、平穩(wěn)地送油；做好張拉記錄[3]。

4 變截面現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工重難點(diǎn)

4.1 連續(xù)箱梁節(jié)段懸澆施工重點(diǎn)

為保證箱梁的整體線型，安裝主梁節(jié)段模板應(yīng)設(shè)適當(dāng)?shù)淖冃晤A(yù)抬高量。箱梁懸澆節(jié)段的施工與箱梁0#塊施工方法相似，不同之處是采用掛籃現(xiàn)澆混凝土。掛籃為斜拉式掛籃，拼裝在0#塊上，在試壓前嚴(yán)格檢查掛籃安全性，在掛籃分級試壓過程中保證試壓塊和主梁混凝土分布一致，密切觀察下沉、變形情況。在掛籃滑道上劃出刻度，油壓千斤頂對稱均勻、平穩(wěn)地前移，嚴(yán)格控制兩端前移的距離偏差≤0.2m。

由于懸澆節(jié)段模板和前段梁段緊密結(jié)合，需要嚴(yán)格控制接縫處施工工藝。澆筑施工應(yīng)從前向后開展，在根部連接前段混凝土。施工過程嚴(yán)格控制施工荷載，保證兩端平衡。為有效控制箱梁兩端的混凝土重量偏差，對兩端的混凝土灌注盤數(shù)應(yīng)嚴(yán)格控制，兩端交叉、等量對稱進(jìn)行施工，灌注速度保持同步，保證懸臂端混凝土重量誤差滿足設(shè)計(jì)要求。

在懸臂澆筑過程中，認(rèn)真監(jiān)測、監(jiān)控箱梁節(jié)段懸澆施工，觀測點(diǎn)設(shè)置在每個(gè)塊件的前端和底板處，檢測不同階段的標(biāo)高變化，控制箱梁的抬高量滿足施工質(zhì)量要求，保證箱梁懸澆過程中線型符合設(shè)計(jì)要求。懸澆施工時(shí)要求橋墩兩側(cè)的澆筑應(yīng)對稱、均衡進(jìn)行，合理控制橋墩兩側(cè)的梁體、施工設(shè)備的重力差，保證橋墩兩側(cè)產(chǎn)生的彎矩差符合圖紙規(guī)定。

4.2 合攏段施工重點(diǎn)

合攏段在落地支架上立模澆筑，施工采用吊架法。注意合攏段施工順序先邊跨合攏，后中跨合攏，應(yīng)對稱施工。首先將邊跨合攏吊架掛在兩T鉤端部，上縱梁用N型萬能桿件拼裝，上、下橫梁采用工字鋼，上、下橫梁連接采用Φ32精軋螺紋鋼，然后支立底模、支立外側(cè)模、綁扎底板鋼筋及腹板鋼筋，最后安裝支立內(nèi)模板、綁扎頂板鋼筋以及預(yù)應(yīng)力管道。合攏段施工需要選在溫度穩(wěn)定、溫差小的時(shí)間，混凝土澆筑采用壓水箱方式，邊澆筑邊卸載。為盡早進(jìn)行張拉，合攏段混凝土標(biāo)號(hào)提高一個(gè)等級。在完成合攏段施工后，注意混凝土養(yǎng)護(hù)工作，應(yīng)覆蓋懸臂端以防曬。當(dāng)合攏段混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%時(shí)，且混凝土澆筑≥6d時(shí)，方可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。完成張拉、壓漿、封錨后，方可拆除吊模。

4.3 預(yù)應(yīng)力管道壓漿

預(yù)應(yīng)力管道壓漿是施工難點(diǎn)，是施工過程中最容易出現(xiàn)質(zhì)量問題的環(huán)節(jié)，如需要嚴(yán)格把控施工工藝，防止出現(xiàn)壓漿不飽滿、管道堵塞等問題。預(yù)應(yīng)力管道壓漿可以防止預(yù)應(yīng)力筋銹蝕，可以將預(yù)應(yīng)力均勻傳遞到結(jié)構(gòu)物上。預(yù)應(yīng)力管道采用活塞式壓漿泵進(jìn)行壓漿，在壓漿嘴后設(shè)置球閥可以維持恒壓，施工材料采用普硅R52.5，可以滿足箱梁工程設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度要求，水灰比為0.40～0.45。為解決壓漿不飽滿、管道容易堵塞的問題，在壓漿前用清水清洗和濕潤管道，清理干凈管道內(nèi)的渣子、鐵銹等有害物質(zhì)。在預(yù)應(yīng)力張拉結(jié)束后的48h內(nèi)進(jìn)行孔道壓漿可以避免預(yù)應(yīng)力松弛和銹蝕。

5 結(jié)束語

變截面現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工過程以流水化作業(yè)為主，集中生產(chǎn)加工鋼筋，因此有效縮短了橋梁施工工期，降低了橋梁工程整體造價(jià)，靈活的施工方法減少了施工空間。通過分析連續(xù)箱梁節(jié)段懸澆施工重點(diǎn)、合攏段施工重點(diǎn)以及預(yù)應(yīng)力管道壓漿等容易影響施工質(zhì)量的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，總結(jié)可行性措施有效解決了實(shí)踐中存在的問題，科學(xué)合理的施工方案和施工技術(shù)提高了橋梁整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和安全性，為保證工程施工質(zhì)量奠定了良好的基礎(chǔ)。澧水二橋工程建設(shè)對于優(yōu)化區(qū)域公路網(wǎng)絡(luò)，提高周圍抗洪搶險(xiǎn)能力，推動(dòng)市域資源開發(fā)利用，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展具有重要意義。