客運(yùn)專線連續(xù)梁一次性整體支架現(xiàn)澆法施工

趙敏聰

1 工程概況

哈大鐵路客運(yùn)專線宮房特大橋中心里程為DK76+961.64,橋梁全長2 951.62 m,橋梁上部結(jié)構(gòu)主要以簡支梁和連續(xù)梁為主,其中DK75+750.08～DK75+798.08處(7號～10號墩)處跨越窩炮公路為一聯(lián)(32+48+32)m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁,瀝青路面,寬度26 m,凈空要求為26 m×5 m,線路與公路的夾角為32°2′0″。箱梁橫截面為單箱單室,斜腹板,箱梁頂寬 12 m,底寬5 m,全長113.5 m,梁底按照二次拋物線變化,中支點(diǎn)處梁高4.05 m,跨中和邊跨直線段梁高3.05 m,梁體采用C50混凝土澆筑。

2 工程特點(diǎn)

宮房特大橋位于哈大客專3號制梁場架梁通道上,連續(xù)梁的施工進(jìn)度直接制約著3號梁場的制架梁,如何安全、保質(zhì)、快速完成連續(xù)梁是該橋總體施工的關(guān)鍵。

3 方案選擇

3.1 分段支架現(xiàn)澆法

支架搭設(shè)、預(yù)壓完成后,先澆筑第一現(xiàn)澆段,再澆筑第二現(xiàn)澆段,然后澆筑第三現(xiàn)澆段,最后澆筑中跨合龍段,分段支架現(xiàn)澆法施工工序:1)清理場地、備料;樁基、承臺(tái)、墩身施工;支架基礎(chǔ)處理。2)臨時(shí)墩施工,搭設(shè)跨路膺架,其他部分搭設(shè)滿布支架;支架及膺架按梁體重量的1.2倍重預(yù)壓,消除支架及基礎(chǔ)非彈性變形,并測得支架的彈性剛度。3)對稱澆筑兩個(gè)第一段并養(yǎng)生,施加2號和3號墩臨時(shí)固結(jié)約束;待混凝土強(qiáng)度和彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)值的95%后,張拉并錨固預(yù)應(yīng)力鋼束T1,孔道壓漿;張拉并錨固橫、豎向預(yù)應(yīng)力鋼束(筋)孔道壓漿。4)對稱澆筑四個(gè)第二現(xiàn)澆段并養(yǎng)生;待混凝土強(qiáng)度和彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)值的95%后,張拉并錨固預(yù)應(yīng)力鋼束T4,孔道壓漿;張拉并錨固橫、豎向預(yù)應(yīng)力鋼束(筋),孔道壓漿。5)對稱澆筑兩個(gè)第三現(xiàn)澆段并養(yǎng)生,安裝1號和4號墩的正式支座;待混凝土強(qiáng)度和彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)值的95%后,張拉并錨固預(yù)應(yīng)力鋼束 T2,T3,孔道壓漿;張拉并錨固橫、豎向預(yù)應(yīng)力鋼束(筋),孔道壓漿。6)安裝中跨跨中臨時(shí)剛性連接構(gòu)造;臨時(shí)張拉預(yù)應(yīng)力束T5,D2;解除2號和3號墩臨時(shí)固結(jié)約束,安裝正式支座;澆筑跨中合龍段。7)待合龍段混凝土強(qiáng)度和彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)值的95%后,補(bǔ)張拉并錨固預(yù)應(yīng)力鋼束T5,D2,孔道壓漿;拆除支架、膺架,臨時(shí)墩、支架拆除應(yīng)從跨中和邊支點(diǎn)向主墩依次拆除;依次張拉并錨固預(yù)應(yīng)力鋼束F1～F4,孔道壓漿;依次張拉并錨固預(yù)應(yīng)力鋼束D3～D4,孔道壓漿;張拉并錨固預(yù)應(yīng)力鋼束BT1,孔道壓漿;張拉并錨固橫豎向預(yù)應(yīng)力鋼束(筋),孔道壓漿。8)存梁30 d;通行架梁機(jī);橋面附屬施工;成橋。

3.2 整體一次性支架現(xiàn)澆法

一次整體性支架現(xiàn)澆施工工序:1)清理場地、備料;樁基、承臺(tái)、墩身施工;支架基礎(chǔ)處理。2)臨時(shí)墩施工,搭設(shè)跨路膺架,其他部分搭設(shè)滿布支架;支架及膺架按梁體重量的1.2倍重預(yù)壓,消除支架及基礎(chǔ)非彈性變形,并測得支架的彈性剛度;支座安裝、模板、鋼筋施工。3)梁體混凝土澆筑。4)待混凝土強(qiáng)度和彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)值的95%后,進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋張拉;孔道壓漿、封錨。5)存梁30 d;通行架梁機(jī);橋面附屬施工;成橋。

3.3 方案確定

根據(jù)圖紙要求,當(dāng)混凝土強(qiáng)度及彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的95%,且齡期大于7 d后方可張拉預(yù)應(yīng)力束,采用分段現(xiàn)澆、分段張拉的施工工藝,需要進(jìn)行3次張拉,其中張拉等強(qiáng)時(shí)間必須占用21 d,施工工序繁瑣,周期長,無法滿足架梁工期要求。而采用整體澆筑整體張拉工藝則可省去分段澆筑分段張拉所占用的時(shí)間,同時(shí)可避免形成大的接縫錯(cuò)臺(tái),混凝土成型后梁體整體外觀質(zhì)量好。經(jīng)綜合考慮,最終確定變更為一次整體性支架現(xiàn)澆法施工。

4 施工工藝

4.1 工藝流程

一次整體性支架現(xiàn)澆法施工工藝流程見圖1。

4.2 地基處理、支架搭設(shè)及通道布置

基底處理假定將梁部重量的120%以及施工中的各種可變荷載重量的140%全壓在底板5.5 m范圍內(nèi)進(jìn)行檢算,采用將原地面土碾壓夯實(shí),表面換填50 cm三七灰土,上面鋪20 cm厚C20普通混凝土。整體支架采用外徑8 mm,壁厚3.5 mm的碗扣式支架一次性搭設(shè)完成。支架橫向間距在底、腹板位置為60 cm,翼板位置為90 cm;縱向間距,其余位置均為90 cm;橫桿步距在腹板下距離主墩12 m范圍為60 cm,其余均為120 cm;剪刀撐每隔 3排一道,從頂?shù)降走B續(xù)設(shè)置,保證搭接頭不小于60 cm,接頭卡不少于兩個(gè),傾角控制在45°～60°。為保證正常交通,在公路中央設(shè)置通道,采用碗扣支架作為支墩,支墩底部設(shè)置C20混凝土條形基礎(chǔ),頂部采用10 cm×15 cm方木作為橫向分配梁,采用Ⅰ40a工字鋼作為縱向分配梁,在工字鋼頂面滿鋪竹膠板作為防落物平臺(tái)。

4.3 底側(cè)模拼裝、支架預(yù)壓

現(xiàn)澆梁底側(cè)模采用δ=12 mm竹膠板,以減少模板接縫,增加底板表面光潔度,提高混凝土外觀質(zhì)量,底模與側(cè)模間加雙面膠密貼,防止漏漿,并加固牢固。然后放線抄平并檢查其平整度,安裝側(cè)模及翼緣板模板。底側(cè)模拼裝完成后采用沙袋按梁體重量的30%,70%,120%順序分級進(jìn)行壓載預(yù)壓。在加載過程前后各測取一組數(shù)據(jù),當(dāng)加載到梁體總重的120%時(shí),每4 h測取一組數(shù)據(jù),直至數(shù)據(jù)不再變化即進(jìn)行卸載。

4.4 鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋管道安裝

底板、腹板鋼筋一次綁扎成型,綁扎順序?yàn)?先綁扎底腹板鋼筋,按施工設(shè)計(jì)圖紙安裝縱橫向預(yù)應(yīng)力筋管道,管道安裝完成后對局部不順暢的進(jìn)行調(diào)整,并對波紋管加固定位。經(jīng)詳細(xì)檢查合格后,吊裝內(nèi)模,然后綁扎頂板鋼筋、布置頂板預(yù)應(yīng)力管道及穿束。

4.5 內(nèi)模拼裝、整體加固

連續(xù)梁內(nèi)模采用竹膠板加工制作,4 m為一節(jié),以方便吊裝及拆模。頂板和腹板內(nèi)模采用縱橫向背方木并使用碗扣支架頂緊的方式來抵抗?jié)仓炷習(xí)r對內(nèi)模產(chǎn)生的壓力,整體加固采取連拉帶頂?shù)姆绞?。?cè)模使用整塊竹膠板立放,上下設(shè)置兩排φ 16拉條,拉條孔開在豎向中線上,外側(cè)模立于底模之上,在側(cè)模與底模相接處,縱向布設(shè)一根5 cm×3 cm的木板,使用鐵釘錨固,防止在澆筑過程中出現(xiàn)跑模、漏漿現(xiàn)象。腹板外側(cè)設(shè)置三道鋼管頂撐,為防止支架向外側(cè)位移,翼緣板下每排支架均設(shè)置斜拉鋼管,要求斜拉鋼管與最外層立桿連接,支架最外側(cè)沿縱橋向連接一根φ 48 mm的鋼管。腹板內(nèi)側(cè)每隔120 cm上下設(shè)置兩道鋼筋拉條,兩頭焊接在腹板拉條上,頂撐為內(nèi)模支架的水平桿。

4.6 混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)

澆筑梁體混凝土?xí)r,2臺(tái)汽車泵自現(xiàn)澆箱梁的一端向另一端推進(jìn)。澆筑的原則是按照斜向分層水平分段,由底板到腹板再到頂板,分段按20 m左右控制,逐步向前推進(jìn)澆筑?；炷翝仓瓿珊蠹皶r(shí)采取養(yǎng)護(hù)措施,重點(diǎn)加強(qiáng)混凝土的濕度和溫度控制,盡量減少表面混凝土的暴露時(shí)間,及時(shí)進(jìn)行緊密覆蓋,防止表面水分蒸發(fā)。箱梁表面予以覆蓋,灑水次數(shù)以混凝土表面濕潤為度,灑水養(yǎng)護(hù)7 d。箱梁的內(nèi)室降溫較慢,適當(dāng)采取通風(fēng)降溫措施。

4.7 預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿及封端

鋼絞線下料后,應(yīng)梳整編束,每隔1 m～1.5 m用鐵絲綁扎,按編號分類存放。待混凝土強(qiáng)度達(dá)到95%設(shè)計(jì)強(qiáng)度,混凝土彈性模量達(dá)到95%以上,混凝土齡期達(dá)到 7 d時(shí),清除孔道內(nèi)雜物,采用人工配合慢速卷揚(yáng)機(jī)牽引進(jìn)行穿束。按照設(shè)計(jì)的張拉操作程序進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉并壓漿。將錨穴混凝土進(jìn)行接槎鑿毛并清理干凈,在錨穴內(nèi)設(shè)置鋼筋網(wǎng),并通過在錨墊板安裝孔中擰入特制螺栓相接的方式使其與梁體連接,加固封端模板并澆筑封端混凝土。

4.8 模板、支架拆除

混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后方可拆除模板及支架(翼緣板底板強(qiáng)度達(dá)到100%,頂板強(qiáng)度達(dá)到75%)。拆除支架時(shí)一定要先翼板后底板,并必須從跨中對稱往兩邊拆。支架的拆除分兩次進(jìn)行,先從跨中對稱往兩邊松一次支架,再對稱從跨中往兩邊拆,以防止拆架產(chǎn)生過大的瞬時(shí)荷載引起混凝土的施工裂縫。

5 安全組織及措施

施工前,成立安全組織機(jī)構(gòu),建立健全各項(xiàng)安全制度;深化安全教育,強(qiáng)化安全意識(shí),做好工作人員上崗前的安全技術(shù)培訓(xùn);制定詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì)和安全方案,制定合理的公路安全防護(hù)措施并報(bào)送當(dāng)?shù)毓饭芾聿块T審批,同意后進(jìn)行施工。

對地基承載力、支架、模板等構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、支架的整體穩(wěn)定性等進(jìn)行設(shè)計(jì)檢算?？缭郊扔泄肥┕?必須按照公路部門要求設(shè)置必需的減速、限高、防撞等相應(yīng)的安全標(biāo)識(shí)和設(shè)施;在設(shè)置的門洞頂部設(shè)置相應(yīng)的防落物平臺(tái),確保支架下的行車安全。

6 施工效果及評價(jià)

采用整體澆筑整體張拉工藝,變多次等強(qiáng)為一次等強(qiáng),節(jié)省了張拉等強(qiáng)的時(shí)間約21 d;箱梁內(nèi)模提前制作,整體吊裝把安裝工序與底腹板鋼筋綁扎工序由原來的前后關(guān)系變?yōu)椴⑿嘘P(guān)系,節(jié)約了時(shí)間約6 d。對比分段現(xiàn)澆、分段張拉的施工工藝總體節(jié)約工期約27 d,對后續(xù)制架梁提供了時(shí)間保證。

7 結(jié)語

施工實(shí)踐證明,采用一次性整體支架現(xiàn)澆法澆筑連續(xù)梁施工技術(shù),大大提高了制梁速度,確保了施工工期;對現(xiàn)場設(shè)備(混凝土拌合站、混凝土運(yùn)輸車、混凝土泵等)配備全、周轉(zhuǎn)料充足、工期緊、需采取冬季施工措施等施工條件下施工連續(xù)梁,采用一次性整體支架現(xiàn)澆法施工是比較合理的;本橋施工通道采用碗扣支架作為支墩,采用工字鋼作為縱向分配梁,也可根據(jù)需要采用鋼管柱、貝雷梁等其他構(gòu)件作為通道支墩和分配梁。

[1] JGJ 166-2008,建筑施工碗扣式腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].

[2] JGJ 130-2001,建筑施工扣件式腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].

[3] JGJ 15831-2006,鋼管腳手架扣件[S].

[4] JTJ 041-2000,公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[5] JGJ 79-2002,建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

[6] 劉吉士.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范實(shí)施手冊[M].北京:人民交通出版社,2001:10.