下承式拱型桁架渡槽施工新工藝

楊文志

(湖南路橋建設(shè)集團公司，湖南長沙410004)

0 前言

渡槽施工在高速公路施工中雖占的比重不大，但對當(dāng)?shù)厝嗣竦纳a(chǎn)生活影響較大;如果施工不當(dāng)，在高速公路通車后也將影響高速公路的正常運營，而且在路基土石方施工過程中，快速的完成渡槽施工也能減少與當(dāng)?shù)丶m紛和協(xié)調(diào)工作，降低施工成本。下承式拱型桁架渡槽能充分發(fā)揮材料的受壓性能，在高速公路建設(shè)中越來越得到采用。但因拱型桁架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，桿件多、細且長，控制難度大，施工工序較為繁瑣，如采用常規(guī)現(xiàn)澆施工方法工期較長。本文介紹一種平臥預(yù)制、整體吊安的施工新工藝與新方法，去繁就簡，安全可靠、優(yōu)質(zhì)高效。

1 工程簡介

桂武高速公路第9合同段所承建的k160+928曉言塘渡槽是一座8 m+20 m+20 m+8 m的4孔橫跨高速公路的通水結(jié)構(gòu)，總長56 m。其中兩個主跨為拱型桁架+渡槽槽身的結(jié)構(gòu)，兩個輔跨連接段為單獨的槽身結(jié)構(gòu)。該渡槽的總體布置如圖1。

圖1 渡槽的總體布置(單位:cm)

2 施工方案及施工工藝與方法

2.1 施工工藝流程

下承式拱型桁架渡槽采用平臥法預(yù)制和整體吊安的施工工藝流程如圖2。

圖2 施工工藝流程

2.2 施工方法

2.2.1 拱型桁架預(yù)制

1)場地硬化。

為確保桁架結(jié)構(gòu)預(yù)制質(zhì)量及精度，在渡槽附近就地平整和壓實場地，并澆筑10 cm厚C25混凝土作為預(yù)制平臺，混凝土要振搗密實與嚴格控制頂面平整度，以保證桁架預(yù)制需要和達到構(gòu)件預(yù)制的質(zhì)量不因地基問題產(chǎn)生下沉、裂縫、起砂或起鼓等現(xiàn)象。四周采取開挖排水溝措施，防止場地受雨水影響。

2)測量放樣。

采用坐標(biāo)法在預(yù)制臺上直接放樣，根據(jù)設(shè)計提供的坐標(biāo)，返算出桁架拱坐標(biāo)方程式為y=-0.025 x2+2．5，以跨中點為坐標(biāo)系原點，以渡槽水平向為x軸，豎直向為y軸。采用1 m/每點進行加密放樣，確保線型準(zhǔn)確。

各點坐標(biāo)計算如表1。

3)胎模制作及鋼筋安裝。

根據(jù)放樣坐標(biāo)點，在預(yù)制平臺上采用彈墨線法按照桁架片的結(jié)構(gòu)尺寸如圖3繪制出來，再采用δ6 mm鋼板或δ10 mm竹膠板制作胎模(底模)，然后綁扎鋼筋;并用竹膠板制作側(cè)模并固定，同時各種預(yù)埋件(包括墩身焊接鐵板、上下弦桿預(yù)埋鋼筋和槽身澆筑預(yù)埋鋼筋等)的位置要準(zhǔn)確設(shè)置。

4)專項混凝土配合比設(shè)計。

圖3 桁架片結(jié)構(gòu)尺寸(單位:cm)

表1 各點坐標(biāo)計算

因桁架上下弦桿及拉桿尺寸均很小，且鋼筋布置較密，需設(shè)計專項混凝土配合比來保證桁架桿件混凝土的密實與澆筑質(zhì)量。根據(jù)試驗，選取最大骨料粒徑滿足4.75～19 mm的連續(xù)級配的小石子，按4.75～9.5∶9.5～19=30%∶70%的比例摻配，并采用P.O52.5水泥、優(yōu)質(zhì)中砂和聚羧酸HPC—S—5減水劑，滿足設(shè)計與施工要求C40混凝土配合比:

C∶S∶G∶W∶A=381∶642∶1 193∶179∶5.72=1∶1.69∶3.13∶0.47∶0.015

水灰比為0.47，砂率為35%。

5)桁架片混凝土澆筑。

采取平臥法就地預(yù)制桁架片要求混凝土一次性澆筑完成，同時要振搗密實，表面要收漿平整光滑?；炷翝仓蟛捎酶采w灑水養(yǎng)生連續(xù)14 d以上，桁架片的混凝土強度達到設(shè)計強度的100%時，方可進行拼接、吊運等作業(yè)。

2.2.2 拱型桁架組拼

1)組拼平臺澆筑。

為保證桁架片一一對應(yīng)連接成整體，先在預(yù)制場地澆筑兩個組拼平臺，要求高出地面50 cm，兩個平臺的標(biāo)高一致，高差與平整度均控制在2 mm以內(nèi)，通過測量將組合桁架的尺寸用墨線畫出以便組拼控制位置。

2)桁架片組對豎立。

因桁架片既長且細，側(cè)向剛度較差。根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》第7.2條關(guān)于“短暫狀況構(gòu)件的應(yīng)力計算”的條文說明，為防止在轉(zhuǎn)換過程中發(fā)生折斷或扭曲，或出現(xiàn)裂縫，采用腳手架鋼管縱橫交錯，并用鐵絲將鋼管及桁架片絞緊等臨時加固措施，臨時增加桁架片整體剛度，確保桁架片起吊安全。用一臺吊車緩慢吊起平臥桁架片，其中吊車大鉤起吊位置在上弦桿節(jié)點，吊車小鉤起吊位置在下弦桿節(jié)點，通過控制大小鉤起吊速度及高度，將桁架片由平臥狀態(tài)緩慢地起吊至豎直狀態(tài)。

通過吊車分次將已預(yù)制好的兩片桁架起吊放置在組拼平臺上，同時根據(jù)桁架上下連桿的長度和位置控制兩片桁架的上口與縱向位置，采用地錨、手拉葫蘆，三角架等將豎立的兩片桁架臨時固定。

3)澆筑桁架上下連桿。

將上下連桿的連接鋼筋焊接成整體，綁扎連桿其它鋼筋，安裝連桿模板，澆筑拉桿混凝土，使兩片預(yù)制好的桁架片成為一跨的拱型桁架。

2.2.3 拱型桁架整體吊安

1)吊點及吊索選擇。

單跨拱型桁架全長20 m，總重約7 t，根據(jù)起重吊裝的有關(guān)規(guī)定，吊索(選用φ19.5 mm鋼絲繩，單根長度12 m)與預(yù)制件平面的夾角不應(yīng)小于45°;同時考慮起吊后桁架結(jié)構(gòu)縱向內(nèi)力基本平衡，選取吊點位置從桁架端部往中部6 m處的上弦桿與斜拉桿交叉位置。并在吊點節(jié)點處設(shè)置起吊用扁擔(dān)梁，扁擔(dān)梁用2根14#槽鋼焊成盒形，以減少起吊時水平力對桁架連桿的不利影響。

2)整體吊安就位。

用吊車緩慢整體提升桁架組，纜繩牽拉，控制其搖擺;當(dāng)置于墩頂位置時，以桁架下弦兩端的定位標(biāo)記和墩頂?shù)妮S線標(biāo)記為準(zhǔn)，緩慢準(zhǔn)確定位后臨時固定，再將上下預(yù)埋鋼板焊接一起。

2.2.4 主跨段槽身現(xiàn)澆施工

主跨段槽身施工時，直接利用桁架片下弦桿上相應(yīng)位置的預(yù)埋鋼筋(按間隔60 cm設(shè)置)作為底模支架，鋪設(shè)底模，綁扎鋼筋，安裝側(cè)模，利用汽車吊、料斗澆筑，待混凝土強度滿足要求時將模板拆除、將預(yù)埋件割除。

2.2.5 連接段槽身施工

在預(yù)制場地內(nèi)預(yù)制，并預(yù)埋4根吊環(huán)以便后續(xù)施工起吊，在其強度達到100%后則用吊車整體起吊安裝就位。

3 結(jié)語

本工程采用了平地預(yù)制，整體吊裝的新工藝、新方法，與常規(guī)施工方法相比，能充分保證施工質(zhì)量、減少施工難度，減少高空作業(yè)工序，且大幅減少所需的大型機械臺班，且上部構(gòu)造可在下部構(gòu)造施工時同期進行，大大縮短整體的施工時間，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。實踐證明，在以后類似的結(jié)構(gòu)施工過程中，也可以參考使用該新工藝、新方法。

［1］張應(yīng)立.現(xiàn)代混凝土配合比設(shè)計手冊［M］.北京:人民交通出版社，2003.

［2］楊準(zhǔn)理，武吉中，余軍.公路施工手冊/基本作業(yè)［M］.北京:人民交通出版社，1998.