連續(xù)梁支架現(xiàn)澆改掛籃懸澆的核心工藝控制

陳建平

(中鐵八局集團(tuán)建筑工程有限公司，四川成都611731)

1 工程概況

新建錫(林浩特)烏(蘭浩特)鐵路跨白霍公路2號大橋全長324.71 m。

白霍公路為一級重載公路，鐵路與公路夾角為48°36'，公、鐵相交處的公路路面寬26 m，路基填高3～5 m。由于白霍公路工期提前，公路和鐵路同時(shí)修建，存在交叉施工干擾問題，故鐵路連續(xù)梁在完成墩臺施工后改為掛籃懸臂澆筑。

連續(xù)梁全長為145.4 m，計(jì)算跨度為(40+64+40)m，中跨跨中等高段10 m，邊跨等高端長13.7 m，邊支點(diǎn)及跨中梁高為3.0 m，邊支座中心線至梁端0.7 m。梁體為單箱單室直腹板形式，腹板厚40－60－80 cm，箱梁底板寬3.8 m，頂板寬7.2 m，主墩墩頂T構(gòu)共分為7個懸臂現(xiàn)澆段，0#現(xiàn)澆段長9 m，懸臂現(xiàn)澆段1#～7#號段長度分別為3×3.5 m+4×4.0 m，邊跨現(xiàn)澆段長7.7 m，合龍段長2.0 m。

2 總體施工方案

本橋懸灌澆筑連續(xù)梁跨徑為40 m+64 m+40 m三跨，共分35個節(jié)段;分墩頂段、懸澆段、邊跨段、合龍段4種形式。

1#～7#梁段采用懸臂澆筑法施工，根據(jù)設(shè)計(jì)分段長度、梁段重量、外形尺寸、斷面形狀及各種施工荷載，確定采用菱型掛籃;根據(jù)工期要求，需要制作2套掛籃(4個)，各梁均一次澆筑成型。邊跨段采用滿膛支架法施工，支架采用碗扣式腳手架，支架基礎(chǔ)應(yīng)進(jìn)行處理，施工前采用砂袋預(yù)壓，檢測是至達(dá)到承載力要求。合龍段采用剛性骨架合龍，吊架法施工?；炷敛捎梦⑴蛎浕炷?。

3 核心工藝

由于本連續(xù)梁原設(shè)計(jì)為支架現(xiàn)澆法施工，所以在橋墩施工時(shí)沒有預(yù)留臨時(shí)墩梁錨固措施。因此，墩梁錨固成為了本連續(xù)梁掛籃懸澆施工的核心工藝技術(shù)。

根據(jù)變更施工方法后的設(shè)計(jì)文件要求，墩梁臨時(shí)固結(jié)措施為:各中墩臨時(shí)固結(jié)措施，應(yīng)能承受中支點(diǎn)處最大不平衡彎矩19 700 kN·m和相應(yīng)豎向反力14 907 kN，墩梁固結(jié)臨時(shí)墩在橫橋向必須支承在箱梁腹板范圍內(nèi)，此不平衡荷載考慮了中墩兩側(cè)梁體結(jié)構(gòu)的不均勻性、施工不平衡荷載和風(fēng)荷載影響，未考慮安全系數(shù)及一側(cè)掛籃墜落的情況。懸臂施工時(shí)，要求對稱澆筑，如難以實(shí)現(xiàn)，應(yīng)控制兩側(cè)混凝土澆筑進(jìn)度差不大于2 m3，且兩側(cè)施工不平衡荷載不超過20 t。

3.1 錨固方案

結(jié)合橋墩墩帽結(jié)構(gòu)尺寸和鋼筋布置間距，臨時(shí)支座尺寸確定為500 mm×5 700 mm(順橋向×橫橋向)，布置于順橋向兩個方向的支承墊石外側(cè)，在臨時(shí)支座范圍內(nèi)的橋墩墩帽鋼筋之間植入錨固鋼筋。錨固鋼筋沿順橋向分為三排布置，最外側(cè)一排錨固鋼筋的橫橋向間距為100 mm，最內(nèi)側(cè)一排和中間一排的錨固鋼筋的橫橋向間距均為200 mm，并交錯布置;三排錨固鋼筋的排距均為150 mm。錨固鋼筋采用25的精軋螺紋鋼筋，總長度1 850 mm，其中錨入墩帽500 mm、錨入連續(xù)梁腹板750 mm、臨時(shí)支座內(nèi)長度600mm，每個臨時(shí)支座內(nèi)植筋94根。

3.2 受力驗(yàn)算

按照植筋膠廠家提供的數(shù)據(jù)，單根植筋為25精軋螺紋鋼筋、植入深度500 mm時(shí)，容許拉力[T]不小于141 kN。設(shè)計(jì)要求最大不平衡彎矩為19 700 kN·m，墩頂支座中心間距為2.4 m，綜合考慮到植筋效果受到墩帽鋼筋影響和低溫天氣影響，安全系數(shù)取1.5，驗(yàn)算結(jié)果為:

驗(yàn)算結(jié)論:合格。

3.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

為了確保施工安全，在同時(shí)期、同材料、同工藝的前提下，在3#墩承臺上模擬錨固325精軋螺紋鋼筋，植入深度500 mm。經(jīng)試?yán)?yàn)證:每根錨固筋的抗拉力均不小于300 kN。廠家提供的容許拉力偏于安全?？勺鳛橛?jì)算依據(jù)使用。

3.4 植筋

植筋前，先將已施工完成的墩帽頂清洗干凈，按照錨固方案在墩帽頂將植筋位置標(biāo)出，然后使用電鉆鉆孔。鉆孔時(shí)采用直徑32 mm的鉆頭，鉆孔深度不小于500 mm，對于個別由于受墩帽鋼筋影響無法達(dá)到預(yù)定深度的鉆孔，需將原孔堵塞后在附近重新開孔，并確保成孔率達(dá)到90%以上。當(dāng)一個臨時(shí)支座內(nèi)的鉆孔全部完成后，先用鋼絲刷刷孔，再用空壓機(jī)吹孔吹出灰塵，反復(fù)刷孔、吹孔三次后，將高強(qiáng)建筑植筋膠按照規(guī)定的配比混合好后，用噴槍往孔中送膠、直到送入1/2孔深，以連續(xù)旋轉(zhuǎn)的方式將預(yù)先切好、并標(biāo)有植筋深度線的精軋螺紋鋼植入孔中，直至到達(dá)深度、并有膠體溢出為止。精軋螺紋鋼植入后，初凝時(shí)間內(nèi)不可觸動桿體，完全固化后可以進(jìn)一步施工和做檢測試驗(yàn)。

3.5 儲備方案

根據(jù)設(shè)計(jì)文件提示，不平衡荷載考慮了中墩兩側(cè)梁體結(jié)構(gòu)的不均勻性、施工不平衡荷載和風(fēng)荷載影響，未考慮安全系數(shù)及一側(cè)掛籃墜落的情況;懸臂施工時(shí)，要求對稱澆筑，如難以實(shí)現(xiàn)，應(yīng)控制兩側(cè)混凝土澆筑進(jìn)度差不大于2 m3，且兩側(cè)施工不平衡荷載不超過20 t。

為了確保施工安全，在連續(xù)梁腹板正下方的承臺外側(cè)每處錨固3根鋼絞線，每座承臺共4處。鋼絞線下部采用專用單孔工作錨錨固、澆入0#塊支架基礎(chǔ)的鋼筋混凝土中，上部穿過梁體腹板和頂板、經(jīng)張拉后在0#塊梁頂錨固。

本儲備方案僅作為方案的安全儲備，在正常施工狀態(tài)下不發(fā)揮作用。其作用僅在于:當(dāng)連續(xù)梁兩側(cè)掛籃混凝土澆筑進(jìn)度差過大、或兩側(cè)施工不平衡荷載過大、或發(fā)生掛籃墜落安全事故時(shí)，能有效阻止由于墩梁錨固構(gòu)造抗傾覆能力不足而造成的已施工連續(xù)梁段傾覆。

4 工藝成果

錫烏鐵路跨白霍公路2#大橋連續(xù)梁在夜間氣溫仍低于－5℃的氣溫條件下，于2011年4月1日開始進(jìn)行墩梁錨固植筋，至4月25日，完成植筋376根;5月3日開始澆筑0#塊，至2011年7月28日順利完成主跨合龍，歷時(shí)87 d。共完成35個節(jié)段、1 255 m3預(yù)應(yīng)力混凝土施工。施工過程一切順利。

在本工程實(shí)踐中，由于前期氣溫較低，無法及時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，沒有可靠的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可供參考，僅將植筋膠廠家提供的錨固抗拉力作為方案設(shè)計(jì)的主要理論依據(jù)，而且安全系數(shù)和錨固抗拉力等計(jì)算參數(shù)的選取又偏于保守，再加上考慮了儲備方案，所以最終確定的施工方案確保了施工安全，但對施工成本控制較為不利，在日后的類似工程中可進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化。

5 結(jié)束語

隨著工程技術(shù)的發(fā)展，掛籃懸澆和支架現(xiàn)澆施工已成為現(xiàn)代橋梁建造的主要施工方法。而掛籃懸澆施工方法不受地理?xiàng)l件限制，且在其施工期間不影響橋下通行、通航，其施工技術(shù)已被業(yè)內(nèi)普遍應(yīng)用，其施工技術(shù)也已逐漸成熟。但在條件許可時(shí)，大多數(shù)施工企業(yè)更愿意利用建造成本較低、施工技術(shù)較簡單的支架現(xiàn)澆施工工藝。本文只為類似工程提供重要的經(jīng)驗(yàn)依據(jù)。

[1]TB 10002.1－2005鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范[S]

[2]TZ 203－2008客貨共線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南[S]

[3]TB 10415－2003鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[S]