庫(kù)區(qū)大跨度連續(xù)梁施工關(guān)鍵技術(shù)

李 彪

(中鐵三局四公司，北京 102300)

1 工程概況

某庫(kù)區(qū)連續(xù)梁橋?yàn)?-32 m簡(jiǎn)支T梁+(58.75+96×3+58.75)m連續(xù)箱梁，其中(58.75+96×3+58.75)m 連續(xù)梁采用鋼管樁滿堂支架施工，水中地質(zhì)為砂質(zhì)黃土，濕陷性黃土，粗圓礫土，粗、細(xì)圓礫土以及片麻巖，地質(zhì)條件復(fù)雜，鋼管樁支架高、跨度大，是目前在國(guó)內(nèi)在建鐵路跨度最大的水中滿堂支架施工。

2 施工工藝特點(diǎn)

施工采用鋼管樁基礎(chǔ)作為支架基礎(chǔ)，方便安裝并可以循環(huán)利用，減少了施工時(shí)間，降低了支架材料的損失。鋼板樁之間連接采用工字鋼進(jìn)行連接，通過三角鋼板進(jìn)行限位，受力點(diǎn)通過增加弧形鋼板，以增強(qiáng)剪力，鋼板必須與鋼管豁口上底或下底齊平，確保鋼板增加剪力作用，保證管樁承載力。硬撐上下橫梁采用Ⅰ36工字鋼，并通過［16槽鋼連接，并通過U形螺栓將硬撐與貝雷片連接，且底模槽鋼與硬撐進(jìn)行點(diǎn)焊連接，施工簡(jiǎn)單，快速。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 水中鋼管樁基礎(chǔ)施工

1)施工準(zhǔn)備。根據(jù)施工需要，采用C20混凝土進(jìn)行鋼管樁和貝雷梁異形鋼桁架加工場(chǎng)地硬化，搭設(shè)擴(kuò)大臨時(shí)碼頭，順橋向加寬施工棧橋，確保材料運(yùn)輸和混凝土運(yùn)輸通道暢通。

2)水中鋼管樁基礎(chǔ)施工及安裝。每一處將4根鋼管樁頂面順橋向割一豁口，豁口處下部焊接30 cm×30 cm×1 cm弧形加強(qiáng)板，上部放置2Ⅰ28a工字鋼，順橋向兩排工字鋼間距為1 m，工字鋼兩側(cè)采用15 cm×15 cm×1 cm鋼板與630鋼管樁進(jìn)行連接，橫橋向采用3根Ⅰ28a工字鋼放置于順橋向工字鋼上，間距440 mm，上下工字鋼采用角鋼進(jìn)行限位連接，1根直徑1 000 mm管樁下端焊接鋼板，鋼板與工字鋼采用滿焊連接，管樁內(nèi)側(cè)焊接三排加強(qiáng)板，加強(qiáng)管樁下部承載力，外側(cè)焊接6塊20 cm×20 cm×1 cm三角鋼板與工字鋼連接。

3)支架縱橫聯(lián)安裝。支架縱橫向連接采用直徑325 mm，壁厚5 cm鋼管，斜撐采用［18，與1 000 mm管樁焊接連接。

4)風(fēng)纜。每隔一跨支架，兩側(cè)采用φ15 mm鋼絲繩風(fēng)纜對(duì)拉，以防風(fēng)纜拉力對(duì)支架順橋向穩(wěn)定不利，迎面一側(cè)采用人字形纜風(fēng)，風(fēng)纜鋼絲繩的水平角不大于30°，根據(jù)此原則，混凝土錨拋重量5 t，設(shè)位置離橋軸線橫向距離在80 m～100 m之間，且必須盡量保證風(fēng)纜繩與橋縱軸線垂直，最大偏角不大于5°。

3.2 貝雷梁、異形鋼桁架、橫向工字鋼安裝

1)管樁頂橫向放置支撐橫梁。主墩兩側(cè)第一排～第三排支撐橫梁采用3Ⅰ45b或2Ⅰ56b工字鋼，其余橫梁采用2Ⅰ45b工字鋼，工字鋼上面加2 cm厚、27 cm寬鋼板和2 cm厚、15 cm寬鋼板，下面亦加焊鋼板，并采用人字形斜撐對(duì)工字鋼進(jìn)行支撐，斜撐焊接在直徑1 000 mm管樁上，具體詳見圖1～圖3。每一跨第一孔和第二孔樁頂橫梁上布置13片貝雷梁，其余為11片貝雷片，腹板布置13片貝雷片采用4個(gè)45花窗，底板下采用3個(gè)90花窗，腹板布置11片貝雷片采用3個(gè)45花窗，底板下采用3個(gè)90花窗，根據(jù)檢算，貝雷片支撐點(diǎn)上，豎桿承載力較大，為保證安全，對(duì)貝雷片豎桿及橫桿進(jìn)行加強(qiáng)，采用［10槽鋼，對(duì)貝雷片兩側(cè)進(jìn)行加強(qiáng)，見圖4，圖5。上下貝雷片搭接采用高強(qiáng)度螺栓連接，為保證貝雷片整體穩(wěn)定，上層與下層搭接處增加φ20圓鋼拉桿(見圖6)?，F(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)貝雷片豎桿與橫梁中心不重合，采用［10槽鋼制作三角形支架，三角形一邊與貝雷梁豎桿平行，并垂直橫梁中心，另一邊與貝雷梁縱向平行，第三邊與內(nèi)支撐平行。

圖1 直徑1 000 mm管樁與橫梁連接平面圖

圖2 直徑1 000 mm管樁與橫梁Ⅰ45工字鋼連接正面圖

圖3 直徑1 000 mm管樁與橫梁Ⅰ45工字鋼連接側(cè)面圖

圖4 貝雷片與硬撐連接立面圖

圖5 貝雷片安裝正面圖

圖6 上下貝雷片連接立面圖

2)貝雷梁梁頂設(shè)置橫向硬撐分布梁。分布梁采用橫向Ⅰ32b工字鋼與［16槽鋼制作的硬撐，間距150 cm一道，硬撐高度隨梁高進(jìn)行變節(jié)高度。

3)底模硬撐上安裝［12槽，通過點(diǎn)焊連接，槽上鋪6 mm鋼板，組成底模系統(tǒng)。

3.3 單樁預(yù)壓

單樁預(yù)壓有兩種方法:第一種利用直徑200 cm鋼護(hù)筒的抗拔力通過千斤頂反壓試驗(yàn)檢測(cè)直徑100 cm鋼管樁的承載力;第二種通過浮箱預(yù)壓。

現(xiàn)場(chǎng)采用第二種浮箱預(yù)壓法。使用卷?yè)P(yáng)機(jī)吊起浮箱，內(nèi)部增加水重，以及上部增加混凝土錨碇，進(jìn)行加載，達(dá)到加載重量后，停止，進(jìn)行觀測(cè)支架沉降量，卸載時(shí)，通過減少錨碇，水重進(jìn)行卸載，完成反壓試驗(yàn)。根據(jù)管樁承載力，本次管樁需180 t重量，浮箱未灌水時(shí)單個(gè)重3.84 t，6個(gè)共重23 t;每個(gè)浮箱灌水16 t左右，6個(gè)共重96 t;錨碇每個(gè)重4.5 t左右，12個(gè)共重54 t;Ⅰ30工字鋼約100 m，共重約3.7 t;兩臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)及8個(gè)6門滑輪，8個(gè)卸扣重約 2.1 t。

3.4 預(yù)拱度設(shè)置

根據(jù)監(jiān)控單位提供預(yù)拱度要求，通過調(diào)整硬撐高度，對(duì)梁體預(yù)拱度進(jìn)行設(shè)置。根據(jù)監(jiān)控單位提供的最大預(yù)拱度值為45 mm，而根據(jù)單樁試驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)，水中支架立柱下沉量為20 mm左右，其中非彈性沉降量13 mm左右，彈性沉降7 mm左右，因此在最大預(yù)拱值位置處，硬撐高度比設(shè)計(jì)低25 mm，以保證張拉后滿足設(shè)計(jì)要求。

3.5 梁體施工

連續(xù)梁0號(hào)段長(zhǎng)度54 m，由于長(zhǎng)度過長(zhǎng)，施工時(shí)，風(fēng)力、施工荷載等因素影響支架整體穩(wěn)定性以及施工質(zhì)量，根據(jù)鋸齒塊及支架臨時(shí)支墩的位置，進(jìn)行分段，腹板及頂板鋸齒塊鋼筋綁扎、端頭模板安裝、混凝土澆筑施工難度大，為保證鋸齒塊施工以及后期張拉質(zhì)量，按照此原則進(jìn)行分段;其次根據(jù)支架立柱位置承載力原則，由于第一排立柱安裝于承臺(tái)頂面上，立柱無非彈性沉降，在此位置進(jìn)行分段，保證了連續(xù)梁線性美觀。根據(jù)以上原則將梁端分為3次澆筑，先澆筑梁體中間13.3 m，而后再澆筑兩次20.35 m。

3.6 預(yù)應(yīng)力張拉

連續(xù)梁A0，A1，A2混凝土澆筑完成后，混凝土強(qiáng)度及齡期達(dá)到設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行張拉，張拉順序先腹板束，后頂板束，從外到內(nèi)左右對(duì)稱進(jìn)行，同一施工節(jié)段的預(yù)應(yīng)力按縱向→豎向→橫向的順序張拉，梁體邊跨中跨合龍縱向預(yù)應(yīng)力張拉分三期進(jìn)行張拉，等混凝土強(qiáng)度及齡期滿足要求后，張拉第一期預(yù)應(yīng)力束，而后拆除全橋支架，啟動(dòng)3號(hào)～6號(hào)永久支座，且3號(hào)、6號(hào)墩縱向臨時(shí)鎖定，完成第一次體系轉(zhuǎn)換，張拉第二期預(yù)應(yīng)力束，而后等次中跨澆筑完成，強(qiáng)度及齡期滿足要求，張拉次中跨第一期預(yù)應(yīng)力束，拆除3號(hào)、6號(hào)墩支座縱向臨時(shí)鎖定，完成第二次體系轉(zhuǎn)換，張拉次中跨剩余預(yù)應(yīng)力束及邊跨和中跨第三期預(yù)應(yīng)力束。

梁體張拉時(shí)，張拉總噸位必須包括錨口損失力及錨下墊板喇叭口處鋼束彎折摩阻損失且錨下控制應(yīng)力不得超過1 860 MPa控制應(yīng)力的75%;張拉過程中，預(yù)施應(yīng)力采用雙控，預(yù)施應(yīng)力值以油壓表讀數(shù)為主，與預(yù)應(yīng)力伸長(zhǎng)量進(jìn)行校核，實(shí)際延伸量與計(jì)算延伸量允許－6%～+6%的誤差;預(yù)應(yīng)力張拉必須保持對(duì)稱張拉，最大不平衡束不超過1束。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過對(duì)某工程水中大跨度連續(xù)梁施工技術(shù)總結(jié)，介紹了一種用于水中的鋼管樁支架基礎(chǔ)及其反壓方法，充分利用了現(xiàn)場(chǎng)條件，為類似的大跨度連續(xù)梁基礎(chǔ)提供了參考。

［1］趙常煜.京滬高速鐵路大跨連續(xù)梁施工關(guān)鍵技術(shù)［J］.鐵道建筑，2012(5)：20-22.

［2］張繼堯，王昌將.懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁［M］.北京：人民交通出版社，2004.

［3］文望青，羅世東.京滬高速鐵路設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)［J］.鐵道建筑技術(shù)，2009(2)：30-39.

［4］張曉東.渭河特大橋63 m大跨度預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支箱梁施工技術(shù)［J］.鐵道建筑，2010(4)：38-40.

［5］景運(yùn)峰.大跨度橋梁施工關(guān)鍵技術(shù)［J］.山西建筑，2013，39 (14)：173-174.