關(guān)于大跨度連續(xù)梁節(jié)段支架法施工技術(shù)的探討

田卓倫

(中國(guó)水利水電第十一工程局有限公司,河南鄭州 450001)

關(guān)于大跨度連續(xù)梁節(jié)段支架法施工技術(shù)的探討

田卓倫

(中國(guó)水利水電第十一工程局有限公司,河南鄭州 450001)

南水北調(diào)是國(guó)家利國(guó)利民的戰(zhàn)略性項(xiàng)目之一。本文筆者結(jié)合既往實(shí)際工作經(jīng)歷與經(jīng)驗(yàn),就大跨度連續(xù)梁節(jié)段支架法施工技術(shù)在南水北調(diào)中線工程總干渠滎陽段王村鎮(zhèn)蔣頭村東南處與連霍高速公路斜交工程項(xiàng)目進(jìn)行相關(guān)探討,以期對(duì)以往工作進(jìn)行相關(guān)總結(jié)。

南水北調(diào) 大跨度連續(xù)梁 節(jié)段支架法 施工

在地面條件允許的情況下，采用節(jié)段支架法進(jìn)行大跨度連續(xù)梁施工與掛籃懸臂澆筑法相比，無需投入掛籃，具有投入少，施工節(jié)段少，施工工期短等優(yōu)點(diǎn)，在城市高架橋跨越線路施工中有很大的應(yīng)用前景。下文結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行詳盡分析。

1 工程概況

南水北調(diào)總干渠在滎陽市王村鎮(zhèn)蔣頭村東南(XYD20+848．2)處與連霍高速公路斜交，高速公路軸線與總干渠中心線夾角為24°。設(shè)計(jì)采用橋梁結(jié)構(gòu)跨越南水北調(diào)渠道，橋型選用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁方案，跨徑布置為30m+60m+90m+60m+30m，橋梁全長(zhǎng)278m。A幅橋?qū)?0．25m，B幅橋?qū)?6m。上部采用變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩臺(tái)，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

2 設(shè)計(jì)變更

受征地拆遷因素影響，橋梁開工比較晚，原設(shè)計(jì)懸臂掛籃法已無法在合同工期范圍完成。根據(jù)2012年7月11日專家論證會(huì)意見，對(duì)原設(shè)計(jì)懸臂掛籃法設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以加快施工進(jìn)度。優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容：(1)主梁0號(hào)塊長(zhǎng)度由8m調(diào)整為12m；(2)主梁節(jié)段長(zhǎng)度由3．5m和4m分別加長(zhǎng)為5m和6m，節(jié)段數(shù)由原設(shè)計(jì)的11個(gè)減少為7個(gè)。

3 具體施工工藝

3.1 地基處理

承臺(tái)澆筑完成后，拆模后可進(jìn)行承臺(tái)基坑回填?；踊靥畈扇》謱踊靥?，每層厚度在20cm內(nèi)。人工配合機(jī)械將土進(jìn)行攤平，利用18t以上振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行分層碾壓?；A(chǔ)最上層填筑30cm厚碎石土(或三七灰土)。地基夯實(shí)后進(jìn)行整平，保證頂面平整度高差在5cm內(nèi)，表面澆筑20cmC20砼墊層。

3.2 支架搭設(shè)

采用碗口腳手架進(jìn)行搭設(shè)，立桿采用φ48×3．0mm碗扣件式腳手架。底托直接支撐在水平墊層混凝土面上，底托鋼板尺寸采用12cm×12cm鋼板，鋼板厚度0．5cm。底托和頂托長(zhǎng)度60cm，可調(diào)范圍0～30cm，但使用中最長(zhǎng)不宜超過30cm。最上層碗扣式腳手架根據(jù)實(shí)際高度，可將立桿調(diào)整為60cm高或90cm高。0號(hào)塊梁體截面高度大，為確保支架安全，腹板和橫隔梁下支架縱橫向間距為30cm×30cm；底板部位縱橫向間距60cm×60cm，其他節(jié)段腹板下支架縱橫向間距為60cm×30cm；底板部位縱橫向間距60cm×60cm；翼緣板下立桿橫橋向間距為60cm～90cm，縱向?yàn)?0cm，橫桿步距全部為0．6m。箱梁底、腹板部位頂托上布置2層方木，底層主分配梁用15cmX15cm方木，縱橋向布置；上層次分配梁采用10cmX10cm方木，橫橋向布置，中心間距為20cm。支架橫橋向每4排不大于3m設(shè)一道剪力撐，縱橋向每5排不大于3m設(shè)置一道剪刀撐，剪刀撐傾角控制在45～60°。為確保支架整體穩(wěn)定性在支架底、頂部設(shè)置掃地桿和水平剪刀撐。1#段到7#段采用分節(jié)支架法施工。

3.3 支架預(yù)壓

支架應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性，支架搭設(shè)完成后，需對(duì)其進(jìn)行預(yù)壓。預(yù)壓以消除其非彈性變形，測(cè)出彈性變形，確定底模預(yù)拱度，并檢驗(yàn)支架的安全性能。采用砂袋和鋼筋按各段設(shè)計(jì)荷載進(jìn)行預(yù)壓。預(yù)壓重量按箱梁重量的1．2倍。

3.4 模板安裝

(1)外模安裝；箱梁外模面板采取18mm厚竹膠板，次背楞采用50×100mm方木，豎向布置，縱橋向中心間距0．2m，內(nèi)外模采用Φ16mm絲桿對(duì)拉，主背楞采用Φ48mm，壁厚3．5mm雙鋼管。對(duì)拉絲桿縱橋向間距0．7m，豎向間距0．6m。外模外傾角比較大，混凝土對(duì)模板的水平推力很大，依托滿堂支架設(shè)置斜向桿支撐在主背楞上，縱橋向間距0．6m。(2)內(nèi)模安裝；內(nèi)模采用50×100mm方木背楞+15mm竹膠板組合，內(nèi)側(cè)模用對(duì)拉螺栓與外側(cè)模拉結(jié)。頂模是在內(nèi)箱底板上依托底層鋼筋焊接支承點(diǎn)，用Φ48mmX3．5mm扣件式鋼管搭設(shè)滿堂支架，縱橫向間距均為0．9m，步距0．9m。在鋼管頂部設(shè)置可調(diào)節(jié)頂托，其上鋪設(shè)縱橋向150×150mm方木主分配梁，主分配梁上橫橋向設(shè)置50×100mm方木次分配梁，縱橋向中心間距0．25m，最后鋪設(shè)15mm竹膠板。橫桿直接支撐于兩側(cè)的腹板內(nèi)側(cè)模的橫楞上，兩側(cè)均用頂托進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.5 鋼筋及預(yù)應(yīng)力制安

鋼筋采用在鋼筋加工場(chǎng)進(jìn)行加工，塔吊吊至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行綁扎，外側(cè)模板支立且其穩(wěn)定性符合要求后進(jìn)行綁扎箱梁鋼筋，鋼筋安裝順序按：底板鋼筋及底板預(yù)應(yīng)力→腹板鋼筋及豎向預(yù)應(yīng)力→支立內(nèi)模及加固→綁扎頂板鋼筋及頂板預(yù)應(yīng)力。

3.6 混凝土澆筑

(1)澆筑前注意事項(xiàng)；節(jié)段梁端腹板預(yù)應(yīng)力張拉槽口處鋼筋密集，不宜振搗，為防止錨下混凝土不密實(shí)，施工中在腹板側(cè)開設(shè)振搗孔；箱梁邊腹板為斜腹板，振搗棒無法靠近內(nèi)側(cè)模，易造成混凝土振搗不密實(shí)等質(zhì)量問題；采用高壓水槍對(duì)倉號(hào)內(nèi)的鋸末和其他雜物進(jìn)行沖洗至底模預(yù)留排污孔流出。(2)混凝土澆筑順序；0段混凝土采用一次整體、連續(xù)性澆筑。混凝土澆筑順序：先澆筑中橫梁支座處混凝土→澆注底板→澆筑腹板→澆筑頂板。其他節(jié)段混凝土橫橋向澆筑順序：澆注底板→澆筑腹板→澆筑頂板。(3)混凝土澆筑施工工藝；混凝土在澆筑過程中，一次連續(xù)澆筑完成，中間不得停歇?；炷敛捎盟椒謱印⑿毕蛲七M(jìn)澆筑工藝?；炷翝沧r(shí)應(yīng)用串筒下料，混凝土自由下落高度不超過2m，嚴(yán)防混凝土產(chǎn)生離析。使用使用插入式震動(dòng)器振搗，混凝土灌筑分層厚度不大于30cm，振動(dòng)時(shí)間20～30s，操作時(shí)垂直插入混凝土內(nèi)，撥出時(shí)速度要緩慢，相鄰兩個(gè)插入位置的距離不大于50cm，插入下層混凝土的深度為5～10cm。

3.7 預(yù)應(yīng)力施工

(1)張拉程序；預(yù)應(yīng)力筋張拉順序是0號(hào)塊：豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋→縱向預(yù)應(yīng)力束→橫向預(yù)應(yīng)力束；其余節(jié)段：縱向預(yù)應(yīng)力束→豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋→橫向預(yù)應(yīng)力束?？v向預(yù)應(yīng)力鋼束采取對(duì)稱同步張拉每個(gè)節(jié)段的頂、腹板懸臂束；對(duì)稱同步張拉頂板合攏束，底板合攏束；按先長(zhǎng)束，后短束，先邊束，后中束，對(duì)稱間隔張拉。豎向預(yù)應(yīng)力筋的施工應(yīng)采用“滯后張拉”的方式，豎向預(yù)應(yīng)力粗鋼筋采用二次張拉方式，張拉均采用“雙控”，即張拉應(yīng)力為主，伸長(zhǎng)量檢校。

(2)孔道壓漿；1)孔道的準(zhǔn)備，壓漿前，首先對(duì)孔道進(jìn)行清潔處理。用水沖洗后，使用不含油的壓縮空氣將孔道內(nèi)的所有積水吹出。2)試抽真空；將灌漿閥、排氣閥全都關(guān)閉，抽真空閥打開；啟動(dòng)真空泵抽真空，觀察真空壓力表計(jì)數(shù)，即管內(nèi)的真空度，當(dāng)管內(nèi)的真空度保持穩(wěn)定時(shí)(壓力盡量低為好)，停泵約1min時(shí)間，壓力能保持不變即可認(rèn)為孔道能到達(dá)并維持真空。3)水泥漿的拌制，①攪拌要求：攪拌水泥漿之前，加水空轉(zhuǎn)數(shù)分鐘，將積水倒凈，攪拌好的灰漿要做到全部卸盡。將稱量好的水、水泥、壓漿劑、倒入攪拌機(jī)，攪拌3分鐘。②流動(dòng)性要求：拌和后的初始流動(dòng)度為10～17s。③泌水性要求：24h自由泌水率0。④初凝時(shí)間：≥5小時(shí)。4)壓漿，①灰漿加到灌漿泵中，在灌漿泵的高壓橡膠管出口打出漿體，待這些漿體濃度與灌漿泵中的濃度一樣時(shí)，關(guān)掉灌漿泵，將高壓橡膠管此端接到孔道的灌漿管上，扎牢。②關(guān)掉灌漿閥，啟動(dòng)真空泵，當(dāng)真空度達(dá)到并維持在-0．06～-0．10MPa時(shí)，啟動(dòng)灌漿泵，打開灌漿閥，開始灌漿。當(dāng)漿體經(jīng)過空氣濾清器時(shí)，關(guān)掉真空泵及抽氣閥，打開排氣閥。③觀察排氣管的出漿情況，當(dāng)漿體稠度和灌入之前稠度一樣時(shí)，關(guān)掉排氣閥，仍繼續(xù)灌漿3～5分鐘，使管道內(nèi)保持一個(gè)不小于0．5MPa的穩(wěn)壓期，最后關(guān)掉灌漿閥，關(guān)掉真空壓漿機(jī)和負(fù)壓裝置，整個(gè)真空灌漿完畢。

3.8 合攏段施工

(1)合攏段施工流程；邊跨臨時(shí)鎖定→澆注邊跨合攏段→張拉邊跨合攏鋼束→中跨臨時(shí)鎖定→澆注中跨合攏段→解除主墩臨時(shí)固結(jié)，完成全橋體系轉(zhuǎn)換。(2)邊跨合攏段施工；邊跨合攏段臨時(shí)鎖定是將懸澆段與邊跨現(xiàn)澆段通過勁性骨架焊接鎖定，減少澆筑邊跨合攏段時(shí)因溫度應(yīng)力引起的梁段變形，其需要滿足的要求即為：鎖定骨架支撐力能夠抵消梁體溫度變形引起的支座或模板體系產(chǎn)生的摩擦阻力，此時(shí)梁體不會(huì)發(fā)生相對(duì)變形。(3)中跨合攏段施工；中跨合攏段施工步驟與邊跨合攏段施工步驟類似，這里不再累述。但要注意體系轉(zhuǎn)換，本橋根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，是在中跨合攏段混凝土澆筑、張拉完成后，解除2號(hào)、3號(hào)主墩兩側(cè)的大鋼管臨時(shí)固結(jié)，完成全橋體系轉(zhuǎn)換。

4 結(jié)論與建議

南水北調(diào)中線工程滎陽2標(biāo)蔣頭村東南跨渠公路橋，通過優(yōu)化施工方案，我們采用加長(zhǎng)節(jié)段支架法施工，原設(shè)計(jì)的11節(jié)減少到7節(jié)，避免了掛籃施工雙幅橋間距小掛籃“打架”情況發(fā)生，綜合節(jié)省工期60天，滿足了業(yè)主對(duì)工程的總體進(jìn)度的要求；減少掛籃以及鋼模板投入，增加經(jīng)濟(jì)效益30萬元以上。

[1]葛斌.大跨度連續(xù)箱梁支架法施工技術(shù)[J].安徽建筑,2011(6).

田卓倫(1979—),男,山西古縣人,本科,畢業(yè)于河海大學(xué),水利水電工程專業(yè),主要從事水利水電、鐵路、公路施工等工作方向。