鋼管混凝土系桿拱橋系桿混凝土無(wú)支架澆筑防裂縫措施

曹齊禮 夏馬喜

摘 要：近年來(lái)，由于通航要求，在主要航道上建造鋼管混凝土系桿拱橋，一般采用無(wú)支架施工。鋼管混凝土拱橋無(wú)支架施工特點(diǎn)是采用勁性骨架作系桿模板的臨時(shí)支撐，采用吊索懸掛支架來(lái)支撐模板和混凝土重量，由于系桿拱橋一般跨徑較大、系桿混凝土量大、混凝土澆筑時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。澆筑混凝土過(guò)程中，隨著吊桿索力逐漸增加，拱腳推力也逐漸加大，勁性骨架在拱腳推力作用下伸長(zhǎng)，同時(shí)，由于澆筑時(shí)間長(zhǎng)、水面上風(fēng)大混凝土水分易揮發(fā)等原因，在混凝土澆筑過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)混凝土裂縫現(xiàn)象。為解決此類裂縫問(wèn)題，該文通過(guò)揚(yáng)州新萬(wàn)福路改造工程江陽(yáng)大橋主跨120 m系桿拱橋的施工，提出一些防止系桿混凝土裂縫的改進(jìn)措施，供同行參考交流。

關(guān)鍵詞：鋼管混凝土系桿拱 系桿混凝土 勁性骨架 無(wú)支架施工 防裂縫措施

中圖分類號(hào)：TU755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）06（a）-0023-02

揚(yáng)州新萬(wàn)福路江陽(yáng)大橋橫跨京杭大運(yùn)河，在既有江陽(yáng)大橋南側(cè)加寬，主跨采用120 m鋼管混凝土系桿拱橋，鋼管拱采用啞鈴式結(jié)構(gòu)，鋼管直徑1.10 m，啞鈴結(jié)構(gòu)高度2.60 m，系桿采用勁性骨架結(jié)構(gòu)，與拱肋一起拼裝后，直接吊裝就位。系桿結(jié)構(gòu)高度2.60 m，采用空心薄壁箱室結(jié)構(gòu)，單個(gè)系桿混凝土量以立方米計(jì)量，系桿混凝土模板及混凝土澆筑時(shí)荷載直接由吊桿承載，由于跨度大，澆筑時(shí)間長(zhǎng)，澆筑時(shí)由于吊桿受力發(fā)生變化從而出現(xiàn)拱肋變形，產(chǎn)生拱腳推力，使系桿勁性骨架伸長(zhǎng)，導(dǎo)致新澆混凝土開(kāi)裂。為了限制勁性骨架伸長(zhǎng)，采用張拉系桿內(nèi)預(yù)埋鋼絞線與勁性骨架共同承擔(dān)拱腳推力，在混凝土澆筑過(guò)程中，根據(jù)混凝土澆筑數(shù)量，采用邊澆筑邊施工部分預(yù)應(yīng)力的方法來(lái)達(dá)到目的。

1 防裂縫具體措施

以吊桿處勁性骨架為支點(diǎn)，在吊桿兩側(cè)安裝精軋螺紋鋼吊住兩吊桿間型鋼底模板，要求底模型鋼具有足夠的強(qiáng)度和剛度，能滿足在混凝土、自重及施工荷載作用下，型鋼底模板的變形滿足規(guī)范要求，不得采用勁性骨架作為模板受力構(gòu)件。

2 系桿澆筑前

（1）鋼管拱肋內(nèi)壓注混凝土，并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，以保證拱肋具有足夠剛度，增加抵抗在混凝土荷載作用下的變形能力。

（2）根據(jù)系梁模板（含內(nèi)模）、勁性骨架、鋼筋、波紋管及預(yù)穿鋼絞線重量，張拉吊桿部分預(yù)應(yīng)力，以抵抗混凝土澆筑時(shí)，勁性骨梁和無(wú)支架模板的變形能力。

（3）根據(jù)計(jì)劃澆筑混凝土數(shù)量，計(jì)算實(shí)時(shí)拱腳推力，當(dāng)拱腳推力達(dá)到勁性骨架承載力設(shè)計(jì)值的85%左右時(shí)，暫停澆筑混凝土，第一次張拉鋼絞線，張拉力不得大于拱腳實(shí)時(shí)推力，同時(shí)，由于吊索內(nèi)力隨混凝土澆筑數(shù)量增加而變化，應(yīng)監(jiān)測(cè)吊索內(nèi)應(yīng)力和吊索變形情況，調(diào)整好索力防止模板下沉而產(chǎn)生裂縫。系梁鋼絞線張拉及索力調(diào)整完成后，繼續(xù)澆筑混凝土，當(dāng)拱腳推力達(dá)到鋼絞線預(yù)加力與勁性骨架承載力設(shè)計(jì)值之和的85%左右時(shí)，暫停澆筑混凝土，第二次張拉鋼絞線，總張拉力大于拱腳實(shí)時(shí)推力，既不得使勁性骨架容許壓力超出設(shè)計(jì)要求，又要使混凝土澆筑完成后系桿混凝土處于受壓狀態(tài)，直至混凝土全部澆筑完成（見(jiàn)表1）。

3 混凝土澆筑過(guò)程控制

（1）對(duì)于兩拱肋兩系桿結(jié)構(gòu)，將兩根系梁劃分為四個(gè)混凝土澆筑區(qū)域，采用4臺(tái)吊車(chē)同時(shí)從兩根系桿的1/4、3/4處開(kāi)始，向系桿中間和兩端交替、對(duì)稱、分層混凝土，以混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)為計(jì)量單位，當(dāng)4個(gè)點(diǎn)混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)均就位后，同時(shí)啟動(dòng)混凝土輸送泵，8個(gè)澆筑點(diǎn)混凝土下料數(shù)量誤差不超過(guò)1 m3（見(jiàn)圖1）。同理，對(duì)于三拱肋三系桿結(jié)構(gòu)，應(yīng)將3根系梁劃分為6個(gè)混凝土澆筑區(qū)域。

（2）為保證混凝土澆筑順利進(jìn)行，用一臺(tái)泵車(chē)備用，保證混凝土澆筑的連續(xù)性。

一旦某臺(tái)混凝土泵車(chē)出現(xiàn)故障，其他三臺(tái)泵車(chē)立即停止?jié)仓?，待故障排除后再同時(shí)澆筑混凝土。

（3）采用陰天或夜間施工，摻加少量粉煤灰降低混凝土水化熱，使混凝土初凝時(shí)間延長(zhǎng)；采用摻加緩凝減水劑，使混凝土澆筑總時(shí)間，不大于混凝土初凝時(shí)間。

（4）合攏位置布置在系桿跨中與合攏時(shí)間盡量選擇一天中氣溫最低的時(shí)段完成。合理組織混凝土的生產(chǎn)，減少混凝土攪拌車(chē)現(xiàn)場(chǎng)等待時(shí)間，組織充足數(shù)量的攪拌運(yùn)輸車(chē)，保證混凝土供應(yīng)不出現(xiàn)脫節(jié)現(xiàn)象。

（5）為了保證混凝土密實(shí)，在箱梁空心底板部位，空心內(nèi)模上層開(kāi)人孔，下層每隔2 m左右開(kāi)混凝土觀察窗，觀察窗內(nèi)混凝土密實(shí)后，用預(yù)留模板堵塞，補(bǔ)好上層人孔底模和鋼筋。加強(qiáng)振搗，尤其是鋼筋較密部位，要開(kāi)下料窗和振搗孔，保證不漏振、不過(guò)振。

4 混凝土澆筑完成后

（1）及時(shí)用土工布覆蓋養(yǎng)生，當(dāng)混凝土終凝后方可在土工布上灑水。

（2）養(yǎng)生期間減少振動(dòng)，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%之前，不要進(jìn)行拱上吊裝等有振動(dòng)的作業(yè)工序。

5 結(jié)語(yǔ)

控制系梁裂縫是橋梁耐久性的關(guān)鍵工序之一，在施工過(guò)程中，及時(shí)與監(jiān)控單位密切配合，適時(shí)監(jiān)測(cè)系梁鋼絞線的內(nèi)力變化情況和吊索內(nèi)力變化情況，經(jīng)常測(cè)量拱腳自由端的變化數(shù)據(jù)，為張拉力控制提供參考數(shù)據(jù)，減少裂縫的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1] 何雄君，范立礎(chǔ)，李麗平，等.大型橋梁施工預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)研究[J].中國(guó)公路學(xué)報(bào)，2006（1）：53-57.

[2] 張國(guó)泉，徐雷.無(wú)支架施工的系桿拱橋吊桿索力優(yōu)化[J].上海公路，2005（4）：17-20.

[3] 童林，李傳習(xí)，上官興.鋼管混凝土拱梁組合體系橋吊桿成橋索力的確定[J].長(zhǎng)沙交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2004（3）：11-15.

[4] 梁鵬，肖汝誠(chéng)，張雪松.斜拉橋索力優(yōu)化實(shí)用方法[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2003（11）：1270-1274.