淺析濟(jì)南高鐵特大橋連續(xù)梁施工技術(shù)之要點(diǎn)

范 忠 明

(南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 210000)

1 工程概況

新建濟(jì)南至青島高速鐵路濟(jì)南特大橋全長(zhǎng)27.53 km，大橋主要工程有：跨東繞城高速(48+80+48) m連續(xù)梁、跨機(jī)場(chǎng)路(40+64+40) m連續(xù)梁、跨溫梁路(62+112+62) m連續(xù)梁、跨劉公河(32+48+32) m連續(xù)梁、跨土河(32+48+32) m連續(xù)梁、跨楊家河(32+48+32) m連續(xù)梁。連續(xù)梁均采用懸臂澆筑掛籃法施工，梁體0號(hào)塊及邊跨現(xiàn)澆段采用搭設(shè)鋼管立柱的方法進(jìn)行施工；懸臂節(jié)段采用菱形掛籃施工；邊跨合龍段采用掛籃作為模架進(jìn)行施工；中跨合龍段采用單側(cè)掛籃作為模架進(jìn)行施工，懸臂施工時(shí)對(duì)橋下跨路部分采用全封閉掛籃的防護(hù)方式。

2 工藝要點(diǎn)

2.1 施工順序

2.1.1澆筑0號(hào)塊

各墩身施工完畢至墩頂時(shí)，在主墩附近搭設(shè)安裝鋼管柱及搭設(shè)頂面腳手架。在支架上立模澆筑0號(hào)塊，張拉并錨固豎向預(yù)應(yīng)力束，將0號(hào)塊分別與主墩臨時(shí)固結(jié)。

2.1.2安裝掛籃

在0號(hào)塊上安裝懸臂掛籃，以橋墩0號(hào)塊對(duì)稱的向兩側(cè)分段澆筑各節(jié)梁段。

2.1.3澆筑懸臂段

掛籃懸掛在已經(jīng)張拉錨固的箱梁梁段上，拖拉掛籃向前移動(dòng)到下一梁段，澆筑各節(jié)段，然后用預(yù)應(yīng)力鋼束串連各節(jié)梁段并進(jìn)行錨固。

2.1.4邊跨合龍段

掛籃行至邊跨現(xiàn)澆段位置，進(jìn)行配重，安裝邊墩支座并進(jìn)行臨時(shí)鎖定，張拉鋼束，進(jìn)行邊跨合龍段的澆筑。

2.1.5中跨合龍段

拆除邊跨剛性連接構(gòu)造，安裝中跨臨時(shí)剛性連接構(gòu)造，臨時(shí)張拉預(yù)應(yīng)力鋼束，解除主墩支座鎖定，用掛籃施工中跨合龍段。

2.2 0號(hào)塊施工

2.2.1支座安裝

澆筑支座墊石并安裝臨時(shí)支座，在地面組裝好TJQZ型盆式橡膠支座，使用吊機(jī)整體吊裝到墩頂上。

2.2.2臨時(shí)固結(jié)

臨時(shí)固結(jié)采用鋼管混凝土立柱，鋼管直徑120 cm、壁厚1.5 cm，設(shè)置于墩中心兩側(cè)6.15 m，共設(shè)置4個(gè)混凝土臨時(shí)支座，在每個(gè)臨時(shí)支墩內(nèi)預(yù)埋6根φ32精軋螺紋鋼筋，伸入鋼管混凝土立柱1.5 m，伸入梁底1.5 m。混凝土采用C55收縮補(bǔ)償混凝土。

2.2.3支架預(yù)壓

1)預(yù)壓荷載計(jì)算。

計(jì)算預(yù)壓的荷載為連續(xù)梁設(shè)計(jì)施工荷載的1.2倍，約為1 662.18 t。

2)進(jìn)行加載預(yù)壓。

預(yù)壓材料選用0.5 cm～1 cm的碎礫石，按水平對(duì)稱加載，預(yù)壓袋密度按1.5 Tm3計(jì)算。加卸載順序：0%→60%→100%→120%→100%→60%→0%。每階段加載后靜止1 h并對(duì)支架體系進(jìn)行沉降觀測(cè)，終級(jí)加載完成后，每6 h觀測(cè)一次，當(dāng)連續(xù)12 h平均沉降量不大于2 mm后進(jìn)行卸載，卸載過(guò)程中每階段靜止1 h并進(jìn)行沉降觀測(cè)，空載后6 h進(jìn)行觀測(cè)。

2.2.4安裝模板

1)模板設(shè)計(jì)。

側(cè)模及翼緣板處模板采用定型鋼模，底模、內(nèi)模及端模采用2 cm厚竹膠板。

2)模板安裝。

安裝順序：底?！跹b側(cè)模→安裝底板端?！惭b內(nèi)?！惭b腹板及頂板端模。

根據(jù)立模標(biāo)高安裝或調(diào)整底模完成后，利用汽車吊吊裝側(cè)模，模板間連接采用螺栓連接。

2.2.5綁扎鋼筋

綁扎鋼筋的施工順序應(yīng)先綁扎底板鋼筋，然后綁扎腹板和頂板。因該連續(xù)梁位于曲線上，為保證梁體保護(hù)層的厚度，采用在曲線外側(cè)增加保護(hù)層墊塊的數(shù)量的形式來(lái)增加保護(hù)層的精度。保護(hù)層墊塊要按梅花狀布置，每平方米4個(gè)。

2.2.6布置預(yù)應(yīng)力筋

預(yù)應(yīng)力管道位置決定著預(yù)應(yīng)力筋的位置，將影響橋梁的受力計(jì)算，所在布置安裝管道時(shí)，要認(rèn)真控制管道的位置尺寸不能發(fā)生變化，確保預(yù)應(yīng)力管道的設(shè)置質(zhì)量。

1)管道直線部分定位筋間距按0.5 m設(shè)置，曲線部分按0.3 m設(shè)置，預(yù)應(yīng)力管道接長(zhǎng)時(shí)，用略大一號(hào)的金屬波紋管進(jìn)行套接且盡量保證接頭在套管的中間部位，后用膠帶膠結(jié)密閉，有效防止混凝土堵塞預(yù)應(yīng)力管道，混凝土初凝后活動(dòng)并抽出內(nèi)襯管。

2)豎向預(yù)應(yīng)力筋安裝時(shí)除應(yīng)控制好其位置外還應(yīng)著重控制其垂直度；豎向預(yù)應(yīng)力筋的定位筋按下、中、上三個(gè)部位來(lái)進(jìn)行設(shè)置，定位筋與腹板內(nèi)外側(cè)鋼筋連成整體。

2.2.7混凝土澆筑

混凝土澆筑要先澆筑底板混凝土，然后澆筑腹板，最后澆筑頂板混凝土，水平分層(每層按40 cm控制)、斜向分段、兩端及兩側(cè)。

混凝土振搗采用加長(zhǎng)插入式φ50 mm及φ30 mm振搗棒，梁頂面標(biāo)高采用焊接鋼筋頭拉線控制，在混凝土澆筑完畢后進(jìn)行抹面，抹面分二次進(jìn)行，第一次抹面主要在于找平及摸出人字排水坡面；第二次抹面在混凝土近初凝前進(jìn)行，主要在于防止混凝土表面因早期無(wú)水引起干裂。

當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa時(shí)，拆除端模進(jìn)行人工鑿毛處理并用水沖洗干凈，以加強(qiáng)相鄰節(jié)段的連接。鑿毛處理以露出新鮮石子面為準(zhǔn)。

2.2.8預(yù)應(yīng)力制作、穿束及張拉

1)預(yù)應(yīng)力筋的制作。

預(yù)應(yīng)力鋼絞線必須采用砂輪鋸切割下料，長(zhǎng)度按孔道長(zhǎng)度加千斤頂?shù)墓ぷ鏖L(zhǎng)度176 cm。

2)縱向預(yù)應(yīng)力筋穿束。

縱向鋼束采用卷?yè)P(yáng)機(jī)整束牽引的方法進(jìn)行穿束。穿束前，先用人工將一根鋼絞線穿過(guò)孔道，后將整理成束的鋼絞線與此根鋼絞線焊接牢固，然后利用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引已穿過(guò)管道的單根預(yù)應(yīng)力筋牽引整束鋼絞線穿過(guò)管道。

3)張拉設(shè)備選定。

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙：縱向預(yù)應(yīng)力最大錨下控制應(yīng)力為1 350 MPa，預(yù)應(yīng)力束為19-7φ5，經(jīng)計(jì)算縱向預(yù)應(yīng)力筋最大張拉力為359.1 t，因此選用450 t穿心千斤頂；豎向預(yù)應(yīng)力錨下控制應(yīng)力740 MPa，預(yù)應(yīng)力鋼筋為Φ25 mm，經(jīng)計(jì)算豎向最大張拉力為36.3 t，因此采用45 t的穿心千斤頂；橫向預(yù)應(yīng)力最大錨下控制應(yīng)力1 302 MPa,預(yù)應(yīng)力束為5-7φ5，張拉時(shí)采用單根張拉，經(jīng)計(jì)算橫向預(yù)應(yīng)力筋最大張拉力為18.2 t，因此選用25 t穿心千斤頂。

4)預(yù)應(yīng)力張拉。

預(yù)應(yīng)力鋼束張拉時(shí)采用千斤頂油壓讀數(shù)控制鋼束的張拉力，量取千斤頂油缸的伸長(zhǎng)值控制鋼束的伸長(zhǎng)值。測(cè)量初始伸長(zhǎng)值L0、伸長(zhǎng)值L1和最終伸長(zhǎng)值LK。

伸長(zhǎng)量計(jì)算：伸長(zhǎng)量L=LK-L1+L1-L0。

5)封錨及壓漿。

管道壓漿應(yīng)在鋼束張拉完成48 h內(nèi)完成，同一孔道壓漿應(yīng)連續(xù)并一次完成；從漿體攪拌結(jié)束至壓入管道的時(shí)間不應(yīng)超過(guò)40 min。采用高性能無(wú)收縮防腐灌漿劑為壓漿材料。水泥漿強(qiáng)度等級(jí)不低于M50。

管道壓漿應(yīng)從低向高處進(jìn)行壓漿，灌漿至管道壓力達(dá)到0.5 MPa～0.6 MPa并穩(wěn)壓3 min。

2.3 懸臂段施工

2.3.1掛籃的組成

掛籃主要由模板、底支承、鋼桁架、吊桿鋼筋、錨固等部分組成。全部自重和施工荷載約為700 kN；掛籃按最長(zhǎng)澆筑段(4 m)、最高澆筑段(7.193 m)及最大澆筑段(167 t)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.3.2掛籃安裝

1)測(cè)量放線確定每片桁架前后支點(diǎn)及菱形主縱梁的平面位置；

2)吊裝前后支點(diǎn)及主縱梁，并將前后支點(diǎn)及主縱梁與梁面錨固；

3)吊裝菱形桁架中間立桿及兩側(cè)斜拉桿并栓接；

4)安裝前后上橫梁及吊桿；

5)安裝側(cè)模及內(nèi)膜縱梁；

6)底籃在地面拼裝后利用梁面設(shè)置的4臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)通過(guò)翼緣板預(yù)留孔道將底籃及封閉底籃整體提至梁底與吊桿相連；

7)預(yù)壓完成后，將側(cè)模從0號(hào)塊端部滑移就位并安裝內(nèi)模及三面圍擋。

2.3.3掛籃預(yù)壓

掛籃拼裝完成后，會(huì)存在一定的彈性和非彈性變形，同時(shí)還要考慮梁體的預(yù)拱度，因此要對(duì)掛籃進(jìn)行預(yù)先加載壓實(shí)，采用吊裝堆放砂袋方法進(jìn)行。預(yù)壓堆放的砂袋重量為懸臂最重梁段重量的1.2倍。堆放的砂袋加載進(jìn)行4 h，并進(jìn)行沉陷觀測(cè)。

2.3.4節(jié)段梁施工

施工工藝：按照立模標(biāo)高調(diào)整模板→將側(cè)模、底模后端錨固到已澆筑梁段上→綁扎底板及腹板鋼筋、安裝預(yù)應(yīng)力→安裝內(nèi)膜并將后端錨固到已澆筑梁段上→鋼筋綁扎、預(yù)應(yīng)力安裝管道→端模安裝→混凝土澆筑→養(yǎng)護(hù)、等強(qiáng)、張拉、壓漿→掛籃走行、進(jìn)入下一循環(huán)。

控制重點(diǎn)：

1)澆筑混凝土前檢查掛籃后錨是否錨固牢固。

2)澆筑混凝土前檢查所有吊桿是否均受力，螺栓是否擰緊，所有吊桿上下端均采用雙螺帽錨固。

2.4 合龍段施工

2.4.1臨時(shí)鎖定

臨時(shí)鎖定是合龍的關(guān)鍵，合龍鎖定遵循又拉又撐的原則，現(xiàn)場(chǎng)采用支撐剛性骨架的形式進(jìn)行，即：在合龍段及節(jié)塊預(yù)埋2 cm厚的鋼板，在當(dāng)天氣溫最低時(shí)將雙拼Ⅰ32a工字鋼與兩側(cè)鋼板焊接進(jìn)行鎖定，雙拼工字鋼頂部加焊1 cm厚鋼板進(jìn)行加固。

2.4.2合龍及體系轉(zhuǎn)換

掛籃到位后在中跨合龍段兩側(cè)懸臂段分別用合龍段重量的水箱進(jìn)行配重。鋼筋綁扎、預(yù)應(yīng)力安裝、模板組立、臨時(shí)鎖定完成后，解除主墩支座臨時(shí)連接進(jìn)行混凝土澆筑。澆筑混凝土?xí)r，隨著混凝土的灌入同步卸去兩側(cè)等同混凝土重量的水，時(shí)時(shí)保證兩懸臂端荷載等同。

2.4.3合龍段澆筑混凝土

澆筑合龍段時(shí)，要考慮梁體因受溫度變化的影響而造成的梁體的變形，故選擇一天中溫度最低時(shí)進(jìn)行合龍段的混凝土施工比較合適。合龍段箱梁混凝土的施工方法為一次整體澆筑成型。待混凝土的強(qiáng)度及彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)要求的100%且有5 d齡期后張拉，封錨壓漿。待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，拆除吊籃和卸除橋上所有荷載。在跨中合龍段施工完成后，箱梁受力體系由原先的單懸臂簡(jiǎn)支梁變成連續(xù)梁。

3 高鐵特大橋連續(xù)梁施工經(jīng)驗(yàn)

0號(hào)塊預(yù)壓過(guò)程中，宜采用楔形預(yù)制混凝土塊，防止側(cè)滑。線型控制要根據(jù)預(yù)壓情況設(shè)置梁底標(biāo)高，預(yù)留好彈性變形和壓縮量。澆筑過(guò)程斜向分層，先澆筑端橫隔板，然后斜向推進(jìn)。澆筑前復(fù)核墩頂標(biāo)高。澆筑完成后梁面收光找平，確保美觀。

4 結(jié)語(yǔ)

混凝土連續(xù)箱梁施工經(jīng)驗(yàn)，是一個(gè)不斷積累不斷總結(jié)不斷提高的過(guò)程，通過(guò)分析濟(jì)南特大橋跨繞城高速(48+80+48) m連續(xù)梁、跨機(jī)場(chǎng)路(40+64+40) m連續(xù)梁、跨溫梁路(62+112+62)m連續(xù)梁等幾座現(xiàn)澆梁施工，對(duì)于連續(xù)梁施工的各項(xiàng)要求，規(guī)范操作，施工工藝、工法，生產(chǎn)要素的合理配備，采取的管控措施及四新技術(shù)應(yīng)用，安全、質(zhì)量、進(jìn)度、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面取得的成果和經(jīng)驗(yàn)，提高連續(xù)梁施工在新工藝、新技術(shù)方面的發(fā)掘應(yīng)用，在連續(xù)梁施工過(guò)程管控和成本效益等方面需進(jìn)一步探討。