大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋施工技術(shù)分析

王鋒

中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司 云南昆明 650000

近些年來(lái)，隨著連續(xù)剛構(gòu)橋梁在橋梁施工中的快速發(fā)展，對(duì)于連續(xù)剛構(gòu)橋梁的主跨度跨徑逐漸的增大，所以在施工過(guò)程中，就必須對(duì)于大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋的施工技術(shù)予以重視，要加強(qiáng)各個(gè)環(huán)節(jié)的相關(guān)控制工作，從而確保大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋的施工質(zhì)量。

1 大跨連續(xù)剛構(gòu)橋概述

現(xiàn)階段，我國(guó)大跨徑預(yù)應(yīng)力橋梁主要采用有支架的就地澆筑施工法、懸臂施工平衡澆筑法、逐孔施工法、頂推施工法等。其中通常采用懸臂澆筑法施工。懸臂澆筑法是利用已建成的橋墩沿橋跨方向?qū)ΨQ施工，施工中需要墩與梁固結(jié)。懸臂施工時(shí)隨梁段增長(zhǎng)，梁內(nèi)負(fù)彎矩增大。橋下無(wú)需搭設(shè)支架，工藝簡(jiǎn)單，多橋孔可同時(shí)施工。懸臂施工時(shí)跨中正彎矩移到支點(diǎn)負(fù)彎矩，可有效節(jié)省施工費(fèi)用。值得注意的是，連續(xù)剛構(gòu)橋采用懸臂施工，存在施工的力學(xué)體系轉(zhuǎn)換問(wèn)題，施工中應(yīng)及時(shí)調(diào)整施加的預(yù)應(yīng)力。連續(xù)剛構(gòu)橋是預(yù)應(yīng)力混凝土大跨梁式的主要橋型之一，將主梁做成連續(xù)梁體，連續(xù)剛構(gòu)可多跨相連，采用支座形成剛構(gòu)連續(xù)梁體系。連續(xù)剛構(gòu)保持了T型剛構(gòu)與連續(xù)梁的優(yōu)點(diǎn)[1]。

隨著大橋墩高的不斷提高，橋墩對(duì)上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的嵌固作用就會(huì)變小，逐漸轉(zhuǎn)變成柔性墩。所以，剛構(gòu)橋主梁的受力性能和連續(xù)梁基本沒(méi)有差別，隨著橋墩高度的不斷增加，薄壁墩底部承載的彎矩和梁體的軸向力會(huì)隨之減少。連續(xù)剛構(gòu)系統(tǒng)具有較大的抗彎剛度、橫向剛度、抗扭剛度，承載性能好，變形小，跨越能力強(qiáng)，能充分發(fā)揮高強(qiáng)度材料的作用。同時(shí)外形美觀、體積小，橋下間隙大，橋上開(kāi)闊視野，橋面光滑，伸縮縫少，維護(hù)簡(jiǎn)單，抗震能力強(qiáng)。通過(guò)不斷的發(fā)展與完善，連續(xù)剛構(gòu)橋在各大橋梁工程中的運(yùn)用非常廣泛。

2 工程概況

某地新修建大橋長(zhǎng)度為140m，其連續(xù)剛構(gòu)的施工對(duì)大橋的按期完工有著重要的影響。該大橋采取單向室，其橋面寬度為10.5m，梁的高度從12m漸變?yōu)?m，頂板厚度由0.55m轉(zhuǎn)變?yōu)?.5m，腹板厚度由1.2m逐漸轉(zhuǎn)變成為0.5m，底板厚度則由1.1m逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)?.45m。橋梁布置如圖1所示。

圖1 大橋立面布置圖

3 大跨連續(xù)剛構(gòu)橋施工要點(diǎn)

在橋梁建設(shè)中運(yùn)用連續(xù)鋼構(gòu)橋，其有著較強(qiáng)的實(shí)用性、較大的跨度以及較強(qiáng)的抗壓力。連續(xù)鋼構(gòu)橋不僅具有跨度大、抗壓力強(qiáng)的特點(diǎn)，而且具有非常好的實(shí)用性。連續(xù)剛構(gòu)橋當(dāng)前修建較多，其整體施工簡(jiǎn)單方便，進(jìn)行合龍時(shí)不需要體系轉(zhuǎn)換。連續(xù)剛構(gòu)橋整體剛度非常大、承載能力強(qiáng)、橫橋向抗扭剛度較好，還能夠達(dá)到在施工時(shí)抗風(fēng)的要求，伸縮縫應(yīng)用也比較少，從而有利于行車(chē)的平穩(wěn)體驗(yàn)。從外觀來(lái)看，大橋的外型美觀、體積小，因此在各地橋梁建設(shè)中受到廣泛運(yùn)用。下文主要對(duì)大橋的懸臂施工要點(diǎn)進(jìn)行分析，具體內(nèi)容包括模板、鋼筋、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉等[2]。

3.1 模板

大橋在施工時(shí)，對(duì)模板的尺寸要求非常高，因此在施工時(shí)必須確保放線與尺寸調(diào)節(jié)。對(duì)模板的調(diào)整一定要按照大橋的縱向中心線、標(biāo)高、尺寸3個(gè)方面進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。在對(duì)大橋模板的中線進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整時(shí)，須要求測(cè)量的工作人員安置3個(gè)中點(diǎn)，從而提高中線的準(zhǔn)確性；還應(yīng)在節(jié)段前段的頂板處安放一個(gè)鋼筋三腳架，以便將中線一次放到底板的位置。對(duì)大橋橫向位置的模板進(jìn)行調(diào)整時(shí)，應(yīng)密切觀察模板后端和上一段斜接的位置是否處于一條直線。在對(duì)模板的標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整時(shí)，必須使用在本段內(nèi)所做的高程標(biāo)記點(diǎn)。由于測(cè)量的位置不是固定的，從而致使塔尺安放的測(cè)量位置不同，會(huì)導(dǎo)致高程出現(xiàn)較大的偏差，因此必須保證大橋模板的標(biāo)高與設(shè)計(jì)圖紙的標(biāo)高一致，只有這樣才能對(duì)底板線形進(jìn)行控制。另外需注意，在調(diào)整模板標(biāo)高時(shí)，應(yīng)仔細(xì)觀察模板的中心和橋梁的中線所發(fā)生的變化，如果出現(xiàn)偏差，立即對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn)并調(diào)整。只有通過(guò)施工時(shí)對(duì)每段立模的標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，才能實(shí)現(xiàn)大橋的線形控制。

3.2 鋼筋

（1）鋼筋加工。大橋的設(shè)計(jì)梁高會(huì)根據(jù)計(jì)算公式的變化而有所改變，從而導(dǎo)致大橋的底板與腹板鋼筋會(huì)產(chǎn)生較大的變化。因此在對(duì)鋼筋進(jìn)行加工時(shí)，必須確保符合設(shè)計(jì)圖的尺寸要求，特別是應(yīng)用在大橋腹板位置的雙閉合箍筋尤為重要。該部位的鋼筋尺寸會(huì)發(fā)生較大的變化，所以在加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，從而使腹板閉合箍筋高于橋面混凝土，因此需要加強(qiáng)下料時(shí)對(duì)鋼筋尺寸的把握。另外，還需要注意對(duì)縱向主筋尺寸的把控。下料時(shí)一定要確保兩根相鄰鋼筋的接頭部位錯(cuò)開(kāi)50cm以上，同時(shí)本段內(nèi)的鋼筋接頭不能超過(guò) 1 個(gè)[3]。

（2）鋼筋綁扎。在鋼筋的綁扎過(guò)程中，必須確保安裝順序合理。合理的安裝順序是保證整體施工進(jìn)度的基礎(chǔ)，會(huì)對(duì)工程會(huì)產(chǎn)生重大影響。應(yīng)在鋼筋下部放置一些保護(hù)層墊塊，按照相關(guān)規(guī)定，每平方必須運(yùn)用4個(gè)及以上的同標(biāo)號(hào)混凝土墊塊，墊塊一定要保證安放在鋼筋的交叉點(diǎn)，以確保鋼筋處在同一保護(hù)層下。腹板閉合箍筋在施工的過(guò)程中需要控制其頂面的水平狀態(tài)，與此同時(shí)對(duì)閉合箍筋內(nèi)的縱向波紋管進(jìn)行仔細(xì)觀察，看其能否以順直的狀態(tài)通過(guò)。另外，可以在施工時(shí)拉上施工線，以便更準(zhǔn)確地對(duì)鋼筋進(jìn)行調(diào)整。大橋的橋面由中線向兩側(cè)以2%的角度放出人字形坡度，因此在頂板鋼筋進(jìn)行綁扎的過(guò)程中，應(yīng)順著橋梁的走向在中線前段安放一個(gè)坡頂點(diǎn)，然后在點(diǎn)的位置開(kāi)展鋼筋綁扎，從而對(duì)面層鋼筋保護(hù)層加以控制。對(duì)于頂板的連系筋，在施工時(shí)確保其上勾與下勾全部處在大鋼筋十字交叉點(diǎn)的位置上并將其捆扎結(jié)實(shí)。

3.3 混凝土

（1）混凝土澆筑工藝?；炷潦┕r(shí)，應(yīng)確?，F(xiàn)場(chǎng)的振搗工作是在符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求下進(jìn)行的?；炷帘砻鎽?yīng)泛出大量泥漿且不能有氣泡出現(xiàn)，澆筑完成后應(yīng)確保沒(méi)有斷續(xù)下降。在施工時(shí)一定要仔細(xì)觀察振搗過(guò)程，避免出現(xiàn)漏振。應(yīng)以小組的形式劃分澆筑人員，安排專業(yè)技術(shù)人員跟班指導(dǎo)施工。在振搗時(shí)，鋼筋密集處應(yīng)使用小振搗棒進(jìn)行施工，稀疏處則使用大振搗棒進(jìn)行施工。在振搗的操作過(guò)程中，振動(dòng)棒的移動(dòng)距離一定要保持在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，不能超出其作用半徑2倍，作用半徑需通過(guò)試驗(yàn)確定。在對(duì)腹板的混凝土進(jìn)行振搗時(shí)，需要在模板的上方開(kāi)出一個(gè)洞口，以便振搗人員從洞口進(jìn)入對(duì)腹板內(nèi)部進(jìn)行搗固。洞口應(yīng)設(shè)置在內(nèi)模與內(nèi)側(cè)鋼筋網(wǎng)片上?；炷翝仓r(shí)必須使用平衡對(duì)稱的方式進(jìn)行。要求在澆筑過(guò)程中，偏載最大不能超出10m3，并且應(yīng)一次性完成本階段的所有澆筑工作，施工時(shí)不能出現(xiàn)中斷，應(yīng)分層澆筑且每層不能超出40cm的厚度。當(dāng)頂板的混凝土澆筑完成后，對(duì)混凝土的表面進(jìn)行平整、壓實(shí)及二次收漿，最后及時(shí)對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。如果在澆筑時(shí)堵管，應(yīng)當(dāng)立即修理，與此同時(shí)需用工地塔吊進(jìn)行澆筑工作，從而確保整體澆筑過(guò)程不會(huì)出現(xiàn)中斷[4]。

表1 下料的設(shè)計(jì)偏差值

（2）混凝土澆筑順序。對(duì)大橋的懸澆段運(yùn)用泵車(chē)將混凝土輸送到模板內(nèi)，要求澆筑的速度不能超過(guò)20m3/h。澆筑時(shí)要按照兩側(cè)對(duì)稱并以分層的方式進(jìn)行，還要滿足平衡的狀態(tài)。具體的澆筑順序?yàn)椋菏紫葘?duì)大橋的底板進(jìn)行澆筑，然后是腹板，最后是頂板。對(duì)底板進(jìn)行澆筑時(shí)應(yīng)當(dāng)從最前端進(jìn)行，然后從兩端向中間進(jìn)行，而大橋腹板和頂板的澆筑同樣是按照兩側(cè)往中間的方法進(jìn)行。

（3）混凝土后期養(yǎng)護(hù)。澆筑完成后的混凝土需及時(shí)養(yǎng)護(hù)，應(yīng)當(dāng)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施。對(duì)混凝土的表面與內(nèi)部的溫度應(yīng)當(dāng)進(jìn)行測(cè)量，并將溫度控制在規(guī)范要求范圍內(nèi)，如果沒(méi)有具體的標(biāo)準(zhǔn)，則以25℃內(nèi)為準(zhǔn)。為了避免陽(yáng)光暴曬和雨水沖擊的影響，混凝土澆筑完成后應(yīng)當(dāng)使用沾濕的土工布將其覆蓋，待初凝后進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。另外，要加強(qiáng)對(duì)大橋主梁段的養(yǎng)護(hù)。

3.4 預(yù)應(yīng)力

（1）豎向預(yù)應(yīng)力分析。連續(xù)剛構(gòu)橋的澆筑是懸臂澆筑，梁體按照縱向、橫向及堅(jiān)向三個(gè)方向均設(shè)有預(yù)應(yīng)力，其中梁體縱、橫兩個(gè)方向的鋼絲絞合線承受的抗拉預(yù)應(yīng)力值為1300MPa，e的系數(shù)值為195GPa，鋼絲絞合線的平均外徑為15.2mm。而豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋則使用螺紋鋼筋，工程中的抗拉預(yù)應(yīng)力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值為830MPa，e的系數(shù)值為200GPa。通過(guò)上述分析，本次工程豎向預(yù)應(yīng)力所使用的螺紋鋼筋直徑為32mm，要達(dá)到預(yù)應(yīng)力張拉噸位為600kN的要求并保持50cm的間距在腹板上進(jìn)行配制。高腹板箍筋進(jìn)行安裝之后便可進(jìn)行豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋設(shè)置，鋼筋型號(hào)和設(shè)置要求跟上述一致而且豎向上的預(yù)應(yīng)力鋼筋長(zhǎng)度按照設(shè)計(jì)要求應(yīng)為梁高減去0.047m，錨具應(yīng)安裝在預(yù)應(yīng)力鋼筋末端處0.035m的位置，具體的安裝順序應(yīng)從螺帽開(kāi)始，然后是墊片，接下來(lái)是螺旋筋，之后將順序反過(guò)來(lái)進(jìn)行安裝。而豎向上的加筋管使用直徑為48mm的金屬加筋管，加筋管之間通常使用壓漿導(dǎo)管進(jìn)行連接，將一個(gè)區(qū)域內(nèi)豎向上的管道構(gòu)成一個(gè)整體，以便于后期施工中的加壓工作，同時(shí)在金屬加筋管上每間隔0.5m使用8cm的閉合箍筋進(jìn)行加固，并使用鐵絲進(jìn)行固定。

（2）預(yù)應(yīng)力鋼筋下料。①施工下料時(shí)應(yīng)保持預(yù)應(yīng)力鋼筋表面光滑且鋼筋不能出現(xiàn)彎曲，表面不能出現(xiàn)裂縫、損傷及油漬。②預(yù)應(yīng)力混凝土后張梁孔道在進(jìn)行預(yù)留時(shí)，需保證施工時(shí)的密封性及孔道接頭的嚴(yán)密性且在安裝時(shí)確保牢固性。③進(jìn)行下料施工時(shí)需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)中的規(guī)定，偏差需符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，具體見(jiàn)表1。

3.5 預(yù)應(yīng)力張拉

當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)值90%以上且混凝土的齡期不少于7d后，便可以進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉施工，三向預(yù)應(yīng)力的張拉順序：先豎向（50%張拉力不灌漿）再縱向后橫向、豎向（二次100%張拉力儲(chǔ)漿結(jié)固）。橫向、豎向預(yù)應(yīng)力（二次100%張拉力）滯后縱向預(yù)應(yīng)力2個(gè)節(jié)段張拉，即張拉n節(jié)段縱向預(yù)應(yīng)力鋼束后，張拉n-2節(jié)段的橫豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋，豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)逐根張拉到位，嚴(yán)禁遺漏。完成張拉施工后應(yīng)立即進(jìn)行壓漿施工。縱向預(yù)應(yīng)力張拉應(yīng)采用兩端同步的方式進(jìn)行左右兩側(cè)的同步張拉。需要注意的是張拉過(guò)程中不平衡束最大不能超過(guò)1束，具體的張拉順序?yàn)椋菏紫雀拱?，然后頂板，最后，底板，從外部向?nèi)部左右對(duì)稱進(jìn)行張拉。在張拉的過(guò)程中應(yīng)確保兩側(cè)的伸展量是相同的。對(duì)腹板的豎向預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用同樣的張拉施工方案，并從兩側(cè)相交進(jìn)行張拉。為避免消耗豎向預(yù)應(yīng)力應(yīng)進(jìn)行兩次張拉，在二次100%張拉力1d后再?gòu)埨淮?，從而彌補(bǔ)張拉過(guò)程中預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的消耗。在進(jìn)行橫向預(yù)應(yīng)力張拉施工時(shí)，需確保梁體兩個(gè)方向的交錯(cuò)張拉施工。當(dāng)橫向預(yù)應(yīng)力筋為橫向時(shí)，每個(gè)梁段臂部最后一束橫向預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)拉伸，以避免兩端各點(diǎn)由于作用力的不均勻而產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力鋼筋開(kāi)裂[5]。

預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉施工時(shí)需要采用張拉應(yīng)力和伸長(zhǎng)值雙控，這種措施主要是為了控制張拉的作用力，以便對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋的實(shí)際張拉量和計(jì)算量進(jìn)行核算。而且鋼絲絞合線的實(shí)際張拉量和計(jì)算量的結(jié)果相差不能大于6%，如果大于6%則立即停止施工，查找相關(guān)原因并更正，然后再進(jìn)行施工。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，由于混凝土的收縮徐變，如果連續(xù)剛構(gòu)橋在3/4邊跨以及跨中處有較大的下?lián)希┕r(shí)應(yīng)盡可能保持同步澆筑混凝土，防止出現(xiàn)因混凝土澆筑齡期不一致導(dǎo)致的合龍質(zhì)量差。連續(xù)剛構(gòu)橋在運(yùn)營(yíng)一定的時(shí)期后將會(huì)出現(xiàn)較大的下?lián)?，因此在施工時(shí)應(yīng)對(duì)其預(yù)加預(yù)拱度，預(yù)拱度的線形應(yīng)采取余弦曲線。在大跨度的連續(xù)剛構(gòu)橋施工過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際制定施工工藝，以保證橋梁質(zhì)量。橋梁合龍時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制合龍配重以及頂推力等。