大型橋梁框架墩施工技術(shù)分析

陳宇

（中國水利水電第八工程局有限公司 湖南長沙 410000）

0 引言

在我國當(dāng)前鐵路、公路橋梁工程中，框架墩的使用范圍十分廣泛，隨著我國高速鐵路建設(shè)和城市高架橋通道建設(shè)飛速發(fā)展。我國幅員遼闊，各地區(qū)的地形、地貌各不相同，有些地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱、有些地區(qū)可耕地面積少，特別是一二線城市的土地資源緊張，為了保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境和充分利用城市里緊張的土地資源，盡量少挖少填，盡可能的不破壞原來的地形、地貌，多架橋梁。

1 工程概況

129-1#框架墩位于某省境內(nèi)，對(duì)應(yīng)里程DK8+881.95?？蚣芏詹捎妙A(yù)應(yīng)力混凝土橫梁，鋼筋混凝土橋墩、承臺(tái)及基礎(chǔ)?？蚣芏諜M梁跨度為16m，與線路正交，墩上兩側(cè)為32+26m 雙線簡(jiǎn)支梁。129-1#框架墩墩高22.5m，橫梁長19.8m，跨度為16m，橫梁跨中寬3.0m，高2.5m，橫梁與墩柱相連接處設(shè)置3.0×0.8m 倒角，框架墩結(jié)構(gòu)形式詳見圖1。

圖1 1129-1#框架墩

框架墩橫梁及墩柱頂面1.5m 范圍內(nèi)，采用C50 混凝土，墩柱采用C40 混凝土，墊石采用C50 混凝土，墩柱頂1.5m 范圍內(nèi)混凝土和橫梁一起澆筑。

預(yù)應(yīng)力筋采用φ15.2mm 高強(qiáng)度低松弛鋼絞線（抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度fpk=1860MPa，Ep=1.95×105MPa），“M15-15”、“M15-17”型錨具及YCW350 型穿心式千斤頂，橫梁鋼束采用雙端張拉，錨下張拉控制應(yīng)力為1265MPa。

2 框架墩關(guān)鍵施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 支架施工

2.1.1 支架方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，同時(shí)為了便于施工，故采用貝雷梁支架方案進(jìn)行現(xiàn)澆。

貝雷片的結(jié)構(gòu)形式見圖2。貝雷片的尺寸：3×1.5m，門式墩墩身兩側(cè)各3 道貝雷桁架，每道由8 片貝雷片組成，橫梁下方布置12 道貝雷桁架，每道由4 片貝雷片組成，整個(gè)支架共使用96 片貝雷片。

2.1.2 搭設(shè)現(xiàn)澆支架

搭設(shè)現(xiàn)澆支架共分七個(gè)步驟，施工流程詳見圖3。

圖2 貝雷梁支架

圖3 貝雷梁支架搭設(shè)流程

2.1.3 支架預(yù)壓

采用成捆的鋼筋及成卷的鋼鉸線作為壓重塊進(jìn)行預(yù)壓，每捆（卷）重2t，吊機(jī)吊至橋面，預(yù)壓重量為梁重的1.2 倍共需壓重240 捆（卷），預(yù)壓加載順序?yàn)椋杭虞d壓重的40%→加載壓重的80%→加載壓重的100%→卸載壓重的100%，前兩次加載后靜置時(shí)間為1d，加載到100%時(shí)，按靜置2d 考慮，待曲線上的沉降基本平衡穩(wěn)定后方可卸載。

2.1.4 支架拆除

支架拆除順序應(yīng)遵守由上而下、先支的后拆、后支的先拆的原則。并按一步一清原則依次進(jìn)行，要禁止上下層同時(shí)進(jìn)行拆除工作。整個(gè)拆架過程中必須有技術(shù)人員跟班指揮與檢查，并且設(shè)置警戒線。拆除順序和搭建為逆序施工。

（1）卸落支架。

貝雷桁架采用整體落架法拆除，先把位于砂箱上的泄砂孔蓋打開，在此基礎(chǔ)上使用泄砂孔進(jìn)行防砂操作，在拱架的重壓之下活塞會(huì)助于自然垂落狀態(tài)，在活塞下降的過程中，支架體系會(huì)使得底膜脫落，再結(jié)合實(shí)際情況合理的將底膜拆除。

（2）拆除H200×200 型鋼及方木分配梁。

點(diǎn)外利用落梁空間，人工拆除底模和方木。點(diǎn)內(nèi)拆除型鋼，先用吊車將型鋼堆砌在橫梁兩端，用鋼絲繩捆綁懸掛于橫梁上，拆除貝雷梁后再用吊車卸落。2 臺(tái)汽車吊一組抬吊型鋼兩端，在混凝土橫梁與貝雷梁之間進(jìn)行堆碼、捆綁。

（3）拆除貝雷梁。

梁上H200×200 型鋼懸吊完畢后拆除貝雷梁，共有貝雷梁18 榀，采用一臺(tái)50t 汽車吊進(jìn)行拆除，吊車在框架墩一側(cè)逐榀拆除，每榀需要15min，18 榀共需要270min。

（4）拆除鋼立柱。

采用一臺(tái)50t 汽車吊，先拆除抱箍和與墩身固定的工字鋼，最后拆除鋼立柱。

2.2 混凝土施工

采用自有拌合站混凝土，泵車泵送。橫梁施工時(shí)，先澆注橫梁底部1.5m 以下的墩身，接下來再從一端向另一端展開澆筑工作。要注意的是，應(yīng)趕在上一層混凝土初凝之前，完成好下層混凝土的澆筑工作，以此實(shí)現(xiàn)混凝土不同層之間的高效融合，提升混凝土澆筑的質(zhì)量，除此以外，在進(jìn)行混凝土振搗的過程中，工作人員應(yīng)明確振動(dòng)棒的使用方法，并嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)定展開操作。

插入時(shí)要快，拔出時(shí)要慢，以免在混凝土中留下空隙，振搗時(shí)間不宜過久，太久會(huì)出現(xiàn)砂與水泥漿分離，石子下沉，并在混凝土表面形成砂層，影響混凝土質(zhì)量。當(dāng)工作人員完成混凝土的振搗工作之后，要在確保其平整的基礎(chǔ)上第一時(shí)間進(jìn)行第一次抹面，針對(duì)上部表層混凝土則需要開展二次抹面，當(dāng)混凝土即將初凝之前要進(jìn)行第二次抹面工作，以此有效避免由于在施工前期出現(xiàn)缺水情況而導(dǎo)致的表面干裂問題，當(dāng)完成混凝土澆筑之后，覆蓋麻袋或用草簾等將混凝土覆蓋，經(jīng)常灑水保持濕潤。

2.3 預(yù)應(yīng)力鋼筋施工和張拉

預(yù)應(yīng)力張拉施工流程；施工準(zhǔn)備→拔出內(nèi)襯管→穿鋼絞線→工作錨具安裝→預(yù)應(yīng)力施加→壓漿→封錨。

2.3.1 波紋管施工

（1）縱向預(yù)應(yīng)力鋼束管道采用φ100 和φ110 金屬波紋管。

（2）使用前要嚴(yán)格檢查波紋管，如存在變形、開裂等情況，一律不得使用。管道要存放在室內(nèi)倉庫，避免受潮和日曬雨淋。

（3）按設(shè)計(jì)圖紙要求來布置波紋管，并用定位鋼筋固定，安放完成后的波紋管要順直、一定不能出現(xiàn)折角，破裂等情況。

（4）波紋管搭接長度以5d 為準(zhǔn)，采用大一號(hào)的波紋管套接，兩邊同時(shí)旋緊，并用膠帶纏好連接處以防止混凝土漿、雜物漏入，當(dāng)管道位置與非預(yù)應(yīng)力鋼筋發(fā)生沖突時(shí)，采取以管道為主的原則，適當(dāng)調(diào)整鋼筋位置，保證管道位置不偏移。

（5）混凝土澆筑過程中，振搗棒不能碰到管道，以免管道位移。

（6）縱向預(yù)應(yīng)力管道，管道中穿入直徑80mm 的PVC 管保持管道順直，在混凝土澆注過程中，要經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)PVC 管，以防預(yù)應(yīng)力波紋管漏漿凝固PVC 管。

（7）澆注混凝土之前，要派人檢查管道，檢查管道上是否有孔洞，管道是否順直，接頭是否連接牢固，管道位置是否有移動(dòng)。最后采用空壓機(jī)通風(fēng)的方法清除管道內(nèi)雜物，保證管道暢通。

2.3.2 預(yù)應(yīng)力筋的加工及安裝

卷揚(yáng)機(jī)穿束可穿縱向長束，先在管道內(nèi)部穿入鋼繩，當(dāng)從另一端穿出之后將其綁上相應(yīng)的鋼絞線接頭，在該基礎(chǔ)上采用卷揚(yáng)機(jī)等相應(yīng)的設(shè)備在滑輪的作用下將鋼絞線緩緩地引入管道內(nèi)部。

2.3.3 預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉

在使用預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備展開預(yù)應(yīng)力張拉工作之前，應(yīng)先請(qǐng)專業(yè)人士對(duì)設(shè)備展開相應(yīng)的校定工作，以保證后續(xù)工作能夠順利進(jìn)行，測(cè)定油泵線性方程，通過計(jì)算千斤頂?shù)膹埨Φ贸鰤毫Ρ碜x數(shù)，千斤頂張拉過程中，以油表讀數(shù)為主，伸長值為輔。

（1）預(yù)應(yīng)力筋采用千斤頂整體張拉，兩端對(duì)稱進(jìn)行。

（2）在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)，應(yīng)同時(shí)使用伸長值和應(yīng)力進(jìn)行控制，主要是依靠張拉控制應(yīng)力，而伸長值則作為校核，在實(shí)際工作開展的過程中，工作人員應(yīng)注意，計(jì)算伸長量與實(shí)際伸長量時(shí)間的偏差不可以超過5%，一旦超過，便應(yīng)第一時(shí)間停止張拉操作，待查明原因后再張拉。

（3）預(yù)應(yīng)力筋張拉順序：澆注完框架墩混凝土后，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范值的95%時(shí)，彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范值的100%且必須保證張拉時(shí)梁體混凝土齡期大于5d 時(shí)，張拉預(yù)應(yīng)力束N1、N2、N4，待箱梁架設(shè)后張拉剩下的預(yù)應(yīng)力鋼束N3。

2.4 壓漿

行管道壓漿，壓漿前應(yīng)清除管道內(nèi)雜物和積水，壓漿應(yīng)飽滿密實(shí)。為保證梁體的耐久性，壓漿材料采用高性能補(bǔ)償防腐灌漿劑，管道壓漿水泥漿強(qiáng)度等級(jí)不低于M50。水泥漿攪拌結(jié)束至壓入管道的時(shí)間間隔不應(yīng)超過40min。

2.4.1 壓漿操作

張拉完成后確定預(yù)應(yīng)力筋無斷絲、滑絲現(xiàn)象，然后切除多余鋼絞線，并預(yù)留3～4cm 封堵錨頭，封錨水泥砂漿強(qiáng)度達(dá)到10MPa 時(shí)即可壓漿。壓漿時(shí)間以張拉完畢不超過48h 控制，同一管道壓漿作業(yè)要一次完成不得中斷。壓漿前管道內(nèi)先清除雜物及積水，壓漿時(shí)，從最底點(diǎn)的壓漿口壓入，由最高點(diǎn)的排氣孔排氣和泌水；壓漿緩慢、均勻的進(jìn)行，不得中斷，并將所有最高點(diǎn)的排氣孔依次放開和關(guān)閉，使孔道內(nèi)排氣暢通。灌漿先注下層管道，然后再注上層管道。

壓漿操作程序：①打開進(jìn)漿孔和排氣孔；②用壓漿泵將水泥漿從壓漿孔中壓入；③當(dāng)另端壓漿孔流出的漿和壓漿孔壓入的漿稠度相同時(shí)，關(guān)閉排氣孔；④逐漸升至0.4MPa 后穩(wěn)定一定時(shí)間（不少于2min）；⑤關(guān)閉壓漿嘴；⑥填寫施工記錄并經(jīng)質(zhì)量技術(shù)管理部人員簽認(rèn)。

注意事項(xiàng)：

（1）預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉完成后，將已經(jīng)卡住鋼絞線的錨具采用高強(qiáng)度水泥砂漿封閉，待達(dá)到一定強(qiáng)度后（一般為10MPa），開始往預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi)壓力灌漿（此工序注意孔道內(nèi)空氣盡可能排凈），水泥漿達(dá)到一定強(qiáng)度后，即可以剪斷部分外露的鋼絞線，并在錨具位置綁扎鋼道筋、安裝模板，將錨具包裹在混凝土內(nèi)。張拉完畢48h 內(nèi)，要進(jìn)行壓漿。

（2）每個(gè)孔道的壓漿作業(yè)必須一次完成，不得途中停頓。因故障而使壓漿作業(yè)中斷，停頓時(shí)間超過20min，則須用清水漿灌入孔道內(nèi)的水泥漿全部沖去，然后重新壓漿

（3）水泥漿從拌制到壓入孔道的間隔時(shí)間不得超過40min，在這個(gè)時(shí)間內(nèi)，應(yīng)不斷地?cái)嚢杷酀{。

（4）壓漿操作人員應(yīng)戴防護(hù)眼鏡，以免灰漿噴出時(shí)射傷眼睛。

（5）壓漿過程中出現(xiàn)異常，如管道堵塞，機(jī)械故障不能繼續(xù)壓漿時(shí)，立即用清水將管道內(nèi)的水泥漿沖洗干凈，并用空壓機(jī)吹干積水。

（6）旱季施工，盡量選擇在夜間氣溫較低時(shí)壓漿，壓漿時(shí)間控制在40min 之內(nèi)。

（7）封端混凝土靜置1-2h 后，帶模澆水護(hù)養(yǎng)，脫模后仍應(yīng)繼續(xù)澆水養(yǎng)護(hù)，在常溫下一般養(yǎng)護(hù)仍不少于7d。

2.4.2 封錨

為提高結(jié)構(gòu)的耐久性，封錨前對(duì)新舊混凝土結(jié)合面進(jìn)行鑿毛處理并對(duì)錨具進(jìn)行防水處理，并設(shè)置封錨鋼筋網(wǎng)。利用錨墊板上安裝螺孔，擰入帶彎鉤螺栓，封端鋼筋應(yīng)與之綁扎形成鋼筋骨架?？v向預(yù)應(yīng)力封錨混凝土澆筑后，在新舊混凝土接縫處表面滿涂聚氨酯防水涂料，防水涂料厚為1.5mm。防水涂料采用防水層的防水涂料，抗拉強(qiáng)度為6.0MPa。

3 總結(jié)

總而言之，本文以位于某省的高速鐵路剛構(gòu)-連續(xù)梁大橋框架墩作為案例，對(duì)混凝土框架墩展開施工技術(shù)分析，為接下來橋梁施工工程的順利開展提供重要參考，也為今后類似工程項(xiàng)目施工提供學(xué)習(xí)依據(jù)。