連續(xù)剛構(gòu)橋合攏段懸臂施工及注意事項(xiàng)

郝　琳　李清海

摘要:連續(xù)剛構(gòu)橋是目前使用廣泛的連續(xù)體系梁式橋,該橋型采用懸臂澆筑法施工。合攏段的施工是懸臂澆筑技術(shù)中非常重要的工序。文中結(jié)合衛(wèi)運(yùn)河大橋工程實(shí)例,對(duì)懸臂施工合攏段的施工和技術(shù)注意事項(xiàng)進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞:衛(wèi)運(yùn)河大橋;連續(xù)剛構(gòu)橋;合攏段施工

引言

連續(xù)剛構(gòu)橋是一種介于連續(xù)梁橋和T型剛構(gòu)橋之間的橋型,這種橋型的橋梁又稱墩梁固結(jié)的連續(xù)梁橋。目前連續(xù)剛構(gòu)橋大多用于大跨度的薄壁高墩上,即把高墩看做一種擺動(dòng)支承體系,從而降低墩的內(nèi)力。由于其超越連續(xù)梁橋跨徑的能力,是近年來(lái)使用較多的梁式橋。

懸臂施工法是一種常用的橋梁施工方法,目前大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋的施工大多采用懸臂施工法。懸臂施工法可以分為懸臂澆注和懸臂拼裝兩種方法,尤其以懸臂澆注法施工具有更廣泛的適應(yīng)性。

合攏段的施工是懸臂澆筑技術(shù)非常重要的工序之一。它不僅是梁體體系轉(zhuǎn)換的必由之路,而且因?yàn)槠浠炷翉臐仓綇埨A(yù)應(yīng)力筋,實(shí)現(xiàn)真正"合攏"期間,晝夜溫差的影響、新澆混凝土的早起收縮、徐變等因素,都在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生變形、引起內(nèi)力,所以必須采取合理的措施,確保合攏段混凝土不致因自身的長(zhǎng)度的變化造成開(kāi)裂和壓碎使橋梁順利合攏。鑒于目前文獻(xiàn)合攏段的施工,都是針對(duì)連續(xù)梁而言的,連續(xù)剛構(gòu)有其自身的特點(diǎn)。本文結(jié)合夾江大橋施工實(shí)例,論述懸臂施工中合攏段的施工方案和技術(shù)注意事項(xiàng)。

1工程概況

衛(wèi)運(yùn)河大橋全長(zhǎng)1052米,主橋?yàn)?40+60+40)m雙幅三跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu),單項(xiàng)雙室變高度預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁,橋面單幅寬12.5米,箱寬7.5米,跨中及邊跨端部梁高1.5米,8、11號(hào)墩(主墩)根部梁高3米,。橋梁橋跨體系采用懸臂澆注法施工,懸臂段每節(jié)長(zhǎng)度為3～4米,中跨合攏段長(zhǎng)2米,主橋箱梁采用C50混凝土,預(yù)應(yīng)力采用三向預(yù)應(yīng)力體系。0號(hào)塊和1號(hào)塊采用貝雷支架現(xiàn)澆施工。主橋合攏順序?yàn)橄群蠑n邊跨現(xiàn)澆段,再合攏中跨,從而形成一個(gè)連續(xù)剛構(gòu)體系。

2施工方案

2.1邊跨現(xiàn)澆段施工

邊跨現(xiàn)澆合攏段施工采用鋼管腳手架搭設(shè)支架進(jìn)行現(xiàn)澆。施工前支架基礎(chǔ)應(yīng)做嚴(yán)格的壓實(shí)處理,首先對(duì)懸澆塊之間的河堤進(jìn)行嚴(yán)格壓實(shí)或換填處理,然后上鋪墊木,搭設(shè)90*908120cm鋼管腳手架支架至設(shè)計(jì)標(biāo)高。現(xiàn)澆段模版采用d=20mm高強(qiáng)度竹質(zhì)膠合板。澆筑前對(duì)支架進(jìn)行100%重量預(yù)壓。消除塑性變形,預(yù)留彈性變形,確保合攏后線形符合設(shè)計(jì)要求。

2.2中跨合攏段施工

邊跨合攏后,即可進(jìn)行中跨合攏段的施工。因中跨兩梁段上的掛藍(lán)已非常接近,此時(shí)可利用掛藍(lán)進(jìn)行中跨合攏段施工。

具體施工方法是:合攏前先調(diào)整中線位置和高程,合攏口臨時(shí)鎖定,張拉合攏臨時(shí)鋼束,并按設(shè)計(jì)要求在兩端懸臂用水箱法預(yù)加壓重,在混凝土澆筑過(guò)程中逐步撤除。臨時(shí)鎖定設(shè)置有四根剛接桿組成的臨時(shí)勁性支撐,分別位于箱梁頂?shù)装蹇拷拱逄?鋼接桿按圖紙預(yù)先拼焊好后,在箱梁兩端對(duì)應(yīng)預(yù)埋件上就位焊接,此后張拉上頂板臨時(shí)鋼束和上下底板對(duì)應(yīng)鋼束,形成頂部抗拉的近似鋼性接頭。利用掛藍(lán)底模做中跨合攏段底模,側(cè)模用掛藍(lán)鋼側(cè)模。取出掛藍(lán)內(nèi)模,改用方木骨架外貼膠合板做合壟段內(nèi)模,綁扎合攏段鋼筋及對(duì)接預(yù)應(yīng)力管道,同時(shí)在合攏塊混凝土澆筑前將預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)先穿入。

3合攏段施工注意事項(xiàng)

3.1環(huán)境溫度

合攏段再灌注前一周,對(duì)橋梁高程、軸線、橋長(zhǎng)進(jìn)行聯(lián)測(cè)并觀測(cè)這一周時(shí)間的氣溫?cái)?shù)據(jù),找出氣溫變化規(guī)律,確定一天中最低溫度時(shí)間,恒溫時(shí)間,升溫時(shí)間,以便在低溫及溫度變化幅度小的時(shí)間內(nèi)灌注混凝土。合攏段混凝土澆筑應(yīng)在監(jiān)理人員、設(shè)計(jì)院規(guī)定的氣溫較低且溫差變化較小的時(shí)間內(nèi)完成,混凝土澆筑完成后氣溫開(kāi)始回升。

3.2配重

為使合攏段混凝土澆筑過(guò)程中結(jié)構(gòu)體系處于穩(wěn)定狀態(tài),待剛性支撐鎖定后預(yù)先在懸臂端施加配重,使合攏兩端高差控制在規(guī)范允許范圍內(nèi),每端配重相當(dāng)于合攏段混凝土重量的一半。澆筑混凝土?xí)r,每級(jí)卸下相應(yīng)配重的重量移至0號(hào)段后在卸至橋下。

3.3混凝土

合攏段混凝土的配合比試驗(yàn)應(yīng)該專項(xiàng)設(shè)計(jì)?；炷凉嘧⑼戤?終凝后覆蓋養(yǎng)生,達(dá)張力強(qiáng)度后進(jìn)行底板鋼束張拉,拆除臨時(shí)鋼性接頭,完成全橋合攏。

本橋合攏段使用水灰比小的混凝土,為減少混凝土的收縮變形摻加了混凝土膨脹劑,在保證混凝土強(qiáng)度的前提下,要求早強(qiáng)。施工時(shí)加強(qiáng)施工管理,加強(qiáng)振搗,混凝土澆筑完應(yīng)及時(shí)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),防止發(fā)生裂紋。

3.4 線性控制調(diào)整

橋梁懸臂施工中線性控制非常重要,只有預(yù)拱度設(shè)置合理才能保證一個(gè)跨徑內(nèi)將要合攏的懸臂兩端在同一水平線上,才能使橋梁上部結(jié)構(gòu)在經(jīng)歷施工、運(yùn)營(yíng)狀態(tài)反復(fù)發(fā)生向上或向下形式撓度后,保證結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后達(dá)到設(shè)計(jì)所期望的標(biāo)高線形。

線形控制即在懸澆施工階段,根據(jù)箱梁結(jié)構(gòu)計(jì)算和掛藍(lán)試壓結(jié)果提供梁體各截面的最終撓度變化值,設(shè)置施工預(yù)拱度,據(jù)此調(diào)整每塊模板安裝時(shí)的前段標(biāo)高以抵消梁段施工所產(chǎn)生的一系列撓度,施工完畢達(dá)到設(shè)計(jì)的位置布設(shè)控制點(diǎn)。為了保證主橋懸澆節(jié)段施工中線、高程的準(zhǔn)確,確保全橋線性的平順,0號(hào)塊施工時(shí)在0號(hào)塊頂面中心預(yù)埋鋼板作為水平、高程控制點(diǎn),并與兩岸既有中線、高程點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)閉合?？刂泣c(diǎn)要求穩(wěn)定可靠并全橋皆有此控制點(diǎn)控制以保證控制的一貫性,減少測(cè)量誤差。

墩身變形監(jiān)測(cè)。主墩施工期間在墩身上預(yù)埋觀測(cè)點(diǎn),在主橋箱梁懸澆施工期間要加強(qiáng)墩柱的觀測(cè)工作,委派專人利用高精度觀測(cè)儀器定期對(duì)主墩最不利斷面進(jìn)行應(yīng)力檢測(cè),同時(shí)檢測(cè)主墩墩頂?shù)奈灰谱兓?嚴(yán)密注意墩身的變形,防止橋面兩懸澆節(jié)段施工荷載不均勻而造成事故。

承臺(tái)沉降觀測(cè)。承臺(tái)澆筑時(shí)在四角預(yù)埋4個(gè)鋼筋作觀測(cè)點(diǎn),懸澆施工中定期對(duì)四個(gè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè),比較前后差值即為承臺(tái)沉降值。

箱梁軸線控制。利用0號(hào)塊中心控制點(diǎn)和邊墩上控制點(diǎn)對(duì)各懸澆節(jié)段的中線進(jìn)行控制。,每個(gè)懸澆節(jié)段完成后復(fù)核前面幾個(gè)節(jié)段中心點(diǎn)的位移,復(fù)核無(wú)誤后再放出待澆節(jié)段的中線,嚴(yán)密監(jiān)測(cè)各階段中線變化情況。

箱梁高程控制。利用0號(hào)塊中心處水準(zhǔn)點(diǎn)控制懸澆節(jié)段混凝土、模板高程,混凝土澆筑前在每階段端部中線和翼板邊緣設(shè)置高程控制鋼筋樁,鋼筋下部支撐于底模上,頂部露出混凝土面10cm,作為混凝土澆筑時(shí)對(duì)箱梁頂面高程的控制,并在混凝土澆筑后、張拉后對(duì)高程進(jìn)行復(fù)核以驗(yàn)證設(shè)計(jì)預(yù)拱度的設(shè)置。

箱梁預(yù)拱度的設(shè)置。懸澆施工時(shí)梁體線形影響到合攏的精度,應(yīng)對(duì)每個(gè)節(jié)段設(shè)置預(yù)拱度。計(jì)算預(yù)拱度應(yīng)考慮以下因素:掛藍(lán)的變形、箱梁的自重、預(yù)應(yīng)力的大小、施工荷載、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換、混凝土收縮與徐變、日照與溫度變化。

箱梁懸澆各節(jié)段立模標(biāo)高公式:

Hi=H0+fi-fy+fg+fz

Hi-待澆箱梁節(jié)段底板前端點(diǎn)處掛藍(lán)底板模板標(biāo)高(張拉后)。

H0-該點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高。

Fi-本施工段及以后澆筑的各段對(duì)該點(diǎn)撓度影響值。

fy-本施工段頂板縱向預(yù)應(yīng)力束張拉后對(duì)該點(diǎn)的影響值。

fg-掛籃變形對(duì)該施工段的影響值,掛藍(lán)設(shè)計(jì)和加載試壓后得到。

fz-由徐變、收縮、溫度、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換、二期荷載、活載等影響產(chǎn)生的撓度計(jì)算值。

按計(jì)算出的模板標(biāo)高立模后,分別測(cè)出混凝土灌注前后及張拉后的實(shí)際標(biāo)高(撓度),若有不符,可適當(dāng)調(diào)整下一梁段立模標(biāo)高,直至滿意為止。

結(jié)束語(yǔ)

衛(wèi)運(yùn)河大橋在該施工方案的指導(dǎo)下全橋順利合攏并完成體系轉(zhuǎn)變,最終橋梁線形平順,結(jié)構(gòu)合理,受力良好。衛(wèi)運(yùn)河大橋懸臂澆注法的施工工藝為今后特大型預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋的懸臂澆注法施工提供了借鑒和參考。

參考文獻(xiàn)

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