許忠印

(河北省交通建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司)

分段現(xiàn)澆橋梁的懸臂施工,就是利用掛籃在橋墩兩側(cè)對(duì)稱逐段澆筑混凝土、張拉預(yù)應(yīng)力筋 、移動(dòng)掛籃、立模、綁扎鋼筋等循環(huán)連續(xù)施工,直至合攏形成連續(xù)橋梁。掛籃懸臂澆筑施工不需大量施工支架和大型的臨時(shí)設(shè)備,不影響橋下通航、通車,施工受季節(jié)、河道水位影響小。因此掛籃懸臂澆筑施工的方法在連續(xù)梁和連續(xù)剛構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用。掛籃懸臂現(xiàn)澆施工的橋梁常用跨徑,國內(nèi)目前最大跨徑已達(dá)到270m。該施工方法是國內(nèi)外大跨徑連續(xù)橋梁的主要施工方法之一。雖然該施工方法有很大的優(yōu)點(diǎn),但是也有它的不足之處,主要是懸臂施工體系轉(zhuǎn)換較多、施工線形及合攏技術(shù)要求比較高。另外在掛籃的拼裝移動(dòng)及 0#塊施工環(huán)節(jié)上也有一定的技術(shù)難度。

1 支座的安裝及注意事項(xiàng)

現(xiàn)階段國內(nèi)大跨徑連續(xù)梁的支座大部分為盆式支座,它的主要特點(diǎn)是承載能力高,適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)水平位移較大、摩擦系數(shù)小、支座建筑高度小、經(jīng)濟(jì)效果顯著和具有抗震消能等優(yōu)越性。雖然支座在橋梁結(jié)構(gòu)中屬于小部件,但是如果設(shè)計(jì)不當(dāng)、施工質(zhì)量差和缺乏合理的養(yǎng)護(hù),它往往給結(jié)構(gòu)受力帶來嚴(yán)重的不良后果。大量事實(shí)證明支座在橋梁結(jié)構(gòu)中是最易出現(xiàn)病害之處。因此合理選擇支座,提高支座的施工質(zhì)量,對(duì)橋梁的壽命,使用性能具有十分重要的意義。

1.1 支座預(yù)偏量的設(shè)置

掛籃懸臂澆筑的橋梁要經(jīng)過多次合攏,每次合攏都要進(jìn)行一次體系轉(zhuǎn)換。由于每次合攏期很短,在此期間混凝土發(fā)生的徐變很小,可以忽略。但是由于溫差產(chǎn)生的內(nèi)力非常大,對(duì)于截面較大的箱型梁體將會(huì)產(chǎn)生數(shù)千噸的溫度內(nèi)力,如此大的內(nèi)力對(duì)于一般的剛性支撐桿件是難以承受的,所以在合攏口鎖定后應(yīng)立即釋放一端的支座固結(jié)約束,使一端梁可沿支座滑動(dòng)。由此使支座上墊板產(chǎn)生一定的偏移,為了保證梁體在全部合攏后支座與其上墊板位置準(zhǔn)確,在支座安裝時(shí)應(yīng)對(duì)支座上墊板設(shè)置一定的反方向的預(yù)偏量。其預(yù)偏量的大小應(yīng)根據(jù)合攏時(shí)氣候的溫差大小計(jì)算得出,預(yù)偏量的方向由合攏順序確定。

1.2 支座的安裝

為了保證支座安裝后位置準(zhǔn)確,首先必須保證支座墊石位置準(zhǔn)確,在支座安裝前應(yīng)用全站儀在墊石上把支座的位置準(zhǔn)確放出,然后用環(huán)氧樹脂砂漿把支座固定在墊石上,在安裝時(shí)可以邊安裝邊用水準(zhǔn)儀調(diào)整支座標(biāo)高。為了便于保證支座的標(biāo)高和安裝質(zhì)量,在澆筑支座墊石時(shí)可有意使墊石標(biāo)高略低于設(shè)計(jì)標(biāo)高,而且要盡可能是墊石上頂面平整。另外在支座安裝時(shí)一定要特別注意支座前后方向和左右位置不能搞錯(cuò),否則后果不堪設(shè)想。

2 0#塊的施工及注意事項(xiàng)

0#塊在各梁段中體積最大,縱向預(yù)應(yīng)力束及橫向、豎向預(yù)應(yīng)力束最多,普通鋼筋密布,管道縱橫,而且 0#塊受力情況復(fù)雜,因此它是梁段施工的關(guān)鍵。其主要注意事項(xiàng)如下。

(1)在懸臂施工過程中,橋墩必須保證梁部以克服傾覆穩(wěn)定,使梁段無論在對(duì)稱平衡懸臂狀態(tài)還是遇到設(shè)計(jì)規(guī)定范圍內(nèi)不對(duì)稱荷載時(shí)均能正常施工并保證其處于穩(wěn)定可靠狀態(tài)。當(dāng)前最適合的辦法就是將橋墩于 0#塊予以臨時(shí)固結(jié)。其主要措施就是在墩頂四周設(shè)置臨時(shí)混凝土支座和在墩頂預(yù)埋兩排高強(qiáng)度鋼筋與0#塊進(jìn)行固結(jié)。

(2)0#塊梁段大多采用支架法施工,為了消除支架非彈性形變,支架在立模后應(yīng)進(jìn)行預(yù)壓加載,由于 0#塊大都采用分層澆筑混凝土,預(yù)壓重可取混凝土重的 80%。預(yù)壓過程中應(yīng)對(duì)支架進(jìn)行標(biāo)高控制測量,具體測量方法為:每側(cè)支架取 3個(gè)斷面(根部、中部、懸臂端),每個(gè)斷面測 3個(gè)點(diǎn),每個(gè)點(diǎn)測 4組數(shù)據(jù)(加載前、1/2荷載、加載后、卸載),最后根據(jù)測量出的數(shù)據(jù)計(jì)算出支架的彈性變形和非彈性變形,由此來調(diào)整 0#塊底模的標(biāo)高。

(3)由于 0#塊中鋼筋數(shù)量、型號(hào)多,所以在綁扎鋼筋時(shí)一定要注意保證鋼筋的數(shù)量、型號(hào)、間距、保護(hù)層滿足規(guī)范和圖紙的要求。另外當(dāng)普通鋼筋與預(yù)應(yīng)力管道位置有沖突時(shí),應(yīng)適當(dāng)調(diào)整普通鋼筋的位置以保證預(yù)應(yīng)力管道位置準(zhǔn)確。

(4)要注意模板的剛度和拉桿的數(shù)量滿足施工要求,保證混凝土在施工過程中不變形,否則將給下一步施工——1#塊施工帶來麻煩。

(5)混凝土澆筑時(shí)應(yīng)注意由兩端向中間對(duì)稱澆筑,要保證混凝土振搗密實(shí),特別是支座上部的混凝土。另外在振搗時(shí)注意振搗棒不能觸及波形管道,以防波形管道被振壞而進(jìn)漿,混凝土澆筑完畢后對(duì)預(yù)應(yīng)力管道進(jìn)行沖洗,要對(duì)頂板進(jìn)行收漿、刷毛。

3 掛籃安裝及注意事項(xiàng)

掛籃作為梁體懸臂施工的承重結(jié)構(gòu),其使用周期長,循環(huán)次數(shù)多,結(jié)構(gòu)受力較為復(fù)雜。掛籃結(jié)構(gòu)安全不僅關(guān)系到橋梁主體結(jié)構(gòu)安全,也關(guān)系到施工人員的人身安全,所以在掛籃正式懸澆使用前有必要通過靜載壓重的方法檢驗(yàn)掛籃結(jié)構(gòu)的可靠性,同時(shí)通過掛籃靜載試驗(yàn)來確定掛籃在混凝土荷載作用下的變形值,為掛籃底板預(yù)拱度的設(shè)置提供依據(jù),在靜載試驗(yàn)中為了使掛籃的變形更接近實(shí)際情況,應(yīng)采用分級(jí)加載的方法,每級(jí)荷載加載完成后間隔 2h觀測掛籃的變形值,再進(jìn)行下一級(jí)加載,全部加載完成后持續(xù) 5～6h,期間觀測掛籃變形 2～3次。然后分級(jí)卸載,觀測掛籃的變形值,最后算出掛籃的彈性變形和非彈性變形值。

4 梁段混凝土澆筑施工注意事項(xiàng)

梁段混凝土的懸臂灌注一般采用泵送,混凝土坍落度一般控制在 12～18cm,并應(yīng)隨溫度變化及運(yùn)輸和澆筑速度作適當(dāng)調(diào)整。其主要注意事項(xiàng)如下。

箱梁各節(jié)段混凝土在灌注前,必須嚴(yán)格檢查掛籃中線,掛籃底模標(biāo)高,縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力管道,鋼筋、錨頭及其他預(yù)埋件的位置,認(rèn)真核對(duì)無誤后方可灌注混凝土。

若能全斷面一次灌注做好,否則應(yīng)按以下順序灌注。(1)二次灌注:第一次由底板至腹板下承托,第二次為剩余部分。(2)三次灌注:第一次由底板至腹板下承托,第二次由腹板下承托至腹板上承托,第三次為剩余部分。一般情況下最多采用二次灌注,否則將影響工程質(zhì)量和工期。

混凝土的灌注宜從掛籃前端開始,以使掛籃的微小變形大部分實(shí)現(xiàn),從而避免新舊混凝土間產(chǎn)生裂縫。

各節(jié)段預(yù)應(yīng)力管道在灌注混凝土前,宜在波形管內(nèi)插入硬塑管作襯填,以防管道被壓癟。另外如果豎向預(yù)應(yīng)力管道出現(xiàn)堵管問題處理起來非常困難,所以豎向預(yù)應(yīng)力管道由鋼管代替波紋管比較安全。預(yù)應(yīng)力管道的定位鋼筋應(yīng)牢固可靠,定位鋼筋網(wǎng)架間跑應(yīng)保持在0.5～1m左右。

梁體混凝土澆筑的成敗與否,關(guān)鍵在于混凝土的振搗質(zhì)量。所以我們必須做到不漏振,不過振,保證混凝土密實(shí)均勻。

5 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的合攏施工要點(diǎn)

(1)應(yīng)選擇日氣溫較低、溫度變化幅度較小鎖定合攏口并灌注合攏段混凝土。

(2)合攏口混凝土應(yīng)比梁體提高一個(gè)等級(jí),并要求早強(qiáng),最好采用微膨脹混凝土,并須做特殊配比設(shè)計(jì),澆筑時(shí)應(yīng)認(rèn)真振搗,澆筑完成后認(rèn)真養(yǎng)生。

(3)為保證澆筑混凝土過程中合攏口始終處于穩(wěn)定狀態(tài),必要時(shí)澆筑前可在各懸臂端加與混凝土重量相等的配重,加卸載均應(yīng)對(duì)稱梁軸線進(jìn)行。

(4)合攏口的鎖定應(yīng)迅速對(duì)稱鎖定,先將外剛性支撐一端與梁端部預(yù)埋件焊接,再將剛性支撐頂緊并焊接,而后迅速將外剛性支撐的另一端與梁連接,臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束應(yīng)隨之快速張拉。在合攏口鎖定后立即釋放一端的固定約束。

6 預(yù)拱度的設(shè)置

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁由于受混凝土收縮、徐變等諸多因素影響,施工線形及合攏高差是施工中最難控制的技術(shù)指標(biāo)。為此準(zhǔn)確計(jì)算施工撓度,合理設(shè)置預(yù)埋拱度至關(guān)重要。從目前看,理論與實(shí)踐相結(jié)合是設(shè)置預(yù)拱度抵消撓度的有效方法。施工中應(yīng)進(jìn)行施工精密測量和撓度監(jiān)控,以便及時(shí)對(duì)梁體標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整。特殊情況下可采取糾偏措施。