懸灌連續(xù)梁合龍段施工和控制要點(diǎn)

王開(kāi)文

(中鐵十二局集團(tuán)市政工程有限公司，廣東珠海519000)

1 工程概況

廣珠城際軌道交通工程金鼎2#特大橋位于海塘區(qū)，施工范圍內(nèi)淤泥較深。主橋?yàn)?48+80+48)m連續(xù)梁(13#～16#墩)，主橋現(xiàn)澆箱梁采用C55混凝土，預(yù)應(yīng)力采用三向預(yù)應(yīng)力體系，采用掛籃法施工。箱梁橫截面為單箱單室斜腹板，頂寬11.6m，底寬5.43～6.63 m，14#、15#墩中支點(diǎn)處梁高5.30 m，邊跨直線段和跨中處梁高3.20 m。全橋共分47個(gè)梁段，其中0#塊長(zhǎng)為11.0 m，一般梁段(1#～10#)長(zhǎng)分成3.0～4.0 m，合龍段長(zhǎng)2.0 m，邊跨直線段長(zhǎng)5.6 m。

2 總體施工方案

0#塊采用鋼管和工字鋼支架現(xiàn)澆施工。邊跨直線段采用鋼管樁基礎(chǔ)和碗扣鋼管滿堂支架現(xiàn)澆施工。一般梁段采用菱型掛籃對(duì)稱懸臂澆筑。合龍梁段利用掛籃平臺(tái)進(jìn)行現(xiàn)澆施工，合龍順序?yàn)橄冗吙?，后中跨?/p>

2.1 0#塊施工

連續(xù)梁0#塊支架基礎(chǔ)落于自身承臺(tái)和兩側(cè)增設(shè)的鋼筋混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)上。承臺(tái)施工完畢后，在承臺(tái)四周(0#塊范圍內(nèi))挖除淤泥，換填2.5 m厚碎石類填料，壓路機(jī)碾壓密實(shí)，實(shí)測(cè)地基承載力滿足要求。

支架平臺(tái)結(jié)構(gòu)為:在中墩每側(cè)橫向設(shè)2排400×10鋼管立柱，每排4根鋼管，每根鋼管立柱支撐在承臺(tái)和鋼筋混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)上，每排立柱上加設(shè)斜撐體系;在鋼管立柱頂橫向架設(shè)I50a工字鋼，再在I 50a工字鋼上縱向布置I 36a工字鋼;其上鋪設(shè)5 cm×10 cm方木和1.5 cm厚竹膠板底模?；炷翝仓皩?duì)支架按120%重量預(yù)壓，消除塑性變形，預(yù)留彈性變形。

2.2 邊跨直線段施工

邊跨直線段采用滿堂支架法施工，支架受力傳遞在承臺(tái)和鋼管樁基礎(chǔ)上。承臺(tái)施工完畢后，基坑及時(shí)回填密實(shí)，基坑外打單排400×10鋼管樁，計(jì)5根;鋼管樁頂橫放I28a工字鋼，其上與承臺(tái)間按間距60 cm擺放I 22a工字鋼;其上搭設(shè)碗扣鋼管滿堂支架，縱向間距90 cm，橫向間距60 cm，步距120 cm，支架上縱向布置12 cm×14 cm方木，橫向布置5 cm×10 cm方木，底模用1.2 cm厚竹膠板鋪設(shè)。混凝土澆筑前對(duì)支架按120%重量預(yù)壓，消除塑性變形，預(yù)留彈性變形，確保線形符合要求。

2.3 合龍段施工

合龍段施工是連續(xù)梁懸臂施工和體系轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)，施工必須滿足受力狀態(tài)的設(shè)計(jì)要求和保持梁體線形。該連續(xù)梁共有3處合龍梁段，使用掛籃進(jìn)行合龍施工，合龍順序?yàn)橄冗吙绾笾锌?。邊跨合龍段混凝土澆筑后，張拉邊跨預(yù)應(yīng)力束，解除主墩頂臨時(shí)固結(jié)，使懸臂T構(gòu)變?yōu)楹?jiǎn)支結(jié)構(gòu);中跨合龍后，使兩個(gè)簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)形成一個(gè)連續(xù)梁，完成兩次體系轉(zhuǎn)換。

3 合龍段施工和控制要點(diǎn)

合龍段處于掛籃上懸臂端，受溫度變化、日照、風(fēng)力等影響，會(huì)發(fā)生軸向伸縮、豎向繞曲及水平向偏移變形。在預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉前，尤其是混凝土澆筑早期，這些變形會(huì)導(dǎo)致合龍段混凝土開(kāi)裂，施工中必須嚴(yán)格控制。本橋合龍段施工正處于夏季，過(guò)程中各方面控制尤顯重要。其中主要采用兩種方法來(lái)進(jìn)行控制:一是采取外部型鋼支撐的辦法，以承受溫度升高使梁縱向伸長(zhǎng)產(chǎn)生的拉應(yīng)力，二是臨時(shí)張拉部分縱向預(yù)應(yīng)力束，以預(yù)壓力來(lái)抵消兩端因溫度降低而縮短所產(chǎn)生的應(yīng)力;同時(shí)做好必要的輔助工作。

3.1 合龍施工主要步驟

(1)焊接外部型鋼支撐和張拉臨時(shí)束，對(duì)邊跨合龍段進(jìn)行臨時(shí)鎖定。

(2)澆筑邊跨合龍段混凝土，張拉邊跨預(yù)應(yīng)力束，解除臨時(shí)鎖定。

(3)邊跨直線段支架卸落，拆除中墩臨時(shí)固結(jié)，并對(duì)中墩頂永久支座進(jìn)行限位。

(4)焊接外部型鋼支撐和張拉臨時(shí)束，對(duì)中跨合龍段進(jìn)行臨時(shí)鎖定，解除中墩永久支座限位裝置。

(5)澆筑中跨合龍段混凝土，張拉中跨預(yù)應(yīng)力束。

(6)按設(shè)計(jì)要求依次對(duì)稱張拉連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力束，拆除模板和掛籃，完成體系轉(zhuǎn)換，最后形成連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。

3.2 合龍段施工工藝

(1)清理梁上不必要的材料和設(shè)備等。

(2)合龍段兩端的節(jié)段均施工完畢后，前移掛籃到位，調(diào)整掛籃的中線位置和高程。

(3)開(kāi)始安裝合龍段底模、側(cè)模，在模內(nèi)按設(shè)計(jì)圖加工及安裝鋼筋、波紋管和立內(nèi)模等。

(4)進(jìn)行合龍口臨時(shí)鎖定。按設(shè)計(jì)要求在腹板兩側(cè)的頂板和底板頂面預(yù)埋鋼板，梁體內(nèi)埋設(shè)加強(qiáng)鋼筋，采用雙排槽鋼與預(yù)埋鋼板焊接。同時(shí)釋放邊墩永久支座的臨時(shí)約束，使梁一端在合龍口鎖定連接下能沿支座自由伸縮。

(5)按設(shè)計(jì)要求張拉4束臨時(shí)束(2T10、2B8)，張拉力均為1000 kN。臨時(shí)張拉束對(duì)稱布置在底板、頂板最外側(cè)。

(6)梁體配重。若合龍段兩端標(biāo)高偏差在15 mm以內(nèi)，則不用配重，若標(biāo)高差在15 mm以上，則在T構(gòu)兩側(cè)壓配重。本梁采用在T構(gòu)兩側(cè)各堆放22 t重的砂袋進(jìn)行配重，過(guò)程中隨邊跨合龍段澆筑混凝土的重量，同步減去邊跨側(cè)砂袋的重量，保持T構(gòu)兩側(cè)力矩平衡。

(7)在一天之中最低溫時(shí)澆筑合龍段混凝土。

(8)混凝土養(yǎng)護(hù)。待混凝土強(qiáng)度、彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，拆除內(nèi)外模板，將臨時(shí)束張拉至設(shè)計(jì)噸位，并按照設(shè)計(jì)要求張拉相應(yīng)預(yù)應(yīng)力束，并拆除外部支撐和掛籃。

(9)拆除邊跨直線段支架和中墩處臨時(shí)固結(jié)，并對(duì)中墩永久支座進(jìn)行限位鎖定。

(10)邊跨合龍后，即可進(jìn)行中跨合龍段的施工。因中跨兩梁段上的掛籃非常接近，可同時(shí)利用兩掛籃進(jìn)行中跨合龍段的施工。施工與邊跨合龍基本相同，采用加設(shè)外部臨時(shí)支撐鎖定、張拉臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束和合龍梁體兩端配重及換重，注意在合龍口鎖定后，解除中墩永久支座的臨時(shí)約束。

3.3 合龍段施工注意事項(xiàng)

(1)合龍段在灌筑混凝土前一周，對(duì)橋梁高程、軸線和橋長(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)間和升溫時(shí)間，以便在低溫及溫度變化幅度小的時(shí)間內(nèi)灌筑混凝土，合龍時(shí)間選擇在凌晨的0時(shí)～4時(shí)。

(2)對(duì)合龍口兩側(cè)梁段接頭處鑿毛，將面層的砂漿鑿去，露出新鮮的骨料面，注意不要碰壞鋼筋、管道及預(yù)埋件等。鑿?fù)旰笥盟畬㈣徝鏇_洗干凈，在澆筑合龍段混凝土前，使鑿毛面充分吸水，但余留水分不要太多，以保證不會(huì)出現(xiàn)由于新舊混凝土接頭不良引起的裂紋。

(3)合龍口型鋼支撐和臨時(shí)束的張拉力必須嚴(yán)格按要求進(jìn)行。剛性支撐鎖定時(shí)間根據(jù)連續(xù)觀測(cè)結(jié)果確定，在梁體相對(duì)變形最小和溫度變化最小的時(shí)間區(qū)段內(nèi)，對(duì)稱、均衡、同步鎖定。臨時(shí)型鋼支撐可在任何時(shí)間段焊接支撐的一端，在一天溫度較低時(shí)快速焊接支撐的另一端。為減少鎖定時(shí)間，在鎖定前，完成合龍臨時(shí)束張拉的準(zhǔn)備工作(如安裝臨時(shí)束錨具、千斤頂?shù)?。待剛性支撐焊完后，在1 h內(nèi)張拉完全部合龍臨時(shí)束。

(4)縱向預(yù)應(yīng)力筋在混凝土澆筑前將其全部穿入。為防萬(wàn)一，在合龍段相鄰兩側(cè)梁段施工時(shí)，分別在其波紋管道上預(yù)留壓漿管道。

(5)為了減少混凝土澆筑時(shí)的撓度變形，保證混凝土質(zhì)量，在合龍段兩端配重。澆筑混凝土過(guò)程中，及時(shí)將每級(jí)卸下的配重移至0號(hào)塊后再卸至橋下。

(6)合龍段混凝土的配合比試驗(yàn)要專項(xiàng)設(shè)計(jì)，采用微脹、早強(qiáng)混凝土。施工時(shí)，外加劑的摻量必須準(zhǔn)，混凝土根據(jù)底板、腹板和頂板不同部位而選用不同的坍落度，以便混凝土能順利入模，混凝土澆筑完及時(shí)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止發(fā)生裂紋。

(7)合龍段混凝土澆筑應(yīng)選在日溫差較小的陰天，一天中日氣溫最低，溫度變化幅度小之時(shí)快速、連續(xù)進(jìn)行澆筑混凝土。澆筑完正值氣溫上升為最好。

(8)合龍段混凝土施工前一天和合龍段混凝土澆筑完成后，安排專人在全橋范圍內(nèi)全天連續(xù)7 d灑水降溫，加強(qiáng)保濕養(yǎng)護(hù)，并將合龍梁段及兩懸臂端進(jìn)行覆蓋降低日照溫差影響，并適時(shí)在箱體內(nèi)灑水養(yǎng)護(hù)。

(9)臨時(shí)張拉的預(yù)應(yīng)力筋不準(zhǔn)誤切割，待合龍混凝土澆筑完后還要進(jìn)行補(bǔ)拉。

(10)按設(shè)計(jì)要求，先頂板后底板再腹板，先長(zhǎng)后短，先邊跨后中跨的順序，依次對(duì)稱張拉連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力束。

(11)橋梁懸澆施工中線形控制非常重要，只有預(yù)拱度設(shè)置合理才能使橋梁上部結(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。因此在懸澆施工階段，對(duì)每個(gè)節(jié)段須準(zhǔn)確設(shè)置預(yù)拱度。

計(jì)算預(yù)拱度值可按以下方面考慮:掛籃變形對(duì)該施工段的影響值(掛籃設(shè)計(jì)和加載試壓后得到);本施工段及以后澆筑的各段對(duì)該點(diǎn)撓度影響值;本施工段縱向預(yù)應(yīng)力束張拉后對(duì)該點(diǎn)影響值;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。據(jù)此來(lái)提供梁體各截面的最終撓度變化值，設(shè)置施工預(yù)拱度，調(diào)整每塊模板安裝時(shí)的前端標(biāo)高。