趙志強,張瑜,張玉寶,侯磊
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連續(xù)梁合龍段水袋配重技術(shù)應用
趙志強,張瑜,張玉寶,侯磊
(中鐵十局集團有限公司,山東 濟南 250000)
近年來,隨著客運專線以及高速鐵路的快速發(fā)展,橋梁施工技術(shù)也在不斷創(chuàng)新,特別是一些跨越江、河、湖泊的復雜橋梁的設(shè)計、建造,對跨等級航道大跨度連續(xù)梁合龍段配重施工技術(shù)要求也越來越高。以新沂河特大橋跨北六塘(72+120+72)m、跨鹽河(72+120+72)m連續(xù)梁合龍段使用水袋配重的成功實施為例,針對該橋2處連續(xù)梁的施工特點,介紹大跨度連續(xù)梁跨等級航道合龍段配重施工中的設(shè)計和應用,為水袋配重施工技術(shù)應用推陳出新,在實踐中創(chuàng)造出更多先進的運用技術(shù),促使這一施工技術(shù)得到發(fā)展提供一定的參考。
連續(xù)梁;合龍;配重;水袋
隨著鐵路和公路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展,特別是以客運專線和高速鐵路為代表的鐵路建設(shè)發(fā)展,使得橋梁工程在鐵路建設(shè)中的比例越來越大,在眾多橋梁工程中因連續(xù)梁施工難度大、安全風險高、施工周期長等特點,其成為大跨度連續(xù)梁施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié),研究連續(xù)梁施工技術(shù)對我國的鐵路建設(shè)有著積極的現(xiàn)實意義。
新建連云港至鎮(zhèn)江鐵路(簡稱“連鎮(zhèn)鐵路”)地處我國東部沿海地帶,線路北起蘇北連云港市,途經(jīng)淮安市、揚州市,跨長江后止于蘇南鎮(zhèn)江市,正線全長304.81 km。本橋位于新建連鎮(zhèn)鐵路LZZQ-1標,里程DK24+406.55~DK44+ 688.445,全橋長20.282 km,前接灌云站,后與灌南站相連,其中跨北六塘河、鹽河120 m連續(xù)梁位于灌南縣北六塘河、鹽河中,本工程方案采用菱形掛籃對稱施工,現(xiàn)以跨北六塘河連續(xù)梁為例進行敘述。
主橋共設(shè)置2個邊跨合龍段和1個中跨合龍段,合龍施工均采用吊架系統(tǒng)施工,每處合龍段順橋向長度2 m,混凝土強度等級為C55微膨脹,中跨合龍段設(shè)計為48.2 m3,邊跨合龍段設(shè)計為32.4 m3,合龍段配重設(shè)計采用混凝土預制塊,為了解決中跨預壓塊吊裝困難的問題,優(yōu)化為訂制等質(zhì)量橡膠水袋配重。
根據(jù)工程施工進展情況,如果南北主梁同時進行A16節(jié)段施工會產(chǎn)生沖突,因此不能同時施工。418號主墩(北主梁)16節(jié)段先于419號主墩16節(jié)段施工,施工完畢后將其掛籃后退4 m,預留出空間再施工419號墩16節(jié)段。在419號主墩16號節(jié)段混凝土強度達到設(shè)計強度后,預應力張拉、壓漿,拆除模板,將419號主墩掛籃后退4 m,施工合龍段吊架和模板;進行兩端懸臂端(合龍段口)配重壓載、張拉臨時束及合龍段勁性骨架鎖定,在合龍段勁性骨架鎖定前,調(diào)整418、419號墩中跨掛籃位置,使兩主墩掛籃位于15節(jié)段梁端上相同位置,確保掛籃荷載相對于合龍段中線對稱;進行邊跨合龍段A17節(jié)段鋼筋、混凝土施工,待邊跨合龍段混凝土強度達到設(shè)計值的95%,彈性模量達到設(shè)計值的100%且混凝土的齡期不短于5 d,張拉本節(jié)段預應力束,拆除中墩處臨時固結(jié)措施,啟動中墩永久支座,并將中墩縱向活動支座縱向臨時鎖定,拆除勁性骨架及邊跨現(xiàn)澆支架。邊跨合龍段布置如圖1所示。
圖1 邊跨合龍段布置圖
在邊跨合龍段施工完成后,安裝中跨合龍段B17節(jié)段吊架和模板,綁扎合龍段鋼筋,然后進行兩端懸臂端(合龍段口)配重壓載和合龍段勁性骨架鎖定,張拉中跨臨時束達到設(shè)計值,混凝土施工,待中跨合龍段混凝土強度達到設(shè)計值的95%,彈性模量達到設(shè)計值的100%且混凝土的齡期不短于5 d,張拉中跨合龍預應力束,釋放中墩縱向活動支座縱向臨時鎖定,依次張拉本階段剩余預應力束;拆除懸吊支架及中跨合龍段勁性骨架。
中跨合龍段布置如圖2所示。
合龍段的混凝土荷載由吊架承載,吊架固定在合龍段兩端的16節(jié)段主梁上。在勁性骨架鎖定前須在合龍段兩端的懸臂段施加配重。以便在合龍段混凝土施工期間進行荷載的等效置換。在澆筑混凝土期間同步卸除,根據(jù)現(xiàn)場技術(shù)人員監(jiān)控量測數(shù)據(jù)確定每個懸臂端配重約62 t。配重采用水袋配重,在水袋進水口、出水口安裝水表進行重量精確計量。水袋訂制型號為(長×寬×高)10 m×7 m×1 m,容量為70 m3的橡膠水袋。
根據(jù)主梁高度及施工條件,選用額定揚程45 m的QY型抽水泵4臺。配重必須在指定區(qū)域堆載,嚴格執(zhí)行監(jiān)控指令,保證堆載荷載準確。水袋在注水和放水前要在進、出水口處安裝水表,并安排專人負責配重荷載計量達到對稱配重。
合龍鎖定的目的是為了減少由于溫差變形引起的箱梁伸縮?;炷劣不跗诘氖湛s,防止合龍段混凝土產(chǎn)生開裂。
鎖定前監(jiān)測合龍口兩端的標高,如果兩側(cè)標高差大于15 mm或合龍段長的1/1 000,則需合龍段一側(cè)采用壓重調(diào)整標高,使兩側(cè)標高一致。
鎖定施工選擇氣溫日差較小時進行,且應在當天氣溫最低時完成鎖定。合龍鎖定采用“又拉又撐”的方法,即用剛性骨架承受壓力,用臨時預應力束承受拉力?!皳巍钡姆矫鎳栏癜凑铡逗淆埗蝿判怨羌茉O(shè)計圖》施工,“拉”的方面,邊、中跨合龍段分別按臨時鋼束進行張拉。剛性骨架根據(jù)溫度荷載計算其所需截面積,同時應驗算其壓桿穩(wěn)定性;臨時預應力應確保降溫時剛性骨架中既不出現(xiàn)拉應力,又要滿足升溫時骨架不致受壓過大而失穩(wěn),合龍鎖定溫度選擇在設(shè)計要求的合龍最佳溫度范圍內(nèi)。支撐勁性骨架采用“預埋槽鋼+連接槽鋼+預埋槽鋼”三段式結(jié)構(gòu),其斷面面積及支承位置根據(jù)鎖定設(shè)計確定,合龍時,在兩預埋槽鋼之間設(shè)置連接槽鋼,并由聯(lián)結(jié)鋼板將連接槽鋼與預埋槽鋼焊接成整體,同時注意焊縫應設(shè)在不同截面處。合龍鎖定布置如圖3和圖4所示。
在合龍段勁性骨架鎖定后,進行第一次解除。第一次解除的臨時固結(jié)是418號墩豎向及水平向約束,先拆除中墩臨時支座,啟動中墩永久支座,并將中墩縱向活動支座縱向臨時鎖定,拆除勁性骨架;使整個主梁體系能水平向移動,避免產(chǎn)生過大的軸向溫度應力。第二次解除的臨時固結(jié)是在中跨合龍后,張拉中跨合龍段橫、縱向預應力張拉、壓漿完成后進行,釋放中墩縱向活動支座縱向臨時鎖定,依次張拉本階段剩余預應力束;拆除中跨合龍段勁性骨架,徹底解除縱向主梁的臨時固結(jié)。
圖4 勁性骨架設(shè)計圖
邊跨合龍段A17節(jié)段長2 m,采用吊架法施工,利用掛籃內(nèi)外部分縱橫梁錨固作為吊架;利用掛籃部分模板作為合龍段模板。其他采用1.5 cm厚的竹膠板及方木配合加固。
待兩邊跨合龍段全部施工完成后進行中跨合龍段施工,中跨合龍段施工前需拆除邊跨現(xiàn)澆段支架及邊跨合龍段吊架,并拆除連續(xù)梁主墩身的臨時固結(jié),保證連續(xù)梁體系轉(zhuǎn)換時不受約束處于自由狀態(tài)。
中跨合龍段施工采用掛籃的底模及側(cè)模。施工前先將一側(cè)掛籃主桁架后移至主墩附近將其拆除。另一側(cè)掛籃前移、錨固,將底模、側(cè)模懸掛于箱梁混凝土上,前移側(cè)?;溃^固在兩個相鄰節(jié)段混凝土箱梁上,放松底模、側(cè)模落于滑道上,用倒鏈拖移底模、側(cè)模就位,提升錨固。綁扎鋼筋、搭設(shè)內(nèi)模支架,安裝內(nèi)模并用拉桿固定。
合龍段施工是連續(xù)梁施工的重要環(huán)節(jié),是控制全橋受力狀況和線形的關(guān)鍵工序,技術(shù)含量大、質(zhì)量要求高,因此,對合龍順序、合龍溫度、合龍段砼質(zhì)量等工藝必須嚴格控制。連續(xù)箱梁共設(shè)3個合龍段,即2個邊跨合龍段、1個中跨合龍段。合龍段箱梁截面與現(xiàn)澆段遠離梁端的截面相同。全橋箱梁合龍由邊至中對稱進行,即先合龍邊跨,后合龍中跨。合龍溫度控制在20±5 ℃,并避開大風季節(jié),選擇在一天中氣溫最低時進行。
隨著社會的發(fā)展及科技的進步,高速鐵路的設(shè)計標準越來越高,施工難度越來越大,隨著新材料、新技術(shù)的應用,施工水平有了很大的提高,混凝土連續(xù)梁在橋梁家族中占特別重要的地位。實踐證明,連續(xù)梁中跨合龍段配重采用水袋配重的施工技術(shù)可行。在鋼筋、地材價格一路上漲和料源緊張的今天,利用水袋配重的施工方法與采用傳統(tǒng)的鋼水箱、混凝土預制塊相比,不僅有利于節(jié)約施工成本,而且合龍段施工過程中等效置換荷載精度高、線形容易控制、操作簡單。為今后混凝土連續(xù)梁中跨合龍段施工提供了參考和借鑒,并在連鎮(zhèn)鐵路跨鹽河、老六塘河連續(xù)梁中跨合龍段成功應用,確保了施工的安全和質(zhì)量。
[1]中鐵三局集團有限公司,中鐵六局集團有限公司.TB 10752—2010高速鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收標準[S].北京:中國鐵道出版社,2010.
[2]中鐵二院工程集團有限責任公司.TB 10601—2009高速鐵路工程測量規(guī)范[S].北京:中國鐵道出版社,2009.
[3]中鐵三局集團有限公司.TZ 324—2010鐵路預應力混凝土連續(xù)梁(剛構(gòu))懸臂澆筑施工技術(shù)指南[S].北京:中國鐵道出版社,2010.
2095-6835(2018)20-0077-02
U24
A
10.15913/j.cnki.kjycx.2018.20.077
〔編輯:張思楠〕