小半徑曲線現(xiàn)澆連續(xù)梁施工技術(shù)淺析

張 松，王 超

(東營(yíng)市公路勘察設(shè)計(jì)院有限公司，山東 東營(yíng) 257000)

1 工程概況

某高速公路工程項(xiàng)目一樞紐D匝道橋，采用異型單喇叭的樞紐形式，橋梁的孔徑布設(shè)方案：第一聯(lián)為4～20 m，第二聯(lián)為4～20 m，第三聯(lián)為4～20 m，第4聯(lián)為3～20 m。其中橋梁的上部結(jié)構(gòu)是滿堂支架現(xiàn)場(chǎng)澆筑箱型梁。平面曲線要素分別為R=75 m、A=70 m、R=140 m、A=70 m，有非常小具的半徑曲線；縱斷豎曲線要素分別為R=1 600 m、T=56 m、E=0.98，縱坡坡度為+3.5%，-3.5%，縱坡比較大。箱梁橫截面是單箱室結(jié)構(gòu)，直腹板設(shè)計(jì)，頂?shù)装迤叫械臄嗝嫘问剑瑯蛄?%橫坡由墩柱高度調(diào)整，箱型梁的中心高度為1.40 m，箱型梁是等截面結(jié)構(gòu)樣式，頂板的寬度為8.5 m，底板的寬度為4.5 m，懸挑翼緣板的寬度為2.0 m，橫坡比較大。

通過(guò)以上數(shù)據(jù)顯示，該樞紐D匝道橋是一種比較經(jīng)典的曲線半徑比較小、橫斷面坡度非常大、縱斷面坡度非常大的橋型結(jié)構(gòu)。

2 小半徑曲線現(xiàn)澆橋梁的應(yīng)用

近些年來(lái)，高速公路工程互通樞紐、規(guī)模較大的城市立交橋的設(shè)計(jì)時(shí)，為了盡量減小土地占用面積，節(jié)約工程建設(shè)投資，很多匝道會(huì)應(yīng)用小半徑平曲線，由此產(chǎn)生了很多的曲線橋梁?，F(xiàn)澆混凝土連續(xù)梁因線形圓滑弧線優(yōu)美的優(yōu)勢(shì)，在半徑較小的匝道橋梁中應(yīng)用廣泛。

3 小半徑曲線橋梁的特點(diǎn)

(1)大多數(shù)橋梁為斜彎橋，施工時(shí)難度系數(shù)較大；

(2)半徑小于100 m，彎度大，線型美；

(3)設(shè)置較大超高、橫坡較大，箱梁的高差較大；

(4)一般設(shè)置較大的縱坡，橋梁比較長(zhǎng)。

4 小半徑曲線現(xiàn)澆箱梁施工關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)

4.1 地基處理

小半徑曲線段橋梁施工時(shí)滿堂支架體系的受力模式與直線段橋梁施工時(shí)滿堂支架受力模式不同，小半徑曲線橋梁有著比較大的縱坡和超高。直線橋混凝土澆筑時(shí)的施工荷載傳遞給支架的力基本為豎直向下的力，不存在水平推力，但是小半徑曲線橋梁伴隨著很大的超高段(例如某高速樞紐D匝道橋橫坡5%，單向坡)，施工時(shí)的荷載在水平方向存在較大的分力，這就要求內(nèi)側(cè)支架基礎(chǔ)必須比直線橋的要更加的牢固，承載力更加的強(qiáng)大。

支架地基處理要用平地機(jī)把地基表面腐質(zhì)土刮平，然后將基底土層翻曬并用壓路機(jī)碾壓成型，若存在碾壓不密實(shí)的地方，翻開(kāi)摻石灰或水泥處理一下，用壓路機(jī)壓實(shí)到緊密為止，保證這一層土有大于85%的壓實(shí)干密度。然后再填筑20 cm厚的石灰土翻曬碾壓成型，保證壓實(shí)度不低于90%，并且保證承載力大于200千帕。石灰土養(yǎng)護(hù)期后在其上面澆筑一層15 cm厚的混凝土墊層。

在支架四周修筑寬是60 cm、高是45 cm的溝渠用來(lái)排出匯集水，并且在支架基礎(chǔ)范圍內(nèi)設(shè)置排水橫坡，保證支架在下雨時(shí)不被浸泡，從而保證支架基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，進(jìn)而保證箱梁施工的安全性。

4.2 支架搭設(shè)

因?yàn)槭芰ψ饔玫膹?fù)雜，小半徑曲線橋梁支架搭設(shè)尤為關(guān)鍵。最關(guān)鍵的是增加其支架體系的整體性及穩(wěn)定性，使支架受力更加均勻分布。

(1)減小剪刀撐的搭設(shè)間距，以減小橫橋梁方向和順橋梁方向的搭設(shè)間距，直線段橋梁一般5排支架搭設(shè)1道，小半徑曲線橋梁一般按照2～3排搭設(shè)1道；

(2)因橫坡為5%、橋面寬度為8.5 m，箱梁兩側(cè)高差為42.5 cm，支架的高差調(diào)整比較困難，必然會(huì)存在臺(tái)階現(xiàn)象，為消除臺(tái)階帶來(lái)的不穩(wěn)定因素，必須加強(qiáng)支架頂部橫桿的連接及頂部水平方向的剪刀撐搭設(shè)；

(3)因?yàn)橹Ъ艽嬖谒酵屏Φ淖饔?，為增加其穩(wěn)定性必須降低可調(diào)頂?shù)淄械恼{(diào)節(jié)長(zhǎng)度，減短自由端的長(zhǎng)度。

(4)支架形狀必定是曲線狀，雖說(shuō)碗口支架可以搭設(shè)處帶有一定角度弧度的狀態(tài)，但是小半徑曲線太小，無(wú)法直接形成一聯(lián)箱梁長(zhǎng)度且彎度較大的搭設(shè)狀態(tài)，我們按照每隔10 m為一個(gè)單位進(jìn)行分開(kāi)搭設(shè)，相鄰單位支架間存在一個(gè)扇形的夾角。為增加支架的整體性及穩(wěn)定性，相鄰單位支架體采用鋼管腳手架按照碗扣支架橫桿及立桿的布置原則進(jìn)行加強(qiáng)連接。

4.3 支架預(yù)壓

由于小半徑曲線搭設(shè)的支架形式不規(guī)則，受力復(fù)雜不均勻，因此支架預(yù)壓必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范實(shí)施。

采用堆放沙袋的方式進(jìn)行支架預(yù)壓并且進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)測(cè)，記錄好預(yù)壓數(shù)據(jù)，消除沉降和塑性變形，計(jì)算彈性變形，為支架搭設(shè)時(shí)設(shè)置預(yù)拋高提供數(shù)據(jù)支持。下雨天及時(shí)用彩條布進(jìn)行覆蓋防雨水淋濕沙袋增加不可控重量，預(yù)壓荷載重量要達(dá)到箱梁自重與施工荷載總重，連續(xù)測(cè)量3 d時(shí)間，總沉降小于3 mm時(shí)停止觀測(cè)，箱梁預(yù)壓保證大于7 d時(shí)間才可卸載。預(yù)壓前對(duì)沙袋進(jìn)行稱重。

預(yù)壓荷載重量要達(dá)到箱梁自重與施工荷載總重。預(yù)壓時(shí)先不鋪設(shè)模板，預(yù)壓完成后再鋪設(shè)模板，目的是保證模板干凈整潔。

預(yù)壓重量分配完全根據(jù)箱梁截面混凝土的數(shù)量計(jì)算進(jìn)行分配，端橫梁、中橫梁、邊腹板、中腹板位置沙袋堆載多，懸臂翼緣板及箱室位置沙袋堆載少，盡量按照混凝土澆筑時(shí)對(duì)支架的受力影響而堆載。

沉降觀測(cè)點(diǎn)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙布設(shè)，支架基礎(chǔ)對(duì)應(yīng)布置觀測(cè)點(diǎn)。

觀測(cè)步驟為不加荷時(shí)載測(cè)一次，堆載至設(shè)計(jì)預(yù)壓荷載時(shí)測(cè)一次，堆滿荷載12 h后測(cè)一次，堆滿荷載36 h后測(cè)一次，堆滿荷載48 h測(cè)量一次，滿載60 h測(cè)量一次，以此類推連續(xù)測(cè)量3 d時(shí)間，總沉降小于3 mm時(shí)停止觀測(cè)，箱梁預(yù)壓保證大于7 d時(shí)間，然后進(jìn)行分級(jí)卸載，根據(jù)測(cè)量結(jié)果分析出支架的彈塑性沉降值，再調(diào)整底模標(biāo)高。

4.4 模板拼裝

(1)側(cè)模與底模拼接采用底包邊的方式

箱梁采用竹膠板作為底面模板和側(cè)面模板，模板之間的連續(xù)縫必須封堵密實(shí)，來(lái)達(dá)到不漏漿的目的。腹板為直腹板形式，采用側(cè)面模板在底面模板上面的形式支立模板，本橋?yàn)樾“霃角€橋梁，直接用側(cè)面模板調(diào)整曲線線型，線型更加順暢，不會(huì)裁掉底面模板，節(jié)約了模板材料的數(shù)量，能夠增加模板的使用次數(shù)，從而減少成本的支出。

腹板模板加固采取不使用對(duì)拉的方法施工，用腳手架和頂托配合加固外面腹板模板。外側(cè)模板沿箱梁縱向間隔每30 cm設(shè)置一根豎向方木，然后再用豎向方木和縱向方木加強(qiáng)外面模板的強(qiáng)度剛度和穩(wěn)定性。外側(cè)腹板澆筑混凝土?xí)r的混凝土自重和各種施工臨時(shí)荷載通過(guò)頂托傳遞到橫桿，并搭設(shè)剪刀撐。

(2)翼緣板拼接采用大板加小板的方式

由于橋梁屬小半徑曲線橋，為順出橋梁的曲線線型，腹板側(cè)模與翼緣板模板拼接時(shí)翼緣板模板采用大板加小板的方式進(jìn)行拼裝。為了調(diào)整曲線線型，必須用裁成梯形狀的小板與整塊大板拼接，即兩塊大板之間夾著一塊梯形小板。

4.5 鋼筋綁扎

彎橋的鋼筋綁扎完成后的鋼筋保護(hù)層厚度是很難控制好的，所以鋼筋綁扎時(shí)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)尺寸放樣出每根鋼筋的位置，尤其是靠近側(cè)板的鋼筋位置必須準(zhǔn)確定位，以求箱梁的鋼筋保護(hù)層凈厚滿足要求。

4.6 混凝土澆筑

常規(guī)的箱梁結(jié)構(gòu)(直線段落、坡度比較小的混凝土箱梁)，混凝土一般先灌注箱梁中間部分，然后再逐漸向橫梁方向灌注，留著橫梁部位混凝土最后灌注。灌注混凝土?xí)r一定要連續(xù)灌注成型。但是D匝道橋?yàn)樾“霃角€橋梁，存在5%的橫坡，及+3.5%的縱坡，橫坡縱坡均比較大，不管是橫橋梁方向還是順橋梁方向都要從高程比較小的地方向高程比較大的地方灌注混凝土。

混凝土澆筑前將支座進(jìn)行鎖定，避免支座受混凝土沖擊力及重力的影響發(fā)生過(guò)大的位移而破壞。

4.7 落架

滿堂支架卸落時(shí)懸臂部位優(yōu)先拆除，然后由跨中間逐漸向兩側(cè)對(duì)稱進(jìn)行支架卸落，一般分兩次進(jìn)行卸落支架，首先進(jìn)行松架，方向?yàn)閺闹虚g向兩側(cè)對(duì)稱進(jìn)行，再?gòu)拿靠缰虚g向兩側(cè)對(duì)稱拆除。

拆除支架的時(shí)候必須按照先拆除上面的支架再拆除下面的支架的原則，先安裝的支架要后拆除，后安裝的支架先拆除的原則。必須按照支架拆除施工方案進(jìn)行拆除支架，禁止出現(xiàn)立體交叉拆架，優(yōu)先拆除并運(yùn)走已經(jīng)松動(dòng)開(kāi)鋼管、零件等，以防出現(xiàn)誤扶誤靠現(xiàn)象，發(fā)生安全事故。嚴(yán)禁上下兩層立體交叉同時(shí)拆架。必須達(dá)到拆除一步支架就要清理干凈一步支架，從上到下拆除干凈、清理利索、不留任何障礙物后再繼續(xù)進(jìn)行支架的拆除作業(yè)。支架拆除時(shí)不管是拆除哪種類型的桿件都要拿穩(wěn)再拆防止發(fā)生安全事故。

支架拆除開(kāi)始后肯定會(huì)破壞架體的穩(wěn)定性，因此要根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)準(zhǔn)備增設(shè)臨時(shí)支撐保證剩余架體的穩(wěn)定。

5 結(jié) 論

某高速公路一樞紐D匝道橋施工工程中非常順利，拆模落架后線型順滑美觀，由此可見(jiàn)小半徑曲線滿堂支架現(xiàn)澆箱梁由于半徑小、橫縱坡大的緣故，導(dǎo)致施工難度大，但只要在施工過(guò)程中嚴(yán)格按照方案執(zhí)行，箱梁施工完成后的工后效果也是比較完美的。