超大跨徑UHPC簡(jiǎn)支箱梁拼裝施工

黃巧敏

摘 要：本文針對(duì)橋梁施工技術(shù)領(lǐng)域，具體為超大跨徑預(yù)應(yīng)力超高性能混凝土（UHPC）簡(jiǎn)支箱梁拼裝施工工藝。北江四橋跨越大站鎮(zhèn)岸河堤一跨102 m預(yù)應(yīng)力超高性能混凝土（UHPC）簡(jiǎn)支箱梁，為單向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，縱向按全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì)，混凝土強(qiáng)度為R120。每幅由25節(jié)預(yù)制UHPC簡(jiǎn)支箱梁拼接而成，其中單個(gè)節(jié)段最長(zhǎng)是5 m，最重約142 t。節(jié)段梁由梁場(chǎng)處160 t龍門(mén)吊吊運(yùn)至200 t運(yùn)梁車(chē)上，并由運(yùn)梁車(chē)沿便道運(yùn)輸至橋位提梁站，采用600 t汽車(chē)吊進(jìn)行吊裝，通過(guò)調(diào)梁小車(chē)將節(jié)段縱移至安裝位置，節(jié)段膠拼后進(jìn)行臨時(shí)預(yù)應(yīng)力張拉，體外預(yù)應(yīng)力施工，最后進(jìn)行濕接縫施工完成UHPC簡(jiǎn)支箱梁拼裝工作。

關(guān)鍵詞：超大跨徑;UHPC簡(jiǎn)支箱梁;拼裝施工

中圖分類(lèi)號(hào)：U448.213 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

采用大噸位汽車(chē)吊吊裝因橋梁墩柱不高且橋下場(chǎng)地經(jīng)填土平整后給汽車(chē)吊提供作業(yè)平臺(tái)，無(wú)需架設(shè)架橋機(jī)或懸拼吊機(jī)，減少設(shè)備使用成本。目前采用汽車(chē)吊進(jìn)行預(yù)制梁吊裝施工已在國(guó)內(nèi)外得到廣泛運(yùn)用?？紤]到北江四橋跨越大站鎮(zhèn)岸河堤只有一跨采用預(yù)應(yīng)力超高性能混凝土（UHPC），跨徑為102 m，屬超大跨徑預(yù)應(yīng)力超高性能混凝土（UHPC）簡(jiǎn)支箱梁，參考類(lèi)似工程預(yù)制梁吊裝施工經(jīng)驗(yàn)，架橋機(jī)和懸拼吊機(jī)常用于跨徑小且多跨徑橋梁，受撓度和剪力因素影響大，難以滿(mǎn)足超大跨徑UHPC簡(jiǎn)支箱梁吊裝的要求。三維調(diào)梁小車(chē)能靈活方便在軌道上運(yùn)輸和調(diào)節(jié)梁段三向調(diào)整，確定梁段的三維狀態(tài)與已安裝段匹配面相符，最后完全靠攏，然后施加臨時(shí)預(yù)應(yīng)力。

1 本項(xiàng)目UHPC簡(jiǎn)支箱梁拼裝需要解決以下技術(shù)問(wèn)題

（1）超大單跨徑預(yù)制梁吊裝問(wèn)題，一跨102 m預(yù)應(yīng)力超高性能混凝土（UHPC）簡(jiǎn)支箱梁，傳統(tǒng)工藝上采用架橋機(jī)和懸拼吊機(jī)進(jìn)行拼裝，由于是單跨采用超高性能混凝土（UHPC）簡(jiǎn)支箱梁，無(wú)法給架橋機(jī)和懸拼吊機(jī)提供設(shè)備安裝場(chǎng)地，且由于是單跨采用架橋機(jī)或者懸拼吊機(jī)由于預(yù)制梁段逐跨拼接產(chǎn)生的撓度和剪力對(duì)其整體平面位置、軸線、高程產(chǎn)生影響。（2）UHPC簡(jiǎn)支箱梁?jiǎn)蝹€(gè)節(jié)段最長(zhǎng)是5 m，最重約142 t。UHPC節(jié)段梁對(duì)吊架剛度、吊點(diǎn)位置、起吊方法等提出高難度要求。（3）單臺(tái)龍門(mén)吊疊加吊架重達(dá)142 t，龍門(mén)吊軌道需要滿(mǎn)足穩(wěn)固又可拆卸的要求，龍門(mén)吊需有可靠的平衡調(diào)節(jié)措施。（4）支撐平面擱置在支座上，不完全吻合。（5）拼裝過(guò)程需保證整體平面位置、軸線、高程誤差在允許范圍內(nèi)。

2 本項(xiàng)目UHPC簡(jiǎn)支箱梁拼裝采用技術(shù)措施、方案

UHPC簡(jiǎn)支箱梁拼裝中，單跨并且跨度大，梁體較重，梁體拼裝過(guò)程中受撓度和剪力影響小，每節(jié)梁段拼裝完成后，由測(cè)量人員對(duì)預(yù)埋于梁段頂面的軸線和標(biāo)高控制點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，同時(shí)檢測(cè)已安裝梁段的線型三維坐標(biāo)，并與監(jiān)控單位提供的此節(jié)段梁段的三維控制數(shù)據(jù)相比較，由此進(jìn)行精細(xì)調(diào)整，減少對(duì)整體的平面位置、軸線、高程誤差，解決在三維空間上靈活調(diào)節(jié)梁段的位置等難題。

技術(shù)方案：

UHPC簡(jiǎn)支箱梁拼裝方法關(guān)鍵技術(shù)主要包括超大跨徑預(yù)應(yīng)力超高性能混凝土（UHPC）簡(jiǎn)支箱梁支架搭設(shè)、預(yù)應(yīng)力超高性能混凝土（UHPC）簡(jiǎn)支箱梁運(yùn)輸、梁段吊裝、拼裝、梁段調(diào)節(jié)、膠拼、臨時(shí)預(yù)應(yīng)力張拉、體外預(yù)應(yīng)力施工等組成。

首先搭設(shè)（UHPC）簡(jiǎn)支箱梁支架，支架搭設(shè)完成后準(zhǔn)備節(jié)段梁轉(zhuǎn)運(yùn)工作，節(jié)段梁在預(yù)制場(chǎng)內(nèi)養(yǎng)護(hù)完成并存放28天以后，采用場(chǎng)內(nèi)160 t龍門(mén)吊將節(jié)段吊裝至200 t輪胎式平板運(yùn)梁車(chē)上，沿施工便道運(yùn)輸至橋位。節(jié)段塊吊裝上運(yùn)梁車(chē)后，平穩(wěn)放在平板運(yùn)輸車(chē)的均衡梁上，防止鋼齒坎的螺紋鋼筋與平板運(yùn)輸車(chē)干涉。同時(shí)在節(jié)段梁與均衡梁之間支墊橡膠墊以防止梁底面的損壞，單側(cè)拉斜纜索系緊固定。

節(jié)段梁采用600 t汽車(chē)吊進(jìn)行吊裝。靠近墩頂節(jié)段將吊車(chē)泊位在蓋梁附近進(jìn)行吊裝，其余節(jié)段吊裝時(shí)將吊車(chē)泊位在河堤位置附近，通過(guò)調(diào)梁小車(chē)將節(jié)段縱移至安裝位置，節(jié)段之間預(yù)留10 cm左右的間隙。

為減小節(jié)段拼裝過(guò)程中軸線的偏差，節(jié)段拼裝從跨中1號(hào)節(jié)段開(kāi)始，依次向兩端逐個(gè)節(jié)段拼裝直至支座位置。為預(yù)留涂膠的操作空間，1號(hào)節(jié)段與兩側(cè)的2號(hào)節(jié)段之間各預(yù)留50 cm，其余節(jié)段之間預(yù)留10 cm（含剪力鍵凸鍵）。拼裝時(shí)，先進(jìn)行1號(hào)節(jié)段的定位及固定，并將靠近18號(hào)墩側(cè)的2號(hào)節(jié)段與1號(hào)節(jié)段臨時(shí)固定，防止在19號(hào)墩側(cè)的2號(hào)節(jié)段拼裝張拉臨時(shí)預(yù)應(yīng)力時(shí)引起1號(hào)節(jié)段的移位。并采用精軋鋼將1號(hào)節(jié)段固定在貝雷支架上，18號(hào)墩側(cè)的2號(hào)節(jié)段拼裝到位后，拼裝19號(hào)墩側(cè)的2號(hào)節(jié)段，三個(gè)節(jié)段拼裝完成后，測(cè)量其整體平面位置、軸線、高程，如超出誤差容許范圍則對(duì)其整體進(jìn)行調(diào)整，之后將三個(gè)節(jié)段錨固在支架上，進(jìn)行后續(xù)節(jié)段的拼裝。

拌膠：環(huán)氧膠型號(hào)根據(jù)施工時(shí)的不同氣溫選用，保證梁段拼裝質(zhì)量和拼裝進(jìn)度。環(huán)氧膠使用前將各組份按順序組合，并用專(zhuān)用攪拌槍在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)拌制均勻。

節(jié)段涂膠節(jié)段的膠拼是上部結(jié)構(gòu)施工的重點(diǎn)工作之一，膠拼面環(huán)氧樹(shù)脂膠拼材料應(yīng)填充密實(shí)，涂膜厚度均勻，膠結(jié)牢固，膠縫外觀整潔，預(yù)應(yīng)力孔道保持暢通是節(jié)段膠拼的一個(gè)重要控制目標(biāo)。

單個(gè)節(jié)段共布置6束臨時(shí)預(yù)應(yīng)力，其中頂板布置4束，底板布置2束，拉桿采用精軋螺紋鋼。13號(hào)節(jié)段為實(shí)心段（僅留置人洞），與12號(hào)節(jié)段臨時(shí)預(yù)應(yīng)力利用體外預(yù)應(yīng)力管道穿φ48 mm40Cr拉桿。束預(yù)應(yīng)力必須同時(shí)、同步完成張拉，預(yù)張拉錨下控制應(yīng)力根據(jù)截面類(lèi)型進(jìn)行控制，使環(huán)氧樹(shù)脂在0.3 MPa的壓力下固化，擠壓后的膠縫寬度宜在2～3 mm，不應(yīng)出現(xiàn)缺膠現(xiàn)象。

箱梁體外預(yù)應(yīng)力由體外索、轉(zhuǎn)向器、錨固系統(tǒng)、減振器及保護(hù)罩組成，體外索采用φs15.2-24規(guī)格鋼絞線成品索，采用四臺(tái)（兩套）千斤頂對(duì)相同束號(hào)每組兩根鋼索兩端同時(shí)對(duì)稱(chēng)張拉，張拉程序?yàn)椋?→10%σcon→20%σcon→

100%σcon，持荷5分鐘后錨固。單幅橋兩個(gè)箱室內(nèi)側(cè)頂板之間設(shè)置60 cm寬、20 cm厚的UHPC現(xiàn)澆濕接縫將兩個(gè)箱梁形成整體。

具體實(shí)施方式：

一種新型的UHPC簡(jiǎn)支箱梁拼裝方法具體實(shí)施步驟如下：

步驟一：節(jié)段梁采用滿(mǎn)堂支架拼裝。在兩墩之間填筑支架基礎(chǔ)，填土高度為河堤頂，靠下游修筑運(yùn)梁便道，在兩墩之間搭設(shè)單個(gè)箱室滿(mǎn)堂支架，布設(shè)運(yùn)梁軌道及臨時(shí)支墩墊梁。

步驟二：節(jié)段梁通過(guò)運(yùn)梁車(chē)從預(yù)制場(chǎng)運(yùn)輸至橋位，采用大噸位汽車(chē)吊吊裝上支架，先將全部節(jié)段吊裝上支架，對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓。

步驟三：支架沉降穩(wěn)定后開(kāi)始節(jié)段梁的調(diào)節(jié)及涂膠拼裝，節(jié)段梁調(diào)位采用調(diào)梁小車(chē)，從跨中節(jié)段開(kāi)始調(diào)節(jié)，首個(gè)節(jié)段調(diào)整到位后與支架臨時(shí)固定，調(diào)節(jié)相鄰節(jié)段并匹配，張拉臨時(shí)預(yù)應(yīng)力。

步驟四：依次調(diào)節(jié)單個(gè)箱室全部節(jié)段及張拉臨時(shí)預(yù)應(yīng)力。張拉第一批預(yù)應(yīng)力鋼束，拆除臨時(shí)預(yù)應(yīng)力，張拉第二批預(yù)應(yīng)力鋼束，箱梁脫離支架。

步驟五：按上述步驟安裝單幅橋另一個(gè)箱室箱梁，澆筑箱梁間橫向濕接縫，完成單幅橋節(jié)段拼裝。按上述步驟安裝另一幅橋兩個(gè)箱室的箱梁。

實(shí)際施工中，需根據(jù)實(shí)際情況編制更詳細(xì)的交底，UHPC節(jié)段梁的運(yùn)輸需要安排專(zhuān)人對(duì)跟車(chē)，確保運(yùn)輸過(guò)程安全，準(zhǔn)備措施到位后再進(jìn)行節(jié)段梁吊裝，并建議安排專(zhuān)人檢查、專(zhuān)人旁站。

3 本項(xiàng)目UHPC簡(jiǎn)支箱梁拼裝采用技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

解決超大跨徑預(yù)應(yīng)力超高性能混凝土（UHPC）簡(jiǎn)支箱梁拼裝施工工藝中的跨徑大且只有單跨，采用搭設(shè)滿(mǎn)堂支架施工，同時(shí)為了減少因節(jié)段梁自重引起的下?lián)虾图袅ΓS調(diào)梁小車(chē)能靈活方便在軌道上運(yùn)輸和調(diào)節(jié)梁段的位置，解決軸線和標(biāo)高控制點(diǎn)定位要求高等難題。

（1）節(jié)段梁支架采用鋼管、貝雷、型鋼搭設(shè)的滿(mǎn)堂支架，基礎(chǔ)為混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)，支架頂部設(shè)置梁段調(diào)節(jié)裝置及臨時(shí)支墩，取代架橋機(jī)或者懸拼機(jī)很難滿(mǎn)足單跨且超大跨徑的預(yù)制梁拼裝問(wèn)題。（2）采用滿(mǎn)堂支架拼裝UHPC簡(jiǎn)支箱梁可以解決減少因跨徑大和節(jié)段梁自重引起的下?lián)虾图袅?。?）三維調(diào)梁小車(chē)能靈活方便在軌道上運(yùn)輸和調(diào)節(jié)梁段的位置，解決軸線和標(biāo)高控制點(diǎn)定位要求高問(wèn)題。（4）為保證兩梁段拼接面標(biāo)高、傾斜度保持一致，減少涂膠后的梁段位置調(diào)節(jié)時(shí)間，在膠拼前，進(jìn)行試拼裝。梁段滑移距前節(jié)段梁段20 cm后，粗調(diào)梁段標(biāo)高、中線和匹配面后繼續(xù)前移。在快靠攏時(shí)，通過(guò)調(diào)梁小車(chē)三向調(diào)整功能對(duì)梁段的位置精確調(diào)整，使其與已拼梁段端面匹配。到位后觀察上、下接縫是否嚴(yán)密，有無(wú)錯(cuò)臺(tái)，試拼裝時(shí)，并通過(guò)調(diào)梁小車(chē)的三向調(diào)整功能微調(diào)，調(diào)整待拼節(jié)段標(biāo)高，節(jié)段拼接面靠攏，保證節(jié)段拼接面完全匹配。

此UHPC簡(jiǎn)支箱梁拼裝方法采用滿(mǎn)堂支架法和三維調(diào)梁小車(chē)對(duì)節(jié)段梁在三維空間上進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)可以克服UHPC簡(jiǎn)支箱梁拼裝時(shí)跨徑大引起的下?lián)虾图袅?，并且軌道固定但要能靈活拆卸、安裝定位要求高等難題，提高施工可操作性，減少工序時(shí)間，提高功效等。

4 本項(xiàng)目UHPC簡(jiǎn)支箱梁拼裝總結(jié)技術(shù)經(jīng)濟(jì)成果（結(jié)論）

超大跨徑預(yù)應(yīng)力超高性能混凝土（UHPC）簡(jiǎn)支箱梁拼裝，采用滿(mǎn)堂支架法配合汽車(chē)吊和三維吊梁小車(chē)進(jìn)場(chǎng)施工，靈活運(yùn)用橋墩下場(chǎng)地，為汽車(chē)吊提供作業(yè)空間和搭設(shè)滿(mǎn)堂支架，無(wú)需架橋機(jī)或懸拼吊機(jī)，節(jié)約施工成本同時(shí)能減少因UHPC簡(jiǎn)支梁自重引橋的下?lián)希瑥亩鴮?duì)線型和高程起到良好控制作用。滿(mǎn)堂支架拼拆方面，避免吊梁時(shí)長(zhǎng)時(shí)間懸空作業(yè)，降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，且能提高設(shè)備的利用率。利用搭設(shè)滿(mǎn)堂支架進(jìn)行UHPC簡(jiǎn)支梁拼裝，是結(jié)合以下兩種施工工藝：以往采用架橋機(jī)或其他吊梁設(shè)備對(duì)常規(guī)預(yù)制梁吊裝進(jìn)行吊裝和用滿(mǎn)堂支架法現(xiàn)澆梁施工。根據(jù)自身跨徑大等環(huán)境因素，創(chuàng)造性采取滿(mǎn)堂支架法進(jìn)行UHPC預(yù)制簡(jiǎn)支箱梁的拼裝施工。

5 結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目UHPC簡(jiǎn)支箱梁拼裝采用滑梁軌道配合三維調(diào)梁小車(chē)，三維調(diào)梁小車(chē)能靈活方便在軌道上運(yùn)輸和調(diào)節(jié)梁段的位置。有效解決以下技術(shù)難題，軸線和標(biāo)高控制點(diǎn)定位要求高，便于安拆又具有良好限位作用的軌道及錨固設(shè)置，簡(jiǎn)易地調(diào)節(jié)UHPC節(jié)段梁等。提高施工可操作性，減少工序時(shí)間，提高功效，對(duì)以后類(lèi)似工程施工具有一定參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]節(jié)段預(yù)制拼裝預(yù)應(yīng)力UHPC箱梁技術(shù)規(guī)程[S].

[2]公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范：JTG/T 3650—2020[S].

[3]邵旭東，詹豪，雷薇，等.超大跨徑單向預(yù)應(yīng)力UHPC連續(xù)箱梁橋概念設(shè)計(jì)與初步實(shí)驗(yàn)[J].土木工程學(xué)報(bào)，2013（8）：83-89.

[4]項(xiàng)海帆.橋梁概念設(shè)計(jì)：Conceptual design of bridges[M].人民交通出版社，2011.