徐士見

(江蘇隆泰工程咨詢監(jiān)理有限公司，江蘇 連云港 222000)

0 引言

路橋工程施工行業(yè)是建筑業(yè)的重要組成部分，對(duì)維持社會(huì)生產(chǎn)、流通、分配、消費(fèi)各環(huán)節(jié)正常運(yùn)轉(zhuǎn)以及保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速健康發(fā)展、改善人民生活水平和促進(jìn)現(xiàn)代化建設(shè)具有十分重要的作用。在路橋工程施工中，預(yù)應(yīng)力變截面連續(xù)梁橋梁施工技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，此類工程的施工難度較為復(fù)雜，各環(huán)節(jié)都需要加強(qiáng)重視并控制好施工細(xì)節(jié)，才能保證工程的總體施工質(zhì)量。文章以通海大橋?yàn)槔?，?duì)該工程的施工技術(shù)進(jìn)行總結(jié)探討，以期為相關(guān)工程的施工提供參考。

1 工程概況

通海大橋(主橋?yàn)?2 m+90 m+52m三跨)位于江蘇省宿遷市沭陽縣高墟鎮(zhèn)，橋梁跨越宿連航道，該航道最高通航水位為3.53 m，最低通航水位為1.24 m，現(xiàn)狀為VI級(jí)航道，規(guī)劃為內(nèi)河IV級(jí)航道，水面寬為70 m。

該橋梁工程主橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力變截面連續(xù)梁，單箱單室截面，箱梁的底部寬度為6.5 m，兩側(cè)的翼緣板懸臂長(zhǎng)度為2.75 m，總體寬度為12 m。箱梁0#塊節(jié)段總長(zhǎng)度為11 m，利用托架現(xiàn)澆法澆筑，兩側(cè)共設(shè)置10個(gè)懸澆節(jié)段，各懸澆節(jié)段的長(zhǎng)度主要由2種形式，包括3 m×3.5 m，以及7 m×4.0 m，均采用掛籃懸臂澆筑工藝，懸臂澆筑梁段的最大節(jié)段其重量可達(dá)125 t，主橋共設(shè)置有3個(gè)合攏段，包括1處中跨合攏段，以及2處邊跨合攏段，合攏段的長(zhǎng)度約為2 m，邊跨現(xiàn)澆段的長(zhǎng)度為6 m，通過支架進(jìn)行澆筑。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)梁施工技術(shù)的應(yīng)用

2.1 臨時(shí)錨固支撐體系

該工程的臨時(shí)錨固支撐結(jié)構(gòu)為外固結(jié)體系，由800 mm支撐鋼管和內(nèi)部2根JL32 mm精軋螺紋鋼筋所構(gòu)成，在鋼管中灌注C30的混凝土。JL32 mm精軋螺紋鋼筋穿入50 mm波紋管內(nèi)下部置入承臺(tái)內(nèi)，上部直達(dá)到0#塊頂板，0#塊砼澆筑完成后設(shè)置導(dǎo)梁及張拉精軋螺紋鋼筋形成臨時(shí)錨固支撐體系。臨時(shí)錨固支撐體系是箱梁懸臂施工中的主要受力構(gòu)件，當(dāng)箱梁兩懸臂偶爾出現(xiàn)不對(duì)稱荷載作用時(shí)，臨時(shí)支撐體系是保證本橋施工安全度及懸臂傾覆穩(wěn)定的重要措施，支撐鋼管的根數(shù)、位置及預(yù)應(yīng)力束數(shù)量是根據(jù)施工安全度及施工傾覆穩(wěn)定計(jì)算而定，并參與施工期結(jié)構(gòu)受力。支撐鋼管的尺寸、規(guī)格由施工單位自行選擇，但必須保證支撐體系的強(qiáng)度和剛度。

2.2 0#塊梁段施工

0#塊是連續(xù)梁施工的第一步，0#塊梁段施工澆筑可用托架法或支架法。該工程采用的0#塊為預(yù)埋托架現(xiàn)澆形式，具體分為托架及底模2個(gè)主要部分。托架體系由墩身兩側(cè)各預(yù)埋牛腿與承臺(tái)之上的鋼護(hù)筒，以及雙拼40a的鋼槽共同構(gòu)成。底模部分包括竹膠板和方木，其分配量通過10根18a的工字鋼固定住底模，且在分配梁下方設(shè)置28a的工字鋼用于調(diào)節(jié)墊梁，并于調(diào)節(jié)墊梁、托架之間設(shè)置雙拼40a的工字鋼，共3根作為橫梁。托架法或支架法應(yīng)通過設(shè)計(jì)及計(jì)算過程以符合0#塊梁段的施工要求并與橋梁設(shè)計(jì)相吻合。

托架或支架搭設(shè)完成后要進(jìn)行施工驗(yàn)收，檢查托架或支架設(shè)計(jì)圖的一致性及各部位安裝是否符合規(guī)范要求；托架或支架軸線、標(biāo)高調(diào)整到設(shè)計(jì)位置后進(jìn)行支架預(yù)壓，托架預(yù)壓后消除其非彈性變形并對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，為0#塊底模預(yù)拱度設(shè)置提供依據(jù)；托架預(yù)壓荷載應(yīng)考慮托架范圍內(nèi)施工荷載。本工程連續(xù)梁托架范圍內(nèi)單側(cè)混凝土體積為71.1 m3，鋼筋混凝土自重計(jì)算為184.8 t，外側(cè)鋼模計(jì)算荷載為8.9 t，內(nèi)模及施工人員機(jī)具荷載按5 t考慮，預(yù)壓按最大施工荷載1.1倍考慮，計(jì)算連續(xù)梁托架單側(cè)需要預(yù)壓荷載為218.6 t。托架預(yù)壓荷載全部加載完畢后靜載24 h，最后2次沉降量觀測(cè)符合要求后，即可終止預(yù)壓卸除預(yù)壓荷載。預(yù)壓完成后進(jìn)行模板及鋼筋綁扎施工。

0#塊的混凝土灌注是本環(huán)節(jié)施工重點(diǎn)之一，澆筑時(shí)除了要按照對(duì)稱澆筑的原則，還應(yīng)由懸臂端向根部進(jìn)行，以減少交界面的收束縮裂紋。澆筑順序依次為箱梁底板、腹板至頂板、翼板砼、按分段水平分層澆筑砼，每層砼厚 20～35 cm。為防止?jié)仓拱鍟r(shí)砼從底板處上翻，底板砼澆筑后在其頂面加鋪模板并進(jìn)行反壓。底板與腹板連接倒角處振搗較困難，容易出現(xiàn)蜂窩麻面現(xiàn)象，振搗時(shí)必須格外注意。為保證澆筑砼質(zhì)量，應(yīng)一次澆筑成功，并在初始澆筑的砼終凝前完成，以免箱梁底板接縫處產(chǎn)生微裂紋。嚴(yán)格控制砼的坍落度和配合比，根據(jù)溫度變化進(jìn)行調(diào)整，并摻用適量的減水、緩凝劑。嚴(yán)格控制砼倒入模的高度，用小型串筒伸入到梁體底部澆筑，振搗采用φ50 mm插入式振搗器均勻振搗，在澆筑完成后覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)不少于7 d。預(yù)應(yīng)力張拉應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求進(jìn)行，本工程設(shè)計(jì)要求混凝土齡期達(dá)到7 d、強(qiáng)度及彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)值的 90%時(shí)，方可進(jìn)行該梁段預(yù)應(yīng)力鋼束張拉。預(yù)應(yīng)力鋼束張拉應(yīng)按設(shè)計(jì)順序、張拉控制應(yīng)力進(jìn)行，預(yù)應(yīng)力張拉順序可按縱向預(yù)應(yīng)力張拉—橫向預(yù)應(yīng)力張拉—掛籃前移—前一塊件豎向預(yù)應(yīng)力張拉—5～7 d后復(fù)張拉前一塊件豎向預(yù)應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力張拉、千斤頂與油泵壓力表應(yīng)按有關(guān)規(guī)定配套及定期標(biāo)定，張拉人員應(yīng)持證上崗，認(rèn)真做好張拉記錄。橫梁預(yù)應(yīng)力在強(qiáng)度及彈模達(dá)到設(shè)計(jì)值90%時(shí)進(jìn)行張拉，并在初次張拉后5～7 d 內(nèi)進(jìn)行復(fù)張拉。豎向預(yù)應(yīng)力復(fù)張拉完成后應(yīng)及時(shí)管道灌漿、封錨，頂、底板合龍束應(yīng)按先長(zhǎng)束，后短束以對(duì)稱均衡原則進(jìn)行張拉。

2.3 掛籃系統(tǒng)

在上述0#塊環(huán)節(jié)施工完成后，開始著手掛籃施工，掛籃應(yīng)根據(jù)橋梁施工圖要求及梁段重等進(jìn)行掛籃設(shè)計(jì)，懸臂掛籃按構(gòu)造形式可分為桁架式(平行弦、菱形掛籃、弓弦式)、斜拉式、型鋼式及混合式4種，施工單位可根據(jù)實(shí)際情況選擇構(gòu)造形式。

該工程采用菱形掛籃，掛籃由主桁、底籃、懸吊系統(tǒng)、后錨、行走系統(tǒng)及模板系統(tǒng)等組成。在掛籃安裝好后，對(duì)掛籃進(jìn)行預(yù)壓，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件和實(shí)際情況，采用預(yù)制塊預(yù)壓法分級(jí)加載。分級(jí)加載次數(shù)和加載量盡量與梁段實(shí)際接近，每級(jí)加載完成后停頓2 h再加下一級(jí)，逐級(jí)記錄壓重荷載與掛籃前端變形情況，繪制荷載與掛籃變形曲線。選取1#塊(懸澆最重節(jié)段)重量的120%作為預(yù)壓重量。

掛籃荷載預(yù)壓試驗(yàn)的目的如下。①在掛籃正式使用前，通過對(duì)掛籃加載消除掛籃的非彈性變形。②實(shí)測(cè)掛籃的彈性變形，與理論值進(jìn)行比較，為計(jì)算掛籃立模標(biāo)高提供依據(jù)。③通過預(yù)壓驗(yàn)證掛籃設(shè)計(jì)及安全性能是否滿足施工要求。在進(jìn)行掛籃荷載試驗(yàn)前，須對(duì)掛籃進(jìn)行全面檢查，檢查內(nèi)容主要包括：掛籃所有栓接點(diǎn)情況；螺栓是否有遺漏；螺帽(含墊圈)是否都已安裝、擰緊到位；掛籃主桁架是否已調(diào)成水平(通過前支點(diǎn)抄墊和后錨蹬筋張拉調(diào)節(jié))；掛籃后錨系統(tǒng)是否都已安裝到位，螺栓是否已緊固。

滿載持荷72 h后觀測(cè)數(shù)據(jù)與滿載到位時(shí)各點(diǎn)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，相差小于3 mm，視為已經(jīng)穩(wěn)定，進(jìn)行卸載。加載和卸載均按照兩只掛籃同步進(jìn)行，卸載的順序按照壓載的反順序進(jìn)行并作好觀測(cè)記錄，卸載完成后，對(duì)預(yù)壓期間獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。觀測(cè)各測(cè)點(diǎn)的標(biāo)高，計(jì)算各測(cè)點(diǎn)的彈性和非彈性變形值，并繪出荷載-變形曲線。

2.4 掛籃懸澆施工

掛籃系統(tǒng)安裝并預(yù)壓完成后，調(diào)整好模板高程，平面位置等進(jìn)行鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道安裝、砼澆筑等施工具體同0#塊梁段施工，澆筑過程中應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視模板與掛籃變形情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

2.5 掛籃行走

在每一梁段混凝土澆筑及預(yù)應(yīng)力張拉完畢后，掛籃將移至下一梁段位置進(jìn)行施工，直到懸臂澆筑梁段施工完畢。掛籃前移時(shí)工作步驟如下。①當(dāng)前梁段預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿完成后，進(jìn)行脫模。②掛籃后支點(diǎn)進(jìn)行錨固轉(zhuǎn)換，將上拔力轉(zhuǎn)給后錨反壓輪。③拆除底模后錨桿，將后托梁、外側(cè)模通過倒鏈懸掛于外滑梁上。④在已澆筑好的梁段上鋪軌道墊梁，軌道須鋪設(shè)平穩(wěn)、高差一致，控制好軌道間距，掛籃前支點(diǎn)力較大，采用不少于 4 根軌道墊梁，使其均勻分布于梁面并與原有鋼枕梁頂面保持水平。⑤掛籃行走時(shí)，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；掛籃移動(dòng)必須勻速、平移、同步，采取劃線吊垂球的方法，隨時(shí)掌握行走過程中掛籃中線與箱梁軸線的偏差，如有偏差，使用千斤頂逐漸糾正；底模、外側(cè)模、主桁系統(tǒng)及內(nèi)模同時(shí)向前移動(dòng)，直至下一澆筑位置。⑥掛籃就位后，進(jìn)行錨固轉(zhuǎn)換，將上拔力由行走錨固轉(zhuǎn)給主桁后錨桿。

2.6 連續(xù)梁邊跨支架現(xiàn)澆段施工

該工程連續(xù)梁邊跨段采用的是落地式滿堂支架，搭設(shè)支架前先安裝底托，在底托安裝完成后再安裝滿堂支架。支架的總寬度在橋梁水平面投影寬度以內(nèi)，混合橋墩有效形成一個(gè)穩(wěn)固的支撐體系，并在鋼管架上鋪設(shè)方木，以及設(shè)置底模、立外模等。在搭設(shè)支架結(jié)構(gòu)之前，考慮當(dāng)?shù)厮当容^豐富，基礎(chǔ)較軟，在搭設(shè)滿堂支架之前一定要先處理好地基，設(shè)置排水溝以減少地基的水分，另外還須鋪設(shè)一層混凝土基層，在這一基層上搭設(shè)滿堂支架。

為保證滿堂支架體系的施工效果，應(yīng)從以下幾個(gè)方面控制好施工細(xì)節(jié)。①滿堂支架的主體施工嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)尺寸、位置來進(jìn)行拼裝施工。支架和橋墩相連的位置做好連接固定，支架中各鋼管建通過橫桿、斜桿、捆扎鋼筋等充分連接固定，從而有效保證其穩(wěn)固性。②在支架鋼管架上設(shè)置可調(diào)頂托，可調(diào)節(jié)模板高度以控制底模高程符合設(shè)計(jì)要求。③本工程總體較為平坦，為滿堂支架施工帶來了便利，但也偶有存在一定坡度的輕快，坡度可能導(dǎo)致偏心，為應(yīng)對(duì)此類問題影響施工質(zhì)量，對(duì)有坡度的位置可焊接小型鋼筋或鋼墊板來調(diào)整坡度，從而避免偏心問題。④在滿堂支架施工完成之后，對(duì)安全質(zhì)量開展全面的驗(yàn)收檢查，包括安裝尺寸、位置等。

2.7 合攏施工

2.7.1 合攏施工的順序

合攏施工需要按照設(shè)計(jì)及規(guī)范的施工順序進(jìn)行，首先，于邊跨合攏作業(yè)的位置設(shè)置臨時(shí)支架結(jié)構(gòu)體系，之后進(jìn)行模板部分的安裝，待模板安裝結(jié)束后，進(jìn)行合攏部分的骨架結(jié)構(gòu)、鋼筋等安裝，隨后進(jìn)行內(nèi)模、側(cè)模等方面的安裝；其次，進(jìn)行對(duì)接合攏端、混凝土澆筑以及預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉等；最后，將各臨時(shí)結(jié)構(gòu)、掛籃以及滿堂支架等逐一拆卸。

2.7.2 邊跨合攏段施工

在施工邊跨現(xiàn)澆段和懸澆節(jié)段時(shí)預(yù)埋好臨時(shí)鎖定鋼結(jié)構(gòu)中的角鋼等，臨時(shí)鎖定結(jié)構(gòu)按又撐又拉的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，臨時(shí)鎖定結(jié)構(gòu)角鋼預(yù)埋時(shí)充分估計(jì)施工誤差，留足預(yù)埋件之間的間距，且同一合攏段后施工的一個(gè)懸臂端預(yù)埋時(shí)其橫、豎向相對(duì)應(yīng)箱梁的位置應(yīng)與先施工的一個(gè)懸臂端保持一致，盡量使合攏時(shí)預(yù)埋槽鋼在同一直線上。合攏時(shí)間宜選在日照溫差小的陰天或選擇一天中氣溫最低時(shí)，且梁體溫度均勻時(shí)進(jìn)行鎖定，鎖定前在邊跨與中跨塊段采用水箱對(duì)稱加載預(yù)壓，水箱距離梁端1 m，水箱預(yù)壓重量為對(duì)應(yīng)合攏段混凝土重量的一半，鎖定結(jié)束后，立即澆筑邊跨合攏段混凝土。在澆筑混凝土過程中，一邊澆筑一邊放水卸載，保持混凝土加載速度與水箱卸載速度平衡，待強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%且齡期不小于7 d后，張拉預(yù)應(yīng)力束后封錨、壓漿，完成邊跨合攏。

2.7.3 中跨段合攏施工

合攏前，解除主墩處的臨時(shí)固結(jié)，拆除邊跨支架和掛籃及勁性骨架，中跨合攏段利用掛籃將底模、外側(cè)模系統(tǒng)進(jìn)行前移并用精軋螺紋鋼反吊在兩側(cè)梁體上。中跨合攏段采用水箱配重法施工，施工前在合攏口兩端向兩側(cè)各1 m位置布置水箱，加載重量根據(jù)加載位置、1/2合攏段重量及合攏口實(shí)際情況等來綜合確定。選擇日氣溫較低、溫度變化幅度較小時(shí)鎖定合攏口并澆筑合攏段混凝土。合攏口的鎖定，應(yīng)迅速、對(duì)稱進(jìn)行，先將外剛性支撐一端與梁端部預(yù)埋件焊接，然后迅速將外剛性支撐另一端與梁連接。砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%后張拉中跨合攏束，拆除中跨外剛性撐，完成體系轉(zhuǎn)換。至此完成連續(xù)梁施工。

3 結(jié)語

本文以通海大橋工程實(shí)例，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)梁施工技術(shù)展開探討，著重論述了各施工重點(diǎn)環(huán)節(jié)。此類工程首先從0#塊為起點(diǎn)，之后進(jìn)行掛籃、懸澆、合攏等一系列施工工序，且連續(xù)梁邊跨需要設(shè)置滿堂支架結(jié)構(gòu)，形成穩(wěn)定的支撐體系，有效把控各工序施工，保證整體施工質(zhì)量。本工程采用上述施工方案，在工期內(nèi)如期完成施工，各分項(xiàng)質(zhì)量的驗(yàn)收合格率達(dá)100%，優(yōu)良率達(dá)98.5%，取得了理想的施工效果，可供同類工程予以參考。