吳成程

(中鐵九局 大連工程處，遼寧 大連 116001)

1 工程概況

沈大與大莊高速公路連接線工程路線起于土城子村北約600 m處，與大連土羊高速公路相接，跨越長大鐵路金州編組站，與大莊高速公路延伸線對頭相接于大連市開發(fā)區(qū)赫山西路與淮河西路交叉口北。本次施工范圍為連接線二標(biāo)段跨金州鐵路編組站部分懸澆箱梁施工。上部結(jié)構(gòu)由(45+70+70+45)m和(48+72+48)m兩聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁組成。橋梁全長398 m，頂板寬12 m，底板寬8 m，頂板厚25 cm，底板厚30～100 cm，標(biāo)準(zhǔn)腹板厚50 cm。梁底下部按二次曲線變化，跟部梁高4 m，跨中梁高2 m。上部結(jié)構(gòu)施工采用懸灌施工工藝，共10個T構(gòu)。每個T構(gòu)單側(cè)懸澆段數(shù)為8段，第9段為2 m長的合龍段。本工程技術(shù)控制的關(guān)鍵在于懸臂施工的高程監(jiān)控。

2 預(yù)應(yīng)力施工控制

為了保證中跨和邊跨合龍段高標(biāo)準(zhǔn)、高精度的合龍對接，要求從0號段開始控制好每一個懸澆段。

2.1 模板及掛籃預(yù)壓

懸臂澆筑施工0號段一般為搭設(shè)支架現(xiàn)澆。為了確保0號段兩端1和1′截面滿足施工高程，應(yīng)先進(jìn)行支架下方地面硬化并搭設(shè)支架，然后按照要求組裝整體鋼模板并調(diào)整底模高程。為了減少因支架非彈性變形及地基沉降帶來的偏差，須用沙袋預(yù)壓底模板，預(yù)壓時長為5～7 d，預(yù)壓重量為箱梁0號段噸位的一半，屆時派專業(yè)測量人員每天進(jìn)行沉降觀測并做好記錄。

支點0號段混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%時需張拉該段預(yù)應(yīng)力筋，要求張拉前和張拉后分別對0號段兩端1和1′截面進(jìn)行高程觀測并做好相應(yīng)記錄(每個截面設(shè)置7個水準(zhǔn)觀測點和7個應(yīng)變計)，將測量數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，以便用橋梁設(shè)計軟件調(diào)整下階段立模高程(推薦使用同濟(jì)大學(xué)開發(fā)的橋梁博士軟件計算)。

0號段施工完成之后，開始對稱安裝兩套掛籃，并用沙袋或水箱(袋)同步對掛籃進(jìn)行預(yù)壓測試。掛籃測試是在靜態(tài)荷載下，對其主桁進(jìn)行撓度觀測。目的在于消除掛籃的非彈性變形和確定彈性變形的曲線值，以利于箱梁懸澆高程控制。預(yù)壓重量不少于1.1倍的結(jié)構(gòu)物自重。預(yù)壓前，設(shè)置變形觀測點，作好標(biāo)識，作好第一次初始數(shù)據(jù)的測量與記錄，然后分5級加載和5級卸載，分別作好觀測數(shù)據(jù)記錄并進(jìn)行整理分析，得出掛藍(lán)結(jié)構(gòu)的非彈性變形值及彈性變形值，為后續(xù)施工提供技術(shù)參數(shù)。

2.2 預(yù)應(yīng)力施工控制

懸澆連續(xù)箱梁預(yù)應(yīng)力施工是控制合龍段精度的關(guān)鍵，也是連續(xù)箱梁施工的重要工序，需要從原材料、施工工藝及過程全面監(jiān)控。

1)預(yù)應(yīng)力原材料檢驗的控制

①預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)場時，應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》GB/T 5224等的規(guī)定抽取試件作力學(xué)性能檢驗，其質(zhì)量必須符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。檢查數(shù)量按進(jìn)場的批次和產(chǎn)品的抽樣檢驗方案確定。檢查產(chǎn)品合格證、出廠檢驗報告和進(jìn)場復(fù)驗報告。

②無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的涂包質(zhì)量應(yīng)符合無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。檢查數(shù)量:每60 t為一批，每批抽取一組試件。檢驗方法:觀察，檢查產(chǎn)品合格證、出廠檢驗報告和進(jìn)場復(fù)驗報告。應(yīng)注意的是:當(dāng)有工程經(jīng)驗，并經(jīng)觀察認(rèn)為質(zhì)量有保證時，可不作油脂用量和護(hù)套厚度的進(jìn)場復(fù)驗。

③預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)按設(shè)計要求采用。其性能應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器》GB/T 14370等的規(guī)定。

④預(yù)應(yīng)力筋使用前應(yīng)進(jìn)行外觀檢查。其質(zhì)量應(yīng)符合:有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋展開后應(yīng)平順，不得有彎折，表面不應(yīng)有裂紋、小刺、機(jī)械損傷、氧化鐵皮和油污等;無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋護(hù)套應(yīng)光滑、無裂縫，無明顯褶皺。

⑤預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器使用前應(yīng)進(jìn)行外觀檢查。其表面應(yīng)無污物、銹蝕、機(jī)械損傷和裂紋。

2)預(yù)應(yīng)力施工數(shù)據(jù)控制

本工程預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力束，強(qiáng)度等級為1 860 MPa。

腹板采用直徑為32 mm的精軋螺紋鋼筋，強(qiáng)度等級為780 MPa。

預(yù)應(yīng)力施工為應(yīng)力應(yīng)變雙控制，按照預(yù)應(yīng)力束或鋼筋在管道里面有效張拉長度△L為

式中，σ1——張拉起始端預(yù)應(yīng)力束應(yīng)力截面值;

σ2——張拉預(yù)應(yīng)力束計算截面應(yīng)力值;

L——張拉起始端至計算截面之間的長度;

k——單位延米管道安裝局部偏差系數(shù);

x——張拉端至計算截面之間的長度;

μ——管道摩擦系數(shù);

θ——預(yù)應(yīng)力鋼束走向偏角(rad)。

一般預(yù)應(yīng)力束布置為平曲線、豎曲線或平豎曲線同時出現(xiàn)，此時需要分段計算，每發(fā)生線路的變化，須分出一段;曲線部分應(yīng)按照曲線要素計算曲線長度、轉(zhuǎn)角。整根鋼束累積張拉長度為各段長度之和。

張拉控制應(yīng)力σk起始端為75%預(yù)應(yīng)力束強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值σb，施工時為了減少張拉端錨具內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失，施工應(yīng)力按照(1.02～1.05)σk進(jìn)行張拉。

3)張拉方法控制

懸澆箱梁預(yù)應(yīng)力施工一般為三向預(yù)應(yīng)力體系，即橫向預(yù)應(yīng)力環(huán)箍(底板無黏結(jié)橫向預(yù)應(yīng)力、腹板預(yù)應(yīng)力精軋鋼筋、頂板橫向預(yù)應(yīng)力)、縱向預(yù)應(yīng)力(腹板縱向預(yù)應(yīng)力束、頂板縱向預(yù)應(yīng)力、底板縱向預(yù)應(yīng)力)。本工程張拉順序為:①底板橫向無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力束(單端錨固1φj12.7 mm沿橋軸向布設(shè)間距為0.5 m)。②對稱張拉腹板預(yù)應(yīng)力φ32 mm精軋螺紋鋼筋。③張拉頂板橫向預(yù)應(yīng)力束(單端錨固3φj12.7 mm)。④對稱張拉腹板縱向預(yù)應(yīng)力束(兩端錨固12φj15.24 mm)。

在張拉過程中，必須嚴(yán)格執(zhí)行張拉順序，且對稱布設(shè)的預(yù)應(yīng)力須對稱張拉，以保證結(jié)構(gòu)對稱均衡受力，從而確保結(jié)構(gòu)合龍段精確對接。

3 混凝土施工平衡控制

懸澆箱梁混凝土施工應(yīng)做到對稱平衡施工，盡量將施工機(jī)具、材料等荷載沿T構(gòu)的兩端對稱堆放。本工程最大懸澆塊體質(zhì)量為56 t，加上混凝土澆筑時的沖擊力作用及施工荷載，如果不控制澆筑的平衡性，會使懸臂兩端發(fā)生超限高差，長時間作用會使先期澆筑的塊體內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)力變化，從而引起箱梁懸臂段撓度的變化，影響合龍段的對接精確度。

本工程澆筑懸臂塊體時嚴(yán)格控制澆筑混凝土的數(shù)量，按照每2 m3一輪換對稱澆筑的塊體。經(jīng)計算，如此澆筑混凝土懸臂塊體時所產(chǎn)生的不平衡彎矩及臨時撓度均在施工允許范圍內(nèi)，減少了因混凝土澆筑不平衡所致的合龍段對接偏差，提高了對接精度。

4 測量組織及技術(shù)控制

本工程根據(jù)施工環(huán)境及測量控制的要領(lǐng)，制訂了以下監(jiān)測內(nèi)容:

①項目部成立橋梁監(jiān)控小組，專門負(fù)責(zé)箱梁的監(jiān)控測量工作，整理資料，并聘請九局高級工程師講解監(jiān)控重點。②項目部召開專門會議，強(qiáng)調(diào)監(jiān)控重要性，總工程師組織編寫監(jiān)控方案，負(fù)責(zé)方案的實施。③購買精度更高的測量儀器，減小測量結(jié)果偏差，針對施工現(xiàn)場風(fēng)速大的客觀條件，小組制訂措施，把5個主墩的監(jiān)控控制進(jìn)行了責(zé)任分工，盡量在風(fēng)力較小的時候測量，遇大風(fēng)時需多測幾次，取其平均值，以消除誤差，并要求時常檢測測量儀器，以減少儀器誤差。④購買一定數(shù)量的混凝土應(yīng)變計，埋入各塊體的截面中，隨時觀測箱梁應(yīng)力情況。

5 臨時錨固體系控制

臨時錨固體系是懸臂箱梁施工重要的臨時結(jié)構(gòu)體系，其張拉錨固狀況直接影響施工的安全及后期合龍段的對接精度。為了減少因其帶來的偏差，要求0號塊體橋面上的臨時錨固墩，其強(qiáng)度及彈性模量兩項指標(biāo)均達(dá)到規(guī)范要求時，按照設(shè)計要求張拉臨時錨固預(yù)應(yīng)力鋼絞線;兩端掛籃安裝完成后應(yīng)再次進(jìn)行張拉，并要求每推進(jìn)一個懸澆段，張拉一次臨時錨固體系，特別是存在較大縱坡的懸臂梁橋施工更應(yīng)如此。這可避免因臨時錨固預(yù)應(yīng)力束松弛而帶來懸臂端兩側(cè)的豎向位移偏差，保證合龍段的對接精度。

［1］楊仲杰，胡永，丁靖，等.超寬橋面部分斜拉橋合龍段施工技術(shù)［J］.鐵道建筑，2007(6):26-28.

［2］雷俊卿主編.橋梁懸臂施工與設(shè)計［M］.北京:人民交通出版社，2000.