楊自政

(中鐵十二局集團(tuán)第三工程有限公司,山西 030024)

1 工程概況

新建京石鐵路客運(yùn)專線滹沱河特大橋跨京廣鐵路(80.6+128+80.6)m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土轉(zhuǎn)體連續(xù)梁,單體主跨128 m，轉(zhuǎn)體質(zhì)量12 000 t,與京廣鐵路營(yíng)運(yùn)線交角28°17′。為減少橋梁上部結(jié)構(gòu)施工對(duì)既有鐵路行車安全的影響,采用“支架現(xiàn)澆、轉(zhuǎn)體就位”的施工方法,即先在鐵路兩側(cè)用支架現(xiàn)澆法澆筑梁體,然后通過(guò)平衡轉(zhuǎn)體使主橋就位、調(diào)整梁體線形、封固球鉸轉(zhuǎn)動(dòng)體系的上下盤,最后澆筑合龍段貫通全橋。

轉(zhuǎn)體系統(tǒng)就位后,封固轉(zhuǎn)動(dòng)體系的球鉸也就成為施工的關(guān)鍵,如何在保障合龍段施工工期的情況下快速完成球鉸封堵混凝土的施工,且要保障上轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)臺(tái)與下盤之間的封堵混凝土無(wú)空腔和縫隙,關(guān)系著封堵混凝土施工的成敗。

2 方案論證

根據(jù)整個(gè)轉(zhuǎn)體連續(xù)梁結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換要求,轉(zhuǎn)體完成后先將轉(zhuǎn)體球鉸封堵后,再進(jìn)行合龍段的施工。因此施工方案既要保證及時(shí)澆筑封堵混凝土,又要能夠及時(shí)施工邊跨合龍段從而確保施工工期。就是在合龍段達(dá)到施工條件時(shí),盡量縮短球鉸封堵混凝土的施工時(shí)間。

因上轉(zhuǎn)盤及轉(zhuǎn)臺(tái)底面都是水平面,在拐角處很容易形成空腔或者縫隙,方案中還應(yīng)確保封堵混凝土施工的密實(shí)性。

3 方案比選

球鉸封堵混凝土施工可以采用2種方案：一是封堵混凝土一次澆筑完成,二是分2次澆筑成型。對(duì)2種施工方案進(jìn)行比較,方案一施工時(shí)間長(zhǎng)需要5 d,且混凝土密實(shí)度不好,上轉(zhuǎn)盤與轉(zhuǎn)臺(tái)拐角、轉(zhuǎn)臺(tái)與球缺拐角處會(huì)有空隙。方案二施工時(shí)間總共需要7 d,但第一次混凝土施工僅需要2 d,且第一次澆筑完成后不影響合龍段的施工,可以縮短合龍段施工時(shí)間,緩解工期壓力,且通過(guò)灌漿和壓漿可以保證混凝土內(nèi)部不會(huì)留下空隙。因此球鉸封堵混凝土擬采用方案二施工,混凝土澆筑方案見圖1。

圖1 球鉸封堵混凝土施工示意

4 施工方法

因上轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)臺(tái)底面都為水平面,故上轉(zhuǎn)盤與轉(zhuǎn)臺(tái)、轉(zhuǎn)臺(tái)與球缺拐角處在澆筑混凝土?xí)r會(huì)留下空隙,鋼撐腳與轉(zhuǎn)臺(tái)拐角處混凝土也會(huì)有空腔。對(duì)于產(chǎn)生的空腔和縫隙可以采用壓漿的方法填滿,因考慮到所留空腔會(huì)很大,故先用灌漿填滿大部分空腔,剩余間隙再用真空輔助壓漿填滿。第一次澆筑轉(zhuǎn)臺(tái)以下部分的封堵混凝土,灌漿和壓漿填滿澆筑時(shí)留下的空隙后,再進(jìn)行第二次封堵混凝土的施工,最后再灌漿和壓漿密實(shí)。

4.1 鋼撐腳的穩(wěn)固

轉(zhuǎn)體精調(diào)完成后,首先穩(wěn)固鋼撐腳。單個(gè)轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)體系鋼撐腳為6個(gè),其中心離轉(zhuǎn)體中心距離為4.5 m,在1.1 m寬的環(huán)形滑道上均勻布置,撐腳與滑道之間有20 mm間隙。轉(zhuǎn)體精調(diào)完成后,清理干凈滑道上的黃油,用鋼楔塊揳入撐腳與滑道之間的間隙,每個(gè)鋼撐腳下用8個(gè)鋼楔,4大4小,前后左右均勻布置,揳緊后將鋼楔塊、鋼撐腳及滑道鋼板焊接牢固,焊縫要飽滿密實(shí)。焊好后在鋼撐腳底部鋼板周圍立模,模板高于鋼撐腳底部鋼板頂面50 mm,用支座灌漿料灌滿鋼撐腳與滑道之間的空隙,并包住鋼撐腳底部的鋼板,施工中控制好支座灌漿料的配合比,保障其強(qiáng)度滿足要求。

4.2 第一次封堵混凝土澆筑

第一次封堵混凝土澆筑轉(zhuǎn)臺(tái)以下,外側(cè)千斤頂反力座(包含千斤頂反力座)以內(nèi)部分的混凝土。轉(zhuǎn)臺(tái)直徑為10.4 m,球缺直徑為6 m,從球缺邊緣到轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣寬2.2 m。因轉(zhuǎn)臺(tái)底面為水平面,所以在澆筑混凝土?xí)r鋼撐腳后面及轉(zhuǎn)臺(tái)與球缺拐角處混凝土不能密實(shí),會(huì)留下一定的空隙,為此需采用灌漿和壓漿的辦法來(lái)填滿空隙。

具體方法是在轉(zhuǎn)臺(tái)底面一周,鋼撐腳間隙之間均勻布置8根φ70 mm的波紋管,用膨脹螺栓和卡環(huán)固定于轉(zhuǎn)臺(tái)底面,膨脹螺栓打入轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi),下面焊接卡環(huán)固定波紋管,固定要牢固,保證在澆筑混凝土?xí)r波紋管不會(huì)移位和變形,前段離球缺側(cè)面留50 mm左右距離,保證灌漿時(shí)灌漿料不會(huì)被堵塞,后端彎起高于第一次澆筑的混凝土面,以便采用重力灌漿法灌漿。波紋管前段距球缺的距離應(yīng)掌握好,距離太小灌漿達(dá)不到效果,距離大了澆筑混凝土?xí)r容易被堵住。然后再布置2圈帶有三通管的環(huán)形管道,并設(shè)有壓漿孔道和出漿孔道伸出模板外,管道采用φ30 mm的塑料管,一圈位于轉(zhuǎn)臺(tái)與球缺交角處,一圈位于鋼撐腳后面,遇到波紋管時(shí)繞過(guò)波紋管,其余位置也用膨脹螺栓和卡環(huán)固定于轉(zhuǎn)臺(tái)底面,一圈環(huán)形管道均勻布置12個(gè)三通管,管口朝上。有三通管的位置在轉(zhuǎn)臺(tái)底面鑿10 cm深的孔洞,使三通管朝上深入孔洞內(nèi),以便壓漿料從上管口溢出。詳見圖2和圖3。

圖2 波紋管及壓漿管平面布置

圖3 波紋管及壓漿管立面布置(單位：cm)

管道布置好后,在外側(cè)千斤頂反力座的外圍立模,模板高程比轉(zhuǎn)臺(tái)底面略高,模板加固好后澆筑第一次封堵混凝土。立模前所有與新澆筑混凝土的接觸面都要鑿毛處理,鑿出全部浮漿,露出新鮮混凝土面,并將渣子清理后用水沖洗干凈?；炷翝仓r(shí),先用清水將各個(gè)混凝土面充分濕潤(rùn),混凝土坍落度控制在200 mm左右。球缺底面為球面,振搗棒要深入其根部,振搗時(shí)輔以鋼釬和溜槽,保證混凝土的密實(shí)。

混凝土凝固后,采用重力灌漿法往預(yù)埋的波紋管內(nèi)灌注支座灌漿料,灌漿料采用TY-B型無(wú)收縮高強(qiáng)灌漿料,與水配合比為： 1∶0.0145。使用攪拌機(jī)攪拌均勻后用漏斗從上轉(zhuǎn)盤頂面(灌漿高度3 m)順著管道往下灌,灌滿整個(gè)波紋管,只到砂漿面不再下沉為止。灌漿料在攪拌完成后40 min內(nèi)必須灌注完成。

待灌漿料凝固后再采用真空輔助壓漿法從布置的環(huán)形管道中壓入M50壓漿料。壓漿材料為TY-A型預(yù)應(yīng)力孔道灌漿劑,P.O 42.5水泥及水,三者比例為：0.1∶1∶0.35。先用真空泵將管道抽真空,待真空度達(dá)到-0.009～-0.006 MPa時(shí),開始注漿,壓漿時(shí)漿體從三通管頂口溢出填滿縫隙,直到出漿孔出濃漿后關(guān)閉閥門,再持壓一段時(shí)間保證漿體密實(shí)。

4.3 剩余部分的混凝土封堵

第一次封堵混凝土施工完成后及時(shí)養(yǎng)生,達(dá)到強(qiáng)度后拆模,鑿出與下次澆筑混凝土接觸面的全部浮漿,清理干凈雜物,按設(shè)計(jì)要求焊接好上下轉(zhuǎn)盤之間的連接鋼筋,綁扎剩余部分鋼筋。在上轉(zhuǎn)盤下面再布置波紋管及壓漿管,方法同上面一樣。立模后澆筑剩余部分混凝土。待混凝土凝固后再?gòu)牟y管灌注C50支座灌漿料,再?gòu)乃芰瞎軆?nèi)壓入M50砂漿確?？p隙被填滿,完成封堵混凝土的施工。詳見圖4、圖5。

圖4 波紋管及壓漿管立面布置

圖5 波紋管及壓漿管立面布置

為了保證混凝土的密實(shí),澆筑上轉(zhuǎn)盤時(shí),先預(yù)留一部分φ100 mm通氣孔,通氣孔盡量接近上轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)臺(tái)的拐角,更有利于后澆筑混凝土的密實(shí)。球鉸封堵混凝土施工完成后再用混凝土把通氣孔封閉。因是大體積混凝土,所以澆筑前要埋設(shè)冷卻管,澆筑完后通冷水循環(huán)降溫,加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),防止混凝土出現(xiàn)裂縫。灌漿和壓漿用量見表1。

表1 球鉸封堵材料用量 kg

4. 4 密實(shí)度檢測(cè)

密實(shí)度是反映混凝土強(qiáng)度、耐久性的重要指標(biāo)。利用超聲波在均勻介質(zhì)中傳播的速度為常數(shù)的原理,進(jìn)行超聲波法檢測(cè)混凝土密實(shí)性。檢測(cè)結(jié)果表明封堵混凝土密實(shí),無(wú)異常。

5 施工注意事項(xiàng)與控制要點(diǎn)

球鉸封堵混凝土施工時(shí)注意事項(xiàng)與控制要點(diǎn)如下：

(1)球鉸封堵混凝土施工前環(huán)形滑道上的黃油必須清理干凈,各個(gè)混凝土接觸面必須鑿毛處理；

(2)澆筑混凝土?xí)r,坍落度控制在允許范圍內(nèi)的較大值,振搗要密實(shí),不能漏振；

(3)灌漿料及壓漿料必須嚴(yán)格按照配合比施工；

(4)大體積混凝土施工注意埋設(shè)冷卻管,加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)防止開裂。

6 存在的問(wèn)題及對(duì)策

球鉸封堵混凝土施工過(guò)程中也存在著一些問(wèn)題,妥善處理好這些問(wèn)題,才能保證封堵球鉸混凝土滿足要求。

(1)球缺根部的混凝土振搗不便,為此采用溜槽輔助振搗。將溜槽伸入球缺根部,振搗棒順著溜槽振搗,保證混凝土振搗密實(shí),不留死角。

(2)埋設(shè)管道不好固定,采用加密卡環(huán)和增加輔助鋼筋的辦法解決。通過(guò)打入的膨脹螺栓下焊接卡環(huán)固定管道,還可以通過(guò)增加鋼筋支架固定管道。

(3)上轉(zhuǎn)盤底面部位混凝土振搗不易密實(shí),采用預(yù)留通氣孔的辦法,加強(qiáng)振搗,輔以灌漿和壓漿保證密實(shí)。

(4)大體積混凝土容易產(chǎn)生裂縫。在施工時(shí)埋設(shè)冷卻管,澆筑時(shí)控制好混凝土的坍落度和入模溫度,澆筑完成后加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),冷卻管通冷水循環(huán)降溫。

7 結(jié)語(yǔ)

轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)是轉(zhuǎn)體橋梁主要承重結(jié)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu),其質(zhì)量的好壞是整個(gè)轉(zhuǎn)體橋梁施工的關(guān)鍵,球鉸又是轉(zhuǎn)動(dòng)體系的核心,球鉸封堵混凝土施工的好壞直接關(guān)系到球鉸的使用壽命,對(duì)轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)體系封堵混凝土的施工工藝和控制措施的研究具有重要意義。通過(guò)嚴(yán)格的施工質(zhì)量控制措施和組織管理,京石鐵路客運(yùn)專線滹沱河特大橋跨京廣鐵路轉(zhuǎn)體連續(xù)梁已經(jīng)完工,封堵混凝土各項(xiàng)指標(biāo)均滿足要求,為類似的橋梁施工積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。但超聲波檢測(cè)只能宏觀評(píng)定混凝土的密實(shí)度,要想完全弄清楚混凝土內(nèi)部情況還需要有效的檢測(cè)方法。

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