易明偉

(浙江杭長(zhǎng)高速公路有限公司，浙江湖州 313000)

1 工程概況

杭長(zhǎng)高速公路泗安樞紐3號(hào)橋上部結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆箱梁，上跨申蘇浙皖高速，里程樁號(hào)為AK0+629.106=CRK75+841.080，位于R=150 m平曲線上，橋?qū)?0 m，配跨為(4×20+5×20)m，0號(hào)臺(tái)、4號(hào)墩、9號(hào)臺(tái)設(shè)雙支座，1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、5 號(hào)、6 號(hào)、7號(hào)、8號(hào)墩為獨(dú)柱單支座。隨著交通運(yùn)輸業(yè)迅速發(fā)展，車流量不斷增大，重型貨車日益增多，上百噸大噸位汽車時(shí)有出現(xiàn)，一旦貨車靠邊行駛或因故靠邊停車，獨(dú)柱式連續(xù)箱梁橋在大荷載集中靠邊作用下會(huì)出現(xiàn)支座脫空、主梁滑移等不利情況，甚至可能發(fā)生橋梁失穩(wěn)傾覆的安全事故。為了營(yíng)運(yùn)安全，根據(jù)主管部門的指示，我公司邀請(qǐng)了設(shè)計(jì)咨詢單位對(duì)泗安樞紐3號(hào)橋在“1.3倍公路—Ⅰ級(jí)道荷載”“重車(1.2倍標(biāo)準(zhǔn)荷載)自定義車輛荷載”工況下進(jìn)行了復(fù)核驗(yàn)算，經(jīng)驗(yàn)算在上述工況中支座均出現(xiàn)負(fù)反力。按照浙江省交通運(yùn)輸廳要求，需對(duì)獨(dú)柱墩橋梁進(jìn)行加固處理，通過與原設(shè)計(jì)單位溝通協(xié)商，采取了對(duì)2號(hào)、6號(hào)、7號(hào)墩獨(dú)柱兩側(cè)拼寬增設(shè)支座處理方案。

2 工程特點(diǎn)與施工方案的確定

加固處理要求新增支座與上部結(jié)構(gòu)箱梁間連接緊密，自重作用確保能承擔(dān)一定的初壓力，支座承擔(dān)初始?jí)毫?50 kN。設(shè)計(jì)支座安裝方案為:支座頂部設(shè)調(diào)平鋼板，用于調(diào)整橋梁縱橫坡，使得支座處于水平位置。該調(diào)平鋼板需采用粘鋼方法提前安裝。支座上鋼板提前與調(diào)平鋼板焊接，避免后續(xù)施工因操作空間不足。支座下部設(shè)楔形鋼板，通過敲擊方式使支座安裝緊密，并安裝限位鋼板條。并注意將楔形鋼板與支座下鋼板焊接，見圖1。

圖1 設(shè)計(jì)支座安裝圖

按原設(shè)計(jì)方案施工，存在以下問題:1)給支座施加的初始應(yīng)力不能準(zhǔn)確計(jì)量;2)緊固下鋼板為異形鋼板，尺寸較為復(fù)雜，鋼板表面光潔度要求高，需特制且加工時(shí)間長(zhǎng)，不利于工期控制，且加工成本較高;3)梁底與墩頂間隙小，不利于支座安裝等諸多問題。

根據(jù)本工程實(shí)際情況，經(jīng)分析研究采用兩次澆筑墩身混凝土，一次澆筑到距梁底約60 cm處，用千斤頂頂升鋼板墊石及支座，通過接長(zhǎng)預(yù)埋鋼管固定鋼板墊石，二次澆筑墩身混凝土至墊石底，見圖2。能有效解決獨(dú)柱墩加固支座安裝存在的上述難題。

圖2 支座安裝圖

3 技術(shù)特點(diǎn)

1)分兩次澆筑墩身混凝土，在第一次澆筑墩身混凝土完成達(dá)到強(qiáng)度后通過焊接接長(zhǎng)預(yù)埋鋼管高度固定支座，梁底支座安裝空間較大，操作方便。

2)使用千斤頂頂升支座，安設(shè)配套壓力表，可以直觀的從壓力表讀數(shù)反算出給支座施加的初始?jí)毫Γ瑴?zhǔn)確控制新增支座承擔(dān)的初始?jí)毫?50 kN，質(zhì)量得到有效保障。

3)用普通鋼板作墊石代替異形鋼板，簡(jiǎn)化鋼板加工，只需對(duì)上鋼板進(jìn)行楔形加工，提高了施工效率，縮短了施工工期，節(jié)約了施工成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

4 工藝原理

墩身混凝土分兩次澆筑，第一次澆筑到距梁底60 cm處，同時(shí)在支座位置預(yù)埋四根φ48壁厚4 mm無(wú)縫鋼管，混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，通過千斤頂垂直頂升支座下鋼板墊石，將支座調(diào)平鋼板與箱梁底板接觸密實(shí)，用φ60壁厚4 mm無(wú)縫鋼管接長(zhǎng)預(yù)埋鋼管固定鋼板墊石，第二次安裝墩身鋼筋，立模澆筑墩身混凝土至鋼板墊石底，見圖2。

5 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

5.1 施工工藝流程

施工工藝流程見圖3。

5.2 操作要點(diǎn)

5.2.1 支座位置放樣及制作鋼板

1)支座位置放樣，根據(jù)橋梁平面線形，在箱梁底面上放出支座縱、橫中線，并在箱梁底部標(biāo)出支座調(diào)平鋼板位置。

2)制作支座鋼板，支座上、下鋼板大小尺寸按圖紙制作。支座調(diào)平鋼板根據(jù)測(cè)量的梁底縱、橫坡結(jié)合設(shè)計(jì)尺寸，計(jì)算出鋼板四角厚度，加工成楔形，調(diào)平鋼板貼在箱梁底部要確保上鋼板底面處于水平狀態(tài)，見圖4。

5.2.2 第一次澆筑墩身混凝土及預(yù)埋支座固定鋼管

根據(jù)支座體系的高度、千斤頂本體及行程高度，考慮合理操作空間確定墩身第一次澆筑高度為比箱梁底低60 cm。第一次澆筑墩身混凝土范圍內(nèi)鋼筋安裝完畢混凝土澆筑前，應(yīng)通過梁底放樣的支座位置準(zhǔn)確安裝頂固支座鋼板墊石的四根N2鋼管，埋設(shè)深度不得小于150 mm，外露長(zhǎng)度按式(1)計(jì)算控制。N2鋼管應(yīng)安裝準(zhǔn)確牢固。在后續(xù)的混凝土澆筑過程中，應(yīng)注意對(duì)預(yù)埋鋼管及墊板的保護(hù)，嚴(yán)禁觸碰使其移位變形，并在混凝土初凝前對(duì)其位置、高度進(jìn)行復(fù)核確保準(zhǔn)確。澆筑高度達(dá)到要求后對(duì)表面進(jìn)行抹面。

圖3 施工工藝流程圖

圖4 調(diào)平鋼板大樣圖

其中，H為第一次澆筑墩身混凝土頂面距梁底的距離;h為支座體系總高度含調(diào)平鋼板與墊石;d為N2，N2'鋼管焊接焊縫長(zhǎng)度(重合長(zhǎng)度);LN2為預(yù)埋鋼管外露長(zhǎng)度;LN2'為接長(zhǎng)鋼管長(zhǎng)度。

5.2.3 墩身混凝土養(yǎng)生

當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到拆模要求后，對(duì)模板進(jìn)行拆除，按規(guī)范要求包裹塑料薄膜或?yàn)⑺M(jìn)行養(yǎng)生。

5.2.4 支座就位及頂升

1)N2'接長(zhǎng)鋼管安裝，將加工好的N2'鋼管先套在N2鋼管上，防止支座頂升后因高度不足安裝不上返工，N2'鋼管長(zhǎng)度按式(2)控制，加工樣式見圖5。

2)試安裝調(diào)平鋼板，為了調(diào)平鋼板緊貼箱梁底部，對(duì)箱梁底部貼鋼板位置混凝土表面進(jìn)行打磨，使其表面更平整干凈，安裝完畢確保支座上鋼板底部水平，調(diào)平鋼板頂部密貼箱梁底板，在梁板底部和鋼板上做好標(biāo)記，以便在支座頂升時(shí)按做好的標(biāo)記快速準(zhǔn)確安放調(diào)平鋼板及支座上鋼板。

3)安放千斤頂，支座采用一個(gè)FQY200-150千斤頂(噸位20 t，高度210 mm，行程150 mm，外徑D=90 mm，工作壓力63 MPa)頂升，將千斤頂放置于預(yù)埋鋼板上支座中心處。

4)支座及鋼板墊石就位，通過梁底支座中心線準(zhǔn)確擺放鋼板墊石于千斤頂上(最好置于N2或N2'鋼管頂上，即要求鋼管頂約高于千斤頂)，將N2'鋼管焊接在鋼板墊石上，依次安裝支座、調(diào)平鋼板于墊石上。就位后檢查支座的位置，確保滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

5)頂升支座，每個(gè)墩柱增設(shè)的左、右支座應(yīng)同時(shí)頂升，勻速均衡頂升鋼板墊石，持荷檢查千斤頂是否傾斜。如發(fā)現(xiàn)千斤頂傾斜，需調(diào)整重新頂升。至千斤頂?shù)捻斏龎毫_(dá)到150 kN后檢查支座水平度，滿足要求后回油抽出調(diào)平鋼板在與混凝土接觸面上涂粘鋼膠，按做好標(biāo)記位置安放調(diào)平鋼板，重復(fù)頂升至設(shè)計(jì)壓力值。

5.2.5 卸載千斤頂

焊接N2，N2'鋼管，焊接方式見圖6。回油卸下千斤頂。

圖5 N2′鋼管加工大樣圖

圖 6 N2，N2′鋼管焊接大樣圖

5.2.6 第二次澆筑墩身混凝土

按圖紙要求安裝墩身第二次混凝土澆筑范圍內(nèi)鋼筋及墊石下鋼筋網(wǎng)片，立模澆筑墩身混凝土至墊石下，抹面收光。

5.2.7 墩身混凝土養(yǎng)生

當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到拆模要求后，對(duì)模板進(jìn)行拆除，按規(guī)范要求包裹塑料薄膜或?yàn)⑺M(jìn)行養(yǎng)生。

6 施工注意事項(xiàng)

1)施工前千斤頂、油表、油泵需配套標(biāo)定，以便于精確控制頂升力。以第一次澆筑墩身混凝土面距鋼墊石間的距離為鋼管接長(zhǎng)后的外露長(zhǎng)度，施工前應(yīng)用壓力機(jī)對(duì)焊接后鋼管的軸向抗壓強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn)，以確保頂固鋼管焊接后的整體強(qiáng)度足夠，若鋼管整體抗壓強(qiáng)度不足，需采取增長(zhǎng)焊縫等措施增強(qiáng)鋼管的整體抗壓強(qiáng)度。

2)調(diào)平鋼板加工前，應(yīng)根據(jù)箱梁底每個(gè)支座位置的實(shí)測(cè)縱橫坡度結(jié)合設(shè)計(jì)尺寸算出每一塊調(diào)平鋼板四個(gè)角各自的厚度，并對(duì)每一塊調(diào)平鋼板做好編號(hào)再進(jìn)行加工，調(diào)平鋼板進(jìn)場(chǎng)時(shí)需逐塊驗(yàn)收，確保各尺寸誤差在規(guī)范要求之內(nèi)。

3)第一次澆筑墩身混凝土頂面距梁底的距離應(yīng)結(jié)合支座系統(tǒng)高度、千斤頂本體高度及最大行程綜合考慮。N2鋼管外露長(zhǎng)度與N2'鋼管的長(zhǎng)度應(yīng)計(jì)算準(zhǔn)確，防止鋼管過短導(dǎo)致搭接長(zhǎng)度不夠，過長(zhǎng)不方便支座安裝，最好做到未頂升時(shí)N2鋼管或N2'鋼管頂約高于千斤頂?shù)捻斆娓叨?，要求四根鋼管頂面處在同樣的高度，且在千斤頂有效行程?nèi)將支座頂升到位，由于有四根鋼管對(duì)支座墊石的支撐，更加方便鋼墊板及支座的安放。

4)四根預(yù)埋N2鋼管及鋼墊板位置應(yīng)準(zhǔn)確，保證鋼管豎直度與鋼墊板的水平度，在后續(xù)的混凝土澆筑過程中，應(yīng)注意對(duì)預(yù)埋鋼管及墊板的保護(hù)，嚴(yán)禁觸碰使其移位變形，并在混凝土初凝前對(duì)其位置、高度進(jìn)行復(fù)核確保準(zhǔn)確。

5)千斤頂頂升前應(yīng)將四根焊接在鋼板墊石上，確保在頂升過程中支座不滑落。

6)所有鋼板的外露部分均需作深度防銹處理。

7)澆筑墩身混凝土?xí)r，要嚴(yán)格控制混凝土坍落度，注意混凝土振搗質(zhì)量，確保墊石底混凝土密實(shí)，最終墩頂混凝土高度宜高出鋼板墊石底面10 mm左右。

7 結(jié)語(yǔ)

杭長(zhǎng)高速公路泗安樞紐3號(hào)橋獨(dú)柱墩加固施工證明，采用第一次澆筑墩身混凝土到預(yù)留空間底高度，通過千斤頂頂升支座系統(tǒng)、接長(zhǎng)預(yù)埋鋼管頂固鋼板墊石，第二次澆筑墩身混凝土到墊石底的獨(dú)柱墩加固支座安裝施工技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、容易掌握、質(zhì)量可控、成本低、工期短的優(yōu)點(diǎn)，值得在今后運(yùn)營(yíng)橋梁獨(dú)柱墩加固支座安裝施工中推廣使用。因工程質(zhì)量能有效控制，且施工成本也相對(duì)較少，該施工技術(shù)可為今后的類似工程施工提供參考。

［1］JTJ 041-2000，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］JTG F8/1-2004，公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)(土建工程)［S］.

［3］JTG H11-2004，公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范［S］.