盧治國,朱冠華
(湖南路橋建設集團公司,湖南長沙 410004)
PC變截面連續(xù)箱梁、連續(xù)剛構是當前橋梁工程中應用較為廣泛的中、大跨徑上部構造形式,常用掛籃懸臂澆筑法施工。鑒于結構特點,必須設計施工邊跨現(xiàn)澆段(通常長度8~15 m),待最后一段懸澆澆筑混凝土完成后,與之形成邊跨合龍段,直至邊跨預應力張拉,體系轉換,全橋中跨合龍。
按常規(guī)工藝,邊跨現(xiàn)澆段采用支架現(xiàn)澆工藝,分底腹板、頂板兩次澆筑成型,預留后期預應力管道。邊跨合龍吊架、模板就位后,進行剛性連接,適時澆筑合龍段混凝土。后期預應力鋼束在箱梁內(nèi)齒塊、現(xiàn)澆段端橫梁部位兩端張拉。出于穿預應力束、錨具安裝和封錨作業(yè)要求,邊跨現(xiàn)澆段伸縮縫端應預留足夠空間,通常該空間長度應≥1.5 m。而該位置或處橋臺,或處過渡墩與引橋現(xiàn)澆梁、預制梁相接。為確保上述作業(yè)空間,往往需在邊跨后期預應力張拉、封錨完成后,方可進行橋臺背墻施工直至臺背回填或過渡墩相鄰現(xiàn)澆段端后澆注、最后跨預制梁安裝,對全橋整體工期滯后較為明顯。
實際施工過程中,基于工期壓力、設備周轉或成本費用原因,希望最大限度地解決上述滯后問題。本文介紹的部分實際案例,針對性采取技術改進措施,運用非常規(guī)工藝,實現(xiàn)引橋與主橋平行施工,甚至早于主橋邊跨現(xiàn)澆段完工。
1)工程背景。
長沙某市政工程大橋,邊跨現(xiàn)澆段8 m,其中含1.2 m端橫梁,合龍段2 m,與之相鄰引橋均為現(xiàn)澆箱梁。因工期緊張,南北幅引橋采用現(xiàn)澆支架提前完成。
2)解決方案。
邊跨現(xiàn)澆段采取現(xiàn)澆支架施工,1.2 m長端橫梁只安裝底模,暫不澆注;先期澆筑6.8 m現(xiàn)澆段,底、頂板預留后期束孔道。待最后一節(jié)懸澆段完成,進行合龍段吊架、模板安裝。在后澆端橫梁內(nèi)設P型錨,端橫梁結構長度(1.20 m)+伸縮縫處空間(0.16 m)共計136 cm,可滿足穿索、擠壓P錨、鋼筋作業(yè)。1.2 m端橫梁與2.0 m合龍段鋼筋同步安裝。完成合龍段其他工序后,擇時同時澆注端橫梁、合龍段混凝土。待端橫梁、合龍段混凝土強度達到設計值,即可在箱梁內(nèi)齒塊處單端張拉全部后期束,相鄰引橋現(xiàn)澆箱梁先期完工對此不構成影響。
1)工程背景。
長沙某市政工程YH大橋,邊跨現(xiàn)澆段12 m,合龍段2 m,與之相鄰引橋為30 m預制小箱梁,架橋機安裝,且預制場處于城市規(guī)劃用地,已掛牌出讓,不允許存梁,需盡快騰地。邊跨現(xiàn)澆段施工前相鄰小箱梁均已提前安裝到位。
2)解決方案。
將原設計縱向后期預應力鋼束作局部調(diào)整(見圖1調(diào)整前鋼束示意圖、圖2調(diào)整后鋼束示意圖),具體方案為:大部分后期束變更為單端張拉,設P錨于現(xiàn)澆段端橫梁處,P錨安裝、管道布設、穿索與鋼筋安裝同步交叉進行,并直接穿過懸澆段預留孔道直至齒塊張拉端;另部分底板束、頂板束,有效利用兩片箱梁之間的空隙,采取兩段張拉。為最大化節(jié)約工期,邊跨現(xiàn)澆段支架搭設及底模、翼板模提前完成。待最后一節(jié)懸澆段混凝土澆注完,即進行現(xiàn)澆段鋼筋安裝。邊跨現(xiàn)澆箱梁混凝土澆注采用底、腹、頂板全斷面一次成型,再次節(jié)約工期4~7 d。合龍段其他施工按照常規(guī)方案施工。待混凝土達到設計值,即可進行預應力施工。
圖1 調(diào)整前預應力鋼束示意圖
圖2 調(diào)整后預應力鋼束示意圖
1)工程背景。
長沙某市政工程MXH大橋主跨結構為(74+110+74)m連續(xù)剛構,懸澆段共13節(jié),南北引橋均為現(xiàn)澆箱梁。全橋總工期僅有450 d,如按常規(guī)工藝,待邊跨合龍后再進行相鄰現(xiàn)澆箱梁施工,無法按期交工。
2)解決方案。
現(xiàn)澆箱梁采用滿堂支架工藝,不考慮對邊跨現(xiàn)澆段影響,均于主橋合龍前全部完成。邊跨現(xiàn)澆段支架在11號塊懸澆施工即搭設,13號塊澆注混凝土已完成邊跨現(xiàn)澆段混凝土施工。依照改進的施工方案,后期束采用單端張拉,端橫梁處設P錨,鋼絞線按設計長度下料,隨P錨先期穿入孔道并及時澆注邊跨現(xiàn)澆段混凝土,外露部分自由垂落于合龍段位置采取充分保護措施。待13號塊完成混凝土澆注即采取牽引穿索,將外露后期束鋼絞線穿入懸澆段預留管道直至出齒塊。待合龍段混凝土達到設計強度,即可在箱梁內(nèi)齒塊處單端張拉后期束。
1)工程背景。
湘耒高速朱亭湘江大橋主跨60 m+3×90 m+60 m懸澆變截面PC連續(xù)箱梁,南引橋為16 m預制空心板。在實際施工中,主橋受1998年特大洪水影響,明顯慢于引橋。預制場設于橋頭路基范圍內(nèi),空心板預制完成后,路基立即開展基層施工,龍門吊、架橋機也須盡快退場,必須于邊跨合龍前完成空心板安裝。
2)解決方案。
文獻[1]中提出了“過渡墩背墻張拉預留孔”的解決思路。提出箱梁底板結構不變,在背墻上預留張拉工作孔(見圖3張拉工作孔示意圖),解決底板連續(xù)束張拉時千斤頂擺放和引伸問題??紤]連續(xù)梁在過渡墩頂負彎矩為0,并且尚有80 cm厚端橫隔板,建議將頂板索縮短100 cm,即在頂板封錨端預留100 cm×60 cm×60 cm張拉槽口,張拉完成頂板連續(xù)索后直接澆封錨混凝土。
方案考慮到背墻內(nèi)部尚有配筋,用δ5鋼板加工1個整體鋼箱作為預留孔內(nèi)模進行了加強,施工時要求將背墻上豎向鋼筋焊于鋼箱頂?shù)装?,角隅處增加刺猬狀構造鋼筋,背墻的強度可以得到保證。
圖3 張拉工作孔示意圖
案例4中主、引橋斷面結構高差較大,背墻達到一定高度,具備開槽條件,如引橋為T梁、小箱梁等預制安裝結構,背墻不具備開槽條件,可考慮通過以下方案解決:過渡墩支座墊石暫不澆注,在蓋梁上設計制作型鋼門形支架,門形支架高度、跨徑、安裝充分考慮相應位置的穿索張拉作業(yè)空間。預制梁板通過架橋機水平運輸至最后一孔落梁于門形支架上,形成臨時橫向連接。梁板臨時安裝完畢龍門吊,架橋機即可退場。邊跨現(xiàn)澆段后期束安裝、張拉在門形支架下有效空間進行。最后梁板的垂直運輸就位可采用兩端葫蘆下放、汽車吊安裝等方式完成。
構想方案提出在邊跨現(xiàn)澆段合龍端設連接器,懸澆段后期束利用連接器在合龍段延長,最終形成邊跨張拉。周邊懸掛式連接器尺寸較大,箱梁底、頂板結構需加厚,建議采用DM型連接器,而預應力材料也應變更為高強鋼絲。
上述非常規(guī)方案或構想,可分為兩種類型,一種是兩端張拉改為一端張拉,避免了作業(yè)空間限制影響;另一種是通過調(diào)整工序和優(yōu)化設計,創(chuàng)造出足夠張拉空間。但都有效解決了邊跨現(xiàn)澆段制約整體工期問題,使引橋可獨立平行施工,不受主橋施工進度影響,在不增加費用前提下仍可提前工期30~60 d。4個實際案例經(jīng)使用驗證,效果良好,經(jīng)濟效益顯著,對類似工程有較好的借鑒作用;文中提出的構想設計,也可供參考實踐。
同時,作為設計工程師也可以在設計方案中結合實際,施工圖中主動實施上述方案,將單端張拉預應力損失、延伸量不足等問題予以考慮,并提出補償方案,無須另行設計變更。
[1]張道華,肖錫康.連續(xù)剛構邊跨現(xiàn)澆段施工新方法探討[J].公路交通技術,2003(4):53 -54.
[2]劉學青.過渡墩背墻張拉預留孔設計[J].湖南交通科技,2000(4):38-39.
[3]JTG 041-2000,公路橋涵施工技術規(guī)范[S].