王再軍
摘 要:本文結(jié)合西成客專文川河特大橋連續(xù)梁持籃懸澆施工實踐,就高速鐵路和客運專線特大型橋梁連續(xù)掛籃懸臂施工的關(guān)鍵工序和技術(shù)控制進行了簡要闡述。
關(guān)鍵詞:高鐵客專;特大橋梁;懸臂連續(xù)梁;技術(shù)控制
西成客專西安至江油段,起點為西安北站,正線建筑長度342.937雙線公里,包含西安樞紐、漢中地區(qū)相關(guān)配套工程。中鐵十九局集團XCZQ-7標管段全長34.739km,位于陜西省漢中市境內(nèi)。主要工程內(nèi)容:文川河特大橋、4號梁場、漢中站、漢中漢江特大橋、改建陽安線、全線正線鋪軌。本標段雙線特大橋28700.14延長米/2座,分別是文川河特大橋和漢中漢江特大橋,均為本標段重點橋梁。
文川河特大橋橋長23791.9m。橋梁一處跨既有線(改建陽安線),一處跨十天高速公路,一處跨316國道,一處跨文柳路,一處跨石門南干渠,兩處跨胥惠渠西支渠。全橋有連續(xù)梁7處,其余孔跨采用標準跨預應(yīng)力混凝土簡支箱梁 (共718孔簡支箱梁),全橋共有各類橋跨739孔。現(xiàn)就其連續(xù)梁掛籃懸澆施工主要工序和技術(shù)控制進行了簡要闡述。
連續(xù)梁懸臂灌注施工工藝:節(jié)段施工驗收→掛籃錨固、底籃提升→外側(cè)模就位→綁扎底板、腹板鋼筋及預應(yīng)力管道、豎向筋→安裝內(nèi)?!壴敯邃摻?,安裝預應(yīng)力束、埋件→檢查簽證→澆筑混凝土→養(yǎng)護→預應(yīng)力張拉→管道壓漿→掛籃前移→合攏段施工。
1 掛籃的結(jié)構(gòu)設(shè)計及拼裝
0#塊施工完后,利用吊機在0#塊上拼裝菱形掛籃,進行梁段懸澆。菱形掛籃結(jié)構(gòu)主要由桁架、提吊系統(tǒng)、走行及后錨系統(tǒng)、模板系統(tǒng)和張拉操作平臺等六部分組成。
2 掛籃結(jié)構(gòu)
掛籃是施工梁段的承重結(jié)構(gòu),又是施工梁段的作業(yè)(懸灌,張拉等)現(xiàn)場,掛籃按其懸灌所承受的最大梁段重量及施工荷載等最不利荷載設(shè)計。
3 掛籃拼裝及試驗
在墩頂現(xiàn)澆段現(xiàn)澆施工完成后(含預應(yīng)力施工及壓漿),采用吊機進行掛籃構(gòu)件起吊和拼裝。安裝時注意橋墩兩側(cè)的掛籃應(yīng)對稱同步安裝,按設(shè)計要求控制不均衡荷載。
新加工的掛籃采用試壓臺加壓法檢測桁架的受力性能和狀況,未經(jīng)試壓的掛籃不得吊裝上墩進行懸灌施工。通過試壓消除結(jié)構(gòu)的非彈性變形。試壓可采用在橋位附近(或在工廠)試驗臺加壓法進行。
對拼裝就位待灌注混凝土的掛籃,采用水箱試壓法檢查掛籃的性能和狀況。加壓水箱設(shè)于菱形桁架的前上橫梁吊點處,計算施加力后,分級進行灌水試壓,記錄全過程掛籃變化情況即可求得控制數(shù)據(jù)。
本橋彩菱形掛籃,其拼裝施工工藝流程為:掛籃桿件預拼裝→安放軌道調(diào)平墊梁→安裝軌道并錨固→安裝帶反扣輪的后支座→安裝菱形桁架→安裝菱形桁架間連接桁架→安裝前上橫梁及吊帶→安裝底?!惭b外側(cè)?!{(diào)整模板尺寸及標高→掛籃預壓
4 掛籃的前移
待已灌注梁段混凝土強度和彈性模量達到設(shè)計要求指標后,對縱向預應(yīng)力筋張拉并壓漿后,鋪設(shè)墊梁和軌道。軌道錨固后,放松底模架前后吊帶并將底模架后橫梁用2個10t倒鏈懸掛在后上橫梁上;拆除后吊帶與底模架的聯(lián)接,先放松所有后吊桿再放松前吊帶,按照同樣的方法松開外側(cè)模。用2臺5t倒鏈牽引前支座使菱形桁架帶動底模側(cè)模前移,就位后安裝底模后吊帶,將底模吊起。解除外模走行梁的一個吊帶前移至預留孔,調(diào)整立模標高進入下一循環(huán)施工。
5 掛籃底模、側(cè)模標高調(diào)整及位置控制
當掛籃安裝完成后,即可進行模板標高及中線調(diào)整。模板控制標高=設(shè)計標高+施工預留拱度。設(shè)計標高由設(shè)計院提供。施工預留拱度由設(shè)計院提供的理論預留拱度結(jié)合現(xiàn)場掛籃試壓測試數(shù)值(如彈性變形值)等因素,通過編制的線型控制軟件計算而得。同時在每個承臺頂面上設(shè)水準點4個,觀測群樁的沉降;在墩頂現(xiàn)澆段頂面腹板位置處各設(shè)水準點4個,觀測墩身的壓縮。
6 綁扎鋼筋、安裝波紋管道
鋼筋按要求下料彎制,成型后掛牌分類堆放,需要鋼筋時利用吊機吊裝至掛籃位置,人工綁扎。先綁扎底板、腹板鋼筋,并安裝豎向預應(yīng)力筋、底板波紋管道,待內(nèi)模前移到位后綁扎頂板底層鋼筋,安裝頂板預應(yīng)力管道,綁扎頂板上層鋼筋、安裝頂板預埋件。
安裝波紋管時如果管道與構(gòu)造鋼筋位置沖突時,適當移動構(gòu)造鋼筋,絕對保證預應(yīng)力管道按設(shè)計位置定位,并采取加粗定位鋼筋直徑,加密定位鋼筋網(wǎng)片、網(wǎng)片與箱梁構(gòu)造筋點焊牢固等措施,保證預應(yīng)力管道位置在澆筑混凝土時不移位、不破損。
在灌注混凝土前檢查預應(yīng)力管道的接頭是否連接緊密,管身是否完好,在混凝土灌注過程中不得直接振搗預應(yīng)力管道,以防其移位、破損、漏漿。
7 混凝土施工
本標連續(xù)梁懸灌現(xiàn)澆全部采用泵送混凝土,為防止混凝土泵送過程中堵管和能耗加大,混凝土所選原材料的骨料級配及含砂率要滿足泵送技術(shù)要求;添加泵送劑等外加劑,以增強混凝土的流動性和和易性,加快懸灌施工速度。
為縮短工期,加快進度,確保一段梁體的施工周期在8~10天左右,梁體混凝土配合比設(shè)計時摻入早強減水劑。由于梁段鋼筋及預應(yīng)力管道較密,選用的混凝土配合比坍落度控制在14~18cm。
為了使后澆混凝土不引起先澆混凝土的開裂,箱梁梁段混凝土一次澆筑成型,并在底板混凝土凝固以前全部澆筑完畢,也就是要求掛籃的變形全部發(fā)生在混凝土塑性狀態(tài)之間,即可避免裂紋的產(chǎn)生。
混凝土澆筑采用先梁節(jié)前端,后梁節(jié)后端,并從腹板向中間推進的方法。
8 預應(yīng)力施工
縱、橫向預應(yīng)力筋穿束前用通孔器疏通預應(yīng)力管道,縱向預應(yīng)力筋穿束時先將導線穿過孔道與預應(yīng)力筋束連接在一起,由卷揚機牽引穿束;橫向預應(yīng)力筋采用人工穿束。穿束后檢查預應(yīng)力筋外露情況,保證兩端外露長度基本相同,滿足張拉要求,然后安裝錨具、千斤頂。
豎向預應(yīng)力筋按設(shè)計下料直接加工成型,并在梁段混凝土灌注前直接安放在梁體豎向波紋管中。
鋼絞線的張拉在梁段混凝土強度和彈性模量達到設(shè)計要求的指標后,按設(shè)計要求的張拉方法和順序進行張拉。張拉程序為:0→初應(yīng)力→бcon(持荷2min錨固)→бcon(錨固)。。
豎向預應(yīng)力筋在縱橫向預應(yīng)力筋張拉完成,掛籃前移后進行張拉,張拉程序為:0→初應(yīng)力→бcon(錨固)。
張拉時確?!叭膬赏健保⒉扇‰p控措施,以預應(yīng)力控制為主、伸長量校核為輔?!叭摹奔村^墊板與管道同心,錨具和錨墊板同心,千斤頂和錨具同心。“兩同步”即兩側(cè)兩端均勻?qū)ΨQ同時張拉。在張拉及使用過程中,按規(guī)定對張拉機具定期進行校驗和標定。
孔道壓漿在預應(yīng)力張拉完成、掛籃前移之前進行,壓漿采用真空輔助壓漿工藝,水泥選用42.5級普通硅酸鹽水泥,水灰比為0.40~0.45。為增強其流動性,可摻入高效減水劑。為減少收縮,可摻入適量的微膨脹劑。
9 連續(xù)梁合攏段施工
合攏段采用吊架法進行施工,按照先合攏邊跨、后合攏中跨的順序施工。施工工藝流程為:吊架安裝→測量兩端高差并監(jiān)測溫度→安裝底模、外側(cè)?!惭b鋼筋、預應(yīng)力→安裝勁性骨架,鎖定合攏段并張拉臨時預應(yīng)力鋼束→調(diào)整鋼筋、預應(yīng)力、模板→檢查簽證→選擇合攏溫度、澆筑混凝土→養(yǎng)護→預應(yīng)力施工→結(jié)束
合攏段固結(jié)為體內(nèi)勁性骨架永久固結(jié),嚴格按設(shè)計要求施作,確保勁性骨架構(gòu)件的焊接質(zhì)量,并使勁性骨架與周圍鋼筋焊接,骨架的長度依實際情況確定;采用一次連續(xù)澆筑工藝,加強振搗,并摻入微量膨脹劑,以免新舊混凝土的連接處產(chǎn)生裂縫;每一合攏段掛籃就位、配重、混凝土澆筑、預應(yīng)力施張、拆除掛籃及配重前后,均要測量梁端及梁部各測點的標高變化,并進行數(shù)據(jù)分析,供后續(xù)施工提供參考。
10 結(jié)語
通過對以上關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行了嚴格的技術(shù)控制,西成客專文川河特大橋連續(xù)梁掛籃懸澆施工合格率100%,完全滿足了設(shè)計要求。