張 雄,隋軍華,李維生
(中交集團第二公路工程局第二工程有限公司)
成綿樂鐵路客運專線CMLZQ-6標大件路特大橋43#~46#墩上部結構采用預應力混凝土連續(xù)梁跨越大件路,與大件路斜交夾角為26°,跨徑布置為(72+128+72)m,設計采用掛藍懸澆施工。
連續(xù)箱梁為變截面單箱單室截面,采用垂直腹板,箱梁頂寬11.8m,底板寬度為7m,主跨支點處箱梁為10m,跨中梁高5.6m。預應力為三相預應力。0#塊設計長度為12m,箱梁頂面設雙向橫坡,單個“T”構設置16對懸臂澆注塊段,梁段數(shù)及梁段長度從根部到跨中分別為2×(5×3.0m+4×3.5m+7×4.0m),1#塊段重量最大,單塊為226.5t。梁底曲線按照二次拋物線設計。梁體混凝土為C50。
下部結構為重力式橋墩,主墩高度為10.5m邊墩為14.5m;下部為φ2.0m 基樁,矩形承臺。
在0#塊施工同時,因為跨大件路,采用型鋼和大鋼管樁搭設安全棚,保證大件路運輸暢通,不受施工影響。0#塊段梁高10.0m,長度12.0m,509m3,根據(jù)設計圖紙要求進行一次混凝土澆注。
(1)0#塊采用落地支架,支架搭設完成后進行預壓消除非彈性變形,然后鋪設0#塊底模,安裝外模,外模和底模均采用鋼模。
(2)鋼筋在現(xiàn)場進行綁扎,交替安裝內(nèi)模、預應力管道及相關的預埋件。
(3)搭設作業(yè)平臺,設置天窗,布置串筒,采用混凝土汽車輸送泵,從底板開始分層、對稱澆注0#塊混凝土。
(4)混凝土澆注完成后,加強養(yǎng)生,防止內(nèi)外溫差過大造成裂縫?;炷翉姸冗_到設計要求后進行預應力張拉和壓漿。
由于0#塊結構復雜,體積大,如何控制混凝土變形作用產(chǎn)生的裂縫,提高結構的抗?jié)B、抗裂和抗侵蝕性能,是0#塊混凝土施工階段需要解決的關鍵問題,在施工中重點抓以下幾點。
(1)通過預壓消除0#塊的非彈性變形,預壓荷載重量為箱體自重的1.2倍,這樣可以避免因地基和支架變形造成箱梁開裂。
(2)0#塊澆注的時間為高溫季節(jié),為克服溫度應力,避免混凝土產(chǎn)生裂紋,施工中采取了幾點措施。①在不改變混凝土強度的前提下,降低水灰比,采用高效減水劑,降低水化熱;②在箱體的側面采用水槍灑水,箱體內(nèi)部及表面進行灑水養(yǎng)生;③在波紋管內(nèi)注水,加強散熱。
(3)采用有利于整體變形的一次性混凝土澆注工藝。一般情況下10m高的0#塊分成2次澆筑或3次澆筑工藝,其優(yōu)點是施工方便,對支架的受力有利;缺點是對混凝土的裂紋控制不利。0#塊一次性澆筑其優(yōu)點是對控制混凝土的裂縫有利,缺點是支架受力大,內(nèi)箱支架搭設和模板固定困難大,混凝土澆注需要專人從下到腹板、橫隔板內(nèi)側接近底面的位置處仔細振搗否則容易出現(xiàn)空洞。
懸臂澆注采用三角掛藍施工。
三角掛藍由主桁系統(tǒng)、行走及錨固系統(tǒng)、起吊系統(tǒng)、底籃系統(tǒng)、模板系統(tǒng)五大部分組成。
掛藍的設計參數(shù)。
(1)施工行走時的抗傾覆安全系數(shù)為2;
(2)自錨固系統(tǒng)的安全系數(shù)為2;
(3)上水平限位安全系數(shù)為2;
(4)掛藍質(zhì)量與梁段混凝土比值宜控制在0.3~0.5間,特殊情況不超過0.7。
主要技術性能為。
(1)適用于最大梁重230t;
(2)適用于最長節(jié)段5.0m;
(3)適用于梁高5.6~10.0m;
(4)掛藍自重為660kN;
(5)走行方式為無平衡重走行,工作、行走時的抗傾覆安全系數(shù)為3.56;
(6)最大整體變形:非彈性變形7mm,彈性變形12mm。
橋平面為直線型,所以線形控制為豎曲線方面,即高程控制。影響的因素主要有掛藍的變形、箱梁段自重、預應力大小、施工荷載、混凝土收縮徐變、日照和溫度的變化等。線形控制影響到合攏的精度,所以必須找監(jiān)控單位進行精確計算。
具體操作要點在箱梁的頂面沿縱向方向,0#塊在正中設置固定觀測點,箱梁截面?zhèn)仍O置3個觀測點,腹板、箱梁軸線上,距前端3~5cm,底板上面設置3個點。通過每節(jié)段的測量數(shù)據(jù),反饋給監(jiān)控單位,由監(jiān)控單位計算提供下一節(jié)段的立模高程來控制線形。
0#塊施工完成后,在0#塊頂面進行掛藍拼裝,由于0#塊只有12m長,掛藍首次安裝進行連體,待1#塊施工完成后,再進行解體,將不完整的一端安裝完整,然后進行后面節(jié)段施工。
掛藍安裝完成后進行荷載試驗,試驗荷載為最重節(jié)段的1.2倍,通過荷載試驗消除非彈性變形及測量出彈性變形,為梁段施工立模標高提供一定的依據(jù)。
(1)掛藍預壓完成后,再次進行檢查合格后,進行1#塊施工。首先進行外模的調(diào)試,然后進行綁扎底板、腹板鋼筋綁扎、底腹波紋管安裝、豎向預應力安裝、內(nèi)模安裝、頂板鋼筋安裝、頂板預應力安裝。
(2)同時對稱澆注1#和1#'梁段混凝土施工,混凝土達到拆模要求時拆除堵頭板和內(nèi)模,并進行堵頭板鑿毛。并進行預應力管道清理、穿鋼束。進行張拉前觀測點觀測。
(3)當1#和1#'梁段混凝土強度達到設計值要求時,進行對稱張拉縱橫豎三向預應力,然后壓漿。
(4)測量觀測點高程并反饋給監(jiān)控單位,移動掛藍,進行下一塊段施工。依次類推,循環(huán)作業(yè)直至16#和16#'塊段施工完成。
邊跨現(xiàn)澆段同樣采用落地支架施工,支架采用碗扣支架,地基處理白灰土及10 cmC15混凝土墊層。支架搭設完成后,在立模前進行荷載試驗,消除支架和地基的非彈性變形,測量支架的彈性變形,為立模標高提供依據(jù)。然后進行底模、外模施工,底腹板鋼筋施工,內(nèi)模施工,頂板鋼筋模板施工,混凝土澆筑。
(1)合攏段施工順序是先進行邊跨合攏施工,然后進行中跨合攏段施工。
(2)合攏段施工時,采用掛藍合攏,在合攏段的兩側增加水箱配重。
(3)為了避免在合攏過程中產(chǎn)生不利因素,合攏段設置勁性骨架。勁性骨架采用體外勁性骨架,骨架采用H60型鋼和預埋在箱梁腹板頂面、底板頂面兩處的鋼板焊接成一體,避免新澆注混凝土與原來混凝土收縮、徐變不一致造成拉裂。
圖1 邊跨支架圖
(4)合攏段的混凝土應選用早強、高強、微膨脹的混凝土。合攏段混凝土澆注選擇一天溫度相對穩(wěn)定的時間段,一般選擇當天夜間溫度最低的時間。
利用鋼管樁貝型鋼支架進行0#塊和碗扣支架進行邊跨施工,同時采用搭設安全棚、三角掛藍跨線施工,既保證箱梁施工同時滿足不中斷交通,圓滿完成任務,為相同環(huán)境下的施工提供參考方案。
[1] 客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南(TZ213-2005)[S].
[2] 公路橋涵施工技術規(guī)范(JTJ 041-2000)[S].
[3] 鋼結構設計規(guī)范(GB50017-2003)[S].