姚 宇

(貴州水利投資(集團)有限責任公司，貴陽 550000)

隨著國家對水利工程投資加大，貴州西部等地區(qū)的高大跨拱式渡槽施工越來越多。白雞坡渡槽主拱圈凈跨徑156m，拱頂至河水位高差約125m，目前在國內(nèi)水利行業(yè)屬于高大跨度之一?？偨Y(jié)該渡槽的施工技術(shù)經(jīng)驗可為后續(xù)類似工程建設(shè)提供可靠借鑒。

1 工程簡介

黔中水利樞紐白雞坡渡槽位于貴州省六盤水市境內(nèi)，橫跨三岔河谷，為拱式渡槽。渡槽全長250m，拱頂至河水位高差約125m，主拱圈凈跨徑156m，凈矢高39m，矢跨比為1/4，拱軸線為懸鏈線。該渡槽為國內(nèi)目前水利行業(yè)最大跨度的拱式渡槽之一。

白雞坡渡槽主拱為單箱三室鋼筋混凝土箱型拱，拱箱寬7.50m、高3.00m。采用分段預制和懸臂安裝，縱向分為15節(jié)段、橫向分3箱預制吊裝。

2 混凝土預制梁場地布置與建設(shè)

在認真踏勘現(xiàn)場并充分論證的基礎(chǔ)上，結(jié)合施工區(qū)域地形特點，本著吊裝運輸路徑最短、混凝土施工相關(guān)工序銜接合理、盡量減少占地的原則，白雞坡渡槽拱箱預制場設(shè)置在白雞坡渡槽上游側(cè)漸變段位置，長100m，寬17m。

混凝土預制梁場地分鋼筋加工區(qū)、拱箱預制區(qū)、拱箱存放區(qū)、拱箱吊裝區(qū)、橫隔板及中腹板預制存放區(qū)、材料堆放區(qū)及看守房。為了方便混凝土梁起吊、運輸，在混凝土預制梁場地內(nèi)設(shè)置2個臺座和1套80～5T/25～9m、可旋轉(zhuǎn)360°的龍門吊裝機。

3 纜索吊系統(tǒng)

白雞坡渡槽拱箱安裝采用纜索吊裝施工，根據(jù)現(xiàn)場施工條件及有關(guān)計算，該纜索跨全長507m，主跨徑392m，后錨端跨徑進口段55m、出口段60m。設(shè)一組8根φ62(6×37S+FC)鋼絲繩主索，每根鋼絲繩的破斷拉力為2555kN;主索上設(shè)2個天車和2個吊點，每個吊點設(shè)計吊重50t，兩個吊點共能夠承受100t吊重。

主塔采用貝雷鋼桁架片拼裝并與基礎(chǔ)鉸結(jié)，整個吊塔橫向可移動，基礎(chǔ)尺寸3m×9m×1m。進口岸主塔設(shè)在進口岸漸變段后方106.90m處，塔高12m;出口岸主塔設(shè)于出口岸漸變段后方35.10m處，塔高33m。塔架型式采用8組貝雷桁架片所組成的“一”字形(詳見圖1)。

扣塔安裝在交界墩頂上，采用鋼管桁架結(jié)構(gòu)，主管采用4根325 mm×10mm鋼管，扣塔高10m，內(nèi)灌C25混凝土增加鋼管強度。見圖2。

圖1 纜索吊立面

圖2 扣索立面

4 拱箱預制

4.1 模板制作

拱箱中腹板厚度10cm，其邊模板采用L10角鋼加工而成;橫隔板厚度有12cm、15cm兩種型號，其邊模板分別采用［12槽鋼、［16槽鋼加工而成，并根據(jù)設(shè)計要求的鋼筋間距，將邊板加工成梳型孔。所有底板均采用平板鋼模。

拱箱底板采用臺座頂面鋪設(shè)3mm厚鋼板作為底模，外側(cè)采用鋼模板。拱箱頂板、端接頭、中接頭、組裝接頭均采用5mm厚定型鋼模。外模頂部采用φ25拉桿對拉螺桿固定，底部采用“在臺座上預留φ25拉桿孔內(nèi)穿設(shè)φ20鋼筋與I20工字鋼焊接后與木楔子相結(jié)合”的方式進行固定。頂板內(nèi)模采用鋼管支架結(jié)合頂托方式進行支撐。

4.2 中腹板、橫隔板預制

中腹板、橫隔板采用手提式平板振動器與φ30振動棒相結(jié)合的方式進行混凝土振搗。當混凝土澆筑24h后，對中腹板、橫隔板兩端頭進行人工鑿毛，以保證預制件安裝后現(xiàn)澆縫混凝土的連接質(zhì)量。中腹板縱縫側(cè)表面則進行二次收抹毛面，以保證拱箱合攏后縱縫混凝土的連接質(zhì)量。

4.3 拱箱施工

在臺座混凝土施工完畢后，用水準儀檢查各點弧度，對不圓順處用打磨機打磨處理后，采用L20×20×3角鋼進行包邊處理，再在其上鋪設(shè)3mm厚鋼板，并刷涂脫模劑，精確定出拱箱中軸線以及每段拱箱接頭預埋鋼板和橫隔板安設(shè)位置，并用墨線標示清楚。

鋼筋接頭采用搭接焊，兩鋼筋搭接端部應預先折向一側(cè)，確保鋼筋焊接后其軸線在一條直線上。鋼筋接頭應采用雙面焊接，焊接質(zhì)量符合設(shè)計要求。

中腹板及橫隔板拼裝在底板鋼筋上進行，在臺座上綁扎好底板鋼筋作臨時固定，綁扎好箱體全部鋼筋，關(guān)模板并固定牢靠后澆注箱體混凝土。

4.4 混凝土養(yǎng)護

預制構(gòu)件混凝土澆筑12h以內(nèi)，對混凝土采取覆蓋麻袋的方式進行保濕養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于14天。

拱箱混凝土澆筑12h以內(nèi)，平均2h左右對混凝土進行澆水保濕養(yǎng)護，以保持混凝土表面濕潤為準，養(yǎng)護時間不少于28天。

5 拱箱吊裝施工方案

5.1 纜索吊試吊運行試驗

纜索吊裝系統(tǒng)安裝完畢后，經(jīng)有資質(zhì)的檢測單位檢驗后進行試吊運行試驗。

試吊重量按照50%→90%→100%→120%進行逐級加載(各級試吊重量不包括配重塊和吊點重量)，其中90%、100%加載均來回牽引一次，120%加載僅在塔前進行起吊試驗。

5.2 施工方法

拱箱安裝采用無支架纜索吊裝，拱箱臨時定位采用斜拉扣掛的施工方法。

單片拱箱分15段預制，15段吊裝，空中懸拼。拱箱混凝土達到設(shè)計強度的100%后，利用門吊機運至纜索吊機下方，再利用纜索吊機運至安裝位置，采用臨時鋼板焊接連接，就位后用扣索扣掛。拱箱吊裝從兩端往跨中依次對稱吊裝中箱，直至中箱合攏，拆除扣、錨索;主塔與扣塔橫移后再安裝左右邊箱最終完成三箱合攏。拱箱吊裝過程中分段澆筑橫縫混凝土，三箱合攏后現(xiàn)澆縱縫與頂板二期混凝土。

第Ⅰ節(jié)段拱箱安裝方法:通過纜索吊機上的兩個吊點吊運第Ⅰ段拱箱至拱座旁，對準拱座上標記的拱箱中心線慢慢落位，然后懸掛好預留在拱箱處的橫向穩(wěn)定風纜索，在拱座處設(shè)置倒鏈，通過倒鏈調(diào)整拱腳處的中心位置，然后拱腳端鉸軸與預埋的拱座預埋鋼板通過鋼板臨時就位連接，利用橫向風纜索，校正拱箱懸掛端的中心位置及線型，此時，扣上扣索并逐步張拉，然后開始松起重索，如此循環(huán)往復直至起重索完全卸載。

其他節(jié)段拱箱安裝:其他節(jié)段的拱箱在第Ⅰ段拱箱吊裝就位后，通過纜索吊機上的兩個吊點吊運至上一節(jié)段拱箱上端頭處，吊運時注意每段拱箱的上端頭面不得扭斜，對正接頭的上下中線，上好接頭螺栓，為了使接頭在拱箱合攏前成為固結(jié)，使拱箱在懸掛和合攏過程中受力較好，采取接頭螺栓上松下緊的連接方法，即拱箱頂上螺栓僅稍微擰緊，再將拱箱底板的螺栓擰緊。拉好懸掛端兩側(cè)的橫向穩(wěn)定風纜索，使懸掛端軸線與線型準確，用電焊機將搭接鋼板焊接牢固后，逐步張拉扣索、放松起重索，反復循環(huán)至起重索完全卸載，再次調(diào)整橫向穩(wěn)定風索，使拱箱軸線與設(shè)計線型一致。

合攏段安裝:選擇14～16℃溫度范圍實施瞬時合攏。將合龍段拱箱吊運就位并在兩端接頭螺栓孔基本重合的瞬間，用小撬棍插入孔內(nèi)把拱箱拔正，然后通過起落吊鉤使其他孔眼對位，穿入高強度螺栓并擰緊，接頭兩端從拱箱頂部到底部對稱焊接好連接鋼板及主筋，完成拱箱合攏。

主塔、扣塔橫移:中箱合攏后，需要將主塔、扣塔橫移至邊箱位置，再按中箱吊裝操作程序與方法進行左、右邊箱吊裝。

6 監(jiān)控量測

白雞坡渡槽拱箱吊裝施工過程中的監(jiān)控工作，由業(yè)主委托有資質(zhì)的監(jiān)控單位進行。

各節(jié)段拱箱吊裝過程中，技術(shù)人員根據(jù)監(jiān)控單位的施工控制指令及時對測控點進行測量，保證了各節(jié)段拱箱預抬量及軸線滿足設(shè)計要求。

白雞坡渡槽拱箱吊裝施工過程中，軸線偏差最大13mm，高程偏差最大24mm，滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

7 施工過程中存在的問題及解決措施

a.預制橫隔板、中腹板等薄壁構(gòu)件產(chǎn)生混凝土裂紋的幾率較大。

解決措施:通過調(diào)整、優(yōu)化混凝土配合比，減小水灰比，保證混凝土的拌和質(zhì)量，同時選擇傍晚氣溫較低的時候，澆筑混凝土并及時覆蓋灑水養(yǎng)護等方式解決此類問題。

b.白雞坡渡槽拱箱吊裝節(jié)段較多，接頭與接頭之間容易產(chǎn)生累積誤差，造成合龍段長度與設(shè)計長度出現(xiàn)偏差。

解決措施:在吊裝完上下游前4段拱箱后，及時實測拱箱累計長度，并根據(jù)實測數(shù)據(jù)，查驗與設(shè)計要求的長度誤差，如果在容許的范圍內(nèi)，及時預估合龍段長度，然后進行合龍段拱箱預制(合攏段最后預制)，確保合龍質(zhì)量。

c.拱座二期混凝土面與第Ⅰ段拱箱端面不耦合。

解決措施:在拱座澆筑完成后，須復核凈跨及拱座標高，在拱座上逐一畫出每片拱箱的上下邊線與設(shè)計值進行比較，保證拱箱端面與拱座接觸精度。對不滿足要求的拱座進行修整或適當調(diào)整第Ⅰ段拱箱端面，以保證其耦合性。拱座修鑿后，檢查時應要求拱座水平面高程稍小于或等于設(shè)計標高，拱座端平面應與橋軸線垂直，傾斜面的水平傾角應符合設(shè)計要求或小于設(shè)計角度。對于拱座二期混凝土面與第Ⅰ段拱箱端面間的縫隙，采用內(nèi)墊鋼板、NE-II型環(huán)氧樹脂砂漿、與拱箱同等級細石混凝土相結(jié)合的方法進行填縫處理。

d.長線法施工容易出現(xiàn)拱箱接頭未匹配問題。

解決措施:嚴格控制并測量端面，然后進行耦合計算，對于突出部分應予鑿除處理，保證端面與拱箱中線相垂直，接頭面的傾斜度在誤差允許范圍內(nèi)。

e.拱箱接頭連接鋼板焊接易出現(xiàn)不均勻變形問題。

解決措施:從連接鋼板的兩邊向中間焊接。

f.拱箱接頭橫縫全部澆注完成后，中箱合龍無法調(diào)整合龍軸線及高程。

解決措施:白雞坡渡槽縱向分為15節(jié)段，渡槽兩側(cè)Ⅴ～Ⅶ節(jié)段接頭橫縫不澆注，待拱圈合龍后再澆注。

g.側(cè)錨梁上張拉盒焊接質(zhì)量差導致爆裂。

解決措施:各焊接部位的焊接質(zhì)量必須進行認真、仔細排查，對于焊接質(zhì)量不到位的部位，立即安排專業(yè)焊工重新進行補焊，在扣塔所有焊接質(zhì)量經(jīng)項目部及監(jiān)理檢驗合格后，才進行拱箱吊裝施工。

8 結(jié)語

白雞坡渡槽中箱于2013年9月29日全部安全順利合龍，拱圈各項參數(shù)均符合設(shè)計規(guī)范要求。該工程的施工，為今后類似工程積累了一定的施工經(jīng)驗，同時，證明該技術(shù)施工方案可行，可為其他工程提供借鑒。

［1］ 劉萬忠.懸臂拼裝鋼筋混凝土拱橋的施工控制［D］.湖南:湖南大學，2001.

［2］鄧可.懸拼拱架現(xiàn)澆拱橋施工控制及安全風險評估研究［D］.湖南:長沙理工大學，2011.