豆仁國(安徽省交通規(guī)劃設計研究院,安徽合肥 230000)
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連續(xù)剛構橋墩梁固結施工質(zhì)量控制
豆仁國
(安徽省交通規(guī)劃設計研究院,安徽合肥 230000)
【摘要】某跨錢塘江公路大橋為5孔或6孔1聯(lián)的連續(xù)剛構橋,截面為超寬、單箱、雙室、斜腹板節(jié)段箱梁形式,設計采用短線法匹配預制、架橋機懸臂拼裝架設的方法施工。經(jīng)調(diào)查,本橋為節(jié)段梁施工在國內(nèi)首次采用墩梁固結的結構形式,無施工案例可以借鑒;另外,因墩頂0#塊及墩身剛度較小,變形及撓度較大,且墩身為單樁獨柱結構,無足夠的墩頂施工作業(yè)空間,墩梁固結施工質(zhì)量控制難度大。
【關鍵詞】連續(xù)剛構 節(jié)段梁 墩梁固結 質(zhì)量控制
某跨錢塘江大橋為5孔或6孔1聯(lián)70m等跨徑預應力混凝土連續(xù)剛構橋,合計66孔,橋型均為上、下行分幅設置,截面為超寬、單箱、雙室、斜腹板節(jié)段箱梁形式,設計采用短線法匹配預制、架橋機懸臂拼裝架設的方法施工。
本連續(xù)剛構橋按“T”構統(tǒng)計(圖1-1),單幅共有53個標準“T”構,雙幅箱梁共計2878個節(jié)段。每個“T”構共有21塊預制節(jié)段,即0#節(jié)段1塊,1#~10#節(jié)段各兩塊。各節(jié)段梁均在梁場集中采用短線法匹配預制,架設時首先進行0#塊墩梁固結施工,然后進行“T”構對稱懸拼作業(yè)。標準“T”構及0#塊墩梁固結形式如下圖所示:
圖2-1 0#墩梁固結形式示意圖
圖3-1 優(yōu)化前(上)、優(yōu)化后(下)對比示意圖
(1)施工條件惡劣。本項目橫跨錢塘江,是世界最著名的涌潮所在地,橋址處河床寬淺,潮強流急,涌潮洶涌,受涌潮、季風、臺風的影響,給施工帶來很大的安全風險,存在較大的安全隱患。(2)結構形式創(chuàng)新、無施工案例借鑒(圖2-1)。經(jīng)調(diào)查,本項目采用墩梁固結的結構形式,是節(jié)段梁短線法施工在國內(nèi)首次應用于連續(xù)剛構橋,在很多方面具有獨創(chuàng)性,無施工案例可以借鑒;0#塊及墩身剛度較小,變形及撓度較大,且墩身為單樁獨柱,無墩頂施工作業(yè)空間;0#塊結構形式存在設計缺陷,墩梁固結質(zhì)量無法保障。(3)施工時間短、技術難度大。墩梁固結需在前一“T”構懸臂拼裝施工的同時進行施工,需完成空間位置調(diào)整、鋼筋綁扎、預埋件埋設、模板安裝及混凝土澆筑,工作量大、工期緊、任務重、工序轉換頻繁,0#塊墩梁固結施工質(zhì)量控制受下部結構墩身施工、架橋機托架安裝、0#預制質(zhì)量、空間位置調(diào)整及混凝土二次澆筑等因素影響較大,存在較大的不穩(wěn)確定因素。
3.1 對0#塊結構形式進行設計優(yōu)化
在項目施工過程中發(fā)現(xiàn)0#塊設計存在一定缺陷,給墩梁固結施工質(zhì)量帶來不利影響。經(jīng)過技術攻關,從以下幾個方面對設計進行了優(yōu)化(圖3-1):
(1)將0#塊底板橫系梁向中間移動30cm。原設計圖紙0#塊底板橫系梁與墩身預留鋼筋較近,墩梁固結混凝土二次澆注時墩身預留鋼筋錨固性能受到影響,經(jīng)過將0#塊底板橫系梁向中間移動30cm后,此問題得到了解決。
(2)優(yōu)化橫系梁的結構形式(圖3-2 )。對橫系梁的結構形式做了優(yōu)化,從單個底板系梁兩端各預留1個二次澆注槽口優(yōu)化為在系梁兩端和中間預留4個二次澆注槽口(系梁頂部需預埋鋼板,加強系梁剛度),從而增加二次澆筑混凝土與墩身接觸面,提高墩梁錨固質(zhì)量。
(3)墩頂0#塊節(jié)段梁在梁場預制時提前預留頂板混凝土二次澆筑天窗及振搗孔(圖3-3 ),方便二次混凝土澆筑及振搗,確保墩梁固結混凝土施工質(zhì)量。
圖3-2 優(yōu)化前(上)、優(yōu)化后(下)對比示意圖
圖3-3 混凝土二次澆筑天窗及振搗孔
圖3-4 平臺有限元計算模型
圖3-5 平臺現(xiàn)場實物圖
圖3-6 墩頂反力梁布置示意圖
3.2 設計墩頂操作平臺,解決墩頂作業(yè)空間問題
技術人員借助軟件,通過有限元計算優(yōu)化,設計了一套可隨架橋機墩旁托架一起安裝和拆卸的操作平臺,并在平臺四周安裝了密閉的安全防護圍欄,給施工人員作業(yè)提供了安全、可靠的作業(yè)空間,為墩梁錨固施工的實現(xiàn)提供做基本作業(yè)條件(圖3-4、圖3-5)。
3.3 在0#塊頂部增加兩個反力扁擔梁,解決0#塊剛度小、變形大的問題
因0#塊剛度較小、變形大,導致在兩側翼緣板位置出現(xiàn)下?lián)希s5mm),給1#塊懸臂匹配架設帶來困難。通過在0#塊頂部增加兩個反力扁擔梁進行反拉,待二次澆筑混凝土達到強度后釋放反力,從而使墩頂0#塊標高處于設計允許范圍。反力梁布置(如圖3-6)所示:
3.4 優(yōu)化施工工序和施工工藝,提高墩梁固結施工質(zhì)量
圖3-7 提前安裝橫隔板鋼筋和轉向器
圖3-8 進人洞、振搗孔及分層位置示意圖
(1)在梁場提前安裝橫隔板二次澆注鋼筋及體外預應力轉向器等,盡量減少或避免高空作業(yè)對施工質(zhì)量的影響,同時還可以加快施工進度(圖3-7)。(2)提前采用風鎬進行鑿毛,需保證混凝土表面無浮漿,且應將表面雜物清理干凈,防止在后續(xù)施工中難以清理,保證墩梁固結質(zhì)量。(3)改進0#塊三維空間位置調(diào)整方法。由同時調(diào)整6個坐標點,改進為先調(diào)中軸線2個坐標點,后調(diào)兩側4個坐標點,先調(diào)標高,后調(diào)平面位置的順序。待6個坐標點的標高、平面位置均在誤差范圍內(nèi)后,旋起4臺100t螺旋式千斤頂頂緊扁擔梁并鎖定,使之與4臺三向調(diào)位千斤頂共同承受梁段重量(以螺旋式千斤頂支撐為主)。(4)0#塊空間位置調(diào)整完成后,利用支座灌漿料對箱梁底板橫系梁與墩頂之間的縫隙進行灌漿,確保箱梁與墩頂密貼,保證墩梁固結質(zhì)量。(5)利用頂板預留的頂板天窗,在箱梁左右室各開兩個人洞,在底板肋外側模板位置處按50cm間隔開Φ50mm振搗孔,注順序為第一層→第二層→第三層→第四層,人洞、振搗孔及分層位置(如圖3-8)所示:
3.5 加強作業(yè)人員管理和培訓,全面貫徹質(zhì)量責任制度
對施工及管理人員進行技術交底,對新進入場人員加強技術培訓,提高作業(yè)人員的技能操作水平和熟練程度,全面貫徹質(zhì)量責任制度,落實責任到人,實施責任問責制度。
通過一系列有針對性的質(zhì)量控制措施的實施,不僅解決了施工過程中的難題,而且使0#塊墩梁固結施工質(zhì)量有了明顯的提高,施工工序、工藝也得到了很好的優(yōu)化,施工進度明顯加快,為后續(xù)箱梁架設的順利進行創(chuàng)造了有利條件,施工經(jīng)驗值得類似工程借鑒。
參考文獻:
[1]中交公路規(guī)劃設計院.本工程施工設計圖.
[2]浙江省交通廳工程質(zhì)量檢查局,交通運輸部公路科學院.本工程專用施工技術規(guī)范.
作者簡介:豆仁國(1972—),男,高級工程師。