蔣大偉 鄧年春 李 勇 王維新 彭修寧
(1中鐵十八局集團第二工程有限公司;2廣西大學土木建筑工程學院)
南寧良慶大橋位于青秀山風景區(qū)東南角,橫跨邕江,主橋采用單跨420m的地錨式疊合梁懸索橋,標準橋?qū)?38m,近橋塔處橋面寬度為 46m,主梁采用鋼砼疊合梁(箱型雙主梁+工字型橫梁+砼橋面板),其中橋面板的制作工藝分成先預制,后澆注兩個步驟,即待預制板吊裝就位后,進行混凝土澆筑施工,以形成整體。
鋼砼疊合箱梁是一種鋼-混凝土組合結構,是在鋼、混凝土和薄壁箱梁理論的基礎上發(fā)展起來的,它上部構造為混凝土板或預應力混凝土板,下部結構為鋼箱梁,鋼砼的結合部用剪力鍵連接而成,施工過程比較復雜。將橋面板與鋼箱梁疊加組合施工方式,一般分成預制場地組合和現(xiàn)場分步施工兩種。其中現(xiàn)場分步施工步驟是先將鋼箱梁架設安裝在橋梁的預定位置,然后以鋼箱梁為平臺進行砼橋面板的施工,而預制場的組合施工方法是將鋼箱梁先存放在預制場的臺座上,然后進行砼橋面板疊加施工,最后將鋼砼疊合梁吊運、安裝至橋上。
良慶大橋采用預制橋面板、鋼梁與橋面板疊加組合的施工工藝,該方法的明顯特點是預制板和箱梁節(jié)段的預制加工工廠化、生產(chǎn)過程標準化。在預制場內(nèi)根據(jù)選擇的材料,進行配合比試驗并確定合適比例、充分攪拌混凝土并澆筑、優(yōu)越條件下養(yǎng)護和存放等工作,施工條件比較好,現(xiàn)場濕澆筑作業(yè)的工作量大大減少。成規(guī)模的工廠化生產(chǎn),使模板和機械裝備等工具都能得重復利用, 施工速度快,重復作業(yè)下人員積累豐富的經(jīng)驗,大大縮短施工工期。預制場相對于橋位現(xiàn)場而言,具有很好的施工和養(yǎng)護條件,能大大提高砼橋面板的質(zhì)量。
預制橋面板的施工技術難點是,鋼砼疊合梁梁的中間支座會產(chǎn)生很大的負彎矩,影響面廣,易造成橋面板開裂[3-4]。為解決上述問題,設計過程中,將鋼箱梁的兩端各預留后澆帶。此種施工方法使得橋面板的施工不連續(xù),施工步驟增多,但能改善負彎矩區(qū)的受力性能。為改善中間支座處橋面板負彎矩區(qū)段的受力狀況,對砼橋面板橫向和縱向均張拉預應力束。
良慶大橋的橋面板類型分為預制板、現(xiàn)澆板、端橫梁現(xiàn)澆段及縱橫向現(xiàn)澆縫。預制板全橋共464塊,采用C50砼,分為6種規(guī)格,其中A1型、A2型、B1型、B2型的尺寸分別為5.16m×3.03m、5.16m×2.53m、5.485m×3.03m、5.485m×2.53m,厚度為20cm,重約6.8~8.7噸,每塊橋面板安裝4個吊環(huán)。全橋設8個堆放點,預制板放置時間應至少為5個月。橋面板內(nèi)布置縱向預應力筋束,規(guī)格為15-3,橫向標準間距為600mm,采用分段分批張拉的施工方法。
預制板待混凝土澆筑后用土工布覆蓋,澆水養(yǎng)護,養(yǎng)護期至少為14天,期間必須保證混凝土呈濕潤狀態(tài)。預制板的實際強度達到35MPa后,方可起吊移位。
安裝橋面板時,必須將外露的鋼筋、水泥漿等雜物清除,并進行除銹處理。預制板吊裝前,須檢查是否有異常,保證結構和工具安全后才能開始吊裝,吊裝過程見圖1。
橋面板縱橫向主鋼筋在橋面板砼澆筑前預先彎折,便于預制橋面板縱橫向主筋的焊接連接。為增強預制板與現(xiàn)澆混凝土的連接,預制板周邊側(cè)面應鑿毛使骨料外露,并用水沖洗干凈。
現(xiàn)澆板、端橫梁現(xiàn)澆段及縱橫向現(xiàn)澆縫,均采用C50纖維混凝土,全橋共設置了8塊現(xiàn)澆板,其底面設置有鋼板,通過焊釘和鋼板連接。澆筑接縫混凝土前,應將新老混凝土連接面混凝土鑿毛、露出石子。接縫兩側(cè)預制板的側(cè)面應用水濕潤。每次節(jié)段澆筑混凝土應在初凝前完成。混凝土澆筑順序順橋向從中跨跨中向邊跨,橫橋向以從橋軸線由里向外。需注意使接縫混凝土各個部份受到均勻、充分的振搗,要確?;炷恋拿軐嵭?。
圖1 吊裝橋面板
圖2現(xiàn)澆橋面板
橋面板鋼束的施工在預制橋面板和鋼梁之間的現(xiàn)澆縫完成后進行,待混凝土強度達到設計強度的 100%后進行分批分段、對稱張拉,為保證質(zhì)量采用預應力智能張拉系統(tǒng)。張拉后采用真空輔助壓漿工藝進行孔道壓漿,并采用智能化的灌漿泵。
鋼箱梁和砼橋面板疊合通過剪力鍵連接,形成鋼砼疊合箱梁結構,構造和受力特征很復雜,在施工到成橋階段,都會發(fā)生體系轉(zhuǎn)換,不同的施工方法和施工順序會造成不一樣的成橋受力狀態(tài)。文中詳細研究了良慶大橋橋面板的施工方法,并優(yōu)化了結構,且采用預應力智能張拉系統(tǒng)和智能化的灌漿泵對橋面板預應力進行施工,有效地保證了施工質(zhì)量。
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