曾 鵬 錦

(蓬安縣移民服務(wù)中心，四川 南充 637800)

1 工程概況

黃草坪特大橋主橋?yàn)?0 m+160 m+90 m預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)箱梁，由左、右幅的兩個(gè)單箱單室箱形斷面組成，箱梁頂寬為12.5 m,底寬為7 m,箱梁根部梁高為10 m,跨中梁高為3.5 m，腹板厚度分為0.7 m和0.5 m，底板厚度由中部的0.32 m按1.8次拋物線變化至根部的1.2 m，頂板厚度0.3 m。邊跨、中跨合龍段長(zhǎng)均為2.0 m，邊跨現(xiàn)澆段長(zhǎng)9.0 m。

2 施工方法的比選

黃草坪特大橋位于侵蝕剝蝕型低山緩坡地貌為主，橋墩位于沖溝及兩側(cè)山坡上，自然坡度為15°～25°，總體交通條件較為不便。邊跨現(xiàn)澆段施工工期緊、場(chǎng)地小及施工難度大等特點(diǎn)，為整個(gè)大橋的節(jié)點(diǎn)控制性工程。針對(duì)本項(xiàng)目邊跨現(xiàn)澆段過(guò)渡墩較高、現(xiàn)場(chǎng)地勢(shì)陡峻、地質(zhì)條件差及工期緊的特點(diǎn)，選擇對(duì)稱平衡配重法作為本項(xiàng)目邊跨現(xiàn)澆段方案。

對(duì)稱平衡配重法是在墩身或蓋梁的兩側(cè)施工時(shí)安裝預(yù)埋件或預(yù)留孔洞，安裝三角托架，一側(cè)托架安裝分配梁并鋪設(shè)底模并完成模板系統(tǒng)，綁扎鋼筋等，另一側(cè)在混凝土澆筑過(guò)程中分階段壓載配重。該工法主要特點(diǎn)是需要在現(xiàn)澆段一側(cè)主梁時(shí)，另外一側(cè)需要用水箱、混凝土塊等進(jìn)行配重，以使墩身基本不受偏壓，不出現(xiàn)較大彎矩，該方法安全性較高，工期較短。

3 具體設(shè)計(jì)及實(shí)施

3.1 平衡托架設(shè)計(jì)優(yōu)化

3.1.1托架優(yōu)化

常規(guī)托架是工廠制作多個(gè)單片的三角牛腿托架后現(xiàn)場(chǎng)焊接安裝，其整體性差，三角托架上玄桿與橋墩連接處受拉，混凝土局部拉應(yīng)力過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。現(xiàn)采用整體托架，即墩身兩側(cè)托架上玄桿為一根整體桿件，兩側(cè)焊接斜桿，該托架整體性強(qiáng)，且不存在上玄桿與橋墩連接問(wèn)題，混凝土不會(huì)出現(xiàn)拉應(yīng)力。

3.1.2配重優(yōu)化

現(xiàn)澆梁段通過(guò)托架承受，墩身所受彎矩通過(guò)托架平衡一側(cè)配重平衡。若采用重物堆載配重延長(zhǎng)工期，增加費(fèi)用。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查，邊墩所處山坡有處水源，現(xiàn)提出采用水箱平衡配重法，該方法施工簡(jiǎn)便、材料易取得、分級(jí)加載靈活可控、結(jié)構(gòu)安全可靠。

3.2 平衡托架設(shè)計(jì)

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)已有材料將托架安裝在蓋梁上，在蓋梁澆筑時(shí)預(yù)留4個(gè)孔洞及8塊預(yù)埋鋼板，均采用Q345鋼材。蓋梁澆筑完成后將10.0 m長(zhǎng)整根Ⅰ40b工字鋼穿過(guò)預(yù)留孔洞，后對(duì)焊鏈接成為20 m整根，在蓋梁預(yù)埋鋼板和通長(zhǎng)工字鋼間焊接Ⅰ32a工字鋼。在已安裝焊接完成的托架上依次安裝落架沙桶、Ⅰ32a工字鋼分配橫梁、[10槽鋼分配縱梁、2 cm竹膠板及鋼側(cè)模，見(jiàn)圖1。

3.3 平衡托架計(jì)算分析

該托架系統(tǒng)共有4榀托架組成，每榀托架均受到2根分配橫梁的支反力和平衡配重水箱，分配橫梁支反力計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖2。整體托架計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖3。應(yīng)力及變形檢算結(jié)果見(jiàn)圖4，圖5。通過(guò)對(duì)托架縱梁、斜撐及焊縫計(jì)算均滿足相應(yīng)規(guī)范要求。

3.4 方案實(shí)施

3.4.1托架安裝

該托架構(gòu)造簡(jiǎn)單、受力明確，為了降低現(xiàn)場(chǎng)焊接難度在工廠制作斜撐時(shí)在其兩端焊接鋼板。這樣現(xiàn)場(chǎng)焊接時(shí)提高了焊縫長(zhǎng)度，焊接更方便，質(zhì)量更容易得到保證。蓋梁混凝土澆筑后通過(guò)預(yù)留孔洞穿過(guò)Ⅰ40b工字鋼縱梁，在縱梁和蓋梁預(yù)埋蓋板之間焊接Ⅰ32a斜撐完成托架牛腿施工。

3.4.2托架預(yù)壓

托架安裝完成后設(shè)置千斤頂反壓架，利用千斤頂對(duì)托架進(jìn)行分級(jí)模擬施壓，以得到托架變形的各類技術(shù)參數(shù)，指導(dǎo)現(xiàn)澆段施工。同時(shí)驗(yàn)證利用鋼絞線反向施壓做配重的安全可靠。

預(yù)壓分為三級(jí)，第一級(jí)：預(yù)壓荷載模擬底板重量，同時(shí)需考慮1.2的安全系數(shù)；第二級(jí)：預(yù)壓荷載為模擬澆筑腹板時(shí)，底板混凝土和腹板混凝土的重量之和，考慮同樣的安全系數(shù)；第三級(jí)：預(yù)壓荷載為1.2倍底板、腹板和頂板混凝土的總重量。加壓應(yīng)緩慢進(jìn)行，每級(jí)壓載完成后持荷2 h，觀察焊縫、水箱、承臺(tái)錨固螺栓等部件有無(wú)異常情況，若有異常情況待查明原因采取相應(yīng)措施后再進(jìn)行加載。全部加載完24 h后再卸載，卸載按壓載的反向順序卸載，見(jiàn)圖6。

3.4.3混凝土澆筑

混凝土采用分層對(duì)稱澆筑，混凝土澆筑與平衡配重壓載交替進(jìn)行，混凝土澆筑及平衡配重壓載過(guò)程中均要安排專人對(duì)托架變形、托架焊縫、水箱、承臺(tái)錨固螺栓進(jìn)行觀察?；炷翝仓皬埨胶鈮狠d按如下進(jìn)行：1)澆筑底板混凝土；2)第一次平衡配重(注水至水位一,此時(shí)配重載荷為277.2 kN)；3)澆筑腹板混凝土；4)第二次平衡配重(注水至水位二,此時(shí)累計(jì)配重載荷為554.4 kN)；5)澆筑頂板混凝土；6)第三次平衡配重(注水至水位三,此時(shí)滿載配重為831.6 kN)。配重平衡對(duì)稱進(jìn)行，注水完成后應(yīng)對(duì)水箱整體外觀加強(qiáng)觀察。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)本項(xiàng)目高邊墩施工經(jīng)驗(yàn)，為國(guó)內(nèi)同類型工程施工提供了有效參考和借鑒。山區(qū)及地質(zhì)條件復(fù)雜的高墩邊跨現(xiàn)澆段采用平衡配重法施工安全可靠、成本低及工期短等優(yōu)點(diǎn)，具有較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。