(保利長大工程有限公司,廣東 廣州 510620)
仙村特大橋主橋上部結構采用(65+110+65)m預應力混凝土連續(xù)剛構,主梁采用C55混凝土,0號、1號塊梁段為鋼管柱支撐現澆,2號~14號梁段采用掛籃懸臂澆筑,采用梯形掛籃施工,大橋主橋采用單箱雙室截面,箱梁采用分離式雙箱,每幅橋面為預應力混凝土單箱雙室直腹板斷面,頂寬23.1m,底寬15.4m。箱梁根部梁高6.5m,跨中及合龍段梁高為2.8m,0號塊箱梁底板厚度為110cm,箱梁根部底板厚度為80cm,合龍段底板厚度為32cm,期間底板厚度按2.0次拋物線變化,箱梁頂板厚度0號塊為50cm,其余為30cm;箱梁腹板厚度0號塊為80cm,1號塊~6號塊為80cm,7號塊為80cm~65cm,8號塊~11號塊為65cm,12號塊為65cm~50cm,其余梁段為50cm。
由于該橋掛籃施工上跨廣深鐵路,掛籃移動需受鐵路封鎖窗口點影響,一般窗口點為120min,為提高掛籃前進速率和穩(wěn)定性,結合其他同類型橋施工中所取得經驗,采用4對輕型梯形掛籃進行箱梁懸臂澆筑施工。掛籃總重80.4t(包括模板系統(tǒng)),主要由主桁承重系統(tǒng)、底籃及懸吊系統(tǒng)、后錨及行走系統(tǒng)、模板系統(tǒng)等幾個部分組成,如圖1所示。掛籃桁架高2.3m,可灌混凝土的長度4.5m,前上橫梁長23.5m,兩主桁架片通過類似貝雷片的型鋼連接而成,軌道長10.0m(4.0m+6.0m),外模架采用10號槽鋼組合,外模板采用鋼模系統(tǒng),設置外導梁,保證順暢行走。內模采用桁架支撐,每個箱室設置2道內導梁,以便保證內模的前移。
圖1 梯形掛籃總體布置圖
掛籃安裝后根據施工荷載對掛籃的作用力,采用模擬加載混凝土試塊的方式對掛籃進行整體試壓。掛籃整體試壓時加載重量為5號梁端重量273.5×10=2735kN,分60%、80%、100%和120%,加載階段分級加載。試塊尺寸為0.8m×0.8m×1.0m,重量為:(0.8×0.8×1.0)×26=16.64kN。
加載至60%時,需在一對掛籃底模上各加載98塊混凝土塊,排列為底模上橫向堆放16塊,縱向堆放4排,第1層共加載64塊,第2層靠近腹板各加載12塊,共36塊。加載至80%時,需加載132塊混凝土塊,第3層靠近腹板各加載12塊,共36塊。加載至100%時,需加載164塊混凝土塊,第4層靠近腹板各加載12塊,共36塊。加載至120%時,需加載197塊混凝土塊,第5層靠近腹板各加載12塊,共36塊。分別測量各級荷載下掛籃底板及翼板各測點的變形值。按照要求持荷時間滿足后,進行分級卸載,同時測量每級荷載卸載后的測點變形值。
完成1號塊后拼裝掛籃,拼裝好后進行驗收,驗收合格即可對稱平衡施工箱梁2號塊,完成澆注箱梁2號塊施工后,相繼完成預應力、壓注水泥漿、拆模、降掛籃,然后對稱前移掛籃就位3號塊,立模、綁扎鋼筋等進行箱梁懸澆段3號塊施工,然后依次完成其余梁段施工。
使用扁擔梁鎖好掛籃,安裝手拉葫蘆,在外模導梁上吊掛下橫梁吊點。檢查無誤后,將后下橫梁吊桿拆除,對反扣輪和連接情況進行認真檢查,后錨系統(tǒng)放松后拆除上錨桿,掛籃出現前傾,軌道與反扣輪組出現反扣作用。前支座借助手拉葫蘆實現有效牽引。掛籃前移完成后,對軌道扁擔梁、垂直吊桿和菱形主桁后錨要及時安裝,掛籃后錨及時捆緊。
安裝掛籃以后,將操作平臺和行走通道鋪好后,安裝模板。底板模板先安裝,尺寸為4.5m×15.4m,由標準模板組成;緊接著安裝外側模和翼板模板,外側模板采用2.5m×1.5m的鋼模,翼板模板采用4.5m×3.85m。之后安裝頂板、端頭模板、箱梁底板鋼筋、預應力和內側模板,加設壓板在腹板與底板面接頭倒角底部位置,有效抑制反漿現象。
在制作場將鋼筋制作成半成品,運送到施工現場捆扎,先進行底模放樣,將定位鋼筋焊接好。在安裝施工的時候,主要的順序為底板→腹板→頂板。安裝鋼筋的時候,一旦出現互相干擾的情況,需要對其進行調整。設置互相聯系的勾筋在梗肋、腹板、底板和頂板的兩層鋼筋中間,其規(guī)格為12mm,頂、底板及腹板按橫向45cm,縱向40cm梅花形布置,勾筋彎鉤135°。
梁段普通鋼筋安裝完成以后,接著安裝防崩鋼筋、齒塊鋼筋和預應力錨固鋼筋。錨固鋼筋采用鋼筋網布置4層,間距10cm,盡量與箱梁內鋼筋相連,形成整體;頂板及腹板縱向預應力定位鋼筋按80cm間距布置,其余縱向預應力定位鋼筋按50cm間距布置,在彎道轉折處加密至25cm間距布置。在腹板或底板縱向預應力平彎或豎彎處設置,間距為25cm。安裝完預應力鋼筋以后,需要認真檢查,對存在的問題及時處理。
對邊跨和主跨的箱梁一起澆筑施工,澆筑施工主要遵循底板→腹板→頂板的順序。單側混凝土澆筑原則為先中間后兩邊,腹板混凝土高差保持在2m以內,從而使掛籃偏心荷載得到有效控制。腹板注漿從下漿口開始,振搗時在振搗孔中完成,混凝土高度與下漿口持平時,需要封閉下漿口。腹板澆筑完成以后,從頂板預留孔中將泵管取出,封閉嚴實頂板預留孔,接著將頂板混凝土澆筑完成。澆筑到設計位置以后,木工將人孔封堵好,從而使整體強度和穩(wěn)定性滿足設計標準。
在澆注完頂板混凝土初凝后保濕養(yǎng)生,時間為7天,養(yǎng)生期間要保持濕潤。使用灑水養(yǎng)生的辦法處理腹板,設置灑水管在每個箱室中。用水泵將水抽取到墩頂位置,安排專人負責混凝土養(yǎng)生。在翼板下面設置噴水管來對箱梁外側腹板噴水養(yǎng)生。養(yǎng)生用水由水泵抽取至箱梁頂水箱儲存。
混凝土達到設計強度80%時,可以拆除模板。模板拆除后,對新澆混凝土與舊混凝土接縫處要進行修補,梁端要鑿毛,且鑿好毛后要進行檢查,合格后方可進行下道工序。
在進行張拉施工時,混凝土強度一定要達到設計值的90%以上。張拉工藝流程為穿鋼絞線→安裝錨頭、千斤頂→初張拉→張拉到100%控制應力、持荷5min→如有應力損失、補張拉→回油、卸千斤頂。張拉完成后,須盡早進行壓漿,壓漿工藝為:封錨頭→按配合比調漿、壓漿。
設計圖紙對現澆箱梁預應力束的施工技術有嚴格的要求,使用的主要施工技術為真空輔助壓漿技術。將波紋管道中的空氣使用真空泵盡量抽干凈。水泥漿在波紋管中流動的時候,不會有氣泡夾雜在里面,保證灰漿的密實性,保證鋼絞線的防腐蝕性。
綜上所述,本文以實際工程為例對高速公路橋梁現澆段施工進行分析和探討,通過在施工初期充分做好測量控制工作,并嚴格按照規(guī)范要求施工。施工完成后,梁體的變形實測值和理論值比較接近,取得了良好的施工效果,值得類似工程借鑒和參考。