曹輝,蔡偉
(中國水利水電第七工程局有限公司,成都610213)
樂山至沙灣城際生態(tài)大道為城市主干路,道路標準斷面寬20.5m/22.5m,雙向4 車道,全長20.393km。其中,生態(tài)河一號橋位于樂山市市中區(qū)滟瀾洲附近,全長506m。該橋兩端橋跨布置均為9×20m 簡支小箱梁,中部第10 跨~第12 跨采用37m+66m+37m 預應力鋼筋混凝土現澆連續(xù)梁,總長140m。連續(xù)梁采用單箱三室箱梁、斜腹板、變高度、變截面結構。箱梁與主墩相接的根部梁高為4.0m,跨中及邊跨現澆段梁高2.0m,梁底曲線按1.8 次拋物線變化,頂板厚為28cm,主跨底板厚由根部50cm 變化為28cm。
該橋樁基、系梁、墩柱施工完成后,原施工筑島平臺經過一個汛期的浸泡之后,面層已凹凸不平。施工時,采用ZL50 裝載機平整,局部砂石料不足的地段采用就近河道內取級配連續(xù)性較好的砂礫料,通過振動碾分層碾壓密實。接著采用C20混凝土整體硬化,厚度20cm,兩側各超出翼板外邊緣2m,以滿足施工操作空間。為充分考慮基礎面層排水,基礎硬化時適當進行了放坡,并在周邊外緣設置截排水溝和集水坑,采用水泵進行抽排。
搭設前,先在整體基礎上每隔10m 測設一個控制點,然后用墨線畫出各立柱支點的網格線,依據網點搭設支架立柱,確保立柱位置準確。為保證支架的強度及整體穩(wěn)定性,支架采用四體品字形雙層結構排列,架管縱橫交叉連結,橫向、縱向和水平向采用扣件式鋼管設置剪刀撐。支架經過驗算,最終搭設方案如下:
1)支架采用φ48mm×3.5mm 鋼管(A3 鋼),立桿頂端設可調頂托;
2)中橫梁、腹板(距中墩11.5m 范圍內)支架立桿縱距采用60cm,橫距30cm;距中墩11.5m 范圍內底板支架立桿縱距采用60cm,橫距90cm;
3)端橫梁及其余腹板處、底板及翼緣板處立桿縱距90cm,橫距分別為30cm、120cm;4)步距均為120cm,掃地桿距離地面30cm;
5)鋼管支架縱橫向每間隔4~6 排設置剪刀式斜撐,支架高度>5m 時,頂端和底部設置水平剪刀撐,中部水平剪刀撐設置≤5m;剪刀撐與地面夾角為45°~60°,頂部與封頂桿連接,底部與掃地桿連接,中間與立桿或水平桿交點用扣件連接,確保支架整體穩(wěn)定;
6)頂托上布置橫向分配梁,橫向分配梁采用I10工字鋼;底模采用18mm 厚優(yōu)質竹膠板,縱向采用10cm×10cm 方木。
為驗證支架的強度、剛度和穩(wěn)定性,消除支架節(jié)點縫隙產生的非彈性變形并實測支架系統(tǒng)的彈性形變,并為施工預拱度提供可靠的參數,施工前對支架實施了預壓。預壓施工流程為:支架驗收→標高測量→砂袋+鋼筋就位→加載60%→沉降變形觀測→加載80%→沉降變形觀測→加載100%→沉降變形觀測→加載120%→沉降變形觀測→表面覆蓋→卸載→變形觀測→標高調整。
2.3.1 試壓測點布置
由于連續(xù)梁為對稱結構,施工時以連續(xù)梁第10 跨(邊跨)為準進行試壓,其余跨段參照此跨的試壓分析數據執(zhí)行。試壓前在第10 跨縱向布置10 個試壓區(qū)(見圖1),橫向中橫梁、端橫梁設2 個觀測點,在1/4 跨、1/2 跨、3/4 跨腹板及底板位置設置沉降觀測點,每個斷面設置7 個監(jiān)測點。
圖1 生態(tài)河一號橋連續(xù)梁第10 跨試壓區(qū)域分區(qū)圖
2.3.2 試壓觀測數據分析
在整個加載過程中,每施加一級荷載,觀測并記錄一次。每級加載完成后先停止下一級加載,并每間隔12h 對支架進行一次監(jiān)測,當支架頂部監(jiān)測點12h 的沉降量平均值<2mm時才進行下一級加載[1]。試壓觀測數據如表1 所示。
本次試壓真實模擬了混凝土施工過程,根據現場實測結果和數據分析,本次試壓支架沉降較小,非彈性變形無較大變化,支架及基礎牢固穩(wěn)定,表明設計支架安全可靠,滿足施工要求。按照試壓成果得出的數據,對后續(xù)兩跨進行了同樣的加載方法,支架變形均滿足設計要求。
表1 試壓觀測數據處理表
連續(xù)梁設計為C55 混凝土,總方量為3080m3,澆筑縱向長度140m??紤]到混凝土澆筑作業(yè)面大、方量大、澆筑難度大,一次性澆筑質量風險較高,經五方責任主體協(xié)商一致,共分2 次澆筑完成,第一次澆筑底板和腹板,第二次澆筑頂板。
2 次混凝土澆筑順序均為兩主墩向兩端澆筑的順序進行。每次澆筑時,在連續(xù)梁兩端和中間各布置1 臺46m 臂長泵車,由中部先澆筑2 車后再兩端同時澆筑,以保證支架受力穩(wěn)定。連續(xù)梁混凝土在縱斷面上分段分層澆筑完畢,分層厚度≤30cm。振搗作業(yè)選用經驗豐富的混凝土工操作,防止漏振或過振。
對于澆筑較難的腹板位置,采取底板澆筑預沉的方法,即底板混凝土澆筑1~2h 預沉量穩(wěn)定后才開始用小振搗棒腹板位置的混凝土澆筑并斜層振搗。兩側腹板混凝土澆筑同步進行,以保持模板受力均衡。每層混凝土澆筑厚度≤50cm,且及時振搗密實,尤其是邊角部分,以防澆筑腹板混凝土時翻漿、跑漿。腹板混凝土澆筑到連續(xù)梁上倒角為止,工人將倒角混凝土抹平,保證接茬面、線及倒角等順直、平順,確保第二次混凝土澆筑外觀質量得到控制。
該橋連續(xù)梁澆筑完成19d、同條件養(yǎng)護試塊強度達到52.2MPa 時開始進行預應力張拉。張拉施工時,以應力控制為主,以伸長量進行校核,實際伸長量與理論伸長量偏差力求控制在±6%以內,初始拉應力均為設計張拉噸位的10%。
該橋連續(xù)梁張拉量較大,采取先橫梁,其次縱向,最后進行橋面橫向張拉的施工順序。
1)橫梁:先中橫梁再邊橫梁張拉,單根梁從下向上對稱交替兩端張拉。
2)腹板縱向:先長后短,對稱交替兩端張拉。
3)橋面橫向:從跨中向兩側對稱交替單端張拉。
張拉程序為:0→初應力(10%σcon、伸長值標記)→σcon(持荷5min 后錨固、測量伸長值)→回油。其中,σcon為張拉控制應力,靜停時如油表值下降須補油。
預應力張拉工序屬關鍵工序,也屬重要隱蔽工程,張拉施工時,從以下幾個方面進行質量控制:
1)安排現場技術員全程旁站、自檢并及時填寫張拉記錄。質檢員對張拉程序、張拉順序、張拉力值、靜停、伸長值、斷絲滑絲等進行監(jiān)督性的旁站檢查。
2)采用兩端同步、對稱張拉,張拉過程中保持兩端的伸長量基本一致。如一端油泵過快另一端油泵較慢就讓油泵快的一端先停一下再啟動;加強兩端之間的協(xié)調,確保操作指令清晰,預施應力值以油表讀數為主,鋼絞線伸長值作校核,同一束兩端伸長值大致相等,實際伸長值與理論伸長值之差控制在6%以內。
3)張拉具體相關參數由工程技術部根據每次千斤頂校正后數據和所用每批鋼絞線的彈模分別計算各階段張拉油表讀數和伸長值,并以張拉通知單的形式下發(fā),指導現場施工。根據張拉記錄分析張拉產生的效果是否滿足設計要求,做到及時糾偏。
表2 為生態(tài)河一號橋連續(xù)梁腹板縱向鋼束張拉成果展示。
表2 生態(tài)河一號橋連續(xù)梁腹板縱向鋼束張拉成果表
由表2 得,各階段張拉力控制后的最終伸長偏差均在6%范圍內,滿足設計要求。
依托枯水期河水流量小和前期已形成的砂卵石施工平臺,本工程連續(xù)梁滿堂架整體現澆施工方案得以順利實施。施工過程中,通過認真細致開展對關鍵工序的質量控制,該橋連續(xù)梁整體結構成型質量好、觀感質量滿足設計要求,達到了預期效果,縮短工期的同時,節(jié)約了工程成本。