張著倫 唐小軍 蔣忠良 葉兵列
(1.云南基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資股份有限公司, 云南 昆明 650501;2.云南省鐵路集團(tuán)有限公司, 云南 昆明 650118;3.云南藍(lán)達(dá)路橋技術(shù)咨詢有限公司, 云南 昆明 650021)
隨著高速公路的發(fā)展,公路橋梁跨躍能力越來越強(qiáng)。在橋梁漸變段及跨躍既有路線的跨線橋上,一般采用滿堂現(xiàn)梁箱梁的形式,需要對現(xiàn)澆支架的施工方案進(jìn)行合理的設(shè)計及相應(yīng)的計算。目前,許多專家及工程師對現(xiàn)澆支架運用于施工進(jìn)行有益探索。陳宏寶等[1]根據(jù)箱梁結(jié)合結(jié)構(gòu)的特點,采用了鋼管樁少支點支架系統(tǒng)設(shè)計,并減載預(yù)壓,有力地保證了現(xiàn)澆箱梁支架的穩(wěn)定性。李曉剛等[2]采用鋼管墩聯(lián)合貝雷支架法進(jìn)行現(xiàn)澆箱梁施工,現(xiàn)澆支架計算分別選取貝雷支架以及型鋼支架的標(biāo)準(zhǔn)跨徑作為計算模型。冉濤等[3]以武易高速公路馬官營大橋主跨轉(zhuǎn)體式現(xiàn)澆箱梁橋滿堂支架為例,發(fā)現(xiàn)在箱梁澆筑完成15h后支架桿件的受力達(dá)到峰值,且伴隨立桿彎曲和墊木被壓縮現(xiàn)象,針對這一現(xiàn)象進(jìn)行分析研究。任凱旋等[4]以G60連接線大龍?zhí)痘ネüこ虨槔?,利用新材料對支架承載點的進(jìn)行設(shè)計、同時對支架下部結(jié)構(gòu)主支撐系統(tǒng)和支架通用性進(jìn)行設(shè)計。毛江南等[5]以馬鞍石互通立交C匝道橋第二聯(lián)上跨既有高速公路現(xiàn)澆箱梁為例,采用現(xiàn)澆箱梁鋼管和支架貝雷梁+型鋼支撐體系的設(shè)計方案,并對其進(jìn)行了穩(wěn)定性驗算。以上研究都取得了一定的研究成果,但每一座橋的實際情況是不一樣的,本文針對上跨斜彎橋的現(xiàn)澆箱梁進(jìn)行研究,為工程實踐提供依據(jù)。
某高速公路互通現(xiàn)澆箱梁橋橋面寬11米,底寬7米,梁高2米,翼板寬度2米,腹板寬度50厘米,頂板和底板厚度25厘米,雙箱三室。最大墩高40米,墩柱直徑2.1米。擬現(xiàn)澆施工的橋梁上跨斜交于另一高速公路,施工難度較大。橋梁施工現(xiàn)場如圖1所示。
根據(jù)橋梁特點及施工現(xiàn)場地形情況,該橋在跨越溝谷地形采用鋼管柱+貝雷片+支架組合而成的復(fù)合式支架;在跨線橋段,因跨徑較大,且需確保下跨橋的高速運梁通道及行車凈空要求,又不能在高速橋面上采用滿堂支架等困難,采用22cm鋼棒+抱箍進(jìn)行組合施工,如圖2。
圖2 支架現(xiàn)場搭設(shè)方案
該現(xiàn)澆箱梁施工工藝流程圖如圖3所示。
圖3 施工工藝流程圖
為了保證在箱梁混凝土施工過程中及箱梁養(yǎng)生期間內(nèi),由于混凝土自重及施工臨時荷載,造成支架結(jié)構(gòu)的地基不均勻沉降,導(dǎo)致箱梁實際施工高程與設(shè)計高程不符,同時避免由于支架受力不均導(dǎo)致材料發(fā)生斷裂或者變成造成施工事故,特對現(xiàn)澆箱梁地基進(jìn)行加固處理。
3.1.1 鋼管柱支墩地基處理
通過先清除地面松散表層(清除厚度控制在0.3米),開挖基坑平臺,基坑開挖尺寸為2.5m(寬度)×1.5m(深度)。基坑開挖完成后,必須采用動力觸探儀檢測地基承載力,根據(jù)本方案受力驗算分析,該支架體系地基承載力要求為200KPa。若承載力達(dá)不到要求,必需對基底進(jìn)行1.5m片石+0.2m碎石換填處理。而后才能進(jìn)行澆筑,尺寸為11.25m(長)×2.25m(寬)×0.75m(高)C25鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)
3.1.2 排水處理
為了保證支架基礎(chǔ)長期安全穩(wěn)定,需要做好降雨排水措施。具體排水措施為:設(shè)置一條倒梯形排水溝,縱坡大于3%,排水溝溝壁及溝底均采用M10水泥砂漿抹面封閉,防止水流滲入支架基礎(chǔ)造成基礎(chǔ)下沉。
梁體結(jié)構(gòu)施工以聯(lián)為施工單元劃分。豎向混凝土分兩次澆筑完成,第一次澆筑底板及腹板、第二次澆筑頂板及翼板。梁體澆筑施工順序如圖4所示。
圖4 箱梁現(xiàn)澆示意圖
(1)現(xiàn)澆連續(xù)梁采用搭設(shè)支架施工。搭設(shè)支架的地基必須經(jīng)過加固及平整處理,確保梁體在施工過程中不發(fā)生下沉和不均勻沉降,并對支架進(jìn)行預(yù)壓,消除支架非彈性變形,預(yù)壓重量不得小于規(guī)范要求。在跨越既有道路時含施工便道,為保證施工過程中既有道路的正常通行,采用萬能桿件和工字鋼架設(shè)支架通道,供車輛通行。同時設(shè)防落網(wǎng),避免施工時物體落下,干擾行車。同時設(shè)置交通警示標(biāo)志。
(2)連續(xù)梁體混凝土澆注順序為:先澆底板和腹板(至頂板倒角下不小于20cm),后澆筑頂板;先澆各跨跨中部分(L/4~3L/4), 后澆支點部分。梁體外露面采用大面板,并處理好接縫問題,以保證梁體的外形美觀及施工質(zhì)量。懸臂下緣設(shè)半徑1.5cm的滴水槽,距懸臂端部10cm。
(3)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土張拉前,需保證混凝土齡期大于等于7天,且通過監(jiān)測混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的90%后,方可進(jìn)行。張拉前應(yīng)對張拉設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定,質(zhì)量合格后方能進(jìn)行施工。張拉時應(yīng)保證張拉作用線與預(yù)應(yīng)力鋼束軸線重合;張拉時采用伸長量與張拉應(yīng)力控制相結(jié)合的雙控法,以應(yīng)力控制法為主,伸長量為輔;實際伸長量與理論伸長量的差值應(yīng)控制在±6%以內(nèi),否則應(yīng)暫停張拉,待查明原因并采取措施予以調(diào)整方可繼續(xù)張拉。預(yù)應(yīng)力孔道灌漿由下向上進(jìn)行,確保砂漿飽滿。鋼絞線的彎折處采用曲線過渡,管道必須圓順,并按設(shè)計圖紙要求設(shè)置定位鋼筋、防崩鋼筋。
(4)當(dāng)普通鋼筋與預(yù)應(yīng)力鋼束發(fā)生矛盾時,可適當(dāng)調(diào)整普通鋼筋的位置,但不得切斷。
(5)連續(xù)梁梁端張拉完成后,必須將斷開鋼筋焊接補(bǔ)強(qiáng),并將先澆混凝土表面拉毛清洗干凈,以保證新老混凝土的結(jié)合。
(1)鋪設(shè)底模、側(cè)模后測量前應(yīng)加強(qiáng)模板的全面檢查,確保模板在荷載作用下無異常變形。
(2)加載及卸載過程應(yīng)加強(qiáng)施工現(xiàn)場安全保衛(wèi)工作,確保各方面的安全。
(3)沉降觀測儀器為專用精密儀器,要專職測量人員負(fù)責(zé)。
(4)觀測過程如局部位置變形過大,應(yīng)立即停止加載并卸載,及時查找原因,采取補(bǔ)救措施。
本項目采用鋼管柱+貝雷片+支架組合的復(fù)合式支架以及采用22cm鋼棒+抱箍進(jìn)行組合施工縮短工期,并使周邊環(huán)境出現(xiàn)工程事故的風(fēng)險降低;減少對既有高速公路的通行影響,保證互通立交正常施工,避免安全事故并減少環(huán)境污染,完成了對既有道路的保護(hù)和通行順暢,大大的節(jié)約社會資源與人力使周邊環(huán)境出現(xiàn)工程事故的風(fēng)險降低。