劉結(jié)華， 李 璋， 楊 堅

(1.湖南望新建設集團股份有限公司，湖南 長沙 417100；2.中國建筑第五工程局有限公司，湖南 長沙 410004)

0 引 言

隨著我國基礎(chǔ)設施建設和施工技術(shù)的飛速發(fā)展，橋梁施工環(huán)境愈加復雜，越來越多的橋梁要穿越江河湖泊。水中蓋梁施工為跨河橋梁質(zhì)量和工期控制的關(guān)鍵工序，目前蓋梁施工主要有如下幾種方法：落地支架法、預埋鋼板法、抱箍法、穿心鋼棒法[1]。劉家興[2]依托邵懷高速公路高架橋的設計和施工，探討高墩蓋梁施工支撐體系的選型及應用；應用結(jié)果證明，抱箍法能夠適應高墩蓋梁施工的要求，是一種值得推廣應用的支撐體系。鐘慶榮[3]等針對爛泥湖高架橋水中門式墩蓋梁，分析抱箍法和鋼管樁支架法的支架受力、懸臂端撓度后，確定采用鋼管樁支架法施工蓋梁，分析表明，鋼管樁支架法能保證長懸臂蓋梁端部撓度變形不影響蓋梁線形及斷面尺寸，確保長懸臂蓋梁施工質(zhì)量及安全。艾輝林等[4]結(jié)合在上海共和新路高架工程蓋梁施工中懸臂支架施工技術(shù)的應用，較詳細地介紹了自行設計制造的懸臂支架系統(tǒng)。代權(quán)[5]以成都市二環(huán)路高架橋工程為例，對該工程高支墩(均12 m)長懸臂(均10.3 m)蓋梁施工支撐體系選型和設計進行分析，采用格構(gòu)式獨立柱支撐+型鋼桁架懸臂受力體系，滿足施工質(zhì)量和進度的同時緩解了施工期間的交通壓力。本文以湖南省張家界市武陵源區(qū)喻家嘴大橋為例，對水中蓋梁施工的選型和設計進行分析，重點研究了穿心鋼棒法的特點、適用范圍及應用效果。

1 工程概況

武陵源區(qū)喻家嘴大橋跨越索水河，為原老橋拆除后重建，橋梁為8 m框架橋+3×25 m跨預應力混凝土小箱梁，橋梁全長89.532 m，橋面寬22 m。橋梁基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ)，墩柱為φ140 cm圓形墩柱，每排3根墩柱，墩柱柱距為7.6 m，墩柱上接鋼筋混凝土蓋梁，蓋梁寬為1.8 m、蓋梁高1.6 m、蓋梁橫橋向長22 m，蓋梁混凝土強度等級為C35。橋位處河流河床底高程約294.9 m，常水位高程為296.24 m，最高洪水位高程為300.25 m，因蓋梁施工期間為汛期，橋梁1#、2#墩的蓋梁位于河中，蓋梁施工為施工的重點和難點，需采取合適的施工方法來提高水中蓋梁的施工效率、安全性和經(jīng)濟性。

2 墩柱蓋梁施工方法對比研究

目前墩柱蓋梁施工，常用的方法有：落地支架法、預埋鋼板法、抱箍法、穿心鋼棒法等。各施工方法分類、特點及適用范圍見表1。

表1 蓋梁施工方法分類、特點及其適用范圍

武陵源區(qū)喻家嘴大橋跨越索水河，橋梁1#、2#墩的蓋梁位于河中，現(xiàn)場施工條件差，施工難度大，結(jié)合本工程的特點，綜合考慮項目進度、安全性、經(jīng)濟性和現(xiàn)場作業(yè)工作量的要求，選擇穿心鋼棒法為該橋蓋梁施工方法，穿心鋼板法構(gòu)造如圖1所示。

圖1 蓋梁穿心鋼棒法構(gòu)造圖

喻家嘴大橋蓋梁高強穿心鋼棒法及型鋼平臺實施圖片如圖2、圖3所示。

圖2 螺旋Q23.3—50千斤頂支撐工字鋼及限位細部圖

圖3 穿心鋼棒法汛期施工蓋梁現(xiàn)場圖 ^

3 蓋梁穿心鋼棒法施工工藝流程

蓋梁施工工序流程如下：蓋梁區(qū)域島嶼表面平整及硬化→墩柱預留穿心棒孔(計算預留孔距蓋梁底約1.3 m)→穿心棒穿設及千斤頂安裝(含千斤頂平臺固定)→縱向工字鋼主梁安裝及限位→橫向工字鋼次梁安裝→模板背肋鋪設→蓋梁底模鋪設及復核底模→測定軸線→型鋼平臺上綁扎蓋梁鋼筋骨架(或采用蓋梁鋼筋骨架整體吊裝法)→蓋梁側(cè)模安裝及裝預埋件→工字鋼縱梁固定檢查和支撐體系驗收→蓋梁混凝土澆筑(測量觀察)→混凝土養(yǎng)生和側(cè)模板拆除→拆除支架體系、鋼棒→進入下一循環(huán)。

4 蓋梁施工要點分析

4.1 鋼棒安裝

本工程蓋梁采用高強鋼棒穿心法施工，每個墩柱混凝土澆筑前在距蓋梁底一定距離(1.3 m)的位置順橋向預埋1個內(nèi)徑為130 mm的PVC管，管內(nèi)填塞沙子，管兩端用膠帶纏封，管周圍用鋼筋承托，防止混凝土澆筑時PVC管變形，阻礙鋼棒插拔，PVC管底設鋼筋網(wǎng)格(避免墩柱混凝土局部壓力過大)，將鋼棒承受的壓力及時傳遞為混凝土墩柱全截面受壓，蓋梁施工時將管內(nèi)沙子清出即可插入外徑120 mm的鋼棒。

4.2 主、次分配梁安裝

墩柱鋼棒及千斤頂(含千斤頂平臺固定)安裝完成后，利用吊車配合人工安裝橫橋向工56B作為主梁。為了便于后期拆模，在主梁與鋼棒之間安裝千斤頂(含千斤頂平臺固定)。為防止主梁側(cè)向傾覆，兩根主工字鋼之間用16 mm對拉螺桿穿過工字鋼腹板連接，間距2 m一道，內(nèi)側(cè)用鋼管支撐，對拉螺桿穿過鋼管。在主梁上安裝4 m長的工20B作為縱橋向分配梁，間距30 cm。

4.3 底模、端模安裝

模板采用組合式模板，待分配梁安裝完畢后開始架設底模，用吊車配合人工把底模拼裝安裝就位，待測量人員對底模高程復測后固定底模。蓋梁底模安裝時應在跨中預留一定的上拱度，以消除由于承重梁受荷載作用后引起的下?lián)?。蓋梁底模標高安裝施工誤差不大于±5 mm，軸線偏位誤差不應大于±10 mm，模板接縫間要張貼雙面膠帶，防止接縫漏漿造成混凝土面色差或麻面。柱頭要嵌入蓋梁內(nèi)1 cm。

4.4 蓋梁鋼筋制作安裝

(1)蓋梁所有鋼筋在鋼筋車間內(nèi)集中加工，先在鋼筋加工場地把蓋梁主骨架加工成單塊的骨架片，把柱頭預留鋼筋調(diào)直，將加工的鋼筋運至現(xiàn)場進行綁扎，人工配合吊車逐根或逐捆轉(zhuǎn)運至墩柱頂?shù)男弯撈脚_上進行現(xiàn)場安裝，鋼筋連接按設計要求采用雙面焊。

(2)蓋梁鋼筋安裝時，先將主鋼筋吊運至墩柱頂?shù)淖鳂I(yè)平臺上，安裝成骨架片到位，然后人工穿設箍筋，按設計要求連接骨架片及骨筋(也可采用整體吊裝安裝法)。鋼筋保護層采用成品保護層墊塊。

(3)蓋梁主筋一般應盡量用整根鋼筋，盡量減少接頭數(shù)量，鋼筋接頭應相互錯開，保證同一截面內(nèi)的接頭數(shù)目不超過主筋總數(shù)的50%，鋼筋接頭錯開受壓區(qū)布置。蓋梁骨架片焊接采用雙面焊焊接。在底模上進行鋼筋綁扎，主筋綁扎時，在底模上墊上混凝土保護層的墊塊，墊塊沿底模板呈梅花形布置，按每平方米4個進行布置，綁扎主筋與箍筋的時候，時時檢查鋼筋與側(cè)模邊線的距離，防止鋼筋保護層受到影響。

4.5 安裝側(cè)模和端模

鋼筋綁扎及預埋件施工經(jīng)檢查合格后，進行側(cè)模安裝。側(cè)模采用組合模板，由專業(yè)模板廠設計制作，主要由橫肋、豎肋、筋板和面板組成，安裝前必須打磨干凈后均勻涂刷脫模劑，側(cè)模與側(cè)模、側(cè)模與底模之間的接縫要緊密，加墊雙面膠條防止漏漿。側(cè)模采用φ16的對拉螺栓進行加固，內(nèi)設支撐，側(cè)模外側(cè)橫背楞采用[8槽鋼，豎背楞采用[14槽鋼，并且在側(cè)模和底模分配梁之間用螺絲連接，以便調(diào)節(jié)側(cè)模的垂直度。模板各部位支撐、拉桿要穩(wěn)固。安裝完畢后，仔細檢查各部位尺寸以及穩(wěn)定性。端模模板要和側(cè)面模板牢固連接，認真采取支撐、加固措施，防止跑模、漏漿。

4.6 預埋件安裝

將需要預埋的支座墊石鋼筋及擋塊鋼筋在現(xiàn)場按設計及規(guī)范要求進行綁扎，如果圖紙設計支座墊石高度小于支座螺栓長度，那么還需在蓋梁澆筑前以埋管的方式留出支座螺栓孔。

4.7 混凝土澆筑及養(yǎng)護

混凝土采用拌和站集中拌和、混凝土罐車運輸、料斗吊送入模。澆筑順序從與墩柱連接部位開始，從中間墩柱向兩端分層澆筑，混凝土要連續(xù)灌注，水平分層、一次灌成，每層厚度不超過30 cm，在下層混凝土初凝前澆筑完上層混凝土。采用插入式振動棒振動，振動時遵循快插慢拔原則，移動距離不超過該振動棒作用半徑的1.5倍，與模板保持5～10 cm距離，減小對側(cè)模的沖擊。由于本工程蓋梁澆筑集中在夏秋季節(jié)，溫度較高，澆筑完成待混凝土初凝后，需用土工布或塑料布覆蓋灑水養(yǎng)生以減少收縮裂紋的產(chǎn)生。

4.8 模板拆除及預留鋼棒孔洞封堵

當混凝土抗壓強度達到2.5 MPa以上，并保證混凝土不致因拆模而受損壞時，可拆除蓋梁側(cè)模板；等混凝土強度達到設計強度100%后才可以進行底板拆除，進行下一個蓋梁的施工工序。

鋼棒拔出后應及時封堵預留孔，封堵采用與墩柱同強度混凝土，人工填筑后用鋼筋搗實，確保施工質(zhì)量。

5 蓋梁施工測量放樣及監(jiān)測措施

(1)建立軸線控制網(wǎng)和標高控制點。墩身環(huán)節(jié)的立模、鋼筋和預埋穿心鐵棒孔洞的定位，均以軸線控制網(wǎng)為依據(jù)，在測量過程中要認真檢核做到準確無誤。

(2)測量工程師對圖紙墩頂坐標、標高進行復核，確認無誤后，將蓋梁軸線放出后，用全站儀把蓋梁的4個角點放出來并用紅起點做好標記。

(3)施工人員按蓋梁軸線和蓋梁標高安裝底模, 根據(jù)放樣出來的4個角點調(diào)整模板直到調(diào)好為止，同時測量底模的幾何尺寸，保證蓋梁尺寸及角度符合設計要求，并調(diào)整蓋梁底模達到設計標高，設蓋梁底模的預拱度的數(shù)值。

(4)主梁工字鋼變形監(jiān)測：在主梁工字鋼50B上設置變形觀測點7個，主梁工字鋼變形觀測點應在規(guī)定時間段內(nèi)按幾何水準測量方法進行。

6 結(jié)束語

武陵源區(qū)喻家嘴大橋水中蓋梁施工復雜性和風險性高，蓋梁的結(jié)構(gòu)線形及施工質(zhì)量是施工控制的重要指標，經(jīng)研究，該橋最終使用穿心鋼棒法施工蓋梁。蓋梁穿心鋼棒法施工是一種無支架施工的代表，能夠解決河道汛期施工、地質(zhì)起伏大、地形復雜地段、高墩及跨線施工中的技術(shù)難題。穿心鋼棒法具有可操作性強、適用范圍廣、施工簡便、場地適應性高等特點，同時還能節(jié)省材料，經(jīng)濟效益明顯。實踐表明，采用穿心鋼棒法可在保證蓋梁質(zhì)量的同時大大縮短工期，降低施工成本，安全可靠，具有非常好的推廣應用價值。