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        特大橋梁工程連續(xù)梁0#塊施工技術(shù)分析
        ——以鄭濟(jì)鐵路濮陽(yáng)特大橋?yàn)槔?/h1>
        2022-10-14 13:01:48
        關(guān)鍵詞:橋梁施工

        劉 朔

        (中鐵十八局集團(tuán)第一工程有限公司,河北 涿州 072750)

        懸臂澆筑施工是大型連續(xù)橋梁的主要施工技術(shù),包括0#塊施工、掛籃分段施工、邊跨現(xiàn)澆以及合龍等,從而完成整體的橋梁工程施工[1]。其中0#塊橋梁是此類(lèi)施工的第一步,其施工質(zhì)量不僅影響了本道工序,還對(duì)后續(xù)工序的穩(wěn)定開(kāi)展有著重要影響??傮w來(lái)看,懸臂現(xiàn)澆施工技術(shù)目前已經(jīng)比較完善,眾多大型橋梁工程都采用此種技術(shù)進(jìn)行施工,但主要是直線(xiàn)型橋梁,對(duì)曲線(xiàn)段懸臂現(xiàn)澆研究較少。由于曲線(xiàn)段結(jié)構(gòu)的特殊性,增加了懸臂澆筑施工的難度,因此曲線(xiàn)段連續(xù)梁不能直接套用常規(guī)的懸臂澆筑施工工藝,這就為此類(lèi)工程帶來(lái)了一定難度。基于此,本文結(jié)合此類(lèi)橋梁的特點(diǎn),在0#塊的支座灌漿、預(yù)應(yīng)力張拉等環(huán)節(jié),從提升其穩(wěn)定性的角度加以改進(jìn),達(dá)到提高施工質(zhì)量、保障施工安全的目的。

        1 工程概況

        鄭濟(jì)鐵路濮陽(yáng)特大橋跨S101省道連續(xù)梁位于內(nèi)黃縣中召鄉(xiāng)境內(nèi),線(xiàn)間距5.0 m,梁寬12.6 m,連續(xù)梁處于曲線(xiàn)段。橋梁于DK244+706.16~DK244+806.16(857#~860#墩)處上跨S101省道,交角為39°,設(shè)計(jì)采用(60+100+60) m連續(xù)梁跨越。全梁共分59個(gè)節(jié)段,中支點(diǎn)0#塊長(zhǎng)14 m,一般梁段長(zhǎng)度分別為2.5,2.75,3,3.5 m和4.0 m,合龍段2.0 m;邊跨直線(xiàn)段9.75 m,橋梁上部結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。本工程屬于典型的特大橋梁,采用懸臂現(xiàn)澆施工技術(shù),但需要注意的是,本工程連續(xù)梁處在曲線(xiàn)段,曲線(xiàn)段連續(xù)梁的0#塊底板和墩身的相交位置其受力狀態(tài)比較不理想,會(huì)影響0#塊的穩(wěn)定性,所以在0#塊施工時(shí)必須采取一定措施盡可能平衡底板的受力狀態(tài)。

        圖1 橋梁上部結(jié)構(gòu)示意圖(單位:mm)

        2 0#塊的施工技術(shù)

        2.1 托架安裝及預(yù)壓

        托架安裝及預(yù)壓作為0#塊施工工藝首要的工序,至關(guān)重要。案例工程與墩身中預(yù)埋5個(gè)托架,相互間隔2 m的距離,每個(gè)托架在加工制作完成后將其焊接到預(yù)埋件之上,托架的縱梁、橫梁、托架斜拉桿均采用的是雙拼32a槽鋼,并通過(guò)焊接加以連接固定??v梁的上方采用的是多個(gè)I32a工字鋼進(jìn)行橫向分配搭接,其間距均為50 cm。分配梁的上方均采用10 cm×10 cm的方木作為底模龍骨,間距設(shè)置為20 cm,在最上方采用竹膠板,托架結(jié)構(gòu)如圖2所示。預(yù)壓材料采用重2.2 t的混凝土材質(zhì)預(yù)制塊,本工程共采用356塊。預(yù)壓采用的是三級(jí)預(yù)壓,按照0%→60%→100%→120%→100%→60%→0%這一順序完成預(yù)壓。

        圖2 0#塊施工的托架布置示意圖(單位:mm)

        2.2 支座安裝

        本工程采用的是大調(diào)高量的支座,所有固定的支座及縱向可移動(dòng)支座都設(shè)置在左側(cè),而橫向活動(dòng)支座以及多項(xiàng)活動(dòng)支座均設(shè)置在右側(cè)[2]。在支座安裝前要區(qū)分不同支座的類(lèi)型及安裝位置(表1)。在進(jìn)行支座安裝之前,需要先進(jìn)行鑿毛,根據(jù)實(shí)測(cè)的標(biāo)高、水平位置等,確定安裝的位置。將安裝支座的部位充分清理,并做好標(biāo)記。在支座的底部先鋪設(shè)支撐墊石,在灌漿施工之前,需要先通過(guò)水浸濕支撐墊石的表面。灌漿的模板采用的是5 cm槽鋼制成的可拆卸鋼模,地面鋪設(shè)一層大約4 mm厚度的橡膠防漏層,避免灌漿時(shí)出現(xiàn)漏漿而影響0#塊的穩(wěn)定性。支座的4個(gè)角都通過(guò)楔塊調(diào)整高度,使4個(gè)角處在同一水平面上[3]。具體的支座安裝如圖3所示。

        圖3 支座安裝結(jié)構(gòu)示意圖(單位:mm)

        表1 支座安裝位置及位移量

        支座完成后,再采用高強(qiáng)度無(wú)收縮的灌漿材料進(jìn)行灌注施工,灌漿時(shí)先灌注支座預(yù)留錨栓孔。當(dāng)支座預(yù)留孔接近灌滿(mǎn)時(shí)再由支座中心部位向四周注漿,直至從鋼模與支座底板周邊間隙觀(guān)察到灌漿材料全部灌滿(mǎn)為止。

        2.3 臨時(shí)固結(jié)

        圖4 臨時(shí)支座鋼筋網(wǎng)片平面布置圖(單位:mm)

        2.4 模板施工

        0#塊的模板由底模板、外模板、內(nèi)模板以及端模板組成,安裝時(shí)務(wù)必按照底模板—外模板—端模板—內(nèi)模板的順序進(jìn)行。首先是底模板,本工程0#塊的底模板為20 mm的竹膠板,在下方鋪設(shè)10 cm×10 cm的方木,方木之間的距離為20 cm。在構(gòu)建模板之前,需要對(duì)各尺寸進(jìn)行放樣測(cè)量,沒(méi)有問(wèn)題后安裝底模板[4]。

        外側(cè)模板安裝選用的是大塊定型鋼模板,在加工廠(chǎng)制作檢查合格后涂刷脫模劑,之后通過(guò)汽車(chē)吊配合人工操作進(jìn)行拼裝,將底模和側(cè)模緊密拼接。檢查各接縫均要在1 mm以?xún)?nèi),通過(guò)密封條貼緊,進(jìn)行刮平處理,避免澆筑時(shí)出現(xiàn)漏漿的問(wèn)題。

        0#塊的端模為3 mm厚度的鋼模,模板的四周均通過(guò)鋼筋、底側(cè)模實(shí)現(xiàn)有效連接,在立模施工之前,需要先于端模安裝錨墊板,并根據(jù)設(shè)計(jì)的位置預(yù)留鋼筋和預(yù)應(yīng)力波紋管安裝的預(yù)留孔(圖5)。在澆筑混凝土之前,需要先通過(guò)海綿封堵預(yù)留孔,避免漏漿。

        圖5 0#塊的預(yù)應(yīng)力孔位布置圖(單位:mm)

        2.5 鋼筋安裝

        鋼筋的安裝順序?yàn)榈装濉⒏拱逡约绊敯逡来卫υ?。在捆扎時(shí)如果梁體鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道出現(xiàn)了碰撞、矛盾的情況,需將梁體鋼筋適當(dāng)改變形態(tài),但是不能直接切斷,也不能改變預(yù)應(yīng)力管道[7],為各梁體預(yù)留的孔都應(yīng)當(dāng)根據(jù)預(yù)留孔尺寸安裝環(huán)狀鋼筋。在頂部底板的上下層,以及腹板內(nèi)外的鋼筋網(wǎng)都應(yīng)當(dāng)安裝拉筋,拉筋的橫向間距和縱向間距都應(yīng)當(dāng)為375 mm。

        波紋管的定位鋼筋需要通過(guò)井字的定位鋼筋片進(jìn)行安裝,定位網(wǎng)的縱向間距大約為500 mm,在管道彎折的位置需要定位網(wǎng)適當(dāng)加密,間距可縮短到300 mm。

        2.6 預(yù)應(yīng)力管道安裝

        本工程的0#塊采用的是三向預(yù)應(yīng)力,分別為縱向、橫向以及豎向,縱橫向的預(yù)應(yīng)力波紋管如果和鋼筋出現(xiàn)碰撞,那么預(yù)應(yīng)力管道不能改變,而是適當(dāng)調(diào)整鋼筋的位置。接頭部位的搭接長(zhǎng)度至少30 cm,并通過(guò)防水膠帶纏繞[8]??v向的波紋管需要穿出端模板至少15 cm的距離,從而方便下一段的預(yù)應(yīng)力管道連接。如果豎向的預(yù)應(yīng)力鋼筋和腹板的縱向預(yù)應(yīng)力波紋管相平,或與槽口相碰時(shí),可適當(dāng)調(diào)整豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋為主。

        2.7 混凝土灌注

        采用C50混凝土,在灌注施工中,為提升施工質(zhì)量及安全性,應(yīng)按照一次成型的原則進(jìn)行三步灌漿,依次從底板、腹板、頂板的灌注順序來(lái)完成(圖6)。灌注時(shí)采用對(duì)稱(chēng)灌注,從而保證兩側(cè)混凝土能夠處在同一水平線(xiàn),避免受力不均影響0#塊穩(wěn)定。

        圖6 0#塊的混凝土灌注順序圖

        在灌注時(shí)尤其要注意底板混凝土澆筑,保持其底板的受力平衡,也為了避免混凝土在澆筑時(shí)因?yàn)榱鲃?dòng)面過(guò)大而產(chǎn)生施工縫的問(wèn)題,本工程灌漿時(shí)采用的是從懸臂端向墩頂兩端進(jìn)行對(duì)稱(chēng)灌漿的辦法。在底板澆筑時(shí),分成4個(gè)作業(yè)面(圖7),對(duì)稱(chēng)進(jìn)行,灌注同時(shí)適當(dāng)振搗。

        圖7 0#塊底板灌注工作面劃分

        在混凝土澆筑完成后,蓋上一層塑料薄膜,并通過(guò)土工布將其覆蓋好。定期對(duì)梁體灑水,使其表面充分濕潤(rùn)。經(jīng)過(guò)為期14 d的養(yǎng)護(hù),進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉施工。

        2.8 預(yù)應(yīng)力張拉

        混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行拆模,以及預(yù)應(yīng)力張拉,先是縱向張拉,按照F1-F2-T1-T2-T3的順序,從外側(cè)到內(nèi)側(cè)進(jìn)行左右對(duì)稱(chēng)張拉,張拉結(jié)束后,需要在張拉結(jié)束的2 d之內(nèi)進(jìn)行孔道壓漿,等到縱向壓漿施工結(jié)束后才能張拉豎向的預(yù)應(yīng)力筋。

        豎向張拉按照NO.1~NO.11的順序依次進(jìn)行,逐次張拉一遍后,等到第二日再重復(fù)一遍,之后在1 d內(nèi)進(jìn)行孔道壓漿。

        最后進(jìn)行橫向張拉,張拉的編號(hào)順序?yàn)镸1~M6,依次張拉,從各半的外側(cè)朝著里側(cè)交替單端進(jìn)行張拉,第二日進(jìn)行孔道壓漿。全部張拉結(jié)束后封端處理。

        2.9 底模與支架拆除

        張拉及壓降結(jié)束后,開(kāi)始將底模以及支架結(jié)構(gòu)拆除,利用塔吊、鋼絲繩將需要拆除的部分固定住,通過(guò)割槍切割后,將切除的部分吊到安全位置,依次取出工字鋼、縱向橫向梁、楔塊支撐,使底模和支座拆除下來(lái)。

        3 結(jié) 語(yǔ)

        目前,懸臂現(xiàn)澆連續(xù)梁大多都屬于直線(xiàn)型橋梁,此段屬于曲線(xiàn)型連續(xù)梁,比較有特殊性及代表性。直線(xiàn)型橋梁底部梁體受力均勻,比較穩(wěn)定,曲線(xiàn)型橋梁0#塊按照此方案施工,解決了橋梁受力不均勻等情況,維持一個(gè)曲線(xiàn)型內(nèi)側(cè)受壓、外側(cè)受拉平衡受力狀態(tài),保證高鐵運(yùn)行穩(wěn)定、安全、乘客無(wú)顛簸感。通過(guò)此方案施工節(jié)約了成本,在原工期基礎(chǔ)上縮短了12 d,在不影響S101省道通行問(wèn)題的基礎(chǔ)上,較少占用了公共資源,促進(jìn)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。并且,經(jīng)過(guò)線(xiàn)性檢測(cè),驗(yàn)證結(jié)構(gòu)的實(shí)際變形值和理論計(jì)算值相符,保證0#塊以及后續(xù)塊段施工的精度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求;通過(guò)優(yōu)化測(cè)量方案加快掛籃調(diào)整和模板的定位,保證箱梁的線(xiàn)性平順。

        0#塊是大型現(xiàn)澆連續(xù)梁橋梁工程的基礎(chǔ)性施工環(huán)節(jié),這部分環(huán)節(jié)必須嚴(yán)控施工質(zhì)量。如果連續(xù)梁位于曲線(xiàn)段,就必須充分重視0#塊的底板穩(wěn)定性,在混凝土澆筑過(guò)程中勻稱(chēng)分區(qū)注漿,并通過(guò)三向預(yù)應(yīng)力張拉,形成一個(gè)比較穩(wěn)定的應(yīng)力狀態(tài),從而有效保證其在曲線(xiàn)段施工中的穩(wěn)定性。經(jīng)采取以上施工方式進(jìn)行施工,確保了工期,施工質(zhì)量及安全全部驗(yàn)收合格,取得了比較理想的施工效果,值得同類(lèi)工程參考借鑒。

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