淺談某特大橋連續(xù)梁懸臂灌注施工的關(guān)鍵工序和技術(shù)控制
2017-10-30
某新建客運(yùn)專線全長(zhǎng)806.27km，橋隧總長(zhǎng)673.285km，橋隧比為83.5%。其中一座特大橋全長(zhǎng)7390.78m，有連續(xù)梁5處，均采用懸臂灌注法施工。
1.連續(xù)梁0#塊施工
0#塊采取一次立模整體灌注施工。
1.1 托架設(shè)計(jì)。首先，在主跨兩個(gè)橋墩墩頂?shù)挠谰眯灾ё鶅蓚?cè)各安裝臨時(shí)支座，支座底部用原預(yù)埋在墩側(cè)基礎(chǔ)頂面的大螺栓錨固。0#段采用托（支）架法現(xiàn)澆施工，施工托（支）架支承在承臺(tái)、墩身或地面上。可采用萬能桿件、貝雷架及型鋼等組成。其上鋪設(shè)定型三角托架，再安裝底模和側(cè)模，標(biāo)高與梁底設(shè)計(jì)線型一致。
1.2支架預(yù)壓。支架預(yù)壓的做法是：在支架上用鋼絲繩掛一水箱，水箱距地面高度一定，混凝土灌注以前，將水箱內(nèi)注水，注水量應(yīng)與現(xiàn)澆混凝土重量相同，并通過支架上的縱橫梁將水的重量均布在支架上，使支架的受力狀態(tài)與現(xiàn)澆后混凝土給支架的受力狀態(tài)相同。在現(xiàn)澆梁段混凝土?xí)r，邊灌注混凝土邊放出水箱的水，灌注多少混凝土即放出多少相同重量的水，保證放水與澆筑同步，待梁段現(xiàn)澆完后將水箱用木垛或千斤頂支起，最后解除鋼絲繩。
1.3模板制備。箱梁內(nèi)外側(cè)模均設(shè)計(jì)成框架式結(jié)構(gòu)，由模架、模板、橫帶、豎帶等組成。外側(cè)模板面板采用大塊定型鋼模，以提高梁體表面光滑度。內(nèi)模面板采用30mm厚的木板拼裝而成，設(shè)計(jì)為插板式，澆筑混凝土?xí)r，隨著梁體腹板混凝土澆筑高度的提高，逐步安插內(nèi)模面板。
2.連續(xù)梁掛籃懸澆工藝
為了加快懸臂施工進(jìn)度，各梁段亦采取全斷面一次澆筑。
2.1、掛籃結(jié)構(gòu)。菱形掛籃結(jié)構(gòu)主要由桁架、提吊系統(tǒng)、走行及后錨系統(tǒng)、模板系統(tǒng)和張拉操作平臺(tái)等六部分組成。掛籃是施工梁段的承重結(jié)構(gòu)，掛籃按其懸灌所承受的最大梁段重量及施工荷載等最不利荷載設(shè)計(jì)。
2.2、掛籃拼裝及試驗(yàn)。在墩頂現(xiàn)澆段現(xiàn)澆施工完成后，采用吊機(jī)進(jìn)行掛籃構(gòu)件起吊和拼裝。新加工的掛籃采用試壓臺(tái)加壓法檢測(cè)桁架的受力性能和狀況，通過試壓消除結(jié)構(gòu)的非彈性變形。試壓可采用在橋位附近試驗(yàn)臺(tái)加壓法進(jìn)行。對(duì)拼裝就位待灌注混凝土的掛籃，采用水箱試壓法檢查掛籃的性能和狀況。加壓水箱設(shè)于菱形桁架的前上橫梁吊點(diǎn)處，計(jì)算施加力后，分級(jí)進(jìn)行灌水試壓，記錄全過程掛籃變化情況即可求得控制數(shù)據(jù)。
2.3掛籃的前移。待已灌注梁段混凝土強(qiáng)度和彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)要求指標(biāo)后，對(duì)縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉并壓漿后，鋪設(shè)墊梁和軌道。軌道錨固后，放松底模架前后吊帶并將底模架后橫梁用2個(gè)10t倒鏈懸掛在后上橫梁上；拆除后吊帶與底模架的聯(lián)接，先放松所有后吊桿再放松前吊帶，按照同樣的方法松開外側(cè)模。用2臺(tái)5t倒鏈牽引前支座使菱形桁架帶動(dòng)底模側(cè)模前移，就位后安裝底模后吊帶，將底模吊起。解除外模走行梁的一個(gè)吊帶前移至預(yù)留孔，調(diào)整立模標(biāo)高進(jìn)入下一循環(huán)施工。
2.4掛籃底模、側(cè)模標(biāo)高調(diào)整及位置控制。當(dāng)掛籃安裝完成后，即可進(jìn)行模板標(biāo)高及中線調(diào)整。模板控制標(biāo)高=設(shè)計(jì)標(biāo)高+施工預(yù)留拱度。設(shè)計(jì)標(biāo)高由設(shè)計(jì)院提供。施工預(yù)留拱度由設(shè)計(jì)院提供的理論預(yù)留拱度結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)掛籃試壓測(cè)試數(shù)值等因素，通過編制的線型控制軟件計(jì)算而得。同時(shí)在每個(gè)承臺(tái)頂面上設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)4個(gè)，觀測(cè)群樁的沉降；在墩頂現(xiàn)澆段頂面腹板位置處各設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)4個(gè)，觀測(cè)墩身的壓縮。
3.混凝土施工
本標(biāo)懸灌現(xiàn)澆全部采用泵送混凝土，含砂率要滿足泵送技術(shù)要求，添加泵送劑等外加劑，以增強(qiáng)混凝土的流動(dòng)性和和易性，加快懸灌施工速度。梁體混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)摻入早強(qiáng)減水劑。由于梁段鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道較密，選用的混凝土配合比的坍落度控制在14～18cm。為了使后澆混凝土不引起先澆混凝土的開裂，箱梁梁段混凝土一次澆筑成型，并在底板混凝土凝固以前全部澆筑完畢。
4.預(yù)應(yīng)力施工
縱、橫向預(yù)應(yīng)力筋穿束前用通孔器疏通預(yù)應(yīng)力管道，縱向預(yù)應(yīng)力筋穿束時(shí)先將導(dǎo)線穿過孔道與預(yù)應(yīng)力筋束連接在一起，由卷揚(yáng)機(jī)牽引穿束；橫向預(yù)應(yīng)力筋采用人工穿束。穿束后檢查預(yù)應(yīng)力筋外露情況，保證兩端外露長(zhǎng)度基本相同，滿足張拉要求，然后安裝錨具、千斤頂。豎向預(yù)應(yīng)力筋按設(shè)計(jì)下料直接加工成型，并在梁段混凝土灌注前直接安放在梁體豎向波紋管中。
鋼絞線的張拉在梁段混凝土強(qiáng)度和彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)要求的指標(biāo)后，按設(shè)計(jì)要求的張拉方法和順序進(jìn)行張拉。張拉程序?yàn)椋?→初應(yīng)力→бcon（持荷2min錨固）→бcon。豎向預(yù)應(yīng)力筋在縱橫向預(yù)應(yīng)力筋張拉完成，掛籃前移后進(jìn)行張拉，張拉程序?yàn)椋?→初應(yīng)力→бcon。
張拉時(shí)確保“三同心兩同步”，并采取雙控措施，以預(yù)應(yīng)力控制為主、伸長(zhǎng)量校核為輔。“三同心”即錨墊板與管道同心，錨具和錨墊板同心，千斤頂和錨具同心。“兩同步”即兩側(cè)兩端均勻?qū)ΨQ同時(shí)張拉。在張拉及使用過程中，按規(guī)定對(duì)張拉機(jī)具定期進(jìn)行校驗(yàn)和標(biāo)定。
孔道壓漿在預(yù)應(yīng)力張拉完成、掛籃前移之前進(jìn)行，壓漿采用真空輔助壓漿工藝施工，水泥選用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.40～0.45。為增強(qiáng)其流動(dòng)性，可摻入FDN-5高效減水劑，摻量約為水泥用量的0.6%，此時(shí)水灰比可減小到為0.35。
5.邊跨現(xiàn)澆段施工
邊跨直線段支架安裝完成之后，必須做靜載壓重試驗(yàn)，以消除結(jié)構(gòu)殘余變形。立模調(diào)整標(biāo)高后綁扎鋼筋，安裝預(yù)應(yīng)力管道及預(yù)埋件，澆筑混凝土。直線段混凝土應(yīng)在懸臂段倒數(shù)第二節(jié)段施工結(jié)束前完成，以利控制最后節(jié)段的施工放樣高程，確保合攏段的施工精度和成橋設(shè)計(jì)線型。施工順序如下：⑴支架基礎(chǔ)處理；⑵架設(shè)萬能桿件支架，支架上鋪設(shè)型鋼平臺(tái)；⑶按梁段設(shè)計(jì)重量對(duì)支架進(jìn)行等載預(yù)壓，消除其非彈性變量，并測(cè)定彈性變形值，做為調(diào)整模板高程的依據(jù)；⑷安裝現(xiàn)澆底模及側(cè)模，底模下設(shè)木楔調(diào)整塊；⑸測(cè)量底板高程和位置；⑹綁扎底腹板鋼筋及底板縱向預(yù)應(yīng)力管道，安裝豎向預(yù)應(yīng)力筋；⑺裝內(nèi)頂模，綁扎頂板底層鋼筋，安裝縱、橫向預(yù)應(yīng)力管道，綁扎頂板頂層鋼筋；⑻澆筑梁體砼，養(yǎng)生鑿毛。⑼拆除外側(cè)模和內(nèi)模，等待合攏張拉后，落模拆除支架。
6.連續(xù)梁合攏段施工
合攏段采用吊架法進(jìn)行施工，按照先合攏邊跨、后合攏中跨的順序施工。
?、藕附影惭b合攏段體外固結(jié)勁性骨架，綁扎鋼筋，連接預(yù)應(yīng)力管道并定位，并使勁性骨架與周圍鋼筋焊接，對(duì)中間跨合攏段須設(shè)體外鋼結(jié)構(gòu)勁性骨架及臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束并張拉鎖定。
?、瓢惭b吊架于合攏段上方，并調(diào)整就位，再安裝內(nèi)模，在梁體懸臂端采用磚砌水池充水配重，選擇日溫度最低的夜間澆筑合攏段混凝土，并逐級(jí)解除合攏段壓配重。
⑶等邊跨混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，開始中跨施工。
?、仍诨炷翉?qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)張拉強(qiáng)度后，按設(shè)計(jì)張拉順序，對(duì)稱張拉梁體預(yù)應(yīng)力束，先長(zhǎng)束后短束，待預(yù)應(yīng)力束張拉完畢后，將管道壓漿封錨。
⑸等中跨合攏完畢后，按設(shè)計(jì)要求張拉所有剩余的預(yù)應(yīng)力束，全部完成體系轉(zhuǎn)換。
7.動(dòng)態(tài)跟蹤控制
從施工到運(yùn)營(yíng)要經(jīng)歷多種引起梁體線形變化的因素影響，這些因素有：結(jié)構(gòu)自重、結(jié)構(gòu)附加荷載、預(yù)加應(yīng)力、收縮、徐變、活載、施工荷載等，因此在施工中除嚴(yán)格控制混凝土拌制質(zhì)量和預(yù)加應(yīng)力外，還應(yīng)采取計(jì)算程序進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤控制。
連續(xù)梁懸臂施工中要在設(shè)計(jì)給出的理論撓度值的基礎(chǔ)上，通過測(cè)得各種材料的實(shí)際參數(shù)（混凝土彈模、強(qiáng)度、容重、坍落度，掛籃變形，溫度等）和實(shí)際梁段位移，采用大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋施工動(dòng)態(tài)跟蹤程序 “TRBT”計(jì)算并調(diào)整梁端立模標(biāo)高，確保其合攏后的線形符合設(shè)計(jì)。
8.結(jié)語
通過對(duì)以上關(guān)鍵工序進(jìn)行了嚴(yán)格的技術(shù)控制，該座特大橋連續(xù)梁懸臂灌注施工合格率100%，完全滿足了設(shè)計(jì)要求。
