老山大橋主墩合攏施工技術(shù)新探
2017-06-19
一、工程概況
廈蓉高速（貴州境）榕江格龍至都勻段公路工程位于貴州省黔東南苗族侗族自治州及黔南布依族苗族州境內(nèi)，是國家“7918”高速公路規(guī)劃廈門至成都高速公路貴州境的重要組成部分，也是貴州省規(guī)劃的“3388”骨架公路網(wǎng)的重要組成路段。由中鐵二十一局集團(tuán)三公司承建的老山大橋?yàn)樽笥曳蛛x式橋梁，主橋部分為懸澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，橋型布置為5×40+2×95+4×40+（74+2×140+74） m，最大墩高103 m。主橋左線位于R=4235 m的圓曲線上，右線位于R=4000 m的圓曲線上，全橋橫跨3條“V”型山谷，溝谷地段近于直立，地形陡峭。
二、合攏段設(shè)計（以左線第四聯(lián)為例進(jìn)行說明）
左線第四聯(lián)設(shè)計三個主墩（12#、13#、14#）及兩個過渡墩（11#、15#），單墩設(shè)計有16個節(jié)段，懸澆箱梁為單箱單室直腹板斷面，箱寬7 m。第四聯(lián)共計有兩個邊跨現(xiàn)澆段、兩個邊跨合攏段、兩個中跨合攏段。邊跨現(xiàn)澆段長度為3 m，合攏段長度為2 m，高度為3.1 m，邊跨底板厚度從100 cm～30 cm漸變，腹板厚度從225 cm～50 cm漸變，頂板厚度從100 cm～28 cm漸變。中跨底板厚度為30 cm，腹板厚度為50 cm，頂板厚度為28 cm，全橋頂板寬度為13 m。見圖1。
三、邊跨現(xiàn)澆段施工
根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際情況（左11#墩高67.5 m，左15#墩高1.8 m）確定，左11#墩處現(xiàn)澆段采用預(yù)埋托架、左15#墩處現(xiàn)澆段采用鋼管支架作為承重結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工。
1.左11#處邊跨現(xiàn)澆段承重結(jié)構(gòu)。在蓋梁一側(cè)預(yù)埋32的對口槽鋼兩排（每排4根）作為牛腿，在牛腿上焊接托架作為承重系統(tǒng)，蓋梁另一側(cè)從承臺部位預(yù)埋4根φ32的精軋螺紋鋼作為平衡重。在托架頂布置鋼砂桶用于拆除底模，鋼砂桶采用外徑273 mm的螺旋焊縫鋼管進(jìn)行制作，然后在沙桶頂鋪設(shè)40工字鋼兩根作為橫梁，橫梁上鋪設(shè)20工字鋼及底模板。圖2為承重結(jié)構(gòu)圖。
圖2 承重結(jié)構(gòu)圖
2.左15#處邊跨現(xiàn)澆段承重結(jié)構(gòu)。左15#墩地勢較低，搭設(shè)鋼管支架簡單、快速，將原地面平整夯實(shí)后，澆筑10 cm厚的混凝土，然后在鋼管底鋪設(shè)10 cm的方木，鋼管采用φ48×3.5 cm的鋼管，底下用底座，頂用絲口頂托，立桿縱向間距60 cm、橫向間距40 cm（腹板位置處），水平桿間距1.2 m，然后在頂托上布置20工字鋼（工字鋼較現(xiàn)澆段長度加長80 cm）、鋪設(shè)底模作為承重結(jié)構(gòu)，見圖3。
3.現(xiàn)澆段鋼筋綁扎及混凝土澆筑。邊跨現(xiàn)澆段底模鋪設(shè)完成后，根據(jù)橋梁監(jiān)控方確定的底模高程進(jìn)行底模標(biāo)高的調(diào)整，待標(biāo)高調(diào)整到位后，安裝側(cè)模板。側(cè)模采用大塊鋼模板進(jìn)行拼接，翼緣板處采用立桿支撐，模板外用14槽鋼進(jìn)行加固，然后用φ25的螺紋鋼做拉桿進(jìn)行定位，綁扎底板及腹板鋼筋，安裝內(nèi)模，內(nèi)模采用組合鋼模板。內(nèi)模安裝調(diào)整到位后，綁扎頂板鋼筋。
邊跨縱向預(yù)應(yīng)力鋼絞線端頭設(shè)計采用固定端錨具，故邊跨現(xiàn)澆段的施工不宜太早，應(yīng)安排在懸澆節(jié)段最后一個節(jié)段施工的時候進(jìn)行，便于鋼絞線定位。此時將帶有固定端錨具的鋼絞線按設(shè)計要求布置后，另一頭穿入懸澆節(jié)段的對應(yīng)孔道內(nèi)，為防止鋼絞線預(yù)穿可能造成的孔道漏漿堵塞的情況，應(yīng)將波紋管的接頭用膠帶綁扎牢固。同時將豎向精軋鋼、勁性骨架及頂板橫向鋼絞線按設(shè)計要求安裝到位，上述工作需與鋼筋綁扎同時進(jìn)行。
混凝土澆筑采用泵送入模，分層澆筑?；炷翝仓?，應(yīng)對左11#墩頂預(yù)埋精軋螺紋鋼進(jìn)行等重張拉，防止墩身側(cè)壓偏大，對墩身造成破壞。合攏后，解除精軋螺紋鋼鎖定。
四、邊跨合攏段施工
1.準(zhǔn)備工作。在懸澆節(jié)段16#段施工完畢后，清除箱梁頂面及內(nèi)箱的材料設(shè)備，對于不需要的材料設(shè)備要全部清理到橋下，必須要使用的材料設(shè)備應(yīng)堆放到箱梁0#塊主墩頂上，盡最大限度減少對箱梁懸臂端標(biāo)高的影響。同時拆除現(xiàn)澆段內(nèi)外側(cè)模。
2.模板安裝。在掛藍(lán)底?？v梁與現(xiàn)澆段縱梁的空隙中，布置20工字鋼在掛藍(lán)前底橫梁和現(xiàn)澆段底橫梁上作為承重結(jié)構(gòu)（15#墩處現(xiàn)澆段將20工字鋼加長布置在掛藍(lán)前底橫梁上），重新鋪設(shè)底模，安裝內(nèi)外側(cè)模，逐個調(diào)整前吊帶位置，避開波紋管道，同時在吊帶與模板、混凝土沖突的位置將模板開口，在底板與頂板位置處用竹膠板做出預(yù)留孔，用于吊帶上下活動，見圖4。
3.鋼筋綁扎及勁性骨架安裝。鋼筋分兩次綁扎，第一次安放底板、腹板鋼筋、豎向預(yù)應(yīng)力筋，并對預(yù)穿縱向波紋管定位，第二次綁扎頂板鋼筋，橫向預(yù)應(yīng)力筋穿束及定位。
本橋合攏段勁性骨架為28槽鋼雙肢，布置在腹板上下倒角處，共計四處。在16#梁段和現(xiàn)澆段腹板上下倒角處安裝制作好的預(yù)埋件，按設(shè)計要求在澆筑16#段及現(xiàn)澆段時進(jìn)行定位，然后將合攏段勁性骨架與一端焊接密實(shí)，焊接前將預(yù)埋鋼板及槽鋼清理干凈，另一端作為調(diào)節(jié)端，施焊時要采取溫控措施，用木板對混凝土進(jìn)行遮擋，避免燒傷混凝土。
4.合攏段鎖定。合攏段配重的設(shè)置：為保證合攏段線型以及減少合攏段混凝土澆筑后產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，在懸臂端應(yīng)設(shè)置配重，分為兩類。一是為了調(diào)節(jié)線型用配重，根據(jù)主梁合攏口高差情況，確定采用調(diào)節(jié)梁段線型用配重大小，此類配重的設(shè)置應(yīng)根據(jù)合攏段兩端的高差，按監(jiān)控、設(shè)計單位允許的懸臂施工不平衡荷載范圍內(nèi)控制，從而達(dá)到解決合攏口高差的目的，以此實(shí)現(xiàn)高精度合攏目標(biāo)。二是設(shè)置合攏段混凝土作用到懸臂端的重量，以合攏段混凝土全部重量考慮，在現(xiàn)澆段頂級懸澆節(jié)段頂對稱布設(shè)（各布置1/2合攏段混凝土重量）。采取在梁的兩端加水箱配重方式。水箱可采用組合鋼模組拼，在組合鋼模內(nèi)鋪一層厚塑料布利于裝水。合攏段的鎖定：合攏段鎖定宜選在日照溫差小的陰天或溫度變化幅度較平穩(wěn)的時間段進(jìn)行。根據(jù)施工現(xiàn)場氣候條件，確定為凌晨0：00～3：00合攏鎖定。 5.邊跨合攏段混凝土的澆筑。在澆筑合攏段混凝土前一周，觀測這一周時間的氣溫數(shù)據(jù)，找出氣溫變化規(guī)律，確定一天中最低溫度時間，恒溫時間，升溫時間，以便在氣溫最低且溫度變化較小的一段時間里澆筑混凝土，澆筑結(jié)束正值升溫，這樣混凝土受熱膨脹受壓比收縮受拉有利。合攏時間安排至凌晨0：00～3：00時間段內(nèi)進(jìn)行混凝土澆筑。隨著混凝土的澆筑，配重等量減少，直至混凝土澆筑完畢，配重全部移除。合攏段混凝土宜采用較小的水灰比，通過試驗(yàn)摻入一定比例的微膨脹劑，以彌補(bǔ)混凝土硬化過程中收縮引起的體積損失?；炷翝仓戤吅?，在梁頂面上鋪覆蓋物，與合攏段兩相鄰梁段1 m范圍內(nèi)一起養(yǎng)護(hù)，箱內(nèi)箱外均不間斷地灑水養(yǎng)護(hù)。
6.邊跨合攏段預(yù)應(yīng)力張拉及體系轉(zhuǎn)換。根據(jù)設(shè)計圖紙的要求，待混凝土澆筑完成，達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的95%，順次張拉底板束鋼絞線B4～B1，然后張拉頂板束H2、H1。按設(shè)計要求，張拉采用單端張拉的方式進(jìn)行。張拉完成后，及時壓漿，合攏階段張拉順序?yàn)橄冗M(jìn)行縱向束的張拉，然后進(jìn)行豎向束張拉，最后完成橫向束張拉。待壓漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的95%以上時，拆除掛藍(lán)、托架、支架及模板，將邊跨蓋梁頂雜物清理干凈，預(yù)留孔進(jìn)行填充，完成邊跨體系轉(zhuǎn)換。
五、中跨合攏
待邊跨合攏，拆除12#、14#墩上的掛籃時，保留各墩靠近中跨部位的掛籃上的前底橫梁，用吊帶通過預(yù)留孔將前底橫梁懸掛在懸澆節(jié)段靠近端頭處50 cm，其他構(gòu)件全部拆除，然后將13#墩頂掛藍(lán)底藍(lán)用卷揚(yáng)機(jī)固定，然后將13#墩上的掛籃主桁架拆除，用吊帶及導(dǎo)梁將側(cè)模固定在懸澆節(jié)段上，用卷揚(yáng)機(jī)牽引將底藍(lán)縱梁插入預(yù)留的底橫梁上，將底藍(lán)固定后，將將內(nèi)外模前移，用兩端的底橫梁及內(nèi)外導(dǎo)梁作為承重構(gòu)件施工中跨合攏段，見圖5。
待模板調(diào)整到位后，安裝底板及腹板鋼筋及勁性骨架，按設(shè)計要求對勁性骨架進(jìn)行鎖定、鎖定溫度控制在15+3度范圍內(nèi)。合攏段澆筑混凝土?xí)r，氣溫控制在15+3度范圍內(nèi)，選擇在夜間00：00～3：00進(jìn)行骨架鎖定及合攏段混凝土的澆筑，實(shí)現(xiàn)主梁中跨合攏。鎖定前兩端配重采用水箱的方式，每端重量為1/2中跨合攏段重量。隨著混凝土的澆筑，配重等量減少，直至混凝土澆筑完畢，配重全部移除。待混凝土澆筑完成，達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的95%，順次張拉中跨底板束鋼絞線Z9～Z1，然后張拉頂板束T18、T17。張拉完成后，壓漿、拆除底藍(lán)及模板，實(shí)現(xiàn)全橋合攏。中跨合攏段縱向鋼絞線布置密集，為防止出現(xiàn)底板拉裂的情況，分兩批進(jìn)行張拉。第一次張拉底板束Z9～Z5、壓漿，達(dá)到壓漿強(qiáng)度的95#以上時，在進(jìn)行剩余縱向鋼絞線的張拉、壓漿。
中跨合攏后，及時豎向及橫向預(yù)應(yīng)力筋，對箱體內(nèi)外進(jìn)行全面清理，原預(yù)留孔進(jìn)行封堵，同時對成橋的標(biāo)高進(jìn)行定期觀測，監(jiān)控單位應(yīng)對梁體應(yīng)力變化進(jìn)行定期測量，以便掌握梁體應(yīng)力分布及變形情況。
六、結(jié)束語
T形剛構(gòu)合攏段施工處于懸澆梁體施工后期，也是能否成橋的關(guān)鍵所在，故選用適合的設(shè)計及施工現(xiàn)場實(shí)際情況的施工工藝十分關(guān)鍵。本文通過在廈蓉高速公路格都段老山大橋施工中的體會，對老山大橋T形剛構(gòu)合攏段施工技術(shù)進(jìn)行了全面闡述，以供同行參考。
