簡析京滬高鐵天津特大橋懸臂澆筑連續(xù)梁施工
2017-10-30
京滬高鐵天津特大橋工區(qū)共有懸臂灌筑連續(xù)梁五處：E11#墩～E14#墩、E100#墩～E103#墩、E127#墩～E130#墩、F95#墩～F98#墩、F281#墩～F284#墩。
懸臂澆筑法的主要施工設(shè)備掛籃是一個(gè)能夠沿軌道行走的活動作業(yè)臺車，它支承在已完成的懸臂梁段上，用以進(jìn)行下一梁段的施工。待新灌梁段施加預(yù)應(yīng)力及管道壓漿后，掛籃前移，進(jìn)行下一個(gè)梁段的施工，如此逐段循環(huán)直至完成全部梁段。
一、連續(xù)箱梁0#段施工
?、磐屑芘c模板。#塊托架采用貝雷梁拼裝搭設(shè)，貝雷以60cm間距拼成組，組間以90cm間距排放，交叉疊放至墩頂，托架頂安裝托座，其上鋪設(shè)方木作為縱橫分配梁，底模、側(cè)模采用鋼模板。托架搭設(shè)后堆放砂袋進(jìn)行等載預(yù)壓，根據(jù)預(yù)壓變形量對底模標(biāo)高做一次調(diào)整。
⑵安裝橋梁支座、施工臨時(shí)支座。先將橋梁支座吊于墩頂，安上錨栓后用環(huán)氧砂漿灌注錨栓孔，然后在支座兩側(cè)設(shè)置臨時(shí)支座，臨時(shí)支座寬70cm，頂面高出永久支座5mm，用C50混凝土澆筑，分上下兩層，中間夾5cm厚M50硫磺砂漿，順橋向靠外側(cè)分別設(shè)置兩排φ32螺紋鋼筋，上、下端分別錨固于梁體與墩身內(nèi)。
⑶0#段施工。0#段鋼筋在橋下制作成半成品，然后吊裝到位一次綁扎成型，并安裝好波紋管道、錨墊板及內(nèi)模板等后進(jìn)行混凝土灌注。0#段混凝土一次澆筑，混凝土灌注時(shí)采用泵送法，先底板再腹板，后頂板。當(dāng)混凝土強(qiáng)度及彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)后，對稱張拉預(yù)應(yīng)力筋并進(jìn)行壓漿。
二、掛籃懸臂灌注梁段施工
0#段預(yù)應(yīng)力施工后，安裝菱形掛籃，并按最大澆筑段梁重采用堆砂袋法預(yù)壓。預(yù)壓結(jié)束后人工綁扎底、腹板鋼筋，安裝豎向及底板部位預(yù)應(yīng)力管道，支立端模及內(nèi)模就位，綁扎頂板鋼筋，安裝頂板預(yù)應(yīng)力管道，采用混凝土泵車對稱澆筑梁段混凝土，當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后對稱張拉預(yù)應(yīng)力筋并壓漿，移動掛籃移位于下一梁段。如此循環(huán)推進(jìn)，直至完成懸澆梁段施工。
?、艗旎@選型、制作。懸灌梁段采用自平衡式菱形掛籃施工，它由菱形桁架、提吊系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、走行錨固系統(tǒng)組成。根據(jù)箱梁設(shè)計(jì)、加工菱形掛籃、走行系統(tǒng)件和桁架，共加工制作4套掛籃。
?、茠旎@安裝。0#段預(yù)應(yīng)力施工完后，對稱安裝兩側(cè)菱形掛籃。其安裝步驟為：鋪設(shè)軌道調(diào)平墊梁及后錨下扁擔(dān)梁→安裝軌道梁并與箱梁豎向預(yù)應(yīng)力筋錨固好→對稱安裝菱形桁架及橫聯(lián)→安裝吊帶→對稱安裝底模→安裝側(cè)模→掛籃調(diào)整。
?、菕旎@預(yù)壓。用堆砂袋或土袋法預(yù)壓，預(yù)壓荷載取最大懸灌段重量，加載前、加載中、卸載后分別觀測底模前后端標(biāo)高變化情況，并與理論計(jì)算值比較，作為線性控制參數(shù)之一。
?、葤旎@底模、側(cè)模標(biāo)高、位置控制。掛籃安好后，檢查模板中線位置；澆筑梁段混凝土前再次測量底模標(biāo)高，通過微調(diào)吊帶調(diào)整底模高程；立模標(biāo)高需根據(jù)實(shí)際掛籃重量及掛籃桁架和吊帶的彈性變形值確定。
?、山壴摻?、安裝波紋管道。人工先綁扎底板、腹板鋼筋，安裝底板縱向預(yù)應(yīng)力管道和豎向預(yù)應(yīng)力筋，待內(nèi)模前移到位后綁扎頂板鋼筋，安裝頂板預(yù)應(yīng)力管道及相關(guān)預(yù)埋件?？v向預(yù)應(yīng)力管道采用高強(qiáng)塑料波紋管，頂板橫向采用金屬波紋管，管道定位采用鋼筋網(wǎng)片。
?、驶炷翝仓?。高性能耐久性混凝土，由攪拌站按照配合比拌制，采用2臺混凝土泵車同時(shí)澆筑混凝土，兩端施工荷載偏差控制在設(shè)計(jì)值之內(nèi)。澆筑混凝土?xí)r每次從前段開始向已澆段方向進(jìn)行，先底板、再腹板，最后頂板，用振動棒按照要求將混凝土搗固密實(shí)，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
三、合攏段施工
橋梁懸灌合攏段施工是保證梁體質(zhì)量的關(guān)鍵所在。合攏段施工前將各T構(gòu)上掛籃退至相應(yīng)位置，改用吊架施工。吊架內(nèi)模、外模、底模均可采用相應(yīng)的掛籃模板，用吊桿吊于兩端的梁段上。主梁合攏的順序按先邊跨后中跨的順序進(jìn)行。
中跨合攏段施工采用單個(gè)掛籃進(jìn)行。合攏時(shí)先將梁體懸臂端的一個(gè)掛籃拆除，另一個(gè)掛籃前移至合攏段上方，同時(shí)檢查兩個(gè)懸臂段高差，超過規(guī)范值后采用壓重物法調(diào)整。然后再安裝合攏段固結(jié)勁性骨架并與一端的預(yù)埋件焊接好，在溫度變化不大的時(shí)段迅速將勁性骨架與另一端的預(yù)埋件焊接好，最后張拉臨時(shí)束鎖定合攏段。
邊跨合攏段采用一個(gè)掛籃及其模板進(jìn)行施工，若兩端梁高差超過規(guī)范值時(shí)，采用在懸臂梁體端壓配重?；炷翝仓Y(jié)束后第二天用卷揚(yáng)機(jī)牽引穿索器穿上通長束的鋼鉸線，當(dāng)合攏段混凝土強(qiáng)度及彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)張拉強(qiáng)度后按設(shè)計(jì)張拉順序，對稱張拉梁體預(yù)應(yīng)力束，先長束后短束。最后進(jìn)行管道壓漿封錨。
(1)合攏段施工工藝。安裝吊架模板→綁扎鋼筋、安裝預(yù)應(yīng)力管道→安裝勁性骨架并立即張拉臨時(shí)束，邊跨時(shí)將直線段與懸臂端間鎖定，中跨時(shí)將兩“T”構(gòu)懸臂端間鎖定→“T”構(gòu)懸臂端壓配重→澆筑合攏段混凝土同時(shí)逐級解除配重→混凝土養(yǎng)生至設(shè)計(jì)張拉強(qiáng)度→按設(shè)計(jì)要求張拉預(yù)應(yīng)力束→解除吊架拆除模板→按設(shè)計(jì)要求解除鎖定→張拉剩余合攏束并壓漿。
(2)合攏段的配重。合攏段的配重施工是保證在合攏施工過程中合攏段兩端的梁段不產(chǎn)生相對移位,保證重量不變,施工順序?yàn)?
①“T”構(gòu)兩端的掛籃向墩中心移動,在移動過程中保證掛籃的對稱移動,以防在移動過程中使梁體根部產(chǎn)生較大的不平衡彎矩;或同時(shí)對稱在原地拆除掛籃。
?、诎凑諆啥似胶獾脑瓌t，根據(jù)各工況配重；
?、墼诤蠑n鎖定后，所有的重量變化，堅(jiān)持測量觀測，掌握梁體標(biāo)高變化的情況，同時(shí)采取增加或減少配重的方式彌補(bǔ)。
(3)合攏段的鎖定支撐
?、俨捎脛傂灾魏蛷埨R時(shí)合攏束鎖定方案，使合攏段兩端形成可以承受一定彎矩和剪力的剛結(jié)點(diǎn)，防止由于溫度等各種因素影響在合攏前就產(chǎn)生變形。對剛性支撐的斷面面積和支撐位置及臨時(shí)束的張拉嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求實(shí)施。
?、趧傂灾捂i定時(shí)間根據(jù)連續(xù)觀測結(jié)果確定，原則上是各合攏段在規(guī)定的時(shí)間，即梁體相對變形最小和溫度變化幅度最小的時(shí)間區(qū)間內(nèi)，全橋?qū)ΨQ、均衡同步鎖定，以免合攏段造成結(jié)構(gòu)、溫度變形發(fā)生突變。
四、預(yù)應(yīng)力筋張拉
?、虐惭b好預(yù)應(yīng)力束及錨具后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的張拉，張拉前進(jìn)行孔道摩阻力試驗(yàn)，確定其損失值，設(shè)定預(yù)應(yīng)力超張拉值。
?、?張拉設(shè)備及機(jī)具應(yīng)與錨具配套使用，在使用前進(jìn)行檢查，配套標(biāo)定千斤頂、壓力表，壓力表的精度不低于1.5級。
?、穷A(yù)應(yīng)力筋張拉方式采取二端張拉方式。在同一結(jié)構(gòu)體要求對稱同時(shí)張拉。
?、阮A(yù)應(yīng)力張拉程序：0→0.1σk(初張拉)→σk（持荷5min）→補(bǔ)拉σk（測伸長量）→錨固。
?、射摻g線張拉控制應(yīng)力：在千斤頂和油表檢校合格后，利用所給的數(shù)據(jù)與方程，計(jì)算出施工中應(yīng)力分級的油表讀數(shù)值。
?、蕪埨瓌t：對稱同時(shí)張拉，先張拉腹板縱向束，再張拉頂板縱向束，后張拉底板縱向束，再張拉豎向精軋螺紋鋼，最后張拉頂板橫向束。
五、孔道真空壓漿
真空壓漿的優(yōu)點(diǎn)：真空灌漿在真空吸力作用下，可以把漿體與管道壁之間氣泡吸走，以提高密實(shí)度，保證壓漿質(zhì)量；另外，在一端吸力與另一端壓力作用下，保證壓漿工作的順利。
⑴采用灌漿泵和普通砂漿攪拌機(jī)，水泥采用與梁體施工同標(biāo)號的水泥，水灰比控制在0.35以內(nèi)，漿體攪拌按配比進(jìn)行。
?、乒酀{前先檢查灌漿孔與泌水管孔是否暢通與密封。
?、枪酀{從孔道張拉端錨墊板灌漿口注入，另一端的張拉錨墊板灌漿口作為抽真空。
?、日婵展酀{：在孔道的一端采用真空泵對孔道進(jìn)行抽真空使之產(chǎn)生負(fù)壓（-0.06～-0.1MPa左右），在孔道的另一端用灌漿泵進(jìn)行灌漿，直至充滿整條孔道，然后灌漿泵再給孔道施加≤0.7MPa的正壓力。
?、烧婵展酀{砂漿封錨
六、結(jié)束語
通過對以上關(guān)鍵工序進(jìn)行了嚴(yán)格的技術(shù)控制，京滬高鐵天津特大橋懸臂澆筑連續(xù)梁施工合格率100%，完全滿足了設(shè)計(jì)要求，為今后施工積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。
