淺談準池鐵路下窯子特大橋連續(xù)梁掛籃懸澆施工
2017-10-30
中鐵十九局集團六公司負責(zé)施工的新建準池鐵路下窯子特大橋，位于山西省朔州市右玉縣境內(nèi)，橋址處地形為山前沖積平原，地形整體平坦開闊。本橋為單線曲線橋，橋中心里程為ZDK4+730.5，橋長1602.63m，最高橋墩高24.75m。全橋孔跨布置為1-32m+（32+48+32）m連續(xù)梁+7-32m+2-24m+7-32m+2-24m+27-32m。本橋采用T型橋臺，圓端形實體墩，全部采用鉆孔樁基礎(chǔ)。
本橋于3處跨越既有道路，其中在ZDK4+026.45處采用（32+48+32）m連續(xù)梁跨越虎山公路，其余兩處采用簡支梁跨越。
本橋下部結(jié)構(gòu)采用常規(guī)方法施工：樁基采用回轉(zhuǎn)鉆機、沖擊鉆機成孔，導(dǎo)管法灌注水下混凝土；承臺采用大塊組合鋼模板澆筑；墩身采用桁架式整體定型鋼模澆筑。本橋簡支T梁由鋪架標(biāo)段負責(zé)預(yù)制架設(shè)施工；特殊結(jié)構(gòu)（預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁）采用掛籃懸臂懸澆施工。本文著重對掛籃懸臂懸澆施工的關(guān)鍵工序和技術(shù)控制進行闡述。
連續(xù)梁懸臂灌注施工工藝流程： 節(jié)段施工驗收→掛籃錨固、底籃提升→外側(cè)模就位→綁扎底板、腹板鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道、豎向筋→安裝內(nèi)模→檢查簽證→澆筑混凝土→養(yǎng)護→預(yù)應(yīng)力張拉→管道壓漿→掛籃前移→合攏段施工
1 掛籃的結(jié)構(gòu)設(shè)計及拼裝
0#塊施工完后，利用吊機在0#塊上拼裝菱形掛籃，進行梁段懸澆。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)和張拉操作平臺等六部分組成。
2 掛籃結(jié)構(gòu)
掛籃是施工梁段的承重結(jié)構(gòu)，又是施工梁段的作業(yè)（懸灌，張拉等）現(xiàn)場，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。
3 掛籃拼裝及試驗
在墩頂現(xiàn)澆段現(xiàn)澆施工完成后（含預(yù)應(yīng)力施工及壓漿），采用吊機進行掛籃構(gòu)件起吊和拼裝。安裝時注意橋墩兩側(cè)的掛籃應(yīng)對稱同步安裝，按設(shè)計要求控制不均衡荷載。
新加工的掛籃采用試壓臺加壓法檢測桁架的受力性能和狀況，未經(jīng)試壓的掛籃不得吊裝上墩進行懸灌施工。通過試壓消除結(jié)構(gòu)的非彈性變形。
對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處，計算施加力后，分級進行灌水試壓，記錄全過程掛籃變化情況即可求得控制數(shù)據(jù)。
菱形掛籃拼裝施工工藝流程為：掛籃桿件預(yù)拼裝→安放軌道調(diào)平墊梁→安裝軌道并錨固→安裝帶反扣輪的后支座→安裝菱形桁架→安裝菱形桁架間連接桁架→安裝前上橫梁及吊帶→安裝底模→安裝外側(cè)模→調(diào)整模板尺寸及標(biāo)高→掛籃預(yù)壓
4 掛籃的前移
待已灌注梁段混凝土強度和彈性模量達到設(shè)計要求指標(biāo)后，對縱向預(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5t倒鏈牽引前支座使菱形桁架帶動底模側(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吊帶前移至預(yù)留孔，調(diào)整立模標(biāo)高進入下一循環(huán)施工。
5 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，即可進行模板標(biāo)高及中線調(diào)整。模板控制標(biāo)高=設(shè)計標(biāo)高+施工預(yù)留拱度。設(shè)計標(biāo)高由設(shè)計院提供。施工預(yù)留拱度由設(shè)計院提供的理論預(yù)留拱度結(jié)合現(xiàn)場掛籃試壓測試數(shù)值（如彈性變形值）等因素，通過編制的線型控制軟件計算而得。同時在每個承臺頂面上設(shè)水準點4個，觀測群樁的沉降；在墩頂現(xiàn)澆段頂面腹板位置處各設(shè)水準點4個，觀測墩身的壓縮。
6 綁扎鋼筋、安裝波紋管道
鋼筋集中加工，塔吊吊裝至掛籃位置，人工綁扎。先綁扎底板、腹板鋼筋，并安裝豎向預(yù)應(yīng)力筋、底板波紋管道，待內(nèi)模前移到位后綁扎頂板底層鋼筋，安裝頂板預(yù)應(yīng)力管道，綁扎頂板上層鋼筋、安裝頂板預(yù)埋件。
安裝波紋管時如與構(gòu)造鋼筋沖突時，適當(dāng)移動構(gòu)造鋼筋，絕對保證預(yù)應(yīng)力管道按設(shè)計位置定位，并采取加粗定位鋼筋直徑，加密定位鋼筋網(wǎng)片、網(wǎng)片與箱梁構(gòu)造筋點焊牢固等措施，保證預(yù)應(yīng)力管道位置在澆筑混凝土?xí)r不移位、不破損。
在灌注混凝土前檢查預(yù)應(yīng)力管道的接頭是否連接緊密，管身是否完好，在混凝土灌注過程中不得直接振搗預(yù)應(yīng)力管道，以防其移位、破損、漏漿。
7 混凝土施工
混凝土采用泵送澆筑。為縮短工期，加快進度，確保一段梁體的施工周期在8～10天左右，梁體混凝土配合比設(shè)計時摻入早強減水劑。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。
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，以避免裂紋的產(chǎn)生。混凝土澆筑采用先梁節(jié)前端，后梁節(jié)后端，并從腹板向中間推進的方法。
8 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，由卷揚機牽引穿束；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)計下料加工成型，并在梁段混凝土灌注前直接安放在豎向波紋管中。
鋼絞線的張拉在梁段混凝土強度和彈性模量達到設(shè)計要求的指標(biāo)后，按設(shè)計要求的張拉方法和順序進行張拉。張拉程序為：0→初應(yīng)力→бcon（持荷2min錨固）→бcon（錨固）。
豎向預(yù)應(yīng)力筋在縱橫向預(yù)應(yīng)力筋張拉完成，掛籃前移后進行張拉，張拉程序為：0→初應(yīng)力→бcon（錨固）。
張拉時確保“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同時張拉。在張拉及使用過程中，按規(guī)定對張拉機具定期進行校驗和標(biāo)定。
孔道壓漿在預(yù)應(yīng)力張拉完成、掛籃前移之前進行，壓漿采用真空輔助壓漿工藝，水泥選用42.5級普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.40～0.45。為增強其流動性，可摻入高效減水劑。為減少收縮，可摻入適量的微膨脹劑。
9 連續(xù)梁合攏段施工
合攏段采用吊架法進行施工，按照先合攏邊跨、后合攏中跨的順序施工。施工步驟如下：
⑴焊接安裝合攏段體外固結(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，對中間跨合攏段須設(shè)體外鋼結(jié)構(gòu)勁性骨架及臨時預(yù)應(yīng)力束并張拉鎖定。
⑵安裝吊架于合攏段上方，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，并逐級解除合攏段壓配重。
⑶等邊跨混凝土達到設(shè)計強度后，開始中跨施工。
?、仍诨炷翉姸冗_到設(shè)計張拉強度后，按設(shè)計張拉順序，對稱張拉梁體預(yù)應(yīng)力束，先長束后短束，待張拉完畢后進行壓漿封錨。
?、纱锌绾蠑n完畢后，按設(shè)計要求張拉所有剩余的預(yù)應(yīng)力束，全部完成體系轉(zhuǎn)換。
10 結(jié)語
通過對以上關(guān)鍵工序進行了嚴格的技術(shù)控制，中鐵十九局集團六公司準池鐵路下窯子特大橋連續(xù)梁掛籃懸澆施工合格率100%，優(yōu)良率99%，完全滿足了設(shè)計要求。
