淺談某特大橋連續(xù)梁懸臂灌注施工的關鍵工序和技術控制
2017-10-30
某新建客運專線全長806.27km，橋隧總長673.285km，橋隧比為83.5%。其中一座特大橋全長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 托架設計。首先，在主跨兩個橋墩墩頂的永久性支座兩側各安裝臨時支座，支座底部用原預埋在墩側基礎頂面的大螺栓錨固。0#段采用托（支）架法現澆施工，施工托（支）架支承在承臺、墩身或地面上?？刹捎萌f能桿件、貝雷架及型鋼等組成。其上鋪設定型三角托架，再安裝底模和側模，標高與梁底設計線型一致。
1.2支架預壓。支架預壓的做法是：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，將水箱內注水，注水量應與現澆混凝土重量相同，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)與現澆后混凝土給支架的受力狀態(tài)相同。在現澆梁段混凝土時，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。箱梁內外側模均設計成框架式結構，由模架、模板、橫帶、豎帶等組成。外側模板面板采用大塊定型鋼模，以提高梁體表面光滑度。內模面板采用30mm厚的木板拼裝而成，設計為插板式，澆筑混凝土時，隨著梁體腹板混凝土澆筑高度的提高，逐步安插內模面板。
2.連續(xù)梁掛籃懸澆工藝
為了加快懸臂施工進度，各梁段亦采取全斷面一次澆筑。
2.1、掛籃結構。菱形掛籃結構主要由桁架、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。掛籃是施工梁段的承重結構，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計。
2.2、掛籃拼裝及試驗。在墩頂現澆段現澆施工完成后，采用吊機進行掛籃構件起吊和拼裝。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，通過試壓消除結構的非彈性變形。試壓可采用在橋位附近試驗臺加壓法進行。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據。
2.3掛籃的前移。待已灌注梁段混凝土強度和彈性模量達到設計要求指標后，對縱向預應力筋張拉并壓漿后，鋪設墊梁和軌道。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模。用2臺5t倒鏈牽引前支座使菱形桁架帶動底模側模前移，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留孔，調整立模標高進入下一循環(huán)施工。
2.4掛籃底模、側模標高調整及位置控制。當掛籃安裝完成后，即可進行模板標高及中線調整。模板控制標高=設計標高+施工預留拱度。設計標高由設計院提供。施工預留拱度由設計院提供的理論預留拱度結合現場掛籃試壓測試數值等因素，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水準點4個，觀測群樁的沉降；在墩頂現澆段頂面腹板位置處各設水準點4個，觀測墩身的壓縮。
3.混凝土施工
本標懸灌現澆全部采用泵送混凝土，含砂率要滿足泵送技術要求，添加泵送劑等外加劑，以增強混凝土的流動性和和易性，加快懸灌施工速度。梁體混凝土配合比設計時摻入早強減水劑。由于梁段鋼筋及預應力管道較密，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.預應力施工
縱、橫向預應力筋穿束前用通孔器疏通預應力管道，縱向預應力筋穿束時先將導線穿過孔道與預應力筋束連接在一起，由卷揚機牽引穿束；橫向預應力筋采用人工穿束。穿束后檢查預應力筋外露情況，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。豎向預應力筋按設計下料直接加工成型，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度和彈性模量達到設計要求的指標后，按設計要求的張拉方法和順序進行張拉。張拉程序為：0→初應力→бcon（持荷2min錨固）→бcon。豎向預應力筋在縱橫向預應力筋張拉完成，掛籃前移后進行張拉，張拉程序為：0→初應力→бcon。
張拉時確保“三同心兩同步”，并采取雙控措施，以預應力控制為主、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”即兩側兩端均勻對稱同時張拉。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定。
孔道壓漿在預應力張拉完成、掛籃前移之前進行，壓漿采用真空輔助壓漿工藝施工，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FDN-5高效減水劑，摻量約為水泥用量的0.6%，此時水灰比可減小到為0.35。
5.邊跨現澆段施工
邊跨直線段支架安裝完成之后，必須做靜載壓重試驗，以消除結構殘余變形。立模調整標高后綁扎鋼筋，安裝預應力管道及預埋件，澆筑混凝土。直線段混凝土應在懸臂段倒數第二節(jié)段施工結束前完成，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計線型。施工順序如下：⑴支架基礎處理；⑵架設萬能桿件支架，支架上鋪設型鋼平臺；⑶按梁段設計重量對支架進行等載預壓，消除其非彈性變量，并測定彈性變形值，做為調整模板高程的依據；⑷安裝現澆底模及側模，底模下設木楔調整塊；⑸測量底板高程和位置；⑹綁扎底腹板鋼筋及底板縱向預應力管道，安裝豎向預應力筋；⑺裝內頂模，綁扎頂板底層鋼筋，安裝縱、橫向預應力管道，綁扎頂板頂層鋼筋；⑻澆筑梁體砼，養(yǎng)生鑿毛。⑼拆除外側模和內模，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行施工，按照先合攏邊跨、后合攏中跨的順序施工。
⑴焊接安裝合攏段體外固結勁性骨架，綁扎鋼筋，連接預應力管道并定位，并使勁性骨架與周圍鋼筋焊接，對中間跨合攏段須設體外鋼結構勁性骨架及臨時預應力束并張拉鎖定。
?、瓢惭b吊架于合攏段上方，并調整就位，再安裝內模，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。
?、堑冗吙缁炷吝_到設計強度后，開始中跨施工。
?、仍诨炷翉姸冗_到設計張拉強度后，按設計張拉順序，對稱張拉梁體預應力束，先長束后短束，待預應力束張拉完畢后，將管道壓漿封錨。
?、傻戎锌绾蠑n完畢后，按設計要求張拉所有剩余的預應力束，全部完成體系轉換。
7.動態(tài)跟蹤控制
從施工到運營要經歷多種引起梁體線形變化的因素影響，這些因素有：結構自重、結構附加荷載、預加應力、收縮、徐變、活載、施工荷載等，因此在施工中除嚴格控制混凝土拌制質量和預加應力外，還應采取計算程序進行動態(tài)跟蹤控制。
連續(xù)梁懸臂施工中要在設計給出的理論撓度值的基礎上，通過測得各種材料的實際參數（混凝土彈模、強度、容重、坍落度，掛籃變形，溫度等）和實際梁段位移，采用大跨度預應力混凝土梁橋施工動態(tài)跟蹤程序 “TRBT”計算并調整梁端立模標高，確保其合攏后的線形符合設計。
8.結語
通過對以上關鍵工序進行了嚴格的技術控制，該座特大橋連續(xù)梁懸臂灌注施工合格率100%，完全滿足了設計要求。
