沙朗特大桥施工工艺与质量控制

陈 峰,赵 瑞,李 鹏

(1.黑龙江龙建路桥股份有限公司第四工程处;2.中铁二局第一工程有限公司;3.中铁四局集团有限公司)

1 工程概况

沙朗特大桥位于滨海地区,气候温和,雨量充沛。41～44号墩 75+125+75m联悬臂现浇连续箱梁全长 275m,为直腹板变高双线单箱单室截面,全联共分 71个梁段,最大悬臂浇筑块重 1 860.3 kN。由于悬臂现浇梁段多,梁段体积大,一次浇筑混凝土数量多,故而挂篮悬灌的施工及其质量控制为工程的重难点之一。

2 箱梁悬灌梁段施工

2.1 悬灌梁段总体施工工艺

梁段悬浇施工的工艺顺序为:挂篮就位→调整挂篮底模、外模标高并固定→吊装或绑扎底板、腹板钢筋,安装底板、腹板波纹管和竖向预应力粗钢筋,固定腹板锚具→内模就位→绑扎顶板钢筋,安装顶板波纹管→固定顶板锚具→安装端头模板→二次对称灌注梁段混凝土→覆盖养护→穿束→张拉→压浆→挂篮前移→进入下一梁段的施工循环。

箱梁悬浇施工进行中,应保证两悬臂端挂篮施工速度的平衡,要求施工进度偏差小于 30%,施工重量偏差小于 2%。施工过程中,随时观测挠度及应力情况,发现异常及时调整、分析后再继续施工。混凝土浇筑施工时,从悬臂端向箱梁根部施工进行。以防止由于挂篮前端下挠而引起已浇筑混凝土的开裂。

2.2 悬灌梁段模型

(1)挂篮底模系统

沙朗特大桥 41～44号墩(75+125+75)m联悬臂现浇连续箱梁挂篮的底模系统主要由四根横向兜底I45工字钢梁、15根纵向I40工字钢纵梁、5 cm厚模板底模面板及操作平台系统组成。

(2)挂篮侧模与内模系统

挂篮的侧模系统主要由外滑梁、外模支撑桁架及外模面板组成。内模系统主要由内滑梁、内托架体系、侧面肋板及面板系统组成,其中内侧面系统为可调高形式。

3 悬臂灌注梁段混凝土施工

为保证悬臂灌注梁段的施工质量,减少施工接缝,所有悬臂灌注梁段要求一次灌筑成型,为达到设计要求,需要注意以下几点。

混凝土灌注顺序为:底板,腹板,顶板。灌注时同一挂篮的左右两侧基本对称地进行。混凝土由挂篮底板的前端开始浇注,同一T构上两套挂篮内的悬浇混凝土在任何时候须基本相等。混凝土在腹板的灌注分层厚度为 30 cm左右。

浇筑混凝土前,仔细检查模板的尺寸和牢固程度。在灌注过程中设专人加固模板,以防漏浆和跑模。

对振捣人员分施工区域设置,明确责任区,以防漏捣。振捣腹板时,当梁段高度大于 4m时,要从腹板预留“天窗”放入振动棒后振混凝土。“天窗”设在内模板和内侧钢筋网片上,每 2m左右设一个,灌注至“天窗”前将“天窗”封闭;当梁段高度小于 4m时,可不预留“天窗”,而直接将振动棒放入腹板内振捣混凝土即可。振捣时要先选好点,尽量布点均匀,并保证波纹管和压浆管不受损伤,锯齿板等钢筋密集处要加强振捣。

混凝土倒入后,试验人员要检查混凝土的坍落度、和易性,如有不当之处要通知拌合站及时调整。在顶板混凝土浇筑完成后,用插入式振捣器对顶腹板接缝处进行充分的二次振捣,确保连接处密实、可靠。

混凝土灌注完后,要加强对梁段包括箱梁内侧和外侧的撒水养护。不同的季节采取不同的养护措施。

4 施工质量控制

由于箱梁在悬臂浇筑施工时受混凝土自重、日照、温度变化、挂篮变形等因素影响而产生竖向挠度,混凝土自身还存在收缩、徐变等因素,也会使悬臂段发生变化。为使合拢后的桥梁成型及应力状态符合设计要求,达到合拢高程误差控制在15mm以内的要求,最大限度地使实际的应力、线型与设计相接近,必须观测控制各悬臂施工节段的挠度与应力。以便在施工中及时调整有关标高参数,确定下节段合适的模板标高。挠度控制,采用以往同类桥梁施工所验证准确可靠的计算机软件进行。施工时建立施工控制网络,以自适应法及灰色预测辨别法等理论为模型进行施工控制,确保合拢精度。

4.1 施工观测内容

具体观测内容包括:挂篮模板安装就位后的挠度观测;浇筑前预拱度调整测量;混凝土浇筑后的挠度观测;张拉前的挠度观测;张拉后的挠度观测;已完成各阶段之荷载及温度、徐变收缩引起的挠度计算、观测;合拢段合拢前的温度修正;温度观测;应力观测(通过在控制截面内预埋测试仪器获得测试数据)。

4.2 施工控制方案

大跨径悬臂梁施工时必须进行有效的施工控制以保证成桥后的梁体线型及受力状态与设计尽量吻合,施工控制以主梁挠度及内力为控制对象。

控制原则:①施工过程中主梁截面应力在允许范围内。②悬臂合拢段相对高差在 15mm内,轴线误差在 10mm内。③桥面线型调整引起的桥面铺装层厚度增减平均值符合设计要求。④桥梁预拱度满足二期恒载、1/2活载作用和设计混凝土徐变年限内的徐变变形要求,该值通过计算确定。⑤施工控制测点布置:在梁段端部左右腹板中间、箱梁横向中部几翼缘板边缘位置分别埋设短钢筋作为固定观测点。⑥观测时间:根据以前施工中积累的数据分析,温度影响主要是日照影响立模放样和日常测量,因此放样与日常测量宜安排在早晨 8点以前,否则必须进行修正。并且每天将已浇完的梁段控制点进行复测后进行数据汇总,观察变化,分析原因,并及时调整立模标高。

线形控制中的注意事项:①对每套挂篮都要进行预加载来消除其非弹性变形,测出其弹性变形,为确定立模高程提供基本依据。②严格控制混凝土容重,尽量使梁段混凝土各龄期的强度和弹性模量术指标与计算采用值接近,减少实际值与计算采用值之间的误差。③严格控制预应力筋张拉力的准确度和张拉时混凝土的龄期要求(龄期达到 3 d以上且强度达到设计强度的 90%以上)。④在每个承台和 0号段上布设基础沉降观测点和墩身压缩观测点,定测基础沉降和墩身压缩情况,并将结果反应在合拢前 4个梁段和边跨段的高程中。⑤从合拢段前 4个梁段起,对全桥各梁段的标高和线形进行联测,并在这 4个梁段内逐步调整,以控制合拢精度。⑥保证挂篮预留孔位置准确。当预留孔位置偏差较大时,挂篮不好调,甚至调整不到中线位置,因此必须提高各预留孔的准确度。同时为了防止捣捣混凝土时移位,预留孔要用钢筋网固定。⑦在 T构悬臂灌注施工期间,梁顶面所放材料、机具设备的数量和位置应符合线形控制软件计算模式的要求。在悬灌即将结束时,梁体悬臂最大,施工时必须严格控制施工荷载的对称,并对墩的变形加强观测。⑧通过线形控制将竖向挠度误差控制在 15mm内,轴线误差控制在 10mm内。

5 结束语

悬臂现浇连续梁桥施工中,悬臂浇筑混凝土连续梁施工技术含量高、工期紧、施工条件及外部条件复杂,进而对箱梁悬灌梁段的施工技术和质量控制提出了更高的要求。只有通过合理的施工工艺、有效的施工控制,才能保证桥梁线形的圆顺美观,确保施工、使用过程的安全可靠。

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