悬浇连续梁0号块施工技术

郝正红

0 引言

大跨径连续梁桥一般采用悬臂浇筑法施工,主要分四个部分进行,分别为墩顶梁段0号块、挂篮对称悬臂浇筑部分、边跨直线段、边跨及中跨合龙段。其中0号块施工在连续梁悬浇施工中是一个非常重要的阶段。本文结合温福铁路浙江段对务山特大桥连续梁0号块的施工实践,详细阐述了有关0号块施工的施工技术及质量控制要点。

1 设计概况

温福铁路浙江段对务山特大桥98号～101号墩主桥上部结构(64+108+64)m连续梁,上跨甬台温高速公路,与甬台温高速公路夹角为32°,总长度237.4 m,该梁为双线曲线箱梁,线间距4.6 m,最小半径4 500 m,道碴槽宽9 m。其中108 m中跨是我国目前最大跨度的铁路双线曲线梁。中墩沿纵向宽4.0 m,横向宽10.0 m;连续梁0号块长度13 m,平直段长 3.0 m,0号块端头高度694.4 cm。连续箱梁在中支点处设置厚2.4 m的横隔板,横隔板预留宽1.0 m,高1.80 m的过人孔。0号块采用纵向、横向、竖向三向预应力体系。

2 施工方案的确定

2.1 墩梁临时固结方案设计

2.1.1 墩梁固结及临时支座方案选择

1)墩顶临时支座固结。根据墩顶结构尺寸拟定临时支座位置,通过最大不平衡弯矩和临时支座固结支撑点的距离计算临时固结最大拉力,选择合适的钢筋布置方案;通过支座压应力检算确定临时支座尺寸及混凝土标号。2)墩外临时支墩固结。墩外临时支墩位置选择在墩身承台范围内,临时支座位置设计方法同上。

2.1.2 墩身受力检算

临时固结方案确定,还需对施工中出现最不利状态下墩身承受的弯拉应力及压应力进行检算,当各项检算均满足要求后进行经济比较,选择出最佳临时固结方案。

2.2 临时托架及满堂支架选择

临时固结采用墩顶临时固结方案时,可选择临时托架施工0号块;当采用墩外临时支墩固结方案时,选择满堂支架法施工。

2.3 对务山特大桥临时固结方案

对务山特大桥主桥连续梁施工应选用墩顶临时固结方案,采用临时托架施工。

2.3.1 临时固结

由于球形支座不能承受连续梁在悬臂灌注中产生的不平衡力矩,施工时应将墩梁临时固结,在墩顶支承垫石两侧分别对称设置4个临时支座,临时支座采用硫磺砂浆并预埋电阻丝,以便拆除。在临时支座内设置螺纹钢,上下端分别锚固于梁部与墩身内。临时支座的布置见图1。

2.3.2 临时托架

临时托架直接安装在墩身预埋件上,托架在墩身两侧对称布置,横向3排,间距按3 m标准排列。托架的主要材料为[40a槽钢,托架纵向长度为5 m,托架与预埋件采用贴角焊接,焊缝高度等于最小组焊板厚,且不小于10 mm。托架上铺设槽钢、方木组成施工平台。托架用墩旁塔吊起吊安装。具体布置见图2。

3 0号块施工控制技术

连续梁0号块采用墩顶现浇法施工。

3.1 临时支座

墩身施工时,注意在临时支座位置预埋钢筋。梁体施工时先对临时支座顶面进行凿毛并清理干净,梁体底模与临时支座接缝采用橡胶条处理严密,确保不漏浆,浇筑梁体混凝土。中孔合龙段张拉前进行临时支座拆除,利用风镐凿除混凝土,割除钢筋,采用与梁体同强度的水泥砂浆对梁底和墩顶进行修补。

3.2 临时托架安装与预压

临时托架分块拼装完成后,汽车吊吊装就位,人工将托架桁片与预埋钢板竖向焊接。托架安装好后,要进行等载预压,消除非弹性变形,测定弹性变形量。等载预压一般采用堆载法,也可以通过千斤顶张拉钢绞线加载。

3.3 0号块模板安装

0号块底板模板采用大块钢模板,腹板外模板、翼板底模板等采用挂篮模板,端模采用木模,支座处梁体局部加宽部分采用特制钢模,钢框和型钢支撑;内模采用组合钢模板,倒角部分采用木模,型钢支撑。悬臂浇筑部分内外侧模均采用挂篮内外侧模板,底模采用大块钢模板。

3.4 钢筋及预应力管道

0号块内钢筋错综复杂,钢筋层多量大,整个连续梁的顶板、腹板预应力束均通过0号块,再加以横向、竖向预应力钢束交错布置,在施工中还必须加强预应力管道位置的准确和固定。纵向制孔波纹管采用塑料波纹管,孔道位置必须准确,其坐标误差不得超过5 mm,管节之间的连接应保持平顺,钢束锚固端的支承垫板必须垂直于孔道中心线。

为防止波纹管的移动和上浮,每间隔40 cm设一道定位筋,保证波纹管的位置准确,同时在波纹管内插入比管道直径小10 mm左右的硬塑料管防护,并在混凝土浇筑过程中派人经常抽动,以防漏浆堵管;横向束和竖向筋在安装管道时已经穿束,要保证位置准确,管道严密不漏浆。

3.5 混凝土运输

各墩0号块混凝土经拌合站拌好后,由混凝土运输车运至现场、泵车入模。

3.6 混凝土入模

连续梁 0号块腹板高度为 7.5 m,最小厚度110 cm,梁高壁薄使混凝土入模成为一项重要的技术问题。腹板、底板设串筒入模,防止混凝土自由下落与钢筋、管道碰撞发生离析,底板混凝土通过在顶板模板开孔,串筒入模,串筒按间距3.0 m布置;腹板混凝土则直接从顶板通过串筒入模,间距按2.0 m布置,顶板可直接入模,混凝土初凝后喷洒养护液养护。

3.7 混凝土振捣

1)振捣工艺。底板、顶板混凝土采用插入式振捣器捣固,仅腹板振捣难度较大,但采用腹板模板预先开口,边浇筑混凝土边关闭开口的办法及较大坍落度混凝土,采用插入式振捣器也能满足振捣要求。

2)分层厚度。底板内钢筋密集,厚度为91.5 cm～150 cm,分层振捣厚度为50 cm。腹板混凝土分层厚度太厚则振捣时间长,且混凝土中气泡不易排出;太薄则振捣频繁,影响施工速度,为此分层振捣厚度应为30 cm～40 cm。顶板厚度为37 cm,由于管道密集、上下左右交错,仍采用分层入模两次振捣,先将腹板与顶板交接处填平振实后由两侧向中央推进,分层振捣厚度为20 cm。

3.8 张拉与压浆

0号节段混凝土浇筑完毕,混凝土强度达到设计强度的85%,龄期大于6 d后,张拉相应的预应力束并压浆,并以该节段的顶面作为悬臂浇筑的施工场地,进行施工挂篮拼装工作,之后向两侧逐节段对称悬臂浇筑直至跨中悬臂施工。

4 施工实践

温福铁路浙江段对务山特大桥主跨采用(64+108+64)m连续梁,是目前国内最大跨度的铁路双线曲线连续梁结构。在0号块施工过程中,我们采用临时支座固结法进行墩梁固结,通过墩身预埋安装临时托架搭设作业平台进行现浇,其中临时托架预压通过张拉预埋在承台上的钢绞线施加压力新技术。采用以上综合施工技术,不但能够确保施工质量,而且大大减少了临时支架数量,提高了工效,将原计划工期45 d缩短为30 d,产生了较好的社会效益和经济效益。

[1]交通部第一公路工程总公司.公路施工手册·桥涵(下册)[M].北京:人民交通出版社,2007.

[2]邵旭东.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,2007.