崔黎军
(中铁三局集团第五工程有限公司,山西晋中 030600)
树下大桥是郑州至卢氏高速公路洛宁至卢氏段高速公路上的一座大型三跨预应力混凝土连续刚构桥。主桥10号墩~13号墩,跨径设置为45 m+80 m+45 m连续刚构,引桥为5×40 m,3×30 m先简支后连续预应力混凝土连续箱梁。主桥结构为左右幅分离式连续梁,为预应力混凝土连续单室、变高度、变截面结构,箱梁顶宽12 m,底宽6 m,腹板为直腹板。梁箱采用纵、竖、横三向预应力。本文重点介绍连续刚构桥0号段模板及托架的施工专项方案。
0号段的长度为8 m、梁宽度12.0 m,重2 186.3 kN。主跨桥墩11号左幅墩高59.5 m,右幅57.5 m,12号左幅墩高57.5 m,右幅墩高64.5 m,采取预埋工字钢托架进行现浇施工。
树下大桥主墩顺桥向长5.0 m,横桥向长6.5 m;0号段采用型钢托架与满堂扣件式钢管支撑架相结合的方案沿高度方向分两次浇筑,第一次浇筑至腹板顶面,第二次浇筑其余混凝土。顺桥向0号段箱梁与主墩接触处有100 cm×100 cm的托腋,0号块混凝土内模、外模均采用钢模板,完成0号块施工后安装挂篮浇筑后续梁段。在顺桥向墩身处预埋钢板,在顺桥向墩身处上下对称预埋钢板,横向间距为0.6 m,1.8 m,0.9 m,1.8 m,0.6 m,板厚2.0 cm,截面30 cm×80 cm。在横桥向墩身处上下对称预理钢板,横向间距为2.0 m,板厚2.0 cm,截面30 cm×80 cm。在顺桥向预埋钢板上安装长1.54 m、仰角为45°的等腰直角三角形牛腿,牛腿与预埋的上下钢板水平焊接,焊缝厚度不小于2 cm;在牛腿上方横向放置8根Ⅰ32b工字钢;在横桥向预埋钢板上安装斜边为2.707 m仰角为36°三角形牛腿,牛腿与预埋的上下钢板水平焊接,焊缝厚度不小于2 cm,在牛腿上方纵向放置4根Ⅰ32b工字钢;Ⅰ32b用来作为辅助翼缘板侧模桁架支撑的基础,桁架间距为0.9 m,牛腿均采用Ⅰ40b工字钢。托架通过检算全部满足强度、刚度和稳定性要求,具体计算过程略。
施工前对0号段托架进行预压,主要考虑混凝土重量、模板自身重量及施工人员和机械的重量。
整个托架系统拼装完成后需要对托架进行预压,以实测托架的非弹性变形和弹性变形,验证托架的承载能力;同时消除非弹性变形值;根据测得的数据推算0号悬臂段底模的预拱度,确保托架的使用安全。
加载材料使用混凝土预制块,便于吊装和运输,预制块每块80 cm×80 cm×80 cm,重量为1.2 t。
加载的重量按照0号段悬空处混凝土进行计算,然后考虑了施工荷载和施工的安全系数计算出压重的数量,加载总重量为0号节段悬空处施工重量的1.2倍超载系数。本桥0号段悬空处的施工重量为75.4 t,堆载预压施加总荷载为75.4×1.2=90.5 t。堆载预压采用分级加载的方法进行。
加载分级为:0→45.25 t(50%)→67.87 t(75%)→75.4 t (100%)→90.5 t(120%)。
加载顺序为从根部向端部依次进行,每级持荷时间不少于6 h,加载至50%时应观测受力情况,正常情况下进行下一级预压并进行观测记录。预压110%后12 h观测一次,观测3 d并做好记录。
在0号段底板模板横向布设五个变形观测点,共布置4个观测断面(见图1)。记录每个观测点分别在加载前,每级荷载加载后、卸载后的标高。测量时尽量避开阳光直射,减少温度测量误差,对压重至50%,75%,100%,120%时段观测频率为每半小时一次,连续12次以上,并做好现场详细原始记录。
图1 变形观测点布置示意图(单位:cm)
墩顶底模采用长×宽=1.22 m×2.44 m、厚20 mm的竹胶模板,纵横肋采用15 cm×25 cm的方木加强;悬臂部分底模采用5 mm厚钢板,底模考虑桥的纵向坡度,利用设置在托架上的方木调整底模的坡度。
外模:外模腹板和翼缘板采用加工制作的定型钢模板。
内模:考虑0号段内梁体截面变化大,模板通用性差,拟采用钢木组合骨架拼装;箱内设托架,托架立柱采用15 cm×15 cm方木和φ48钢管,间距为0.9 m,柱间设三道斜撑,主柱支立于特制的钢凳上,钢凳顶面与底板顶面齐平,托架上设15 cm×18 cm方木横、纵梁,间距为0.9 m,纵梁上铺设顶板底模,腹板每1.2 m2设一道横向贯通的φ20拉筋,顶板设外拉筋,在内模板隔墙处设置人工捣固操作孔,规格为40 cm×40 cm,每2 m2设一个。用拉杆将其与外模连成整体(见图2)。
图20 号段模板示意图
边模:两头模板上有钢筋和管道伸出,要求位置准确。采用定向钢模板,横向用φ48 mm钢管或型钢通过扣件与梁体普通纵向钢筋拉紧,安装内模后用海绵或其他材料封堵管周空隙。
防止模板漏浆,在模板底角用水泥砂浆封堵,模板拼缝间添加海绵条(海绵条要平直),严禁在没有对拉螺栓的部位用带眼模板。
模板在安装前必须进行打磨抛光,抛光后清理干净,保证用手摸无痕迹。
混凝土浇筑前,把模板上的灰尘擦除干净。
模板加工精度要符合设计要求。
模板接缝螺栓要上紧,并设置足够的内外撑,保证模板的整体稳定。
先采用塔吊,配合人工常规拆除外边模、内模、端模等;然后将托架上满堂扣件式钢管支撑架的顶托松下,拉出底模,然后再拆除脚手架,最后再拆除工字钢分配梁和牛腿。
重点通过对连续梁0号段施工在牛腿托架上焊接分配梁,然后再在其上搭设满堂红脚手架施工工艺的描述,使大家了解只需先松去脚手架上的顶托就可轻松拆除底模,为0号段模板的拆除节约大量时间。
[1] JGJ 130-2011,建筑施工扣件式钢管脚手架 安全技术规范[S].
[2] GB 50010-2002,混凝土结构设计规范[S].
[3] 江正荣,朱国梁.简明施工手册[M].第4版.北京:中国建筑工业出版社,2004.