王雪乾

(中鐵十八局集團(tuán)有限公司，天津 300222)

高墩橋梁高度比較高，施工環(huán)境特殊，傳統(tǒng)施工技術(shù)難以滿足工程需求，而基于托架法的連續(xù)梁邊跨現(xiàn)澆施工技術(shù)，主要采用墩身預(yù)埋牛腿，安裝托架絲攻，并在托架前端安裝2工25b橫梁作為25b縱向分配梁前支點(diǎn)，為高墩橋梁施工必要的基礎(chǔ)和條件,因此，可滿足高墩橋梁施工各道工序高效、有序的開展。

1 工程概述

楚溪大橋全長(zhǎng)408.07 m，中心里程DK241+735.685，設(shè)計(jì)為11孔雙線，正線線間距4.6 m?？卓绮贾茫?跨32 m簡(jiǎn)支T梁+(40+56+40)m連續(xù)梁+3跨32 m簡(jiǎn)支T梁。5#墩至8#墩上部結(jié)構(gòu)為(40+56+40)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，一聯(lián)全長(zhǎng)137.2 m；箱梁頂寬12.2 m，6#、7#墩為T構(gòu)主墩。連續(xù)梁邊跨現(xiàn)澆段A11段長(zhǎng)5.6m，連續(xù)梁邊跨分別為：5#～6#墩、7#～8#墩，其中5#墩墩高54.5 m，8#墩墩高41 m，8#墩位于半山坡上，7#～8#墩之間有寬8 m的水渠穿過。5#墩邊跨現(xiàn)澆段下地表為軟塑粉質(zhì)粘土，基本承載力120 kPa，8#墩邊跨現(xiàn)澆段下地表為硬塑粉質(zhì)粘土，基本承載力180 kPa。

2 托架搭設(shè)施工要點(diǎn)

2.1 合理選擇邊跨結(jié)構(gòu)形式

本工程邊跨結(jié)構(gòu)形式為40 m +56 m +40 m，現(xiàn)澆段的長(zhǎng)度為5.6 m，體積為73.48 m3，重量達(dá)到191 t，為保證施工質(zhì)量和施工的安全性，采用了托架一次性現(xiàn)澆筑方法。此外，為保證邊跨合攏的順序，邊跨現(xiàn)澆位置需要在懸澆節(jié)段預(yù)應(yīng)力施工完成之前完成澆筑。邊跨節(jié)段采用掛籃懸臂澆筑法進(jìn)行施工，而在邊跨合攏段采用現(xiàn)澆法完成澆筑，在高墩橋梁墩身之上埋設(shè)牛腿，通過安裝托架來完成邊跨現(xiàn)澆段施工。

2.2 邊跨現(xiàn)澆段托架安裝

底模采用12 mm竹膠板、100 mm×100 mm縱向分配方木(腹板處間距200 mm，其余300 mm)、150 mm×120 mm橫向分配方木(600 mm間距布置)。底模支撐在工25b縱向分配梁上完成，將一端支撐墩帽之上，另一端則支撐在橋墩旁托架上，同時(shí)在墩帽和墩旁托架的橫梁上設(shè)置落架楔塊。腹板下按270 mm布置，底板下按540 mm布置，懸臂板部位按1 080 mm布置。外模采用在150 mm×120 mm橫向分配方木上按600 mm×600 mm搭設(shè)碗扣式腳手架，其上安裝縱、橫向方木以及12 mm竹膠板[1]。

楚溪大橋邊跨直線段長(zhǎng)度5.6 m，直接采用墩身預(yù)埋牛腿，安裝托架施工，托架采用四片(相互之間通過橫聯(lián)聯(lián)結(jié)成整體)，托架前端安裝2工25b橫梁來作為工25b縱向分配梁前支點(diǎn)。托架支撐系統(tǒng)主要采用：2×[20×2 550 mm、2×[20×2 950 mm弦桿、2×[20×3 314 mm、2×[20×3 940 mm斜桿、2×[20×1 500 mm、2×[20×1 819 mm下牛腿及2×[20×950 mm、2×[20×1 050 mm上牛腿組成。楚溪大橋托架施工示意圖(見圖1)。

圖1 邊跨現(xiàn)澆段托架施工示意圖(單位：mm)

2.3 托架的結(jié)構(gòu)檢算

2工25b縱向分配梁計(jì)算：采用工25b，Q235b，根據(jù)混凝土梁截面位置不同，橫向間距不等。截面特性：A=53.5 cm2；W=422.4 cm3；I=5 280 cm4。荷載統(tǒng)計(jì)：腹板處橫向間距：b=270 mm,q=20.27 kN/m;底板處橫向間距：b=540 mm，q=20.115 kN/m;懸臂板處(計(jì)算底板外側(cè)1.2 m)橫向間距：b=540 mm，q=18.43 kN/m。 最大應(yīng)力σ=132 MPa<[σ]=170 MPa，滿足要求。

2工25b橫梁計(jì)算：采用2工25b，Q235b。截面特性:A=107 cm2;W=844.8 cm3;I=10 560 cm。荷載統(tǒng)計(jì)：荷載根據(jù)上一節(jié)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，但前橫梁考慮合攏段混凝土及模板重量的1/2，這樣前橫梁控制。最大應(yīng)力σ=103 MPa<[σ]=170 MPa，滿足要求[2]。

通過以上邊跨直線段模板、基礎(chǔ)及主要構(gòu)件的受力驗(yàn)算，其變形和受力狀況及其撓度完全符合規(guī)定要求，穩(wěn)定及安全性均滿足施工要求。

2.4 托架預(yù)壓

當(dāng)托架搭設(shè)完成，驗(yàn)算也達(dá)到設(shè)計(jì)要求之后，進(jìn)行托架搭設(shè)，先進(jìn)行底模鋪設(shè)，再采用沙袋進(jìn)行預(yù)壓。本工程托架預(yù)壓采取超載系數(shù)為1.2，加載過程分為三級(jí)加載：

第一級(jí)加載到現(xiàn)澆段總重量的50%，持續(xù)荷載時(shí)間不應(yīng)低于2 h，對(duì)觀測(cè)點(diǎn)的標(biāo)高進(jìn)行全面測(cè)量[3]。

第二級(jí)加載到現(xiàn)澆段總重量的100%，同時(shí)荷載持續(xù)控制在12 h以上，也進(jìn)行觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)高測(cè)量。

第三級(jí)加載到現(xiàn)澆段總重量的120%，荷載持續(xù)時(shí)間控制在72 h以上，測(cè)量標(biāo)高H1，72 h之后在卸載，再次測(cè)量標(biāo)高H2，則此托架的彈性變形為H2-H1[4]。

3 基于托架法的連續(xù)梁邊跨現(xiàn)澆施工技術(shù)的應(yīng)用

3.1 安裝永久性支座

本工程永久性支座數(shù)量和類型情況如表1所示：

表1 墩支座數(shù)量規(guī)格統(tǒng)計(jì)表

在永久性支座安裝之前，需要對(duì)中線、高程等進(jìn)行全面檢查，以便及時(shí)分析問題和處理。當(dāng)墩臺(tái)施工完成之后，立即對(duì)橋梁的中線、高程、跨度等進(jìn)行全面測(cè)量，同時(shí)用墨線標(biāo)記出各墩臺(tái)的中心線和制作十字線。本工程支座通過預(yù)埋套筒及錨固螺栓的方法進(jìn)行連接，同時(shí)在墩臺(tái)的頂面支承上提前預(yù)留好錨栓孔，直接略大于套管直徑的50 mm以上，深度要大于錨栓長(zhǎng)度的60 mm以上[5]。在具體安裝之前，需要對(duì)準(zhǔn)支座中心線和墊石中心線，在支座的四角上楔入鋼楔塊，保證底座標(biāo)高的平整性，支座底面和支承墊石之間要預(yù)留出20～30 mm之間的空隙，并安裝混凝土灌注模板，模板達(dá)到要求之后，進(jìn)行混凝土灌漿[6]。

本工程在混凝土灌漿中，采用了重力灌漿施工方法，從支座底部中心位置逐步向四周注漿，直到從鋼模和支座底板間隙可看到混凝土漿液為止。具體情況灌注示意圖(見圖2)。

圖2 底座混凝土灌注示意圖

在進(jìn)行灌漿之前，需要先計(jì)算所需的混凝土體積，避免發(fā)生缺漿問題。當(dāng)灌注后的混凝土完成終凝后，可拆除模板和楔快，詳細(xì)檢查周圍是否存在漏漿位置，如果發(fā)現(xiàn)必須及時(shí)補(bǔ)漿處理。在具體施工中，為最大限度上消除預(yù)應(yīng)力對(duì)梁體造成的彈性壓縮、混凝土收縮、徐變等造成的影響[7]，必須嚴(yán)格控制橋墩支座上座板和梁段預(yù)設(shè)縱向水平偏移距離。在本工程施工中，偏移距離要控制情況(見表2)。

表2 合攏溫度在10℃～25℃時(shí)支座偏距表

3.2 安裝模板

在連續(xù)梁現(xiàn)澆過程中，底模采用了竹膠板，側(cè)模則采用了定型剛模板，在工廠預(yù)制加工，然后運(yùn)輸?shù)绞褂矛F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。模板縱向則按照兩端合理劃分安裝，通過吊運(yùn)方式安裝到指定位置，當(dāng)安裝精度達(dá)到設(shè)計(jì)要求之后，通過型鋼焊接的方法進(jìn)行連接，底模和內(nèi)模則進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)周轉(zhuǎn)安裝[8]。

3.3 鋼筋綁扎

在工程施工中，非預(yù)應(yīng)力鋼筋在地面加工，采用吊車吊運(yùn)到操作平臺(tái)上進(jìn)行安裝，通過人工現(xiàn)場(chǎng)綁扎。具體鋼筋綁扎的順序?yàn)椋合冗M(jìn)行鋼筋吊裝骨架綁扎，然后吊裝鋼筋，按照施工順序綁扎底板鋼筋，其次進(jìn)行隔板鋼筋和腹板鋼筋進(jìn)行綁扎，最后進(jìn)行定位縱向波紋管和頂板鋼筋綁扎。

3.4 預(yù)應(yīng)力管道安裝

現(xiàn)澆段箱梁的縱向和橫向兩側(cè)布置預(yù)應(yīng)力，采用后張拉發(fā)進(jìn)行施工。在縱向預(yù)應(yīng)力管道綁扎中采用金屬波紋管，安裝完成之后通過網(wǎng)片進(jìn)行有效固定，網(wǎng)片之間的間距控制在50 cm左右(見圖3)。橫向預(yù)應(yīng)力管道則可以利用鋼筋骨架進(jìn)行有效固定[9]。

圖3 橫向及縱向預(yù)應(yīng)力管道布置圖

3.5 混凝土澆注施工

本工程在混凝土澆筑中選擇了C50高性能耐久性混凝土，為保證混凝土澆筑的連續(xù)性，采用集中拌和方法，拌和之后，再通過專用混凝土罐車運(yùn)輸?shù)綕仓F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)。具體的澆筑順序?yàn)橄冗M(jìn)行底板澆筑，再進(jìn)行腹板澆筑，最后進(jìn)行頂板澆筑。

梁端的位置比較高，尤其是腹板內(nèi)部鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道密度比較大，可在頂板位置預(yù)留天窗，并架設(shè)接灰漏斗。在進(jìn)行頂板施工中，要先關(guān)閉天窗，并在腹板的下部?jī)?nèi)模中沿著高度每隔2.0 m，水平每隔3.0 m呈現(xiàn)梅花樁布置40 cm×40 cm天窗。在混凝土澆筑中，需要采取上下對(duì)稱分段澆筑、左右對(duì)稱澆筑、上下水平分層澆筑的原則。為保證混凝土能夠順利達(dá)到灌注的位置，可將先將頂板的波紋管抽出，等混凝土澆筑到設(shè)計(jì)位置后沿著定位好的管片插入。同時(shí)，為保證混凝土振搗的密實(shí)性，采用插入式振搗棒進(jìn)行全面振搗，振搗棒每次移動(dòng)間距可控制在振搗棒直徑的1.5 m之內(nèi)，盡量避免振搗棒和波紋管、鋼筋、模板、預(yù)埋件相互碰撞。振搗時(shí)水平搭接長(zhǎng)度控制在80～120 cm之間，每層澆筑厚度控制在60 cm之間，振動(dòng)棒要插入下層混凝土5～10 cm之間，每個(gè)振搗點(diǎn)時(shí)間控制在20 s左右。

4 結(jié)語

綜上所述，本文結(jié)合工程實(shí)例分析了基于托架法的連續(xù)梁邊跨現(xiàn)澆施工技術(shù)在高墩橋梁工程中的應(yīng)用，分析結(jié)果表明，高墩橋梁工程特殊，施工現(xiàn)場(chǎng)條件復(fù)雜，施工難度比較大。采用基于托架法的連續(xù)梁邊跨現(xiàn)澆施工技術(shù)，可有效解決高墩橋梁施工難度大的問題?；谕屑芊ㄊ┕さ倪B續(xù)梁邊跨現(xiàn)澆施工技術(shù)在高墩橋梁工程中較滿堂支架施工節(jié)省費(fèi)用約為50萬元，技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)效益客觀。同時(shí)保證施工的安全性和施工質(zhì)量，值得大范圍推廣應(yīng)用。