白少聰
(中鐵十八局集團建筑安裝工程有限公司,天津300308)
先簡支后連續(xù)施工技術(shù)是目前山區(qū)高速公路橋梁工程施工的主要技術(shù),應(yīng)用實例表明,此項技術(shù)的工藝和技術(shù)的應(yīng)用比較復(fù)雜,在一定會程度上提升了施工和管理的難度,降低了先簡支后連續(xù)施工技術(shù)作用在實踐中的效果。具體而言,需要在明確連續(xù)段現(xiàn)澆混凝土施工技術(shù)和負(fù)彎矩二次張拉施工技術(shù)的前提下,控制先簡支后連續(xù)施工技術(shù)的復(fù)雜性影響,是提升橋梁使用耐久性的主要途徑。
江西省銅鼓至萬載高速公路(宜豐聯(lián)絡(luò)線)新建工程C3標(biāo)段位于宜豐縣雙峰鄉(xiāng)境內(nèi),標(biāo)段起點K14+300過茜源山塘,設(shè)雙峰隧道(435米)穿山,到雙峰鄉(xiāng)北面,上跨縣道573,設(shè)3275米雙峰隧道二穿云峰尖大山,在隧道中K16+500為標(biāo)段終點(即C4標(biāo)段起點)路線全長為2.2公里。本標(biāo)段地處中、低山地貌區(qū),地形高差大,起伏快。本標(biāo)段區(qū)域山體植被發(fā)育,主要種植杉樹,竹林。地貌以低山丘陵夾山間沖溝為特征,沖溝多呈"V”字型,沖溝部位一般表覆0.5-4.0m厚粉質(zhì)粘土或者碎石土,局部地段基巖裸露,下伏基巖主要為中元古界雙橋山亞群宜豐組(Ptshly)砂質(zhì)板巖。主要控制點有雙峰隧道一、雙峰隧道二。區(qū)域沒有跨越大的河流。本標(biāo)主要公路為縣道573,為四級公路。
先簡支后連續(xù)施工技術(shù)被廣泛應(yīng)用在橋梁工程施工中,兼顧了簡支橋梁和連續(xù)橋梁的所有優(yōu)點。主要機理為:兩跨和兩跨以上的預(yù)應(yīng)力混凝土通過現(xiàn)澆混凝土形成連續(xù)結(jié)構(gòu),和單一的施工技術(shù)相比,先簡支后連續(xù)施工技術(shù)具有整體剛度大、伸縮縫少、形變量小等優(yōu)勢。并且預(yù)制梁可以采用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件,預(yù)應(yīng)力鋼束也可以在預(yù)制場完成張拉,可實現(xiàn)工廠化生產(chǎn)和規(guī)范化操作,不但有效節(jié)約施工時間,而且大幅度提升經(jīng)濟效益。
在山區(qū)高速公路橋梁工程上部結(jié)構(gòu)施工之前,要先完成簡支梁橋的施工,主要操作方法為通過橋墩頂端布設(shè)臨時支座,形成簡支梁支撐體系,然后再通過墩頂現(xiàn)澆混凝土的方法以及永久支座完成結(jié)構(gòu)體系的相互轉(zhuǎn)換,從而形成完整的結(jié)構(gòu)連續(xù)體系。因簡支橋梁也是形成結(jié)構(gòu)連續(xù)的主要條件,在施工中需要高度重視。在案例工程施工中,為保證施工質(zhì)量,增強了施工方案設(shè)計,并精細(xì)化處理了施工流程,設(shè)計了比較完備的施工組織,在正式施工之前進行了預(yù)制件試制。
采用混凝土臺座。在臺座兩端預(yù)埋鋼筋網(wǎng)片,防止張拉后梁自重集中于臺座兩端而破壞臺座,臺座兩側(cè)各設(shè)1.2cm厚止?jié){橡膠條,通過對拉螺桿拉緊兩側(cè)模板,達到止?jié){效果,采用L50×5角鋼包邊。
模板安裝采用拼裝式鋼模。立模順序:涂脫模機油→上底部拉桿→貼接縫止?jié){橡膠條→安裝側(cè)模→安裝端?!享敳坷瓧U→調(diào)整模板。利用龍門吊配合立模,立模時按底模已打出的梁輪廓線、隔板位置線,先安裝側(cè)模,后安裝端模,對正立好。立模后對板縫、上下拉桿、下楔塊進行檢查,確認(rèn)可行后進行下步混凝土施工[1]。具體詳見圖1。
圖1 預(yù)制梁鋼筋綁扎
混凝土搗固以附著式振動器為主,插入式振動器為輔。主要采用側(cè)振工藝,附著式振動器由控制平臺統(tǒng)一控制,灌什么部位振什么部位,嚴(yán)禁空振、漏振。振搗時,經(jīng)常檢查模板、孔道、錨板位置是否正確,并及時修整。梁板成品采用龍門吊移至存梁區(qū)存放,并應(yīng)按吊裝順序編號存放。梁板存放應(yīng)在梁底支點附近采用墊木,梁板存放不宜超過兩層,層與層之間也應(yīng)設(shè)墊木。主梁存放期宜按照設(shè)計規(guī)定執(zhí)行,采用儀器觀察主梁存放期的變形,并做好記錄。臨時支座一般采用鋼砂桶制作,鋼砂桶必須做防銹。
當(dāng)混凝土強度達到設(shè)計要求后,可進行負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力束張拉,主要做法為:通過圓錨對預(yù)應(yīng)力束進行錨固,借助千斤頂對預(yù)應(yīng)力筋進行張拉。為保證施工質(zhì)量,可通過預(yù)應(yīng)力筋張拉和張拉伸長量進行雙向控制,共同完成預(yù)應(yīng)力筋張拉操作。然后進行封錨和壓漿操作,最后拆除臨時支座,完成轉(zhuǎn)換操作任務(wù)。
在進行高速公路橋梁工程墊層施工時,必須嚴(yán)格按照設(shè)計需求來埋設(shè)梁頂?shù)募袅︿摻?,特別是梁板翼板現(xiàn)澆混凝土上段的剪力鋼筋更要進行合理預(yù)埋[2]。比如:可通過預(yù)制梁板來合理調(diào)節(jié)剪力鋼筋端外露的延伸長度,并全面檢查剪力鋼筋和鋼筋網(wǎng)連接的質(zhì)量,避免發(fā)生剪力鋼筋失去作用的問題。而針對結(jié)構(gòu)性橋面和非結(jié)構(gòu)性橋面,在進行墊層混凝土基層鋪裝過程中,要注意鋪裝前后效果,避免發(fā)生收縮裂縫。需要在預(yù)定的預(yù)制梁齡期終再進行下一道工序施工。此外,還要按照相關(guān)要求對裸梁頂面做鑿毛處理,再借助粘接劑來加強新舊混凝土之間的連接性能。
架梁前設(shè)置安裝好臨時支座,逐孔安裝箱梁使箱梁置于臨時支座上成為簡支狀態(tài),梁體安裝就位后,應(yīng)做到各梁端整齊劃一,梁端縫順直,寬度符合設(shè)計要求,采用拼裝式雙導(dǎo)梁架橋機架梁,架梁施工工藝如圖2所示:
圖2 架梁施工工藝圖
在橋頭路基沉降穩(wěn)定后就地立鋼模,按設(shè)計配筋,砼攪拌運輸車運輸砼,滑槽入模,插入式震動棒震搗。采用先鋪路面后開槽法施工,即在砼鋪裝過后開槽安裝伸縮縫[3]。伸縮縫開槽時設(shè)專人控制,先用膠帶紙在縫兩側(cè)沿開槽線把塑料膜(寬1.0m)貼在上面層上,防止污染路面,并用膠帶紙內(nèi)邊作為下鋸線,切面與路面垂直。按圖紙要求預(yù)埋泄水管,泄水管進水口標(biāo)高略低于瀝青混凝土鋪裝面。
就案例工程而言,承臺的體積比較大,因此,鋼模板的規(guī)格也比較大,在具體施工中,需要通過對拉螺栓和PVC內(nèi)穿拉桿來合理控制槽鋼的穩(wěn)定性。并且在施工中,還要嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙進行放樣,檢查合格之后,才能進行承臺模板安裝。為保證施工效果,承臺鋼筋和肋板鋼筋要同時施工,并確保鋼筋埋設(shè)的準(zhǔn)確性。在混凝土施工時,要集中攪拌,混凝土澆筑過程中,按規(guī)范規(guī)定檢查混凝土組成材料的質(zhì)量和用量[4]。橋梁、墩身及蓋梁模板均采用大塊定型鋼模板。模板表面平整光潔,不粘有干硬水泥砂漿等雜物。混凝土按操作規(guī)程分層均勻振搗密實,嚴(yán)防漏振,每層混凝土均振搗至氣泡排除為止,具體詳見圖3。
圖3 橋梁蓋梁施工圖
在背墻、臺帽、側(cè)墻墻頂施工中,采用的主要材料為規(guī)格較大的鋼模板,同樣通過對拉螺栓和PVC內(nèi)穿拉桿的方法來穩(wěn)定鋼槽,并進行測量放樣,達到設(shè)計要求之后,進行模板安裝。其中臺錨鋼筋要和耳墻、擋塊、支座墊石鋼筋等同時施工,保證施工的精度。具在混凝土澆筑之前,要全面檢查鋼筋位置和保護層厚度是否達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),如果不符合要求則要及時調(diào)整。高溫季節(jié)灌注混凝土?xí)r,灌注時間避開中午高溫時段,選擇溫度相對較低的時段進行灌注。控制混凝土拆模時間,拆模后及時養(yǎng)生,采取全包裹式塑料薄膜灑水養(yǎng)生法,有效防止出現(xiàn)細(xì)小裂紋或龜裂[5]。
當(dāng)橋梁工程墩身低于或者等于15m時,通過3m各節(jié)的鋼模板同時施工,但墩身超過15m時,可采用翻模法。墩身施工中所用的模板都是廠制的整體式鋼模板,對外表牢固性的要求比較高,可按照墩柱的實際高低進行分層施工,并最大限度降低接縫。
當(dāng)先簡支后連續(xù)的跨徑為20m、25m、30m、35m時,超級荷載作用下內(nèi)支座彎矩值如表1所示:
表1 先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)內(nèi)支座彎矩值表
從表1中可以清楚看出,先簡支后連續(xù)施工技術(shù),具有非??捎^的經(jīng)濟效益,而且結(jié)構(gòu)性能也比較合理實用[6]。在該體系當(dāng)中于內(nèi)支座后澆接頭位置布設(shè)預(yù)應(yīng)力筋是一種比較有效的施工方法。
本文結(jié)合工程實例,分析了山區(qū)高速公路橋梁工程的先簡支后連續(xù)施工技術(shù),結(jié)果表明,先簡支后連續(xù)施工技術(shù)可形成一種超靜定橋梁工程結(jié)構(gòu)體系,而不均勻的墩臺沉降、混凝土收縮等,對提高橋梁工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有很大影響。在具體施工中,需要根據(jù)公路橋梁工程的實際情況,選擇與之相適的施工技術(shù),并嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進行施工,才能最大限度提升施工質(zhì)量。