林玲燕

(中鐵十八局集團(tuán) 第一工程有限公司,河北 涿州 072750)

大型跨河橋梁的下部環(huán)境復(fù)雜、施工難度大,因此此類(lèi)工程高空作業(yè)存在較高的安全風(fēng)險(xiǎn)[1],這也是當(dāng)前路橋工程領(lǐng)域比較關(guān)心的問(wèn)題。T構(gòu)0#塊也就是T構(gòu)橋梁最先澆筑的單元,在橋墩正上方。大型跨河橋梁T構(gòu)0#塊施工作業(yè)時(shí),常常需要將混凝土從地面遠(yuǎn)距離運(yùn)送到高空中,再進(jìn)行澆筑,這就會(huì)形成較大的混凝土高度落差,在混凝土下落時(shí)容易碰撞到鋼筋網(wǎng)而出現(xiàn)離析問(wèn)題。所謂離析就是因混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻而引起裂縫,會(huì)影響日后橋梁的使用壽命。基于此,為保障跨河特大橋梁的施工安全,以及提升此類(lèi)橋梁0#塊的混凝土澆筑質(zhì)量,以下就以磴口黃河特大橋?yàn)槔?在T構(gòu)0#塊施工時(shí)著重從施工方案和施工要點(diǎn)等方面對(duì)施工細(xì)節(jié)進(jìn)行把控,并取得了理想的施工效果。

1 工程概況

磴口黃河特大橋DK291+437.36—DK291+769.966、DK292+686.56—DK292+852.86,采用2×83 m 長(zhǎng)的 T構(gòu)跨越黃河主河槽及邊灘,墩位為51#—56#、62#—64#墩,主梁計(jì)算跨度為(82.2+82.2) m,支座中心線(xiàn)至梁端0.8 m,梁全長(zhǎng)166 m,中支點(diǎn)截面中心處梁高9.8 m;邊跨21.5 m等高段,截面中心處梁高5.2 m。梁部共分43個(gè)節(jié)段,其中2個(gè)邊墩支架現(xiàn)澆段和1個(gè)0#現(xiàn)澆段,其余為掛籃懸澆節(jié)段。中墩墩頂0#節(jié)段長(zhǎng)12 m,懸澆節(jié)段長(zhǎng)依次為3.0 ,3.5 ,4.0,4.7 m,邊墩支架現(xiàn)澆段長(zhǎng)6.05 m。案例工程為55#墩(2×83 m)T構(gòu)0#塊施工,橋址位于黃河沖積平原,地形平坦開(kāi)闊,局部地形略有起伏,橋梁橫跨黃河,水面寬約700 m,小里程一側(cè)為河漫灘地段,洪水季節(jié)水流上漲,淹沒(méi)該地段,水深約1.428～5.000 m,水位受季節(jié)影響變化較大。該工程橋下為黃河,施工難度大,因此,在施工時(shí)需要結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r兼顧施工安全與施工質(zhì)量。磴口黃河特大橋2×83 m的T構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 磴口黃河特大橋83 m的T構(gòu)示意圖(單位:mm)

2 總體施工方案

本T構(gòu)橋梁0#塊長(zhǎng)度12 m,梁高9.8 m,0#塊采用支架法施工,支架坐落于承臺(tái)上方的預(yù)埋鋼板上。0#塊模板采用定型鋼模,先在地面拼裝主體部分,再進(jìn)行整體吊裝,以減少高空作業(yè)。在澆筑混凝土?xí)r,考慮到工程特殊的地理環(huán)境,采用天吊泵遠(yuǎn)距離由地面向高空運(yùn)輸混凝土。為避免出現(xiàn)混凝土澆筑的高度差問(wèn)題,在澆筑混凝土?xí)r設(shè)置下料管,保證澆筑質(zhì)量,總體施工流程如圖2所示。

圖2 0#塊施工流程示意圖

3 T構(gòu)0#塊施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 支架施工

0#塊支架采用鋼管支架施工,順橋方向上安裝兩列鋼管立樁,每列有3個(gè)橫向的鋼管支柱(圖3),鋼管的直徑為630 mm,每根鋼管長(zhǎng)為10 m;之后在鋼管上安裝2排2I40a大橫梁,并在其上橫向布置6片I28a調(diào)節(jié)墊梁;接著在調(diào)節(jié)墊梁上,安裝10根的I20a橫向工字鋼;再于其上鋪設(shè)長(zhǎng)×寬為10 cm×10 cm的方木,最后安裝1.5 cm厚的竹膠板用作底板。各桁架桿的接頭均為全焊縫。

圖3 0#塊支架立面圖(單位:mm)

在進(jìn)行支架預(yù)壓時(shí),先對(duì)梁段載荷作用下所產(chǎn)生的彈性變形值進(jìn)行量測(cè),并將其彈性變形值與在施工控制中需考慮的其他因素的預(yù)拱度相加,計(jì)算得出在施工時(shí)可使用的預(yù)拱度,并以此預(yù)拱度調(diào)節(jié)底模標(biāo)高。按0#塊的線(xiàn)型進(jìn)行放樣,并對(duì)底模進(jìn)行標(biāo)高調(diào)節(jié)。該項(xiàng)目采用大體積混凝土澆筑的方法對(duì)0#砌體進(jìn)行預(yù)壓,0#塊長(zhǎng)度12 m,其中有5.1 m位于橋墩頂部,一側(cè)懸掛的長(zhǎng)度為3.45 m,質(zhì)量為325.8 t,模板質(zhì)量為15 t,機(jī)械和人力負(fù)荷為8 t,按照系數(shù)1.2計(jì)算,一側(cè)懸掛質(zhì)量為(325.8+15+8)×1.2=418.56 t。預(yù)壓使用的是長(zhǎng)2 m(局部采用1 m)、寬1 m、高0.5 m的混凝土塊,單體質(zhì)量為2.5 t。觀察預(yù)壓結(jié)果,確保沒(méi)有問(wèn)題后再進(jìn)行后續(xù)施工。

3.2 模板安裝

模板安裝前需先搭設(shè)好施工平臺(tái)及安全防護(hù)網(wǎng),核查底模桁架標(biāo)高是否正確。底模標(biāo)高為設(shè)計(jì)標(biāo)高與線(xiàn)型控制調(diào)整量之和。模板安裝及預(yù)壓均要對(duì)稱(chēng)進(jìn)行,防止支架傾覆。安裝外側(cè)模時(shí),先將外側(cè)模架豎向拼成大塊,兩側(cè)的外側(cè)模采用通長(zhǎng)橫向拉筋連接保持穩(wěn)定。綁扎完腹板鋼筋后安裝內(nèi)模,由于內(nèi)模支撐在底板鋼筋網(wǎng)片上,為提升其穩(wěn)定性,須確保底板底層網(wǎng)片混凝土墊塊數(shù)量至少6個(gè)/m2。采用膩?zhàn)訉?duì)全部模板嵌縫,為減少模板間錯(cuò)臺(tái),模板成型后再用膩?zhàn)忧堆a(bǔ)縫隙。為防止出現(xiàn)漏漿問(wèn)題,可在模板拼接縫處設(shè)置密封條,先安裝外側(cè)模板,然后是內(nèi)模、端模。

3.3 鋼筋的捆綁和預(yù)應(yīng)力管道安裝

3.3.1 0#塊鋼筋捆扎

3.3.2 預(yù)應(yīng)力管道安裝

預(yù)應(yīng)力管道用定位筋進(jìn)行定位固定,將定位鋼筋與鋼管框架緊密地焊接在一起。當(dāng)管道的位置和鋼管的框架發(fā)生碰撞時(shí),要稍微挪動(dòng)鋼管的位置,使預(yù)應(yīng)力管道的位置保持不變。在進(jìn)行綁扎和澆灌時(shí),不能踐踏到波紋管。焊接時(shí),要做好保護(hù)工作,避免出現(xiàn)溫度過(guò)高而波紋管燒壞的情況。

3.2.3 壓漿管道安裝

對(duì)于腹板束和頂板束,在0#塊管道的中間部位、合攏段橫隔板的位置、邊跨底板束和支座相距大約10 m的位置各設(shè)置1個(gè)三通管。如果鋼束長(zhǎng)度在60 m以上,則按照每20 m間距設(shè)置一個(gè)三通管,這些三通管的設(shè)置有利于改善排氣,提高壓漿效果。

3.3.4 非預(yù)應(yīng)力鋼筋

每一梁段的縱向和橫向均為非預(yù)應(yīng)力鋼筋疊合焊接。為了達(dá)到施工規(guī)范的要求,在進(jìn)行施工時(shí),應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行調(diào)整,同一斷面的接頭數(shù)量不能大于接頭總數(shù)的50%[3]?？紤]到鋼筋、管道比較密集,當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼束管道和普通鋼筋發(fā)生碰撞時(shí),可在保證縱向預(yù)應(yīng)力管道不變的前提下進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整普通鋼筋。

3.3.5 錨墊板安裝

設(shè)置的錨墊板應(yīng)與鋼筋軸線(xiàn)互相垂直,錨墊的孔心應(yīng)與管線(xiàn)的中心相吻合。將波紋管插入錨墊的內(nèi)側(cè),在錨墊的開(kāi)口處用海綿布將其封閉,并在外面纏上一層膠布,防止泥漿滲漏堵塞孔道。

3.3.6 堵孔措施

為防止在澆筑時(shí)出現(xiàn)滲漏,在澆筑之前,將直徑小于孔道直徑10 mm的硬質(zhì)塑膠管子插入各孔道中,混凝土初凝前可抽動(dòng),在終凝后將其從孔道中抽出來(lái)。

3.4 澆筑混凝土

0#塊長(zhǎng)12.0 m,高9.8 m,混凝土體積628.3 m3,全部采用一次澆筑方式。在進(jìn)行混凝土澆筑施工之前,一定要對(duì)模板、鋼筋間距、鋼筋保護(hù)層、預(yù)埋件以及構(gòu)件的輪廓幾何尺寸等進(jìn)行仔細(xì)檢驗(yàn),驗(yàn)收合格后才能進(jìn)行混凝土的施工,0#塊的澆筑次序如圖4所示。

圖4 0#塊地混凝土澆筑順序

圖5 0#塊下料管布置

澆筑時(shí),使用1臺(tái)吊頂(臂架泵)將混凝土進(jìn)行遠(yuǎn)程泵送。在對(duì)底板部分混凝土進(jìn)行施工時(shí),在腹板與底板結(jié)合的位置,需要進(jìn)行充分振搗。此處鋼筋較密集,在振搗的時(shí)候,不能碰到預(yù)應(yīng)力管道,還要防止出現(xiàn)過(guò)振、漏振的現(xiàn)象。底部澆筑完后,立即澆筑腹部的混凝土。振搗時(shí),應(yīng)避免振動(dòng)棒與鋼模接觸振動(dòng)模板而造成腹板上的翻漿問(wèn)題[5]。在澆筑完成后,要及時(shí)進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù),尤其是夏季,要對(duì)梁體內(nèi)外進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)完成拆模后,為防止混凝土表面開(kāi)裂,用土工布覆蓋箱梁頂面,使混凝土表面和土工布始終保持潮濕,暴露表面涂刷養(yǎng)護(hù)液。為防止混凝土澆筑過(guò)程中及養(yǎng)護(hù)用水銹蝕預(yù)應(yīng)力鋼筋,先在混凝土澆筑前堵住管道,并用防水膠布綁扎處理預(yù)應(yīng)力筋端頭[6]。冬季采用防火棉被及塑料布覆蓋進(jìn)行養(yǎng)護(hù),箱內(nèi)采用蒸汽進(jìn)行養(yǎng)護(hù),箱外則采用養(yǎng)護(hù)劑進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。為防止梁體表面產(chǎn)生早期開(kāi)裂,將梁體表面與環(huán)境溫度差控制在15 ℃以?xún)?nèi)。

養(yǎng)護(hù)結(jié)束后,設(shè)計(jì)強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)值的100%才能拆除模板;0#塊的側(cè)模、內(nèi)模使用塔式起重機(jī)進(jìn)行手動(dòng)拆卸,拆卸過(guò)程中,應(yīng)保持梁身上的棱角完好,拆卸完成后,應(yīng)立即上覆土工布并噴灑清水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。在拆除側(cè)模時(shí),要確保混凝土表面和各角不被破壞,當(dāng)其強(qiáng)度達(dá)到20%～30%時(shí),對(duì)混凝土表層進(jìn)行鑿毛,并確保裸露出的部位是新鮮的粗集料,以便與下一階段的混凝土更好地結(jié)合。

3.5 孔道壓漿與張拉

3.5.1 預(yù)應(yīng)力筋下料

下料長(zhǎng)度為設(shè)計(jì)長(zhǎng)度與2倍工作長(zhǎng)度之和。在鋼絞線(xiàn)下料之前,必須把它綁在固定好的支架上,避免抽絲時(shí)整孔脫落,并將其整理順直,然后根據(jù)下料的長(zhǎng)短,用切割器進(jìn)行切割,不能用電氣焊切割。在下料之后,每隔1.0～1.5 m捆綁一道22#鐵絲,以確保預(yù)應(yīng)力筋束順直不扭曲、不松散。

3.5.2 預(yù)應(yīng)力筋穿束

在進(jìn)行穿束之前,首先要對(duì)預(yù)應(yīng)力管道進(jìn)行檢查確認(rèn),確保其通暢,之后再利用空氣壓縮機(jī)吹除通道內(nèi)的灰塵和雜物,鋼絞線(xiàn)的穿束采取的是手工與機(jī)器相結(jié)合的方式。手工方式需要從穿束末端將單根鋼絲繩送入孔中,直至從另外一個(gè)孔出來(lái),再用鋼絲繩將鋼圈固定好。啟動(dòng)吊車(chē),拉動(dòng)鋼絲繩,使鋼絞線(xiàn)束從穿束口孔端拉至另一端。在穿束過(guò)程中,應(yīng)盡量使鋼絲繩處于水平狀態(tài)[7]。

3.5.3 管道摩阻試驗(yàn)

摩阻試驗(yàn)的管道依據(jù)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行選取,進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),以試驗(yàn)得到的阻力為依據(jù),對(duì)張拉力進(jìn)行調(diào)整。摩阻試驗(yàn)通過(guò)千斤頂進(jìn)行。為減小檢測(cè)誤差,檢測(cè)時(shí)將張拉端與固定端進(jìn)行交叉張拉。一頭張拉后再對(duì)另外一頭進(jìn)行張拉檢測(cè),并反復(fù)3次,對(duì)每個(gè)受力鋼筋分別進(jìn)行6次檢測(cè),求出其平均值。在測(cè)試和試驗(yàn)中,為了避免因張拉索收縮產(chǎn)生的偏差,必須在張拉索的整個(gè)過(guò)程中保持一致和持續(xù),并且在張拉索的過(guò)程中不能中斷。要保證傳感器和千斤頂?shù)闹行妮S和預(yù)應(yīng)力鋼筋的中心軸一致,具體見(jiàn)圖6。

圖6 管道摩阻測(cè)試示意圖

3.5.4 預(yù)應(yīng)力張拉

每一梁節(jié)段的張拉應(yīng)在其梁節(jié)段的混凝土強(qiáng)度為設(shè)計(jì)的95%、彈性模量為100%的情況下進(jìn)行,并確保張拉時(shí)梁的混凝土的齡期不少于5 d。按張拉順序,先腹板、頂板,最后底板,由外而內(nèi)對(duì)稱(chēng)進(jìn)行。張拉時(shí),兩個(gè)端部的延伸值均維持在同一值。張拉量依次以20%,60%,100%,120%進(jìn)行逐級(jí)加載[8]。拉伸量計(jì)算公式為

L=ΔL1+ΔL2-ΔL3-ΔL4

(1)

式(1)中:ΔL1為從初始拉伸到最大拉伸之間測(cè)量到的活塞實(shí)際拉伸長(zhǎng)度,cm;ΔL2為初始張力之下的延伸量,可參考相鄰級(jí)的延伸量,cm;ΔL3為兩端錨夾片的回縮值實(shí)測(cè)結(jié)果,cm;ΔL4為其他要減除的回縮值,cm。

3.5.5 壓 漿

壓漿要在鋼絲束張拉完成后48 h內(nèi)完成,需要注意注漿時(shí)梁體和周?chē)臏囟葢?yīng)保持在5～30 ℃,在注漿期間和注漿后3 d,周?chē)臏囟榷疾荒艿陀? ℃。在當(dāng)日最高溫超過(guò)35 ℃的情況下,必須定在當(dāng)日溫度最低的時(shí)間段進(jìn)行壓漿。

4 結(jié) 語(yǔ)

針對(duì)大型跨河橋梁在0#塊施工,應(yīng)從減少高空作業(yè)的角度入手制作模板,并考慮混凝土高空澆筑的高度落差問(wèn)題,在不影響預(yù)應(yīng)力筋和受力主筋的前提下設(shè)置PVC管,并做到對(duì)各工序的嚴(yán)格把控及高效銜接,才能有效保障0#塊的施工安全和施工質(zhì)量。本工程通過(guò)上述施工在規(guī)定工期內(nèi)按時(shí)完工,驗(yàn)收質(zhì)量合格,且施工期間未出現(xiàn)安全事故。0#塊的鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道安裝誤差均控制在允許的范圍內(nèi),且結(jié)構(gòu)美觀、未出現(xiàn)存在裂縫等質(zhì)量缺陷的構(gòu)件,0#塊驗(yàn)收達(dá)到了合格標(biāo)準(zhǔn),這也為后續(xù)的掛籃懸澆施工打下了良好的基礎(chǔ)。