老莊田大橋關鍵施工技術解決方案

王 萍

(江蘇省交通科學研究院)

1 工程概況

粵贛高速公路上(陵)埔(前)段的老莊田大橋,是一座位于平面小半徑(R=800m)、陡縱坡(-3.8%)、梁頂板大橫坡(5%)、橋梁標準跨梁長為 40m、25m兩種。橋梁上下行不等垮,上部結構為簡支T梁,架設后采用體系轉換為先簡支后墩梁固結為連續剛構的組合型橋梁。橋墩為嵌巖樁基礎,圓形立柱,最大墩高為 49m,橋臺為 U型橋臺,0#臺為摩擦樁,5#、6#臺為嵌巖樁,左幅橋為 5×40m+25mT梁,右幅橋為 5×40mT梁,該橋在 2#、3#、4#墩頂采用墩梁固結,使第 2孔至第 5孔形成連續剛構。

該橋橋址處地形復雜,坡陡溝深,施工條件較為困難。

2 本橋施工關鍵技術

(1)布置在 800m半徑的緩和曲線上的 40mT梁跨與跨、左幅與右幅、半幅跨內梁與梁長度均不相同,施工中如何保證每跨內每片梁的 7個橫隔板全部對齊,并用較少的模板投入完成制梁。

(2)由于曲線設超高,T梁頂面橫坡為 3%～5%,如何在既保證梁體混凝土澆筑質量使用坍落度在 10～12cm的混凝土,又滿足梁頂板 3%～5%的橫坡。

(3)在平面 800m半徑的曲線及縱坡為-3.8%陡坡段,如何保證架梁安全。

3 關鍵技術解決方案

(1)由于全橋位于 R=800m緩和曲線上,平面半徑和圓心點不斷變化,該橋T梁長度孔與孔相差 100cm、每孔的左右兩半幅橋內梁長相差 60cm左右,半幅內相臨兩片梁長相差 10cm、左右幅橋每跨內最長與最短梁最大相差121cm,且左幅橋梁長全部小于 40m、右幅橋梁長全部大于40m。對此,經多次研討并征得設計單位同意,采用粗調加微調的措施來解決。

所謂粗調,就是 T梁模板按 40m標準梁長制作,先預制完梁長大于 40m的右幅橋的梁,再改短模板預制梁長小于40m的左幅橋的梁;所謂微調,就是加厚端橫隔板的厚度來調整梁長。這樣,既保證了T梁的理論支承線與橋墩蓋梁理論支撐點重合,又保證了每垮的 40mT梁所有橫隔板的對齊成線。

具體作法是:先預制完全橋右幅梁后,以左幅橋最短的梁為標準梁,將 T梁模板在跨中位置(跨中橫隔板兩端)切割、縮短(此為粗調)。再加微調的方法(用調整端橫隔板厚度調整梁長)預制左幅梁。在切短模板的同時,臺座也改制、縮短相同的尺寸,并與模板配套。

(2)由于 T梁混凝土是一次性澆筑完成,而 T梁端部及腹板內管道、鋼筋密集,為保證混凝土密實,混凝土必須采用10～12cm的坍落度。但 T梁頂寬 2.1m,要保持 5%的橫坡,兩側高差達 10.5cm,用此坍落度的混凝土澆筑后,雖經多次刮抹,但最終橫坡因混凝土向下流動仍小于 3%。對此,經多片梁試驗調整,最終確定采取先按 2%左右的橫坡控制,在混凝土泌水初凝前,用坍落度為7cm的混凝土補料找坡使其達到 5%的橫坡的措施。實踐證明此措施使梁頂橫坡基本達到了設計要求。

(3)由于縱坡為 3.8%,40mT梁梁高 2.41m,T梁端部上下傾斜值為 91.5cm,為避免封端誤差與架梁誤差累計造成不利,采用在架梁后進行封端的措施,既解決了封端尺寸控制不準的問題又解決了同一片梁兩條邊長不等的問題。

(4)由于橋址位于 800m半徑的平曲線和 -3.8%的縱坡上,再加之墩梁固結預埋在 2#、3#、4#墩蓋梁頂的鋼筋高2.35m。而40mT梁梁長、體重、重心高等因素,使安全架梁的難度很大。對此,我們從架梁方向上采取了架上坡(制梁場選址根據此項確定);單幅橋架梁,先架通右幅橋,再架左幅橋;從架梁設備選型上采用了高安全系數(梁重 121.47t,用 150型架橋機可架 150t梁)、低速(運梁平車走行速度及架橋機橫移速度 0.6m/min)、前支腿可大行程調整高度的架橋機;和在架梁中嚴格控制裝梁的穩定性、運梁軌道的平順性、架橋機過孔時的可靠性等措施,最終安全地完成了全橋架梁施工。

(5)墩梁固結是將第 2～5跨的T梁與橋墩固結在一起由簡支轉換為連續剛構的重要工序。由于梁高、預埋鋼筋密集,作業空間狹小。為保證施工質量,我們在鋼筋連接上采用由下即上,逐排完成,確保鋼筋位置準確;在澆筑鋼纖維混凝土時,選擇在每天溫度變化最小的時段進行,保證在體系轉換中,減小非正常應力的出現。通過采取以上措施,使墩梁固結順利的完成了施工。

4 幾點建議

4.1 T梁預制

對于小半徑、陡縱坡、梁頂不等橫坡的T梁預制,除控制現場施工的工程質量外,還應綜合考慮梁長、橫坡形成的T梁架設后的平整度。

該橋的梁長控制措施比較有效,既能保證同跨內全部T梁的橫隔板對齊成一線正確聯結,同時滿足T梁受力要求;

對于T梁頂面的不等橫坡(3%～5%),除在混凝土澆筑時調整外,可考慮在模板制作時,將T梁翼板制作成可調動型(將翼板外側沿梁長每 1～1.5m安裝調節鏍栓,使翼板外側可升降 2～3cm)來控制梁頂的橫坡。

對于縱坡影響,選擇在架梁后在橋上封端,通過蓋梁中心線和垂直度來控制封端。可保證外觀質量及避免在梁場封端所產生的施工誤差。

4.2 T梁架設

本橋在陡坡、曲線上架梁,從選擇架梁方向(架上坡)、選用架橋機機型、半幅架梁、現場控制上是成功的。

對于墩梁固接的預埋鋼筋,可通過設計處理,將豎向鋼筋先預埋,但只先伸出墊石面 30～80m,便于架橋機行走,待T梁架設后,將豎向鋼筋再用焊接或用絲扣接長,既減少架橋機過孔難度,又便于墩梁固接施工。

4.3 墩梁固接施工

應考慮溫度的影響,應盡量選在溫度變化最小時澆筑混凝土。