沙朗特大橋施工工藝與質量控制

陳 峰,趙 瑞,李 鵬

(1.黑龍江龍建路橋股份有限公司第四工程處;2.中鐵二局第一工程有限公司;3.中鐵四局集團有限公司)

1 工程概況

沙朗特大橋位于濱海地區,氣候溫和,雨量充沛。41～44號墩 75+125+75m聯懸臂現澆連續箱梁全長 275m,為直腹板變高雙線單箱單室截面,全聯共分 71個梁段,最大懸臂澆筑塊重 1 860.3 kN。由于懸臂現澆梁段多,梁段體積大,一次澆筑混凝土數量多,故而掛籃懸灌的施工及其質量控制為工程的重難點之一。

2 箱梁懸灌梁段施工

2.1 懸灌梁段總體施工工藝

梁段懸澆施工的工藝順序為:掛籃就位→調整掛籃底模、外模標高并固定→吊裝或綁扎底板、腹板鋼筋,安裝底板、腹板波紋管和豎向預應力粗鋼筋,固定腹板錨具→內模就位→綁扎頂板鋼筋,安裝頂板波紋管→固定頂板錨具→安裝端頭模板→二次對稱灌注梁段混凝土→覆蓋養護→穿束→張拉→壓漿→掛籃前移→進入下一梁段的施工循環。

箱梁懸澆施工進行中,應保證兩懸臂端掛籃施工速度的平衡,要求施工進度偏差小于 30%,施工重量偏差小于 2%。施工過程中,隨時觀測撓度及應力情況,發現異常及時調整、分析后再繼續施工。混凝土澆筑施工時,從懸臂端向箱梁根部施工進行。以防止由于掛籃前端下撓而引起已澆筑混凝土的開裂。

2.2 懸灌梁段模型

(1)掛籃底模系統

沙朗特大橋 41～44號墩(75+125+75)m聯懸臂現澆連續箱梁掛籃的底模系統主要由四根橫向兜底I45工字鋼梁、15根縱向I40工字鋼縱梁、5 cm厚模板底模面板及操作平臺系統組成。

(2)掛籃側模與內模系統

掛籃的側模系統主要由外滑梁、外模支撐桁架及外模面板組成。內模系統主要由內滑梁、內托架體系、側面肋板及面板系統組成,其中內側面系統為可調高形式。

3 懸臂灌注梁段混凝土施工

為保證懸臂灌注梁段的施工質量,減少施工接縫,所有懸臂灌注梁段要求一次灌筑成型,為達到設計要求,需要注意以下幾點。

混凝土灌注順序為:底板,腹板,頂板。灌注時同一掛籃的左右兩側基本對稱地進行。混凝土由掛籃底板的前端開始澆注,同一T構上兩套掛籃內的懸澆混凝土在任何時候須基本相等。混凝土在腹板的灌注分層厚度為 30 cm左右。

澆筑混凝土前,仔細檢查模板的尺寸和牢固程度。在灌注過程中設專人加固模板,以防漏漿和跑模。

對振搗人員分施工區域設置,明確責任區,以防漏搗。振搗腹板時,當梁段高度大于 4m時,要從腹板預留“天窗”放入振動棒后振混凝土。“天窗”設在內模板和內側鋼筋網片上,每 2m左右設一個,灌注至“天窗”前將“天窗”封閉;當梁段高度小于 4m時,可不預留“天窗”,而直接將振動棒放入腹板內振搗混凝土即可。振搗時要先選好點,盡量布點均勻,并保證波紋管和壓漿管不受損傷,鋸齒板等鋼筋密集處要加強振搗。

混凝土倒入后,試驗人員要檢查混凝土的坍落度、和易性,如有不當之處要通知拌合站及時調整。在頂板混凝土澆筑完成后,用插入式振搗器對頂腹板接縫處進行充分的二次振搗,確保連接處密實、可靠。

混凝土灌注完后,要加強對梁段包括箱梁內側和外側的撒水養護。不同的季節采取不同的養護措施。

4 施工質量控制

由于箱梁在懸臂澆筑施工時受混凝土自重、日照、溫度變化、掛籃變形等因素影響而產生豎向撓度,混凝土自身還存在收縮、徐變等因素,也會使懸臂段發生變化。為使合攏后的橋梁成型及應力狀態符合設計要求,達到合攏高程誤差控制在15mm以內的要求,最大限度地使實際的應力、線型與設計相接近,必須觀測控制各懸臂施工節段的撓度與應力。以便在施工中及時調整有關標高參數,確定下節段合適的模板標高。撓度控制,采用以往同類橋梁施工所驗證準確可靠的計算機軟件進行。施工時建立施工控制網絡,以自適應法及灰色預測辨別法等理論為模型進行施工控制,確保合攏精度。

4.1 施工觀測內容

具體觀測內容包括:掛籃模板安裝就位后的撓度觀測;澆筑前預拱度調整測量;混凝土澆筑后的撓度觀測;張拉前的撓度觀測;張拉后的撓度觀測;已完成各階段之荷載及溫度、徐變收縮引起的撓度計算、觀測;合攏段合攏前的溫度修正;溫度觀測;應力觀測(通過在控制截面內預埋測試儀器獲得測試數據)。

4.2 施工控制方案

大跨徑懸臂梁施工時必須進行有效的施工控制以保證成橋后的梁體線型及受力狀態與設計盡量吻合,施工控制以主梁撓度及內力為控制對象。

控制原則:①施工過程中主梁截面應力在允許范圍內。②懸臂合攏段相對高差在 15mm內,軸線誤差在 10mm內。③橋面線型調整引起的橋面鋪裝層厚度增減平均值符合設計要求。④橋梁預拱度滿足二期恒載、1/2活載作用和設計混凝土徐變年限內的徐變變形要求,該值通過計算確定。⑤施工控制測點布置:在梁段端部左右腹板中間、箱梁橫向中部幾翼緣板邊緣位置分別埋設短鋼筋作為固定觀測點。⑥觀測時間:根據以前施工中積累的數據分析,溫度影響主要是日照影響立模放樣和日常測量,因此放樣與日常測量宜安排在早晨 8點以前,否則必須進行修正。并且每天將已澆完的梁段控制點進行復測后進行數據匯總,觀察變化,分析原因,并及時調整立模標高。

線形控制中的注意事項:①對每套掛籃都要進行預加載來消除其非彈性變形,測出其彈性變形,為確定立模高程提供基本依據。②嚴格控制混凝土容重,盡量使梁段混凝土各齡期的強度和彈性模量術指標與計算采用值接近,減少實際值與計算采用值之間的誤差。③嚴格控制預應力筋張拉力的準確度和張拉時混凝土的齡期要求(齡期達到 3 d以上且強度達到設計強度的 90%以上)。④在每個承臺和 0號段上布設基礎沉降觀測點和墩身壓縮觀測點,定測基礎沉降和墩身壓縮情況,并將結果反應在合攏前 4個梁段和邊跨段的高程中。⑤從合攏段前 4個梁段起,對全橋各梁段的標高和線形進行聯測,并在這 4個梁段內逐步調整,以控制合攏精度。⑥保證掛籃預留孔位置準確。當預留孔位置偏差較大時,掛籃不好調,甚至調整不到中線位置,因此必須提高各預留孔的準確度。同時為了防止搗搗混凝土時移位,預留孔要用鋼筋網固定。⑦在 T構懸臂灌注施工期間,梁頂面所放材料、機具設備的數量和位置應符合線形控制軟件計算模式的要求。在懸灌即將結束時,梁體懸臂最大,施工時必須嚴格控制施工荷載的對稱,并對墩的變形加強觀測。⑧通過線形控制將豎向撓度誤差控制在 15mm內,軸線誤差控制在 10mm內。

5 結束語

懸臂現澆連續梁橋施工中,懸臂澆筑混凝土連續梁施工技術含量高、工期緊、施工條件及外部條件復雜,進而對箱梁懸灌梁段的施工技術和質量控制提出了更高的要求。只有通過合理的施工工藝、有效的施工控制,才能保證橋梁線形的圓順美觀,確保施工、使用過程的安全可靠。

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