南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋合建段引橋連續(xù)箱梁支架法大節(jié)段現(xiàn)澆施工技術(shù)

潘 軍

(中鐵大橋局集團(tuán)第四工程有限公司，南京 210031)

1 概述

南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋北岸合建段引橋N1號(hào)～N4號(hào)墩上部結(jié)構(gòu)為雙幅(44 m+68 m+44 m)變截面連續(xù)箱梁，跨越北岸長(zhǎng)江大堤，見圖1。主梁采用單箱單室直腹板截面，單幅橋主梁頂寬13.4 m，底寬6.7 m，結(jié)構(gòu)設(shè)置雙向橫坡2.0%。主梁支點(diǎn)外側(cè)梁高6.0 m，跨中外側(cè)梁高3.00 m，梁底曲線為圓曲線。主梁兩側(cè)各懸臂3.35 m，懸臂端部厚度0.2 m，懸臂根部厚度0.673 m。頂板全跨等厚，為0.44 m。底板厚度為0.50～0.80 m。腹板厚度為0.5～0.8 m。橫隔梁中支點(diǎn)厚度為2.0 m，邊支點(diǎn)厚度1.2 m。單幅箱梁混凝土用量為2 422.4 m3，質(zhì)量約6 358.8 t。

圖1 橋跨布置(單位:m)

主梁采用三向預(yù)應(yīng)力體系。所有預(yù)應(yīng)力鋼絞線均采用高密度聚乙烯塑料波紋管成孔。縱向預(yù)應(yīng)力鋼束采用19(17、15)－φs15.24鋼絞線，分為頂板束、頂板通長(zhǎng)束、腹板束、邊跨底板束和中跨底板合龍束。頂板通長(zhǎng)束分2次張拉，采用連接器連接錨固在箱梁兩端，腹板束采用一端張拉，錨固在梁端，邊跨底板束兩端分別錨固在梁端和鋸齒塊上，中跨底板合龍束則待合龍段施工完成后張拉錨固在鋸齒塊上。

2 總體施工方案

該連續(xù)梁分為左(京滬線)、右(滬漢蓉線)兩幅，原設(shè)計(jì)采用掛籃法施工，后由于受征地拆遷的影響，實(shí)際施工進(jìn)度與計(jì)劃工期差距很大，如再采用掛籃節(jié)段法施工已不能滿足整體工期的需要，必須采用新技術(shù)，以加快施工進(jìn)度。后經(jīng)技術(shù)研究，并報(bào)設(shè)計(jì)方批準(zhǔn)，將每幅連續(xù)梁分為“T”構(gòu)(44 m+33 m)+合龍段(2 m)+“T”構(gòu)(33 m+44 m)三節(jié)段施工。1個(gè)“T”構(gòu)混凝土一次性澆筑。先施工左幅，后施工右幅，分別滿足京滬高速鐵路、滬漢蓉工期需要。施工時(shí)，根據(jù)地質(zhì)特點(diǎn)，采用臨時(shí)支墩+貝雷梁桁架的支架法施工。施工順序?yàn)?先施工左幅中N3號(hào)～N4號(hào)墩“T”構(gòu)，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，張拉預(yù)應(yīng)力筋，然后脫模，將模板和支架倒至第2個(gè)“T”構(gòu)(N1號(hào)～N2號(hào)墩)，進(jìn)行第2個(gè)“T”構(gòu)施工，最后進(jìn)行合龍段施工，完成左幅連續(xù)箱梁施工。除臨時(shí)支墩的鉆孔樁基礎(chǔ)外，所有左幅箱梁施工用結(jié)構(gòu)倒至右幅，進(jìn)行右幅箱梁施工。因此需投入的大臨結(jié)構(gòu)僅為:1幅橋的鋼管立柱，1個(gè)“T”構(gòu)的貝雷梁支架、底(側(cè))模、內(nèi)模和1套合龍段模板。

為加快施工進(jìn)度，支架的中間支墩(鉆孔樁基礎(chǔ)+鋼管立柱)與橋梁承臺(tái)、墩身同步進(jìn)行施工。待橋梁承臺(tái)、墩身施工完成后，在承臺(tái)上安裝邊支墩(鋼管立柱)，并利用墩身預(yù)埋件將鋼管柱與墩身連接。

3 施工方法

(1)N1號(hào)～N4號(hào)主墩施工的同時(shí)，施工N1號(hào)～N4號(hào)墩間臨時(shí)支墩鉆孔樁，同時(shí)安裝鋼管立柱、柱間連接系及砂筒、柱頂分配梁，見圖2。

(2)箱梁承臺(tái)、墩身施工完成后，在承臺(tái)上安裝支架邊支墩(鋼管立柱)，然后安裝砂筒、柱頂分配梁及柱間連接系，并利用墩身預(yù)埋件將墩身與鋼管柱連接，見圖3。

(3)安裝南側(cè)一個(gè)“T”構(gòu)及合龍段的貝雷梁。安裝一個(gè)“T”構(gòu)底模，并調(diào)整高程。綁扎鋼筋，安裝側(cè)模并調(diào)整位置和高程，見圖4。

圖2 施工示意(1)

圖3 施工示意(2)

圖4 施工示意(3)

(4)澆筑第一個(gè)“T”構(gòu)的混凝土并養(yǎng)護(hù)，混凝土達(dá)到強(qiáng)度要求后，張拉預(yù)應(yīng)力束。安裝第二個(gè)“T”構(gòu)剩余的鋼管立柱，見圖5。

圖5 施工示意(4)

(5)拆除第1個(gè)“T”構(gòu)模板系統(tǒng)，貝雷梁倒用至第 2個(gè)“T”構(gòu)。進(jìn)行第2個(gè)“T”構(gòu)施工，見圖6。

圖6 施工示意(5)

(6)第2個(gè)“T”構(gòu)混凝土達(dá)到要求后，張拉預(yù)應(yīng)力束，進(jìn)行合龍段施工，見圖7。

(7)合龍段混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，張拉全橋預(yù)應(yīng)力束，至此一聯(lián)連續(xù)梁全部施工完畢。支架倒至右幅，進(jìn)行右幅橋梁的施工，見圖8。

圖7 施工示意(6)

圖8 施工示意(7)

4 施工要點(diǎn)

4.1 樁基礎(chǔ)

鉆孔樁為φ 1 m，一幅箱梁底沿縱向設(shè)8排，每排3根，滿足連續(xù)梁“T”構(gòu)(簡(jiǎn)支懸臂)長(zhǎng)度和橫截面范圍的施工荷載。鉆孔樁施工完成后，將樁頭混凝土清理至設(shè)計(jì)樁頂高程，補(bǔ)齊樁頭處箍筋，并安裝預(yù)埋件(偏位不超過2 cm)，澆筑接樁C30混凝土，預(yù)埋件下混凝土要求振搗密實(shí)。混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，清除預(yù)埋件表面混凝土殘?jiān)陬A(yù)埋件面板上畫出鋼管立柱位置線。承臺(tái)、墩身預(yù)埋件要求與樁頂預(yù)埋件相同。

4.2 鋼管立柱

單幅一個(gè)“T”構(gòu)支架設(shè)8排鋼管立柱，每排3根共計(jì)24根，主邊跨側(cè)各4排，其中5排鋼管支承于鉆孔樁之上，3排鋼管柱立于承臺(tái)頂面，每排立柱外側(cè)為φ80 cm鋼管，中間為φ60 cm鋼管。

(1)現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)預(yù)埋件安裝精度對(duì)鋼管下口進(jìn)行處理，以確保鋼管底口與預(yù)埋件密貼，立柱竣工高程誤差為±10 mm。

(2)立柱分2節(jié)在現(xiàn)場(chǎng)用法蘭盤拼成整體，應(yīng)確保立柱順直，不得有錯(cuò)臺(tái)、折線，兩法蘭盤面應(yīng)修整頂緊。

(3)立柱安裝對(duì)位誤差不大于5 mm，以縱橫2個(gè)方向校正柱身垂直度，柱身傾斜度≤1/500且不大于20 mm時(shí)，即可將鋼管底口與預(yù)埋件焊接固定。

(4)柱間連接系，支架橫向連接系為φ218 mm鋼管，縱向連接系為φ325 mm、φ400 mm兩種鋼管，橫向連接系現(xiàn)場(chǎng)預(yù)拼成整體后吊裝，縱向連接系單鋼管與端頭節(jié)點(diǎn)板預(yù)拼后單根進(jìn)行吊裝。

4.3 砂筒與柱頂分配梁

(1)為方便拆除支架，鋼管立柱頂設(shè)置砂筒。砂筒由筒塞與筒體組成，鋼筒塞內(nèi)澆筑C30混凝土，混凝土必須密實(shí)并與塞頂磨平，筒體內(nèi)灌中粗烘干砂，以便筒塞卸落。

砂筒安裝前對(duì)立柱頂平面復(fù)測(cè)，并畫出安裝系統(tǒng)線。立柱頂高程通過調(diào)整砂筒高度，或在柱頂抄墊鋼板來調(diào)整，以使砂筒頂面高程達(dá)到設(shè)計(jì)值。

砂筒使用前按設(shè)計(jì)規(guī)定的預(yù)壓力進(jìn)行預(yù)壓，符合要求后方可安裝。砂筒放置在柱頭中心處，與柱頭點(diǎn)焊固定。

(2)鋼管柱頂分配梁長(zhǎng)13 m，由2根HN800型鋼坡口焊連接組成，分配梁通過砂筒與鋼管柱連接成整體。每個(gè)砂筒通過筒塞四角的螺栓與柱頂分配梁相連。

4.4 貝雷梁及連接系

(1)貝雷片布置:沿箱梁橫向布置貝雷片23道，每2片貝雷梁之間通過橫向連接系連成整體。貝雷梁桁架頂部布置I14型鋼橫向分配梁。貝雷梁桁架底部橫向布設(shè)6道U形螺栓同HN800分配梁連接。為保證貝雷片的整體穩(wěn)定性，在貝雷梁桁架的下弦桿處用支撐架連接成底水平聯(lián)。

(2)貝雷梁的安裝

①貝雷梁安裝前在HN800分配梁頂按設(shè)計(jì)位置安裝鋼楔塊，鋼楔塊與分配梁間采用焊接連接。

②按臨時(shí)支墩跨徑，將4(5)片貝雷梁拼裝成1組，分次起吊就位。一跨貝雷梁安裝完畢后，安裝上部橫向I14型鋼分配梁和貝雷片間連接系。

③貝雷梁組安裝完成后，安裝柱頂分配梁上的限位座。限位座通過螺栓與分配梁連接，限位座與貝雷梁間的空隙應(yīng)用鋼板抄實(shí)，并點(diǎn)焊固定。

4.5 邊跨直線段分配梁安裝

邊跨直線段分配梁為21組2［22a型鋼，采用分組吊裝，吊裝好后用角鋼連接成整體，立柱與柱頂HN800分配梁采用角鋼焊接連接，2［22a型鋼橫梁與立柱、墩身預(yù)埋件間采用角焊縫連接，焊縫高度均為8 mm。

4.6 支架的拆除

一幅連續(xù)梁?jiǎn)蝹€(gè)“T”構(gòu)或合龍段施工完畢，混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度并按要求張拉預(yù)應(yīng)力束后，將各柱頂砂筒卸砂，進(jìn)行模板及支架拆除作業(yè)。支架總的拆除順序和安裝順序相反。

5 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明連續(xù)梁一次性澆筑1個(gè)“T”構(gòu)混凝土，2個(gè)“T”構(gòu)混凝土完成后，進(jìn)行合龍段混凝土施工的3節(jié)段支架現(xiàn)澆法施工是可行的，現(xiàn)方案比原方案提前工期3個(gè)月，達(dá)到連續(xù)箱梁主體結(jié)構(gòu)快速施工的目的，從而保證了京滬高速鐵路、滬漢蓉鐵路按期鋪架，創(chuàng)造了良好的社會(huì)效益。由于本施工方法只需投入1幅橋的鋼管立柱，1個(gè)“T”構(gòu)的貝雷梁支架、底(側(cè))模、內(nèi)模和1套合龍段模板，因此在加快施工進(jìn)度的同時(shí)，也大大節(jié)省了大臨結(jié)構(gòu)用料，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

［1］中華人民共和國(guó)鐵道部.TB10203—2002 鐵路橋涵施工規(guī)范［S］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2002.

［2］中華人民共和國(guó)鐵道部.TB10002.5—2005 鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2005.

［3］中華人民共和國(guó)鐵道部.TB10002.1—2005 鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范［S］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2005.

［4］中華人民共和國(guó)鐵道部.TB10002.2—2005 鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2005.

［5］中華人民共和國(guó)鐵道部.TB10002.3—2005 鐵路橋涵鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2005.

［6］余定軍.三峽庫(kù)區(qū)滑坡地帶橋梁高支架現(xiàn)澆施工技術(shù)［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2008(1):64-66.

［7］李 波，尹希林.武廣鐵路客運(yùn)專線白馬特大橋(32+48+32)m連續(xù)梁支架現(xiàn)澆施工技術(shù)［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2008(4):19-21.