下承式拱型桁架渡槽施工新工藝

楊文志

(湖南路橋建設集團公司，湖南長沙410004)

0 前言

渡槽施工在高速公路施工中雖占的比重不大，但對當?shù)厝嗣竦纳a生活影響較大;如果施工不當，在高速公路通車后也將影響高速公路的正常運營，而且在路基土石方施工過程中，快速的完成渡槽施工也能減少與當?shù)丶m紛和協(xié)調工作，降低施工成本。下承式拱型桁架渡槽能充分發(fā)揮材料的受壓性能，在高速公路建設中越來越得到采用。但因拱型桁架結構復雜，桿件多、細且長，控制難度大，施工工序較為繁瑣，如采用常規(guī)現(xiàn)澆施工方法工期較長。本文介紹一種平臥預制、整體吊安的施工新工藝與新方法，去繁就簡，安全可靠、優(yōu)質高效。

1 工程簡介

桂武高速公路第9合同段所承建的k160+928曉言塘渡槽是一座8 m+20 m+20 m+8 m的4孔橫跨高速公路的通水結構，總長56 m。其中兩個主跨為拱型桁架+渡槽槽身的結構，兩個輔跨連接段為單獨的槽身結構。該渡槽的總體布置如圖1。

圖1 渡槽的總體布置(單位:cm)

2 施工方案及施工工藝與方法

2.1 施工工藝流程

下承式拱型桁架渡槽采用平臥法預制和整體吊安的施工工藝流程如圖2。

圖2 施工工藝流程

2.2 施工方法

2.2.1 拱型桁架預制

1)場地硬化。

為確保桁架結構預制質量及精度，在渡槽附近就地平整和壓實場地，并澆筑10 cm厚C25混凝土作為預制平臺，混凝土要振搗密實與嚴格控制頂面平整度，以保證桁架預制需要和達到構件預制的質量不因地基問題產生下沉、裂縫、起砂或起鼓等現(xiàn)象。四周采取開挖排水溝措施，防止場地受雨水影響。

2)測量放樣。

采用坐標法在預制臺上直接放樣，根據(jù)設計提供的坐標，返算出桁架拱坐標方程式為y=-0.025 x2+2．5，以跨中點為坐標系原點，以渡槽水平向為x軸，豎直向為y軸。采用1 m/每點進行加密放樣，確保線型準確。

各點坐標計算如表1。

3)胎模制作及鋼筋安裝。

根據(jù)放樣坐標點，在預制平臺上采用彈墨線法按照桁架片的結構尺寸如圖3繪制出來，再采用δ6 mm鋼板或δ10 mm竹膠板制作胎模(底模)，然后綁扎鋼筋;并用竹膠板制作側模并固定，同時各種預埋件(包括墩身焊接鐵板、上下弦桿預埋鋼筋和槽身澆筑預埋鋼筋等)的位置要準確設置。

4)專項混凝土配合比設計。

圖3 桁架片結構尺寸(單位:cm)

表1 各點坐標計算

因桁架上下弦桿及拉桿尺寸均很小，且鋼筋布置較密，需設計專項混凝土配合比來保證桁架桿件混凝土的密實與澆筑質量。根據(jù)試驗，選取最大骨料粒徑滿足4.75～19 mm的連續(xù)級配的小石子，按4.75～9.5∶9.5～19=30%∶70%的比例摻配，并采用P.O52.5水泥、優(yōu)質中砂和聚羧酸HPC—S—5減水劑，滿足設計與施工要求C40混凝土配合比:

C∶S∶G∶W∶A=381∶642∶1 193∶179∶5.72=1∶1.69∶3.13∶0.47∶0.015

水灰比為0.47，砂率為35%。

5)桁架片混凝土澆筑。

采取平臥法就地預制桁架片要求混凝土一次性澆筑完成，同時要振搗密實，表面要收漿平整光滑。混凝土澆筑后采用覆蓋灑水養(yǎng)生連續(xù)14 d以上，桁架片的混凝土強度達到設計強度的100%時，方可進行拼接、吊運等作業(yè)。

2.2.2 拱型桁架組拼

1)組拼平臺澆筑。

為保證桁架片一一對應連接成整體，先在預制場地澆筑兩個組拼平臺，要求高出地面50 cm，兩個平臺的標高一致，高差與平整度均控制在2 mm以內，通過測量將組合桁架的尺寸用墨線畫出以便組拼控制位置。

2)桁架片組對豎立。

因桁架片既長且細，側向剛度較差。根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》第7.2條關于“短暫狀況構件的應力計算”的條文說明，為防止在轉換過程中發(fā)生折斷或扭曲，或出現(xiàn)裂縫，采用腳手架鋼管縱橫交錯，并用鐵絲將鋼管及桁架片絞緊等臨時加固措施，臨時增加桁架片整體剛度，確保桁架片起吊安全。用一臺吊車緩慢吊起平臥桁架片，其中吊車大鉤起吊位置在上弦桿節(jié)點，吊車小鉤起吊位置在下弦桿節(jié)點，通過控制大小鉤起吊速度及高度，將桁架片由平臥狀態(tài)緩慢地起吊至豎直狀態(tài)。

通過吊車分次將已預制好的兩片桁架起吊放置在組拼平臺上，同時根據(jù)桁架上下連桿的長度和位置控制兩片桁架的上口與縱向位置，采用地錨、手拉葫蘆，三角架等將豎立的兩片桁架臨時固定。

3)澆筑桁架上下連桿。

將上下連桿的連接鋼筋焊接成整體，綁扎連桿其它鋼筋，安裝連桿模板，澆筑拉桿混凝土，使兩片預制好的桁架片成為一跨的拱型桁架。

2.2.3 拱型桁架整體吊安

1)吊點及吊索選擇。

單跨拱型桁架全長20 m，總重約7 t，根據(jù)起重吊裝的有關規(guī)定，吊索(選用φ19.5 mm鋼絲繩，單根長度12 m)與預制件平面的夾角不應小于45°;同時考慮起吊后桁架結構縱向內力基本平衡，選取吊點位置從桁架端部往中部6 m處的上弦桿與斜拉桿交叉位置。并在吊點節(jié)點處設置起吊用扁擔梁，扁擔梁用2根14#槽鋼焊成盒形，以減少起吊時水平力對桁架連桿的不利影響。

2)整體吊安就位。

用吊車緩慢整體提升桁架組，纜繩牽拉，控制其搖擺;當置于墩頂位置時，以桁架下弦兩端的定位標記和墩頂?shù)妮S線標記為準，緩慢準確定位后臨時固定，再將上下預埋鋼板焊接一起。

2.2.4 主跨段槽身現(xiàn)澆施工

主跨段槽身施工時，直接利用桁架片下弦桿上相應位置的預埋鋼筋(按間隔60 cm設置)作為底模支架，鋪設底模，綁扎鋼筋，安裝側模，利用汽車吊、料斗澆筑，待混凝土強度滿足要求時將模板拆除、將預埋件割除。

2.2.5 連接段槽身施工

在預制場地內預制，并預埋4根吊環(huán)以便后續(xù)施工起吊，在其強度達到100%后則用吊車整體起吊安裝就位。

3 結語

本工程采用了平地預制，整體吊裝的新工藝、新方法，與常規(guī)施工方法相比，能充分保證施工質量、減少施工難度，減少高空作業(yè)工序，且大幅減少所需的大型機械臺班，且上部構造可在下部構造施工時同期進行，大大縮短整體的施工時間，具有良好的經濟效益和社會效益。實踐證明，在以后類似的結構施工過程中，也可以參考使用該新工藝、新方法。

［1］張應立.現(xiàn)代混凝土配合比設計手冊［M］.北京:人民交通出版社，2003.

［2］楊準理，武吉中，余軍.公路施工手冊/基本作業(yè)［M］.北京:人民交通出版社，1998.