某特大橋是連霍高速公路洛陽至三門峽段改擴建工程的一座連續剛構橋梁。現結合某特大橋淺談箱梁懸澆段掛籃施工質量監控。主橋全長322.32m,采用跨徑為(82.92+156+82.92)m,橋寬20.5m,墩梁固結。主梁采用單箱雙室變截面PC連續箱梁,箱梁橫橋向底板保持水平,頂板2%橫坡由腹板高度的變化形成。主梁采用三向預應力結構,縱向預應力采用15-17、15-19鋼絞線,橫向預應力采用15-3鋼絞線,分別布置在頂板和橫隔板內,豎向預應力采用直徑32mm高強精軋螺紋粗鋼筋,布置在腹板內。
1.施工總體方案
0、1號塊采用在主墩薄壁墩預埋的臨時托架上進行現澆施工。箱梁2~22、2’~22’號塊采用三角掛籃懸臂澆筑,各塊段砼全截面一次澆注;邊跨現澆段24、24’號塊采用鋼管支架法現澆施工,全截面砼一次澆注;中跨合攏段、邊跨合攏段23、23’號塊采用吊架現澆施工,全截面砼一次澆注。箱梁砼由拌合站集中攪拌,砼攪拌運輸車運輸至主墩薄壁墩處,然后用混凝土輸送泵送澆注。施工用的材料機具通過主墩薄壁墩施工后的塔吊上下吊運。
2.連續箱梁施工步驟
步驟一:橋梁基礎、墩身工程施工完畢。步驟二:安裝墩頂臨時托架,安裝模板和鋼筋,施工0/1號塊。步驟三:安裝施工掛籃,對稱懸灌施工2號塊步驟四:連續對稱懸灌施工箱梁至最后一個對稱節段。 步驟五:邊跨現澆段施工,拆除掛籃。步驟六:安裝吊架,邊跨合攏施工。步驟七:安裝吊架,中跨合攏施工,全面成橋。
3.箱梁懸澆段掛籃施工
0、1、1’號塊是在托架上進行澆筑,其他節段則采用掛籃對稱懸澆施工,梁段長從3m~4m。根據特大橋主橋主梁結構特點和工期的安排,擬配備4套掛籃同步進行懸臂澆筑施工,12號、13號主墩同步進行。施工工序為: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→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。掛籃是懸臂澆筑施工時梁段的承重結構,又是施工人員的作業平臺,加工質量尤為重要。除要符合鋼結構工程施工及驗收規范有關規定外,根據掛籃的施工特點,對其加工精度和加工工藝還要進行特殊處理。三角形桁架各桿件的型鋼,在選材上要嚴格把關,沒有出廠合格證者、有撓度變形者禁止使用,在焊接綴板時,要有工作平臺及夾具,均勻施焊,防止桿件變形撓曲;桁架節點板及各桿件的栓孔、必須制作樣板,栓孔的公差±2mm,孔距的公差±0.5mm,確保栓孔位置準確,減少安裝時的困難,減少使用時的非彈性變形;掛籃加工在工廠進行,為防止安裝上的麻煩,節點板及各桿件的栓孔加工前需要先做樣板,精密加工,保證栓孔位置精確無誤。外模由大塊鋼模板焊接而成,為確保板面的平整度,面板先在工作平臺上用夾具夾緊,然后再進行焊接,并對焊縫進行打毛磨光處理。對底模架前后橫梁上的吊耳等重要部位的焊接,需要逐一進行探傷或進行加載試驗。掛籃加工完成后,即進行預拼以驗證加工的精度,為了保證懸澆施工的安全,試拼后即對每套掛籃進行靜載試驗,對掛籃的焊接質量進行最后的驗證。同時針對掛籃施工時前端撓度主要是由于主桁件的變形引起的,試驗時要測出力與位移的關系曲線,作為施工時調整底模板的依據。掛籃拼裝,0、1、1’號塊施工完成后,在其頂面形成20.5m×10m的平臺上即可拼裝掛籃,掛籃安裝前,在混凝土強度達到設計強度的50%后,即可松動、拆除內外模,但托架及底模不能拆除,對其拆除只有在0、1、1’號塊張拉壓漿完成后才能進行。掛籃預壓,掛籃主要桿件采用焊接,掛籃剛度較大,為消除非彈性變形及測定掛籃在設計荷載下的彈性變形,為立模標高提供預拋高數值,必須進行預壓,同時檢驗掛籃整個受力系統的承載力是否合格,變形是否符合規范要求。
3.1節段鋼筋安裝
施工時,首先對圖紙中鋼筋尺寸仔細復核,無誤后方可按圖紙和技術交底下料,下料時應按規范規定預先考慮鋼筋加工延伸量,以避免鋼筋加工成型后尺寸與圖紙不符。鋼筋加工前應進行處理,表面應潔凈,無油漬、漆皮、鱗銹等,如有局部彎折,應調直后方可使用。鋼筋連接采用搭接焊技術。
3.2模板工程
掛籃模板由底模、外側模、內模、端模等幾部分組成。模板間用螺栓連接。使用前,首先檢查模板質量,主要為模板外形尺寸、面板有無偏斜、孔眼位置是否對正、板面局部有無不平、板側撓度是否超標等。脫模劑采用橋梁專用脫模劑,嚴禁用廢柴油機油調和物,刷脫模劑時可用拖把等物,但最后必須用潔凈抹布擦拭一遍,以避免模板表面存附過多油污。底模標高調整好以后再調整外側模和內模。模板安裝、調整要求結構尺寸準確,確保不漏漿。
3.3懸臂灌注梁段的混凝土施工
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。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,同一箱梁上兩套掛籃內的懸澆砼在任何時候須基本相等。對搗固人員要認真劃分施工區域,明確責任,以防漏振。振搗腹板時,當梁段高度大于4m時,要從腹板處模板預留“天窗”,其它人員從“天窗”觀察混凝土是否振實。“當梁段高度小于4m時,可不設“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。在灌注過程中設專人加固模板,以防漏漿和跑模。灌注底腹板混凝土前,對鋼筋頂面要用布或麻袋覆蓋,以防松散混凝土粘附其上。在頂板混凝土澆注完成后,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。等混凝土灌注結束后,要加強對梁段包括箱梁內側和外側的灑水養護。頂面混凝土在混凝土初凝前用手工抹平,頂板混凝土在初凝前進行橫向拉毛,端頭板可在混凝土強度達到10Mpa以后予以拆除,并仔細鑿毛處理,將表面水泥漿全部鑿除,表面裸露石子,形成凹凸麻面。混凝土灌注時應設專職指揮員,負責混凝土分配、坍落度調整、混振搗和模板檢查等事宜,以確保混凝土灌注按計劃有序進行。
3.4箱梁懸澆施工需注意的問題
(1)箱梁懸澆施工進行中,應保證兩懸臂端的掛籃施工速度的平衡,一側超重不得本梁段自重的20%。
(2)施工中應隨時觀測撓度及應力情況,發現異常應及時調整、分析后再繼續施工。
(3)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,混凝土施工時劃分施工責任區,防止出現振搗不合格。
3.5預應力張拉、壓漿
3.5.1張拉施工時需注意
①豎向預應力筋全部為通長束,不能接長。②張拉時調整千斤頂位置,使千斤頂中心與粗鋼筋中心在同一直線上。③張拉后要用加力桿旋緊螺帽,確保錨固力足夠。④每束及每輪張拉完成后作出標記防止漏張拉及壓漿。⑤張拉時每段梁的橫向應保持對稱。⑥每節段懸臂尾部的一組豎向預應力粗鋼筋留待與下一節段同時張拉,以使預應力在混凝土接縫的兩端均能發揮作用。⑦在擰緊螺帽時要停止開動油泵。
3.5.2懸灌梁預應力筋管道壓漿
由于壓漿質量對整個預應力體系的建立至關重要,針對以往傳統壓漿工藝出現的壓漿不飽滿、預應力筋容易銹蝕導致橋梁使用的耐久性出現問題,對許溝特大橋的縱向應力孔道壓漿采取真空輔助壓漿方案;豎向預應力孔道壓漿采取普通壓漿方案。
3.5.3壓漿注意事項
在波紋管每個波峰的最高點設一排氣管兼壓漿管。壓漿泵輸漿管應選用抗壓能力2Mpa以上的抗高壓橡膠管,輸漿管連接件之間的連接要牢固可靠。水泥漿進入灌漿泵之前應通過篩網過濾。攪拌后的水泥漿要做流動度試驗,并根據試驗結果作必要的調整,以保證壓漿的順利。封端:①孔道壓漿后立即將梁端水泥漿沖洗干凈,并將端面混凝土鑿毛;②綁扎端部鋼筋網,并將鋼筋網焊在端面預留鋼筋上。 [科]